Tout savoir sur le chauffage électrique

Lorsque l’on pense “chauffage électrique”, on se réfère le plus souvent aux radiateurs électriques fixes et aux radiateurs d’appoint, mais par définition, un chauffage électrique est un système de chauffage qui convertit tout ou partie de l’électricité en chaleur. Dès lors, l’on peut considérer ces 6 principaux systèmes de chauffages électriques : 

1. Les chauffages électriques d’appoint 

2. Les radiateurs électriques 

3. La chaudière électrique

4. Le radiateur dynamique

5. Le plancher chauffant électrique

6. Les pompes à chaleur air-air et air-eau

Les pompes à chaleur eau-eau ne sont pas abordées car d'installation plus complexe et onéreuse.

Il existe principalement 7 radiateurs électriques d’appoint : 

1. Le convecteur d'appoint

2. Le radiateur rayonnant d'appoint

3. Le radiateur bain d’huile

4. Le radiateur soufflant

5. Le radiateur céramique 

6. La radiateur infrarouge ou radiateur halogène

7. La cheminée électrique 

Le convecteur d’appoint

Le convecteur électrique sur pied est un radiateur d’appoint pas cher à l’achat, léger et moyennement encombrant, qui réchauffe vite une pièce mais pas de manière homogène, et qui assèche l’air par sa technologie de chauffe. En effet, le convecteur chauffe par convection thermique, soit en réchauffant l’air par la circulation des gaz. La simplicité de sa technologie de chauffe, son esthétisme et sa forte consommation ont valu au convecteur l’appellation de “grille-pain”.

Le panneau rayonnant d’appoint

Choisir un panneau rayonnant sur pied c'est choisir un radiateur d’appoint pas cher, léger et moyennement  encombrant, qui diffuse une chaleur par rayonnement assez homogène, et qui monte rapidement en température. Le radiateur rayonnant possède généralement une plaque d’aluminium chauffée par une résistance, ce qui lui confère une technologie de chauffe dite de rayonnement infrarouge long. Aussi connu sous le nom de panneau radiant, à l’instar de tous les chauffages par rayonnement, la sensation de chaleur peut être désagréable.

Le radiateur bain d’huile

Choisir un radiateur bain d’huile c'est choisir un radiateur à inertie d’appoint bon marché, lourd et encombrant, qui diffuse une chaleur homogène dans la pièce, mais de manière plus lente comparativement aux autres technologies. Économique grâce à son inertie, le radiateur bain d’huile possède une résistance qui chauffe un fluide caloporteur comme l’huile ou le glycol, circulant dans des éléments en forme en accordéon.

Le radiateur soufflant 

Choisir un radiateur soufflant c'est choisir un radiateur d’appoint pas cher, léger et très peu encombrant, qui diffuse une chaleur par rayonnement ciblée car propulsée par un ventilateur logé derrière une résistance électrique. La montée en température est extrêmement rapide, mais le radiateur soufflant est énergivore et il n’est réellement efficace que pour des pièces de petit volume. 

Le radiateur céramique 

Le radiateur d’appoint en céramique est plus cher que le radiateur soufflant, plus lourd, mais tout aussi peu encombrant, et il diffuse une chaleur par rayonnement. Surtout efficace dans les pièces de petit volume, le radiateur céramique est composé d’une plaque céramique chauffée par une résistance, et il peut être agrémenté d’une soufflerie pour une montée plus rapide en température. Fort consommateur d’électricité comme presque tous les radiateurs électriques d’appoint excepté le radiateur bain d’huile.

Le radiateur infrarouge ou radiateur halogène

Choisir un radiateur infrarouge ou radiateur halogène c'est choisir un radiateur d'appoint bon marché, léger, peu encombrant et diffusant une chaleur par rayonnement. Efficace dans les pièces de petits volumes comme les radiateurs soufflants et à céramique, le radiateur d’appoint infrarouge ou halogène monte rapidement en température, mais reste énergivore, et leur portée de chaleur est variable et fonction de leur puissance. Il est mural ou à poser. Existe en format réglette et commercialisé sous le nom de réglette infrarouge ou réglette halogène.

La cheminée électrique 

Choisir une cheminée électrique c'est choisir un radiateur électrique d’appoint un peu plus cher à l’achat, où l’accent est davantage mis sur l'esthétique que sur les performances thermiques, grâce à des leds qui imitent les flammes et les braises derrière une vitre façon insert. A poser ou murale, la cheminée électrique inclut une soufflerie ce qui lui permet une montée en température rapide. La fonction chauffage peut être dissociée pour une utilisation purement décorative.

