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Panneau rayonnant

Panneaux rayonnants : comment fonctionnent-ils et lesquels choisir

Les panneaux rayonnants offrent de nombreux avantages en termes de confort thermique et d’économie d’énergie. Comment fonctionnent-ils et comment les concevoir


Les panneaux rayonnants représentent un système particulier, ingénieux et très efficace – tant du point de vue fonctionnel que énergétique – pour le chauffage et la climatisation des espaces. Leur origine est ancienne mais ce n’est que ces dernières décennies que la technologie les a tellement perfectionnés et renforcés qu’ils sont devenus préférables aux systèmes traditionnels, aussi bien pour la qualité de l’air chauffé – ou refroidi – par rayonnement que pour les économies d’énergie qui en découlent.

Découvrons ensemble comment fonctionne le système de panneaux rayonnants, quelles alternatives existent et surtout quels avantages il apporte.

Les panneaux rayonnants de quoi s’agit-il ?

Les panneaux rayonnants sont une alternative aux systèmes plus traditionnels de chauffage et de refroidissement et sont des terminaux constitués de tuyaux dans lesquels circule de l’eau chaude – à basse température – ou froide.

Les tuyaux sont intégrés aux structures de l’enveloppe des espaces où les panneaux sont installés et parviennent à diffuser la chaleur dans tout l’environnement, de manière optimale et uniforme, grâce au principe de rayonnement.

Cette technologie particulière pour le chauffage et la climatisation des espaces n’est pas si récente, le système remonte au début du XXe siècle. À l’époque, le système avait été étudié et conçu uniquement pour le chauffage et son fonctionnement prévoyait le passage, dans les tuyaux de fer, d’eau à haute température. Cependant, il a été expérimenté que dans cette configuration initiale, la température excessive de l’eau pouvait causer des troubles aux occupants des espaces, tels que : problèmes circulatoires, maux de tête, augmentation de la pression et transpiration excessive. Pour ces raisons, le système a été longtemps abandonné.

Aujourd’hui, cependant, le problème est largement résolu, l’eau circule dans les tuyaux à des températures basses – environ 25-45° dans le cas du chauffage – et les panneaux rayonnants sont devenus un système de chauffage et de climatisation, non seulement plus que valide mais aussi très avantageux du point de vue du confort environnemental et des économies d’énergie.

Comment fonctionnent les panneaux rayonnants ?

Le fonctionnement du système de panneaux rayonnants est basé, contrairement aux méthodes traditionnelles de chauffage et de refroidissement des espaces, sur le phénomène de rayonnement. Ce phénomène permet l’échange de chaleur entre les corps solides sans avoir à chauffer l’air, ce qui confère au système rayonnant un haut niveau d’efficacité énergétique, se traduisant par des températures de fonctionnement nettement plus basses que les systèmes conventionnels.
En ce qui concerne les températures de fonctionnement, en effet, elles se situent autour de : 

  • 25/45°C en mode chauffage, contre 55/70°C pour les systèmes conventionnels ;
  • 15/18°C en mode refroidissement contre 7/10°C pour les systèmes conventionnels.

De plus, la faible différence de température entre la surface rayonnante et l’air évite les courants d’air gênants qui, comme c’est le cas pour les systèmes de chauffage traditionnels, déplacent la poussière et entraînent des pertes de chaleur.

Les panneaux rayonnants représentent une alternative préfabriquée et prête à l’emploi, en voici un exemple : 

  • les panneaux rayonnants en placoplâtre : développés pour l’installation de systèmes rayonnants en plafond pour le chauffage et la climatisation. Constitués d’une plaque de placoplâtre, d’un dispositif de chauffage formé par un ou deux circuits de tuyaux et d’une couche isolante, généralement en polystyrène ;
  • les panneaux rayonnants métalliques : particulièrement adaptés pour le chauffage et la climatisation des espaces ouverts tels que les bureaux, les halls, les locaux commerciaux, les aéroports, les bâtiments scolaires, etc.
Pièce chauffée et refroidie avec des panneaux rayonnants au plafond, au sol et au mur

Pièce chauffée et refroidie avec des panneaux rayonnants au plafond, au sol et au mur

Combien et quels systèmes de panneaux rayonnants existent ?

Il existe trois types de systèmes de panneaux rayonnants classés selon leur position dans l’environnement où ils sont installés, à savoir : 

  • panneaux rayonnants au sol ;
  • panneaux rayonnants au mur ;
  • panneaux rayonnants au plafond.

Le système rayonnant au sol est le plus répandu en raison de son efficacité de fonctionnement : l’air chaud, en effet, étant plus léger, a naturellement tendance à monter.

Les systèmes rayonnants au plafond et au mur, en revanche, sont faciles et rapides à installer car les panneaux rayonnants réalisent simultanément le faux plafond ou le faux mur. Le système au plafond offre également l’avantage d’atteindre très rapidement la température de fonctionnement tandis que celui au mur irradie la chaleur plus rapidement, avec une distribution uniforme sur toute la hauteur de la pièce.

En ce qui concerne la disposition des tuyaux, elle peut se faire, à pas constant ou variable, sous forme : 

  • de simple serpentin, simple ou double ;
  • en spirale.
Disposition des tuyaux, à pas constant ou variable

Disposition des tuyaux, à pas constant ou variable

Le serpentin simple de type double et la disposition en spirale sont à privilégier car le tuyau de retour est intercalé entre les tuyaux d’envoi, ce qui crée une température uniforme du sol.

En général, surtout dans le cas de pièces régulières, la spirale est toujours à privilégier car elle limite les pertes de charge et garantit une distribution de chaleur plus uniforme.

Quels sont les avantages du système de panneaux rayonnants ?

Les avantages liés à l’utilisation de ce système sont nombreux et peuvent varier en fonction du type de panneau choisi, mais tous les panneaux rayonnants partagent les trois avantages suivants : 

  • un confort thermique et d’habitation élevé : le système de panneaux radiants se caractérise par un silence absolu et l’absence d’émissions électromagnétiques ;
  • une économie d’énergie : fonctionnant avec une différence de température réduite par rapport à celle ambiante, ce système permet une économie d’énergie considérable. Si l’on considère ensuite l’association avec des générateurs à haute efficacité, tels que les chaudières à condensation, les pompes à chaleur PDC, et les sources renouvelables telles que les panneaux solaires thermiques, l’économie est réellement élevée;
  • l’aspect hygiénique-esthétique : l’absence de mouvements d’air évite le déplacement de la poussière et donc des conditions peu saines de l’air, surtout pour les personnes allergiques, et en même temps les terminaux non visibles permettent une liberté maximale en matière d’aménagement.

L’adoption de panneaux rayonnants s’inscrit parfaitement dans le cadre de la construction durable, contribuant à la certification des bâtiments respectueux de l’environnement et au respect des normes environnementales les plus élevées.

Grâce à leur efficacité et à leur faible impact environnemental, les panneaux rayonnants représentent un choix idéal pour les projets de nouvelle construction et les interventions de rénovation orientés vers la durabilité.

Pour relever au mieux ce type de défi, je vous conseille d’utiliser : 

  • logiciels de conception de systèmes thermiques, y compris les systèmes de panneaux rayonnants, directement en plan ou en 3D. Le logiciel permet de modéliser un système à partir d’un projet architectural créé avec un logiciel de conception BIM et d’obtenir des terminaux, des tuyauteries, des pièces spéciales et des vannes de régulation, la vérification de la prévalence et du débit de la pompe, l’équilibrage du système et le recalcul des débits.

 

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