Pose des tuyaux de plancher chauffant : installation + comment choisir le pas et réaliser un circuit moins coûteux

Les performances du chauffage au sol par eau dépendent du schéma et de l'espacement de pose des tuyaux. C'est pourquoi, pour mettre en place le système, il ne suffit pas d'acheter les composants ; il faut également calculer la puissance thermique et choisir l'option optimale pour la disposition des boucles ou des spires de la tuyauterie.

Convenez-en, personne n'est attiré par la perspective d'investir de l'argent sans obtenir l'effet escompté. Vous apprendrez tout sur la conception du chauffage au sol et les schémas selon lesquels la pose des tuyaux de plancher chauffant est effectuée dans l'article que nous vous présentons.

La prise de connaissance des informations vérifiées et systématisées par nos soins vous aidera à mettre en place un plancher chauffant qui fonctionne parfaitement. La base des informations que nous vous proposons est constituée des exigences des ouvrages de référence normatifs de construction.

Nous avons détaillé le principe de fonctionnement des circuits de chauffage au sol, décrit les options de configuration et les technologies de leur mise en œuvre. Les photos et vidéos informatives confirment clairement les données présentées et facilitent la compréhension du processus.

Système de plancher chauffant à eau

La caractéristique distinctive des planchers chauffants est qu'ils ne comportent pas de structures de chauffage externes, et que le système lui-même accumule et rayonne la chaleur reçue.

Avec une répartition correcte de la chaleur sur la surface du revêtement, on peut économiser de 30% ou plus sur la consommation de fluide caloporteur.

Le système de chauffage du revêtement de sol peut être représenté par l'une des variétés : hydraulique, électrique, par film, par tige ou électro-hydraulique. Ce dernier est considéré comme une innovation, mais grâce à un large éventail d'avantages, il a déjà gagné de nombreux adeptes.

Pour une utilisation rationnelle du système de chauffage au sol, examinons les moyens supplémentaires qui aident à économiser :

1. La longueur du circuit hydraulique ne dépasse pas 70 m. En choisissant un espacement optimal pour la pose des tuyaux, le transport du fluide caloporteur s'effectue pratiquement sans pertes.
2. Mélange des flux chaud et froid. L'utilisation de l'eau de retour permet de réduire la consommation d'énergie de la chaudière.
3. Élaboration d'un schéma détaillé de placement du circuit avec un calcul précis de l'espacement. La répartition préalable des positions des meubles permettra d'économiser sur les matériaux consommables, et par conséquent, sur le circuit lui-même.
4. Lorsque le système chauffe au maximum, réduisez la température de 20 °C. Cette action permettra d'économiser 13 % de fluide caloporteur.

Pour obtenir le meilleur résultat, vous devez suivre strictement la technologie d'installation. Le mécanisme de chauffage de ce système se compose de plusieurs couches, chacune ayant sa propre fonction.

L'installation d'un système de chauffage par planchers chauffants s'effectue par étapes. Le travail sur chacune d'elles prendra un certain temps ; par exemple, après la coulée, vous ne pouvez commencer les travaux suivants qu'après 2 à 4 semaines.

Un chauffage de qualité de la pièce à l'aide de l'installation d'un plancher chauffant hydraulique s'organise en plusieurs étapes :

1. Étanchéité. Cette couche empêche l'apparition de produits résultant de la condensation. Pour la sous-couche, même un film polyéthylène peut être utilisé.
2. Isolation thermique. La tâche principale est d'éliminer les pertes de chaleur vers la partie inférieure. Dans la plupart des cas, on utilise un isolant en feuilles. L'épaisseur doit être choisie en fonction des conditions de la pièce – si la maison a un sous-sol ou un rez-de-chaussée. Plus les conditions climatiques sont froides, plus l'isolation thermique est épaisse.
3. Feuille d'aluminium ou élément réfléchissant la chaleur. Un film aluminium qui contribue à rediriger au maximum le flux de chaleur vers le haut. La pose de ce matériau permet d'économiser jusqu'à 5 % sur la consommation de fluide caloporteur.
4. Installation des tuyaux. Le dispositif principal de tout le mécanisme. Le liquide chauffé circule dans les tuyaux. Si lors de la pose du plancher chauffant vous choisissez le bon espacement entre les spires des tuyaux, cela permettra un chauffage efficace avec le moins de dépenses de ressources thermiques.
5. Chape. À condition que toutes les couches précédentes aient été posées sur une surface plane, l'épaisseur de la chape sera minimale — 3,5 cm. On utilise souvent une coulée de mortier ciment-sable ordinaire, d'une épaisseur de 50 mm. La conductivité thermique de ce matériau est de 0,4 W/(m·K).
6. Revêtement de sol. Le plancher hydraulique permet la pose de tout matériau. Néanmoins, les meilleures caractéristiques, à savoir la conductivité thermique et le rendement maximal, sont celles du carrelage céramique.

