Dimensionner une PAC air/eau sur plancher chauffant, ce n'est pas choisir une puissance, c'est vérifier qu'une puissance est atteignable sous deux plafonds. L'article 35 de l'arrêté du 23 juin 1978 interdit de dépasser 28 °C au contact du sol fini, et le NF DTU 65.14 limite l'eau de départ à 50 °C, valeur reprise par la fiche pathologie E.04 de l'AQC. La NF EN 1264-3 construit son dimensionnement sur des courbes limites rapportées à une ambiance de référence de 20 °C. Tout le calcul consiste à loger les déperditions sous ces bornes. La partie chantier, épreuve de pression, première mise en chauffe et mise en service, est traitée dans notre article consacré au déroulé d'installation.
Ce que le plancher impose au dimensionnement de la machine
Un plafond de température de surface est un plafond de puissance
C'est l'inversion mentale que le couple PAC plus plancher demande. Sur des radiateurs, un besoin élevé se traite en montant la température d'eau. Sur un plancher, la température de surface est bornée, donc l'écart moteur avec l'ambiance est borné, donc la puissance par mètre carré actif l'est aussi. La variable qui reste ouverte est la surface, pas la température. Si les déperditions d'une pièce ne rentrent pas, la réponse est de l'isolation, un émetteur d'appoint ou de la surface active regagnée, jamais un départ relevé.
La surface active n'est pas la surface de la pièce
On retire du calcul les zones sous meubles fixes, l'îlot de cuisine, le bac de douche, la baignoire et les placards. Un besoin de 1 000 W sur 20 m² actifs, ce sont 50 W/m² à couvrir, alors que le même besoin rapporté à 25 m² de pièce donnerait 40 W/m² et une note de calcul qui passe alors que le chantier ne passera pas. C'est la première chose à vérifier quand on reprend une étude fournie par un tiers.
Les bornes du calcul, en un tableau
| Grandeur | Valeur | Source |
|---|---|---|
| Température au contact du sol fini | 28 °C en tout point, conditions de base | Arrêté du 23 juin 1978, article 35 |
| Température d'eau de départ | 50 °C maximum | NF DTU 65.14, reprise par la fiche AQC E.04 |
| Température de surface au dimensionnement, zone d'occupation | 29 °C pour 20 °C d'ambiance | Courbes limites NF EN 1264-2 |
| Température de surface au dimensionnement, salle d'eau | 33 °C pour 24 °C d'ambiance | Courbes limites NF EN 1264-2 |
En France l'arrêté est plus restrictif que la norme, c'est donc lui qui pilote. La méthode détaillée de calcul de l'émetteur, entraxe et longueurs de boucles comprises, est développée dans le dimensionnement d'un plancher chauffant basse température.
La chaîne de calcul, dans l'ordre
Des déperditions vers le débit
| Étape | Ce qu'on détermine | Ce qui l'encadre |
|---|---|---|
| 1. Déperditions pièce par pièce | Le besoin en watts, pour chaque local | Enveloppe réelle, ventilation, ponts thermiques |
| 2. Surface active par pièce | Les watts par mètre carré à délivrer | Calepinage, zones interdites sous meubles fixes |
| 3. Température de surface atteinte | La faisabilité du besoin | 28 °C au sol fini, courbes limites NF EN 1264 |
| 4. Régime d'eau et écart départ-retour | La température de départ retenue | 50 °C maximum, NF DTU 65.14 |
| 5. Débit par boucle et perte de charge | Le circulateur et l'équilibrage | Notice du système, abaques du procédé |
| 6. Puissance minimale modulée de la machine | Le comportement de mi-saison | Notice constructeur |
Chaque étape se lit dans l'ordre et chacune peut invalider la précédente. Sauter l'étape 3 est la cause la plus fréquente des installations qui n'atteignent jamais la consigne dans une ou deux pièces, sans que la machine soit en cause. Pour la méthode de calcul des déperditions elle-même, voyez la méthode des déperditions.