Le convecteur 

Le convecteur est un radiateur électrique qui permet une montée rapide en température, cependant, la diffusion de chaleur n’est pas homogène ce qui impacte le confort thermique. En effet, la convection est une diffusion de chaleur inégale, qui génère des différences de température, des sensations de froid. De plus, la circulation d’air générée par la convection déplace les poussières, ce qui peut nuire aux personnes allergiques. L’air ambiant est par ailleurs asséché, il est alors nécessaire de l’humidifier, et une odeur de poussière brûlée peut se produire. Un système de soufflerie peut lui être couplé pour augmenter ses performances de diffusion de chaleur, mais il reste énergivore. 

Le panneau rayonnant ou radiant 

Le panneau rayonnant est un radiateur électrique qui permet une montée rapide en température, il diffuse la chaleur par rayonnement, et chauffe donc les personnes et les objets de son environnement immédiat, ce qui peut être désagréable et générer des traces de jaunissement. La diffusion de chaleur par rayonnement offre un meilleur confort thermique car davantage homogène que la convection. La chaleur du radiant est produite par une résistance électrique qui chauffe une plaque en aluminium, la technologie de chauffe est alors dite rayons infrarouges longs, et si la chaleur est produite par une lampe halogène,  la technologie de chauffe est alors dite rayons infrarouges courts.

Le radiateur à inertie 

Choisir un radiateur à inertie c'est choisir un radiateur électrique qui offre une montée en température plus lente, mais une chaleur plus homogène, et un mode de fonctionnement beaucoup plus économique que les convecteurs et rayonnants. La chaleur d’un radiateur à inertie est produite par une résistance thermique qui chauffe un corps de chauffe, liquide ou sec, qui diffuse et restitue la chaleur même lorsque la résistance cesse de chauffer. 

Radiateur à inertie liquide et à inertie sèche

Parmi les radiateurs à inertie, on distingue donc : 

• Les radiateurs à inertie liquide : le corps de chauffe est alors un fluide caloporteur, soit de l’huile minéral ou du glycol. La montée en température est plus rapide que de l’inertie sèche, mais la restitution de chaleur est moindre. 

• Les radiateurs à inertie sèche : le corps de chauffe est alors un matériau solide comme l’aluminium, la stéatite, la pierre de lave ou la fonte. Les propriétés de chaque matériau confèrent des performances différentes, l’aluminium offrant la meilleure montée en température, la fonte la meilleure restitution de chaleur. La montée en température reste moins rapide que sur l’inertie liquide, mais la restitution de chaleur est meilleure en inertie sèche. 

Le radiateur à chaleur douce

Le radiateur à chaleur douce se compose d'une façade rayonnante chauffée par une première résistance, et un cœur à inertie chauffée par une deuxième résistance. La façade rayonnante offre donc une montée rapide en température, mais qui ne dépasse pas 70°C, et le cœur de chauffe une inertie durable et un meilleur confort thermique.

Les radiateurs à double corps de chauffe cumulent deux technologies de chauffe pour une meilleure montée en température, soit un système de soufflerie cumulé à une inertie sèche ou liquide. 

Le radiateur sèche-serviettes

Choisir un radiateur sèche-serviettes c'est choisir un radiateur à inertie sèche ou liquide, qui grâce à sa configuration, permet de chauffer la salle de bains et les serviettes que l’on suspend dessus. Parce que le radiateur sèche-serviettes électrique offre une montée en température lente, il peut être couplé à un un système de soufflerie afin d’augmenter ses performances. Économique car à inertie, le radiateur sèche-serviettes peut aussi être mixte, auquel cas il est relié au système de chauffage central, ce qui permet de soulager la consommation électrique lorsque la chaudière est en service. 

Le pilotage depuis les thermostats

Tous les radiateurs électriques sont équipés d’un thermostat chargé de déclencher l’arrêt ou la mise en route du radiateur à partir d’une température de consigne prédéfinie. Selon la gamme du radiateur électrique, les thermostats sont proposés sous deux technologies différentes : 

• Thermostat mécanique : le réglage de la température de consigne est précis à plus ou moins 2°C.

• Thermostat électronique : le réglage de la température de consigne est précis à plus ou moins 0,5°C.