La technologie d'installation suppose l'aménagement préalable du nœud de collecteur. Ce n'est qu'après cela que vous pouvez commencer à poser les différentes couches du système.

Rôle du collecteur

Tout le monde ne sait pas que les planchers chauffants à circuit d'eau peuvent fonctionner normalement même sans collecteur. Mais encore moins de personnes savent à quoi cela ressemble en pratique.

Les fabricants recommandent d'utiliser des tuyaux d'une longueur ne dépassant pas 70 m. Si les spires sont disposées avec un espacement maximal du pas, cette longueur suffira pour seulement 7 m², ce qui permettra d'aménager trois circuits dans une pièce de superficie moyenne.

Cependant, le système de plancher chauffant est dans la plupart des cas installé dans plusieurs pièces. Dans ce cas, sans le nœud de collecteur, il est impossible d'assurer une distribution uniforme du fluide caloporteur.

L'installation du chauffage au sol sans collecteur présente un certain nombre d'inconvénients : le fluide caloporteur ne peut être fourni qu'avec une température similaire à celle du système de chauffage général, l'évacuation automatique de l'air est impossible, et il en va de même pour le réglage de la pression.

Schéma de raccordement du collecteur

Le choix d'un modèle de collecteur mécanique ou automatique prêt à l'emploi dépend des particularités du système de chauffage.

Le premier type de module de régulation est recommandé pour les planchers chauffants sans radiateur, le second peut être utilisé dans tous les autres cas.

Les groupes de collecteurs de la marque Valtec sont les plus populaires. Le fabricant offre une garantie de 7 ans sur les produits fabriqués. Le schéma de montage du collecteur du circuit liquide est déjà inclus dans la livraison du nœud de mélange prêt à l'emploi.

Selon le schéma, l'exécution du montage du peigne de distribution pour les planchers chauffants se fait comme suit :

1. Installation du cadre. Comme zone de montage pour le collecteur, on peut choisir : une niche préparée dans le mur ou une armoire de collecteur. Il est également possible de le fixer directement au mur. Cependant, l'emplacement doit être strictement horizontal.
2. Raccordement à la chaudière. La canalisation d'alimentation est placée en bas, le retour en haut. Les vannes à bille doivent être installées avant le cadre. Ensuite suivra le groupe de pompage.
3. Montage de la vanne de décharge avec limiteur de température. Après cela, on procède au montage du collecteur.
4. Test hydraulique du système. Vérification en connectant une pompe qui contribue à la mise en pression du système de chauffage.

Dans le nœud de mélange, l'un des éléments obligatoires est une vanne à deux ou trois voies. Cet appareil effectue le mélange de flux d'eau à différentes températures et redistribue la trajectoire de leur déplacement.

Sur les deux canalisations, retour et alimentation, reliées à l'installation du collecteur, sont montées des vannes d'arrêt et des raccords destinés à équilibrer le volume du fluide caloporteur, ainsi qu'à bloquer l'un des circuits.

Si des servomoteurs sont utilisés pour contrôler les thermostats du collecteur, alors l'équipement du nœud de mélange est étendu avec un by-pass et une vanne de dérivation.

Règles de calcul du métrage des tuyaux

Vous pouvez calculer le métrage des éléments pour l'assemblage des sols chauffants après avoir établi le schéma de l'ensemble du système.

