La norme NF EN 12831-1 définit la charge thermique de conception : la puissance qu'il faut fournir à chaque pièce pour la maintenir à sa température intérieure quand il fait, dehors, la température extérieure de base. C'est la base du dimensionnement de la pompe à chaleur, de la chaudière et des émetteurs.

Le principe : une pièce, deux pertes

Pour chaque pièce chauffée, les déperditions sont la somme de deux termes :

ΦHL,i = ΦT,i + ΦV,i (+ ΦRH,i si une relance est prévue)

ΦT,i correspond aux pertes par transmission à travers les parois, ΦV,i aux pertes par renouvellement d'air et infiltrations. La puissance de relance ΦRH,i ne s'ajoute que si le chauffage est coupé ou réduit la nuit et doit remonter rapidement en température.

Les déperditions par transmission

ΦT,i = HT,i × (θint,i − θe)

Le coefficient HT,i (en W/K) additionne, pour chaque paroi de la pièce, sa surface multipliée par son coefficient U :

  • vers l'extérieur : A × U, majoré des ponts thermiques (forfait ΔU ou ψ × longueur) ;
  • vers un local non chauffé (garage, combles, cellier) : A × U × b, où b réduit l'écart de température selon le local ;
  • vers le sol : méthode de la NF EN ISO 13370, qui tient compte du périmètre exposé et de l'isolation du plancher ;
  • vers une pièce chauffée à une autre température : échange compté pour la pièce, mais pas pour le bâtiment entier.

Le coefficient U de chaque paroi se calcule couche par couche selon la NF EN ISO 6946 : U = 1 / (Rsi + Σ e/λ + Rse).

Les déperditions par renouvellement d'air

ΦV,i = HV,i × (θint,i − θe) avec HV,i ≈ 0,34 × qv (qv en m³/h)

Le débit qv retenu pour une pièce est le plus grand entre le débit d'hygiène (ventilation mécanique) et les infiltrations, qui dépendent de la perméabilité à l'air du logement (n50). En double flux, l'air neuf arrive préchauffé par l'échangeur et la perte diminue d'autant.

Le total du bâtiment n'est pas la somme des pièces

Pour choisir le générateur, on calcule la charge du bâtiment entier : les échanges entre pièces chauffées s'annulent, et les infiltrations ne soufflent pas sur toutes les façades à la fois (la norme n'en retient qu'une partie). Le total bâtiment est donc inférieur à la somme des pièces. La somme des pièces sert aux émetteurs ; le total bâtiment sert à la PAC ou à la chaudière.

Exemple chiffré

Pavillon de 1980 à Sedan (08), 90 m² chauffés, température de base −10 °C, VMC simple flux :

PièceθintSurfaceTransmissionVentilationTotalW/m²
Séjour / cuisine20 °C36,0 m²1 527 W861 W2 388 W66
Chambre 119 °C12,5 m²627 W246 W873 W70
Chambre 219 °C11,0 m²359 W216 W575 W52
Chambre 319 °C10,0 m²345 W197 W542 W54
Salle de bains22 °C6,0 m²281 W65 W345 W58
WC19 °C1,8 m²68 W0 W68 W38
Entrée / dégagement18 °C12,7 m²447 W85 W532 W42
Somme des pièces3 653 W1 669 W5 323 W
Bâtiment90,0 m²3 605 W1 277 W4 882 W54

Les émetteurs sont dimensionnés sur les valeurs de chaque pièce ; la pompe à chaleur sur les 4 882 W du bâtiment.

Les pièges courants

  • Utiliser un ratio en W/m² « au doigt mouillé » : il ignore l'isolation réelle, les vitrages et l'exposition.
  • Oublier les locaux non chauffés : un plancher sur garage non isolé pèse lourd.
  • Prendre la température de base de la préfecture au lieu de celle de l'altitude du chantier : voir la table des températures de base.
  • Additionner les pièces pour choisir le générateur : c'est surdimensionner.

Dans Thermensio PAC, chaque paroi est saisie avec sa composition ; le logiciel calcule U, transmission, ventilation et total bâtiment, et écrit chaque hypothèse sur la note.