• Thermostat numérique : le réglage de la température de consigne est précis à plus ou moins 0,1°C.

Le pilotage par commande d’ambiance

La commande d’ambiance ajuste le paramétrage de l’ensemble de votre installation selon la température de consigne prédéfinie par pièce, et potentiellement de la température extérieure. Installée dans un lieu stratégique de l’habitation, la commande d’ambiance permet la gestion des plages horaires de chauffe. La commande d’ambiance est le gestionnaire de l’installation :

• si la commande d’ambiance est reliée aux radiateurs avec des fils électriques, on parle d’installation avec fil pilote ; 

• si la commande d’ambiance pilote l’installation sans fil, on parle alors d’installation par courant porteur en ligne (CPL). 

Le système de pilotage par fil pilote

La programmation ou la gestion des radiateurs électriques par fil pilote est un système de pilotage filaire compatible avec tous les radiateurs électriques disposant d’un fil pilote. Une commande d’ambiance permet de piloter les radiateurs reliés selon une plage horaire et une température de consigne définies.

Le système de pilotage par courant porteur en ligne (CPL)

La programmation par courant porteur en ligne est un système de pilotage simple et sans fil composé de récepteurs intégrant les radiateurs et d’un émetteur donneur d’ordre. Les récepteurs sont des cassettes intégrées aux radiateurs, et l’émetteur la centrale de programmation CPL qui permet d’ajuster les paramètres des radiateurs.    

Le pilotage par smartphone 

Couplée à une fonctionnalité optionnelle des radiateurs, une application installée sur votre smartphone vous permet de piloter le confort thermique de votre habitation à distance en définissant les heures de chauffe, la température, etc.  Les radiateurs, comme dans une installation CPL, intègrent un récepteur.

Qu’est-ce que le pilotage intelligent (PI)

Le Pilotage Intelligent (PI) permet aux appareils et équipements domestiques connectés de s'adapter automatiquement à notre rythme de vie. Pour une installation de chauffage, cela signifie que les radiateurs sont équipés de capteurs de présence, de détection d’ouverture de fenêtres, et que la centrale de programmation va mémoriser ces éléments et les conjuguer aux paramètres prédéfinis en amont comme les plages horaires de chauffe et les températures de consigne.  

Les options améliorant les performances et le confort et réduisant la facture de chauffage

• La détection de fenêtre ouverte : option permettant de couper automatiquement le radiateur en cas de détection de fenêtre ouverte.

• L'indication de consommation : affichée sur un bandeau digital, l’indication permet de suivre la consommation énergétique.

• Le détecteur d'occupation : un capteur de présence détecte automatiquement une personne dans la pièce et donne l’ordre au thermostat d’augmenter la température jusqu’à obtenir celle prédéfinie. 

• La télécommande : permet de piloter à distance la programmation du radiateur lorsque l’on est dans la même pièce.

• Le pilotage par smartphone : une application permet le pilotage de toute l’installation depuis son smartphone et à distance.

Les options sécuritaires des radiateurs électriques

• La sécurité enfant : option sécuritaire qui permet de verrouiller les boutons du bandeau de commande. 

• La sécurité anti basculement : concerne les radiateurs à bain d'huile, à rayonnement et à infrarouges, cette option permet de couper l’alimentation du radiateur en cas de basculement.

• La protection contre la surchauffe : permet de protéger le radiateur d’une surchauffe en cas de défaillance du thermostat.

• La position hors gel : les radiateurs disposent d’une température de consigne minimale préréglée en usine qui lorsqu’elle est atteinte provoque l’allumage en toute autonomie du radiateur. Surtout utile pour les résidences secondaires.

Le label Promotelec récompense les radiateurs offrant de bonnes performances énergétiques.

La puissance d’un radiateur se calcule à partir de la surface de la pièce d’installation sous condition que sa hauteur soit standard (2.50 m), sinon à partir du volume, et en considérant la qualité de l’isolation et le lieu de l’habitat. 

Plusieurs méthodes ont été établies pour calculer la puissance d’un radiateur dont voici la plus simple, qui repose principalement sur le rapport entre la surface ou le volume de la pièce et un coefficient de puissance prédéterminé : 

• 100 W/m² ou 0.4 kW/m3 pour les habitations isolées et les habitations normées RT-2005 ;

• 70 W/m² ou 0.28 kW/m3 pour les habitations très bien isolées ;

• 60W/m² ou 0.24 kW/m3 pour les Bâtiments Basse Consommation (BBC) normés RT 2012.