Le point que la note de calcul doit rendre visible
La note doit faire apparaître, par pièce, le besoin, la surface active retenue, la puissance surfacique qui en résulte et la température de surface associée. C'est le niveau de détail d'une note de dimensionnement au format NF EN 12831-1, construite depuis les relevés de la visite. Une note qui s'arrête à un total en kilowatts ne prouve rien et ne vous protège de rien. C'est aussi ce niveau de détail qui vous permet de refuser un poste que le client veut retirer, comme l'isolation d'un plancher bas sur cave, en montrant ce qu'il coûte en température de départ.
Le revêtement entre dans le calcul, pas dans les finitions
Le revêtement est une résistance thermique en série avec l'émetteur, et il se choisit au dimensionnement. Sur un plancher réversible, le CSTB plafonne cette résistance à 0,09 m².K/W pour le revêtement et à 0,13 m².K/W pour l'ensemble situé au-dessus du tube. Pour un plancher chauffant seul, aucun organisme ne publie de plafond, la référence est la notice du système et le document du revêtement. Actez le revêtement au devis, sinon un changement de dernière minute déplace votre température de départ.
Choisir la machine sur les bons critères
La puissance minimale modulée avant la puissance nominale
Une PAC surdimensionnée sur un plancher chauffant est pénalisée deux fois, par l'inertie de la dalle qui allonge les temps de réponse et par un plancher de modulation trop haut qui la force à cycler en mi-saison. La donnée à comparer au besoin n'est pas la puissance nominale au point de dimensionnement, c'est la puissance minimale modulée à des températures extérieures moyennes. Le reste, les performances réelles mesurées par le SCOP, découle de ce choix.
Le volume d'eau et le ballon tampon se calculent
Le tampon répond à un problème précis, un volume d'eau insuffisant au regard de la puissance minimale modulée, ou un zonage qui ferme régulièrement une part importante des boucles. Les volumes en litres par kilowatt qui circulent ne sont rattachés à aucune source vérifiable. Le volume minimal et le débit nominal exigés figurent dans la notice de la machine, ils s'y vérifient et se recopient au devis. Les cas où il est réellement utile sont détaillés dans notre article sur le ballon tampon.
La loi d'eau se paramètre au dimensionnement, pas à la mise en service
La pente de la loi d'eau découle du couple température de départ au point de base et température extérieure de base, c'est-à-dire de votre note de calcul. L'arriver sur chantier avec une pente à trouver empiriquement, c'est se condamner à deux semaines d'allers-retours. Posez-la sur le papier, avec la sonde extérieure, puis affinez sur site.
Cas particuliers et limites à écrire
Le mode réversible change le référentiel
Si le projet prévoit du rafraîchissement par le sol, le dimensionnement ne relève plus des seules règles du chauffage. Les températures minimales d'eau de départ par zone géographique, la sécurité de coupure et les limites de résistance thermique du revêtement sont plus contraignantes. Elles sont détaillées dans notre article sur le plancher chauffant rafraîchissant, avec la réserve à porter au devis sur la puissance frigorifique réellement disponible.
La rénovation partielle, plancher plus radiateurs
Quand un plancher chauffant coexiste avec des radiateurs, le point de dimensionnement est le circuit le plus exigeant en température, et c'est presque toujours le circuit radiateurs. Soit vous redimensionnez les radiateurs pour descendre au régime du plancher, soit vous acceptez deux régimes avec une vanne de mélange sur le plancher, ce qui coûte une pièce, une régulation et un poste de maintenance. Ce choix se tranche au dimensionnement, pas au moment du raccordement. Le sujet est développé dans basse température contre haute température côté émetteurs.
Ce que vous engagez en signant
Une note de calcul par pièce, le régime d'eau retenu, la surface active réellement chauffante, le revêtement acté et la référence exacte de la machine avec sa puissance minimale modulée. Ce sont les cinq lignes qui font la différence en cas de contestation, et ce sont les mêmes qui vous permettent de justifier un prix face à un moins-disant qui a dimensionné à la surface. Le déroulé de chantier qui suit, épreuve de pression, mise en chauffe et réglages, fait l'objet de notre article sur l'installation.