Lors du calcul, les nuances suivantes sont à prendre en compte :

1. Les tuyaux ne sont pas posés aux endroits où se trouvent des meubles, des équipements de sol volumineux ou des appareils électroménagers.
2. La longueur des circuits de différentes sections doit respecter les paramètres suivants : pour 16 mm, elle ne doit pas dépasser 70 m ; pour 20 mm, elle ne doit pas dépasser 120 m. Chaque circuit correspond à une surface de 15 m². Si ces recommandations ne sont pas respectées, la pression dans le réseau de chauffage sera faible.
3. L'écart entre les longueurs des lignes ne doit pas dépasser 15 m. Pour une grande pièce, plusieurs branches de chauffage sont réalisées.
4. À condition d'utiliser des matériaux isolants efficaces, le pas optimal de positionnement des tubes est de 15 cm. Si la maison est située dans une zone aux conditions climatiques rigoureuses où la température descend en dessous de -15°C, la distance doit être réduite à 10 cm.
5. Si l'option de pose avec un pas de 15 cm a été choisie, la consommation de matériaux est de 6,7 m par m². La pose de tuyaux avec un espacement de 10 cm correspond à 10 m par m².

Le plancher chauffant ne peut être équipé que d'un tube d'un seul tenant. En fonction du métrage, on achète plusieurs ou une seule bobine de tubes pour circuit d'eau. Ensuite, on procède à sa division en le nombre de lignes nécessaire.

Lors de la pose des tuyaux, il faut tenir compte des pertes hydrauliques, qui augmentent à chaque coude. On considère que les circuits dépassant 70 m ne doivent pas être utilisés.

Les travaux d'installation des planchers chauffants à eau commencent toujours par le côté le plus froid de la pièce. Le choix du trajet optimal du caloporteur est très important : la température de l'eau diminue vers la fin du circuit.

Nuances du choix de l'espacement optimal

Le bon choix du pas entre les tuyaux de plancher chauffant détermine l'efficacité et le coût de l'ensemble du circuit.

Cependant, son calcul dépend de nombreux facteurs. La distance standard entre les circuits est de 100 à 200 mm.

Un pas variable ou constant est également possible :

1. Si la charge de chauffage est inférieure à 50 W par m², le pas du circuit sera constant et égal à 200 mm.
2. Pour une charge de chauffage élevée de 80 W par m² ou plus, la distance sera de 150 mm.
3. Dans les autres cas, il est nécessaire d'utiliser un pas variable. Par exemple, le long du périmètre d'un ou deux murs extérieurs, la pose du circuit d'eau se fera avec le pas le plus petit de 100 mm. En se dirigeant vers le centre de la pièce, les espacements augmenteront progressivement jusqu'à 200 mm.

En pratique, si l'on prévoit de chauffer de manière économique avec un plancher chauffant, on utilise un pas de 150 mm. C'est cette valeur qui est optimale dans pratiquement toutes les conditions.

Si les pertes de chaleur du bâtiment dépassent la puissance de chauffage, il faut envisager une isolation efficace de celui-ci : dans ce cas, réduire le pas ne résoudra pas le problème.

L'algorithme détaillé de calcul des tubes pour plancher chauffant est décrit dans cet article.

Schémas de pose du circuit d'eau

Schématiquement, la pose des tuyaux pour l'installation du circuit liquide peut être réalisée de l'une des manières suivantes :

• serpentin ;
• double serpentin ;
• escargot.

Serpentin. La méthode de pose de ce circuit est la plus simple et s'effectue en boucles. Cette option sera optimale pour une pièce divisée en zones aux fonctions différentes, pour lesquelles il sera commode d'appliquer différents régimes de température.

La première boucle est installée le long du périmètre de la pièce, puis le serpentin simple est disposé à l'intérieur. Ainsi, dans une moitié de la pièce circulera le fluide caloporteur le plus chaud, et dans l'autre moitié, le fluide refroidi ; par conséquent, la température sera différente.

Les spires du serpentin peuvent être disposées uniformément, mais les coudes des circuits d'eau auront alors des angles très prononcés.

La méthode de pose en serpentin convient parfaitement aux pièces présentant des pertes de chaleur faibles. On l'utilise non seulement pour les appartements et les maisons individuelles, mais aussi pour les bâtiments industriels où il est nécessaire de chauffer toute l'année.

Double serpentin. Dans ce cas, les circuits d'alimentation et de retour sont disposés l'un près de l'autre dans toute la pièce.

