Présentation
INTRODUCTION
Avant de choisir le mode de chauffage pour son habitation, de comparer les solutions existantes, offrons-nous une petite digression en débutant par une approche un peu plus large et dans un premier temps moins technique. Le chauffage est avant tout une nécessité physiologique, car notre corps doit se maintenir à une température constante. Cet état est possible grâce à la production d’une chaleur interne et à des processus d’échanges avec le milieu ambiant. Au final, nous en percevons une sensation ou non de confort, une notion dont la part de subjectivité est évidente.
Pour dresser le bilan thermique d’un organisme, il faut prendre en compte les échanges physiques par conduction avec les matériaux, par rayonnement avec l’air, et par convection avec les surfaces. Ensuite, les phénomènes de respiration, perspiration et transpiration, et bien sûr le métabolisme, sont des flux produits par le corps en interne, conduisant à des pertes d’énergie. Tous les éléments des équations thermiques, ceux liés à la personne et ceux liés à l’environnement, se quantifient, voire se mesurent, et permettent ainsi d’appréhender plus concrètement la notion de chauffage dans l’habitat.
Les échanges thermiques dans une construction dépendent des températures extérieures, qui sont fonction de la période de l’année, de la zone climatique, mais également de l’exposition des façades. Divisé, central, mixte, urbain, utilisant eau chaude sous basse pression, électricité ou fluide caloporteur, chaque type de chauffage possède avantages et inconvénients, ce qui les rend parfois difficiles à départager.
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- Version courante de juin 2023 par André BERGNER
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Échanges thermiques| Plan de la page |
I - Aspect physiologique
La nécessité principale du chauffage est de nature physiologique. De manière très générale, la vie ne peut prendre naissance et s’entretenir que dans un intervalle de températures assez étroit et variable selon les espèces, en moyenne quelques dizaines de degrés Celsius.
Plus particulièrement, l’homme, comme tous les mammifères, est un être homéotherme, c’est-à-dire que son organisme se maintient à une température constante, qu’il entretient, dans une ambiance à température variable, par une production de chaleur interne et par des échanges avec le milieu.
A - Les températures des organes centraux et de la peau
Seuls les organes centraux ont une température relativement constante. Elle s’élève de 36 °C à la fin de la nuit, jusqu’à 37,5 °C environ à la fin de la journée, pour redescendre ensuite pendant le sommeil.1 - Principes
La peau se trouve le plus souvent à une température sensiblement plus basse, variable suivant la température extérieure, entre 28 et 34 °C. Il s’établit ainsi, des organes centraux vers la périphérie, sur une épaisseur d’environ 3 cm, un gradient de température par lequel s’effectuent les échanges régulateurs.2 - Processus d’échanges physiologiques
Sans entrer d’ores et déjà dans l’étude des mécanismes physiques des échanges thermiques, qui seront analysés ultérieurement, il est intéressant pour les techniciens du chauffage d’examiner rapidement les processus d’échanges mis en œuvre par le corps humain pour assurer cette régulation. Cette connaissance sera fort utile pour la compréhension de notre art.3 - Chaleur par oxydation des composants alimentaires
La majeure partie de l’énergie utilisée par le corps humain provient de l’oxydation, par l’oxygène respiré, des composants alimentaires. Ces derniers, quelle que soit la catégorie parmi lesquelles on les classe habituellement – glucides, lipides et protéines – sont extrêmement riches en atomes d’hydrogène et de carbone, dont l’oxydation en vapeur...
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