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Quand la dalle béton devient active

L’inertie du béton structurel d’un bâtiment peut être exploitée avec une dalle thermo-active afin d’obtenir un meilleur confort et une réduction de la consommation énergétique.

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Quand la dalle béton devient active
Le système de dalle active est parfois nommé plafond actif, comme les transferts thermiques avec l’air des locaux se font en pratique aux deux tiers par le plafond et pour un tiers par le sol.

Le béton a des caractéristiques qui en font un bon réservoir de chaleur ou de fraîcheur. Avec le principe dit «?de la dalle thermo-active?», on fait circuler de l’eau sous pression dans des nappes de tuyaux souples logées au cœur de la dalle. La masse structurelle du béton d’un bâtiment est ainsi exploitée afin d’obtenir un meilleur confort et une réduction de la consommation énergétique. Les fabricants ont donc adapté des produits (tuyaux souples, collecteurs…) destinés aux planchers ou plafonds chauffants. Exploitable uniquement dans les bâtiments neufs conçus à cet usage, le procédé est apprécié dans le tertiaire, les commerces, l’enseignement, plus rarement dans l’habitat collectif ou le para-médical.

Il est connu et pratiqué dans les pays anglophones ou germanophones sous le terme de CCTC (concrete core temperature control). En France, deux?produits sous Avis techniques sont disponibles dans le réseau de négoce sous forme de modules préfabriqués, Activ?+ de Rehau et Contec d’Uponor. Les nappes d’échangeurs thermiques sont placées avant coulage entre les ferraillages inférieurs et supérieurs. La mise en œuvre demande d’organiser l’installation pendant le gros œuvre. Sans courant d’air, la dalle active augmente le confort thermique avec des niveaux de températures de fluide caloporteur peu élevés tout en réduisant la consommation énergétique.

Le système de dalle active est parfois nommé plafond actif, comme les transferts thermiques avec l’air des locaux se font en pratique aux deux tiers par le plafond et pour un tiers par le sol. Il est, d’ailleurs, conseillé d’éviter les revêtements très isolants au sol et les plafonds suspendus sont proscrits. La masse du béton est utilisée pour réduire le coût du système de production d’énergie. Le bureau d’études dimensionne et organise les nappes par zones du bâtiment, en fonction de l’usage et de la nature de la dalle structurelle (béton alvéolaire, par exemple). Le cycle de stockage et déstockage thermique dans le béton est prévu sur une journée. Typiquement en saison chaude, la circulation d’eau froide, rafraîchie par exemple par de l’eau puisée dans la nappe phréatique vient à son tour rafraîchir la dalle béton. L’émission totale en rafraîchissement étant limitée à environ 60?W/m², en cas d’intermittence ou de forte densité d’occupation, un apport convectif en froid s’avère nécessaire.

POINTS TECHNIQUES

Équilibrer les boucles

Le contexte : Les différents circuits du réseau hydraulique doivent être équilibrés en terme de débit. Le plus simple est de raccorder les circuits à un collecteur. Chaque circuit est équilibré avec une vanne d’isolement manuelle sur l’élément départ et un débitmètre sur l’élément retour. L’installation nécessite un réglage manuel, et le collecteur est placé dans le plafond de l’étage en dessous.

La réponse technique : La majorité des installations sont équilibrées avec une alimentation en boucle de Tichelmann, sans réglage manuel ultérieur. L’équilibrage s’effectue par un équilibre des pertes de charge de chaque circuit échangeur, grâce à un calcul préliminaire des longueurs. Les collecteurs horizontaux de la boucle de Tichelmann sont noyés dans la dalle, d’où un gain de place.

Poser pendant le gros œuvre

Le contexte : Les tubes souples des nappes sont en matériau plastique, de type polyéthylène réticulé (PER) en DN 16/20 mm. Le réseau de tubes est ligaturé directement sur le ferraillage existant de la dalle, entre les armatures inférieures et supérieures, avec un intervalle
de 10 à 30 cm entre chaque tube. Contrairement au plancher chauffant, leur pose doit être organisée pendant la construction du gros œuvre.

La réponse technique : Les constructeurs, Uponor et Réhau, commercialisent des modules de tubes préfabriqués sous pression, directement attachés au ferraillage supérieur. La mise en œuvre, beaucoup plus rapide, peut faire gagner plusieurs semaines de pose.

Fiabiliser l'étanchéité

Le contexte : L’étanchéité du réseau noyé dans la dalle est cruciale. Le réseau est placé dans
des zones qui ne sont pas destinées à recevoir des efforts importants. Il est mis sous pression avec de l’eau avant coulage du béton. Mais une petite fuite n’est pas toujours décelable dans un béton frais. De plus, l’eau peut geler en hiver.

La réponse technique : La mise sous pression avant coulage peut se faire avec de l’air, avec une bouteille. En cas de fuite, les bulles d’air sont plus faciles à détecter dans le béton. Pas de risque de gel.

Trois questions à Bruno Georges, directeur du bureau d'études ITF : " Il faut une bonne organisation du chantier "

À quels types de projet est adaptée la dalle active??

La dalle active n’a pas de pertinence économique pour du chauffage seul.?Il doit exister un besoin de froid qui, sur certains projets, peut exister dans un avenir plus ou moins proche. Nous sommes ainsi présents sur deux opérations en résidentiel, dont un besoin en froid pourrait apparaître d’ici quelques années avec le durcissement du changement climatique. Il sera alors possible de forer le sol et de rafraîchir à moindre coût en faisant circuler l’eau souterraine dans la dalle active.

Les clefs d’une bonne conception??

Il faut bien dimensionner avec une charge au m² homogène zone par zone. Comme l’émission pour le froid est limitée, l’enveloppe doit être conçue avec une grande qualité de protection solaire et doit tenir compte des contraintes de la dalle active.

Quelles sont les précautions à prendre pour l’installateur??

Le savoir-faire est le même que pour les planchers chauffants hydrauliques avec une simplification comme nous imposons la préfabrication des modules. Pour réussir une construction pérenne, il faut une bonne organisation du chantier et de bonnes relations entre le maçon et le lot CVC. Le travail de pose de la dalle active peut alors se faire quasi en temps masqué.

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