A partir de ce premier résultat obtenu, et afin de dimensionner au mieux votre radiateur, vous pouvez considérer les facteurs d’exposition et la configuration du logement et :

• ajouter de 5 à 10 % pour les pièces à grandes surfaces vitrées et/ou situées au nord.

• majorer de 10 % la puissance par tranche de 500 m d'altitude.

Il est conseillé d’installer deux radiateurs plutôt qu’un dès lors que la pièce fait plus de 25 m² pour bénéficier d’une meilleure diffusion de la chaleur.

Méthode de calcul par le coefficient G

La méthode par le coeff G calcule la déperdition thermique (DT) du logement équivalent à la puissance de chauffe à fournir. Cette méthode utilise le coefficient global de déperdition volumique du logement (G) comme multiplicateur avec le volume à chauffer (V), et l’écart de température (Delta T) entre la température souhaitée et la température de base :

Déperdition thermique = Coef. G x Volume à chauffer x Delta T.

Valeurs du coefficient de déperdition globale G

• 0,65 W/°C m3 isolation norme RT 2005

• 0,75 W/°C m3 isolation norme RT 2000

• 0,9  W/°C m3 constructions après 1980

• 1,2  W/°C m3 constructions moyennement isolées

• 1,8  W/°C m3 constructions non isolées

Carte des températures de base

Ajouter un coefficient de surpuissance à la déperdition thermique pour réduire les risques de déconfort thermique (comptez 20 % environ pour toutes les habitations non normées BBC).

Qu’est-ce qu’un radiateur dynamique ?

Un radiateur dynamique est un radiateur raccordé au réseau d’eau et à une pompe à chaleur. Aussi appelé ventilo-convecteur, ventilo-radiateur ou radiateur convectif, le radiateur dynamique est réversible et peut être utilisé pour chauffer ou rafraîchir selon la saison. 

Une pompe à chaleur produit de la chaleur sur les principes de la thermodynamique à partir des calories présentes dans un fluide à l’état liquide ou gazeux.

Comment un ventilo-collecteur diffuse la chaleur ?

Utilisé comme chauffage électrique, le radiateur dynamique supporte une température d’eau à 65°C ; il diffuse donc une chaleur douce par inertie, mais aussi par ventilo-convection, ce qui lui permet une meilleure montée en température et une installation dans toutes les pièces du logement car de faible niveau sonore (env. 20 dB).

Un ventilo-convecteur consomme très peu d’électricité, entre 3 et 17 watts en moyenne. Le choix de sa puissance est à coupler avec les besoins de la pièce à chauffer, mais aussi de la capacité de la pompe à chaleur.

Excepté que son fonctionnement est sans combustible contrairement aux chaudières à bois ou à gaz par exemple, une chaudière électrique chauffe de l’eau qui est ensuite diffusée dans des radiateurs ou un plancher chauffant à eau. Assurant en option la production d’eau chaude sanitaire (ECS) tel un chauffe-eau électrique à accumulation, deux technologies de chauffe se distinguent : 

• la chaudière électrique à résistance thermique : l’eau est chauffée par des résistances immergées dans l’eau ; 

• la chaudière électrique ionique : l’eau est chauffée par la projection d’ions à grande vitesse, ce qui offre un meilleur rendement à la chaudière, un plus faible encombrement, mais un prix d’achat nettement plus cher.

Quelle que soit sa technologie, choisir une chaudière électrique c'est choisir un chauffage confortable mais énergivore, et représente une dépense importante tant par son installation que par sa consommation annuelle.

Le plancher rayonnant électrique (PRE) est constitué de câbles chauffants sous forme de trames de largeur et longueur diverses. A l’instar de tout chauffage, la puissance du plancher rayonnant électrique est définie selon la déperdition thermique de la pièce, et la régulation thermique est pilotée pièce par pièce et selon des plages de fonctionnement personnalisées. 

Les conditions d’installation d’un PRE 

L’installation et le raccordement d’un plancher électrique se réalisent conformément à la norme NF C 15-100, et le PRE se pose obligatoirement sur un isolant et l’enrobage des câbles ou tubes se réalise avec un mortier ou béton compatible avec un revêtement de sol collé ou scellé.