Serpentin d'angle. Il est utilisé exclusivement pour les pièces d'angle possédant deux murs extérieurs.

Les avantages de la forme en serpentin sont une planification et une installation simples. Les inconvénients : des écarts de température dans une même pièce, des coudes de tuyaux assez brusques, il n'est donc pas possible d'utiliser un petit pas – cela pourrait provoquer une rupture du tuyau.

Lors de la pose du circuit dans les zones périphériques de la pièce (zones du sol où se trouvent les murs extérieurs, fenêtres, portes), le pas doit être plus petit par rapport aux autres spires – 100-150 mm.

Escargot. En utilisant ce schéma de disposition, les tuyaux d'alimentation et de retour sont installés dans toute la pièce. Ils sont placés parallèlement les uns aux autres et installés en partant du périmètre des murs et en se dirigeant vers le centre de la pièce.

La ligne d'alimentation se termine par une boucle au milieu de la pièce. Ensuite, parallèlement à celle-ci, la ligne de retour est installée, laquelle est posée depuis le centre de la pièce et le long de son périmètre, en se dirigeant vers le collecteur.

La présence d'un mur extérieur dans la pièce peut justifier une double pose des tuyaux le long de celui-ci.

En raison de l'alternance des deux canalisations lors de la pose en escargot, la variation de température entre la ligne d'alimentation et la ligne de retour peut atteindre 10 °C.

Les avantages de cette méthode sont : un chauffage uniforme de la pièce, un faible résistance hydraulique grâce aux courbes lisses du système, et une économie de matériau pouvant atteindre 15 % par rapport à la méthode en serpentin. Cependant, des inconvénients existent également – une conception et une installation complexes.

Principales méthodes de montage des tuyaux

Il existe seulement deux méthodes de pose des tubes pour l'installation d'un plancher chauffant – la méthode sur plancher et la méthode avec chape. Dans la première méthode, on utilise pour la base des matériaux prêts : isolant en polystyrène et panneaux de type modulaire ou à lattes. Il n'y a pas de travaux humides nécessitant un long séchage, donc la pose est rapide.

Dans la deuxième variante, le réseau de chauffage est noyé dans la chape. Le temps de séchage complet est calculé en fonction de l'épaisseur du béton. Un délai de 28 jours est nécessaire pour le durcissement, et seulement après cela, il est permis d'installer le revêtement de sol choisi. C'est la méthode la plus laborieuse et la plus coûteuse.

#1 : Pose sur panneaux isolants profilés

L'installation d'un système de plancher chauffant par cette méthode est la plus simple. On utilise ici des matelas d'isolant en polystyrène comme base.

Les paramètres standard de ces panneaux sont de 30*100*3 cm. Ils comportent des rainures et de petites colonnes sur lesquelles le matériau de finition est posé.

Les matelas en polystyrène ne sont pas hygroscopiques, donc ils ne perdent pas leurs caractéristiques initiales sous l'effet de l'humidité. Même si ce matériau est un polymère, il ne contient pas de composants nocifs pour la santé.

Dans ce cas, la coulée d'une chape en béton n'est pas obligatoire. Si du carrelage ou du linoléum est utilisé pour le revêtement de sol, des panneaux en fibres de gypse seront posés sur la base au préalable. L'épaisseur de ces panneaux doit être d'au moins 2 cm.

#2 : Installation sur panneaux modulaires et à lattes

Dans la plupart des cas, ces panneaux sont utilisés dans les maisons en bois. La fixation des tubes pour l'installation du plancher chauffant se fait sur le support brut.

Le système modulaire est équipé de panneaux en aggloméré d'une épaisseur de 2,2 cm, sur lesquels les circuits de chauffage sont posés. Ces modules sont dotés de canaux pour loger des plaques de fixation en aluminium. Avec cette méthode de pose, la couche d'isolant sera située dans le plancher en bois.

Toutes les bandes sont espacées de 2 cm. En fonction de l'espacement utilisé entre les tubes, on utilise des bandes de longueur (15-30 cm) et de largeur (13-28 cm) correspondantes.

Pour réduire les pertes de chaleur, des clips de fixation pour les tubes sont installés sur les plaques. Si le revêtement de sol final choisi est le linoléum, on pose une couche de panneaux en fibres de gypse sur les tubes ; si c'est un stratifié ou un parquet, on s'en passe.

