Qu'est-ce que la charge thermique ?
La charge thermique (également appelée charge thermique nominale) décrit la puissance thermique qu'un bâtiment nécessite à la température extérieure la plus froide attendue pour maintenir une température intérieure définie. C'est le paramètre central pour le dimensionnement des installations de chauffage.
L'idée de base
Imaginez votre bâtiment comme une baignoire :
- L'eau s'écoule = la chaleur se perd (par les murs, fenêtres, ventilation)
- L'eau arrive = le chauffage fournit de la chaleur
- Le niveau d'eau reste constant = la température ambiante reste stable
La charge thermique répond à la question : Quelle quantité de chaleur le chauffage doit-il fournir pour qu'il fasse chaud à l'intérieur quand il fait le plus froid dehors ?
La norme : DIN EN 12831
Le calcul de la charge thermique est normalisé dans la norme européenne DIN EN 12831 :
| Partie | Contenu |
|---|---|
| DIN EN 12831-1 | Charge thermique des locaux (norme principale) |
| DIN EN 12831-3 | Production d'eau chaude sanitaire |
| DIN/TS 12831-1 Supplément 1 | Compléments nationaux pour l'Allemagne |
La norme définit des méthodes de calcul standardisées, des données climatiques et des conditions aux limites, afin que les charges thermiques soient comparables et reproductibles.
Les deux composantes de la charge thermique
La charge thermique se compose de deux éléments principaux :
1. Pertes de chaleur par transmission (ΦT)
Chaleur qui « s'écoule » vers l'extérieur à travers l'enveloppe du bâtiment :
- Par les murs extérieurs
- Par les fenêtres et portes
- Par le toit et le plancher du sous-sol
- Par les ponts thermiques
Formule : ΦT = Σ (U × A × fT) × (θi - θe)
- U = Coefficient de transmission thermique (W/m²K)
- A = Surface de l'élément (m²)
- fT = Facteur de correction (ex. pour le sol)
- θi = Température intérieure (°C)
- θe = Température extérieure de base (°C)
2. Pertes de chaleur par ventilation (ΦV)
Chaleur perdue par l'échange d'air :
- Infiltration : Fuites d'air non contrôlées
- Ventilation par les fenêtres : Aération manuelle
- Ventilation mécanique : Systèmes de ventilation (avec/sans récupération de chaleur)
Formule : ΦV = V × n × ρ × cp × (θi - θe)
- V = Volume du local (m³)
- n = Taux de renouvellement d'air (1/h)
- ρ × cp = 0,34 Wh/(m³K) pour l'air
La charge thermique totale
La charge thermique nominale d'un local résulte de :
ΦHL = ΦT + ΦV + ΦRH
| Symbole | Signification |
|---|---|
| ΦHL | Charge thermique nominale du local |
| ΦT | Pertes de chaleur par transmission |
| ΦV | Pertes de chaleur par ventilation |
| ΦRH | Puissance de remise en température (optionnel) |
La charge thermique du bâtiment est la somme de toutes les charges thermiques des locaux – toutefois, des facteurs de simultanéité peuvent être appliqués.
Pourquoi la charge thermique est-elle si importante ?
La charge thermique détermine de manière significative :
1. Dimensionnement du générateur de chaleur
| Charge thermique | Recommandation |
|---|---|
| 5 kW | Petite pompe à chaleur ou chaudière gaz à condensation |
| 10 kW | Pompe à chaleur moyenne |
| 15+ kW | Grande pompe à chaleur ou cascade |
Chauffage surdimensionné : Cycles courts constants, fonctionnement inefficace, usure plus rapide
Chauffage sous-dimensionné : Le bâtiment ne chauffe pas suffisamment par grand froid
2. Dimensionnement des radiateurs
Chaque pièce a besoin de radiateurs capables de couvrir sa charge thermique individuelle. La charge thermique du local détermine :
- Type de radiateur (Type 11, 21, 22, 33...)
- Dimensions du radiateur (Longueur × Hauteur)
- Nombre de radiateurs
3. Température de départ
Plus la charge thermique spécifique (W/m²) est faible, plus la température de départ peut être basse :
| Charge therm. spéc. | Température de départ typique |
|---|---|
| < 40 W/m² | 35-45°C (idéal pour pompe à chaleur) |
| 40-60 W/m² | 45-55°C (basse température) |
| > 60 W/m² | 55-70°C (conventionnel) |
Température extérieure de base : Le cas de dimensionnement
La charge thermique est calculée pour le cas le plus froid attendu. La température extérieure de base dépend du lieu :
| Région | Ville exemple | Température ext. de base |
|---|---|---|
| Zones douces | Cologne, Düsseldorf | -10°C |
| Moyenne montagne | Francfort, Stuttgart | -12°C |
| Préalpes | Munich, Augsbourg | -14°C |
| Régions de montagne | Oberstdorf | -16°C à -18°C |
Conseil pratique : Vous trouverez la température extérieure de base dans la DIN/TS 12831-1 Supplément 1 ou utilisez notre Calculateur de charge thermique, qui détermine automatiquement les valeurs correctes.
Charge thermique vs. Besoin de chaleur
Ces deux termes sont souvent confondus :
| Terme | Unité | Signification | Analogie |
|---|---|---|---|
| Charge thermique | kW | Puissance instantanée | Puissance du moteur |
| Besoin de chaleur | kWh/a | Énergie annuelle | Kilomètres annuels |
La charge thermique est une puissance – elle indique la force que doit avoir le chauffage.
Le besoin de chaleur est une quantité d'énergie – il indique combien d'énergie est consommée sur l'année.
Facteurs influençant la charge thermique
La charge thermique dépend de nombreux facteurs :
Enveloppe du bâtiment
- Standard d'isolation (Valeurs U des composants)
- Qualité des fenêtres (Vitrage, cadre)
- Étanchéité à l'air (Valeur Blower-Door)
- Ponts thermiques (Raccords, pénétrations)
Géométrie du bâtiment
- Compacité (Rapport A/V)
- Orientation (Côté nord/sud)
- Ombrage (Bâtiments voisins, arbres)
Utilisation
- Température intérieure (20°C standard, salle de bain souvent 24°C)
- Comportement de ventilation (mécanique/manuel)
- Sources de chaleur internes (Personnes, appareils)
Le calculateur de charge thermique
Notre Calculateur de charge thermique effectue le calcul complet selon DIN EN 12831-1 :
- Saisir le lieu → Les données climatiques sont déterminées
- Définir le bâtiment → Composants et valeurs U
- Créer les pièces → Charges thermiques individuelles par pièce
- Obtenir le résultat → Charges thermiques par pièce et du bâtiment
Calculez maintenant : Déterminez la charge thermique de votre bâtiment avec notre Calculateur de charge thermique gratuit.
Articles connexes
- Pertes de chaleur par transmission – Pertes de chaleur à travers l'enveloppe du bâtiment
- Pertes de chaleur par ventilation – L'influence du renouvellement d'air
- Le coefficient U expliqué – Le paramètre le plus important des composants
- Ponts thermiques – Les pertes de chaleur cachées
Sources
- DIN EN 12831-1:2017-09 – Évaluation énergétique des bâtiments – Méthode de calcul de la charge thermique nominale
- DIN/TS 12831-1 Supplément 1 – Compléments nationaux