La puissance d’un plancher chauffant par m²

Le pas des PRE est l’écart entre les spires formées par les câbles ou les tubes, et plus il est réduit, plus la puissance surfacique augmente, et plus la chaleur diffusée est homogène. La puissance surfacique ne peut excéder 85 W/m², mais peut être majorée de 25% si le PRE est régulé par un thermostat d’ambiance NF catégorie B ou NF EN 60730. 

Une puissance surfacique 85 W/m² est suffisante pour un logement bénéficiant d’une hauteur sous plafond standard fixée à 2.50 m et d’une isolation RT2020.

Quel revêtement pour un plancher chauffant électrique 

Le revêtement de sol appliqué sur les câbles ou les tubes doit offrir une résistance thermique R < 0,15 m2.K/W) afin d’être le plus conducteur possible. Dalles, marbre, carreaux en céramique, mosaïques en pierre calcaire… sont les revêtements de sol les plus indiqués. Sols stratifiés et parquets multicouches sont compatibles à condition d’avoir une épaisseur inférieure à 15 mm.

Fonctionnement d’une pompe à chaleur

Un pompe à chaleur transforme les calories présentes dans l’air extérieur en chaleur grâce à la transformation d’état des fluides. En résumé, un ventilateur aspire de l’air extérieur, et le conduit vers un évaporateur où l’on trouve un fluide frigorigène. La température d’un liquide frigorigène étant extrêmement basse, l’air, qui est chargé en calories, génère son évaporation et son réchauffement dès lors qu’il entre en contact. Le nouveau gaz obtenu par le mélange des deux fluides est ensuite conduit vers un compresseur, où sa température est élevée par compression. A la sortie du compresseur, le gaz compressé est donc plus chaud, il est alors condensé dans un condenseur pour retrouver sa forme liquide et pour libérer ses calories à l’installation de chauffage. Lorsque le fluide frigorigène se refroidit après avoir restitué ses calories, il est de nouveau liquéfié, et pour retrouver sa température initiale, il passe par un détendeur qui abaisse sa pression. Redevenu le fluide frigorigène qu’il était à l’initial, il est reconduit à l’évaporateur pour un commencer un nouveau cycle. 

Une pompe à chaleur air-air peut être réversible, auquel cas elle assure le rôle de climatisation.

Les diffuseurs de chaleur des pompes à chaleur

Pompe à chaleur air-air

Dans le cadre d’une pompe à chaleur air-air, les calories récupérées à la sortie du condenseur sont conduites à : 

• des ventilo-convecteurs muraux ;

•  des unités à cassette ;

• un diffuseur centralisé. 

Pompe à chaleur air-eau

Dans le cadre d’une pompe à chaleur air-eau, les calories récupérées à la sortie du condenseur rejoignent un module hydraulique avant d’être conduites à :

• un plancher chauffant ;

• des radiateurs à haute ou basse température ; 

• des unités à cassette ;

• des ventilo-convecteurs à eau.

Les diffuseurs sont à coupler selon le volume à chauffer.

Calculer la puissance d’une pompe à chaleur

Pour calculer la puissance d’une  pompe à chaleur, plusieurs éléments sont nécessaires :

• le volume à chauffer (m3) ;

• la différence entre la température souhaitée et la température de référence ;

• le coefficient de construction (C) : 1.6 = habitation très mal isolée ; 1.3 = habitation mal isolée ; 1.1 = habitation bien isolée ; 0.9 = habitation isolée RT 2000 ; 0.75 = habitation isolée RT 2005 ; 0.6 = habitation isolée RT 2012.

Température de référence sur la France 

• Grand ouest : - 9°C - Aquitaine, Poitou Charente et Bretagne.

• Centre et quart nord-est :- 6°C - Centre, Normandie, Ile de France, Nord, Picardie, Alsace, Lorraine, Champagne Ardenne, Bourgogne et Franche-Comté, Auvergne, Rhône-Alpes.

• Sud-est : - 3°C - PACA, Languedoc Roussillon et Corse.

Formule de calcul de puissance d’une pompe à chaleur 

Puissance = Volume x Coefficient de construction x différence de température

Exemple de calcul

• Maison RT 2012 de 250 m3 en Charente Maritime 

• Température souhaitée de 21°C 

• Calcul : 250 x 0.6 x ((21- (-9)) = 4.5 kW

La puissance conseillée de la pompe à chaleur est de 4.5 kW.

Pour connaitre les différentes solutions de chauffage et mieux faire son choix énergétique, consultez nos guides dédiés sur la thématique chauffage.

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