La pose du sol modulaire se fait à l'aide d'éléments prêts à l'emploi, qui sont des panneaux de particules de bois. Ils sont munis de rainures pour fixer les tuyaux du caloporteur.

Le système de lattes de plancher est pratiquement identique au système modulaire, mais il utilise non pas des panneaux, mais des lattes dont la largeur minimale est de 2,8 cm.

La pose se fait directement sur les solives avec un espacement de 40 à 60 cm, et la distance entre les lattes est d'au moins 2 cm. Pour l'isolation thermique, on choisit du polystyrène extrudé ou de la laine minérale fibreuse.

La pose des lignes conductrices de chaleur s'effectue en plaçant les tuyaux dans les trous intermédiaires entre les panneaux de particules sur des plaques en aluminium munies de rainures.

Les deux méthodes conviennent davantage pour les planchers en bois. Dans les autres cas, on choisit la variante plus complexe avec une chape en béton.

#3 : Montage de la tuyauterie sur la chape

Malgré la complexité du processus, l'installation d'un réseau de chauffage avec une chape en béton est la plus demandée.

Le processus comprend les étapes suivantes :

1. Tout d'abord, la base est préparée. Les irrégularités du sol brut sont éliminées à l'aide d'un marteau perforateur.
2. La première couche est un matériau d'étanchéité. Il est posé en bandes de manière à ce que les bords se chevauchent de 20 à 30 cm. Le film doit également remonter de 15 cm sur le mur. Les joints sont collés avec du ruban adhésif de construction.
3. Par-dessus, on pose l'isolant thermique.
4. Un ruban amortisseur est collé entre la future chape et les murs. Cette action est nécessaire pour compenser la dilatation de la chape lors du chauffage du sol.
5. Pose du treillis d'armature. Il contribue à augmenter la résistance de la chape.
6. Sur l'armature, selon le schéma choisi, les tuyaux sont fixés à l'aide de serre-câbles en plastique.
7. Le contrôle du système de plancher chauffant s'effectue en le remplissant de liquide et en effectuant un essai de pression.
8. Ensuite, on installe les guides de nivellement.
9. La dernière étape est le coulage de la chape en ciment.

Pour les pièces de grande surface, il convient d'utiliser la méthode de division sectorielle, avec des cellules de 30 m² maximum. Pour chacune d'elles, il est nécessaire de mettre en place un circuit individuel.

Si l'étage inférieur est chauffé, on utilise du polystyrène expansé d'une épaisseur de 20 à 50 mm comme isolant. Lorsque le sous-sol non chauffé ou une cave se trouve en dessous, l'épaisseur de l'isolant thermique doit être de 50 à 100 mm. Le coulage des planchers chauffants avec un mélange ciment-sable peut être effectué sur un treillis d'armature ou sans celui-ci.

Si l'isolant est constitué de panneaux de polystyrène expansé avec des connecteurs pour les circuits, l'utilisation d'un treillis n'est pas obligatoire.

Lorsqu'un matériau isolant standard est utilisé, on utilise un treillis fin en polymère ou en métal pour fixer la ligne conductrice de chaleur.

Sur notre site, il y a une série d'articles consacrés à la conception, à l'installation et au raccordement des planchers chauffants à eau.

Nous vous conseillons de consulter :

1. Comment réaliser un plancher chauffant à eau soi-même : guide étape par étape de la conception au montage
2. Schéma de raccordement d'un plancher chauffant à eau : options de réalisation et guide d'installation

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Comment ne pas vous tromper dans le calcul du pas optimal pour l'aménagement d'un circuit avec le moins de coûts :

Comment s'effectue la pose du circuit de planchers chauffants, les principales méthodes, leurs inconvénients et avantages :

Les difficultés que vous pouvez rencontrer lors du choix des tuyaux pour un plancher chauffant à eau :

La durée de vie d'un circuit de chauffage à eau est d'environ 50 ans. Cependant, des performances aussi élevées ne sont possibles que si l'on respecte toutes les règles lors de leur installation.

Il ne faut pas oublier qu'un choix correct du pas optimal vous aidera à économiser considérablement sur l'achat des matériaux, et également à réduire les coûts de chauffage en cours d'exploitation.

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