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Dispositif | Activation du noyau de béton

Activation du noyau de béton

L'activation du noyau de béton consiste à utiliser la masse thermique de la dalle de béton pour chauffer et refroidir le bâtiment en y faisant circuler de l'eau. Ce principe d'accumulation de chaleur dans la dalle se retrouve sous plusieurs dénominations : dalle active, concrete core activation, active slab, slab cooling, thermal active building system (TABS).

Quelles sont les différences avec un plancher chauffant ?

Plancher chauffant et activation du noyau béton sont des systèmes d'émission semblables, mais les divergences suivantes permettent leur distinction :

Activation du noyau bétonPlancher chauffant
Type de chaleurChauffage et refroidissementChauffage principalement
Surface d'émissionPlancher et plafondPlancher
Techniques constructivesAu cœur de la dalle en bétonDans la chape
AffectationsTertiaire uniquementTertiaire et résidentiel

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(Source : Bati'life)

Quels sont les bâtiments susceptibles d'avoir recours à l'activation du noyau de béton ?

Les puissances de chauffage et de refroidissement sont relativement limitées lorsqu'on fait appel à l'activation du noyau béton. Pour cette raison, cette technique est envisageable uniquement pour des bâtiments à hautes performances énergétiques (isolation type basse-énergie ou passif, dispositifs limitant les charges internes et solaires,…).

De plus, comme pour le plancher chauffant, le système est peu réactif. Pour cette raison, cette technique est d'application pour les affectations ayant une occupation continue au cours de l'année tels que les bureaux, hôpitaux ,…

Quels sont les points d'attention lors de la conception d'une activation du noyau béton ?

Choix des finitions

La présence de faux-planchers ou faux-plafonds limitera grandement la puissance d'émission de la dalle vers les espaces adjacents. Dans le cas où l'on veut profiter de cet émetteur, on évitera d'utiliser de telles finitions, ou du moins, on les utilisera de manière limitée (dans les zones de circulation par exemple).

Contraintes acoustiques

Pour garantir les puissances d'émission de la technique, le bâtiment doit être conçu sans faux-plancher et/ou faux-plafond. Ainsi, dès le début du projet, on portera une attention particulière aux mesures compensatoires qui permettront de garantir l'acoustique des espaces et notamment aux éléments de corrections acoustiques (baffles verticaux, îlots acoustiques, mobilier,…).

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Représentation des différentes mesures pour garantir l'acoustique des bureaux (Source : Energie+ )

Adaptabilité

Lorsque les besoins des futurs utilisateurs ne sont pas connus (location, vente casco,…), il est possible d'ajouter dans la dalle, des conduites en attente qui permettront de raccorder des systèmes d'émission locaux.

Variations d'apports internes

Pour les espaces sujets à de fortes variations d'apports internes (locaux orientés au sud, salles de réunion,…), il est possible de disposer les conduits d'eau, plus proches de la surface d'émission. Cette mesure permettra d'augmenter la puissance et la réactivité du système.

Coordination

Dès la phase de conception jusqu'à la réception, cette technique exige une très bonne coordination entre l'ensemble des intervenants , puisque ce système a un impact sur :

  • l'acoustique (absence de faux plafonds et faux planchers),
  • la stabilité (épaisseur des dalles de béton),
  • les autres techniques (passages des conduites, des gaines, de l'électricité)
  • les délais de chantier (système préfabriqués ou posés sur place, protection des conduits, tests).

Pour cela on aura recours à une gestion de projet efficace en optant pour un processus de conception intégré faisant participer les différents acteurs du projet.

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Mise en œuvre d'une activation du noyau béton (Source : Bine )

Quels sont les paramètres influençant le dimensionnement de l'activation du noyau de béton

De manière générale, on utilise des conduits préfabriqués et fixés en usine sur des structures métalliques. Pour des petites surfaces, les conduits sont ligaturés sur place à la structure métallique.

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Pose de modules préfabriqués (Sources : Rehau , Enob )

La puissance du système dépend de l'espacement entre les conduits, de l'épaisseur du béton, des revêtements de sol et de plafond, du régime de température. Pour ce dernier, on privilégiera un régime basse température en mode chauffage et haute température en mode refroidissement.

Il est recommandé de faire appel à un bureau d'études spécialisé en techniques spéciales et stabilité, pour le dimensionnement d'une émission par activation du noyau béton.

Le tableau ci-dessous indique les limites de températures du réseau d'eau à respecter pour garantir le confort des occupants, ainsi que les puissances maximales d'émission d'un tel système.

Mode chauffageMode refroidissement
Température d'émission T max < 28 °C T min > 18°C
Puissance émise maximale 30 à 40 W/m²40 à 50 W/m²

Caractéristiques de dimensionnement de l'activation du noyau béton

Comment réguler l'activation du noyau de béton ?

Dans le cas de l'activation du noyau de béton, il faut principalement faire en sorte que la température de surface du béton soit comprise entre 20 et 25°C, sur base annuelle. Des capteurs placés dans le béton permettent de déterminer la température d'amenée et de retour de l'eau.

Etant donné la faible réactivité du système, la température de consigne de l'eau circulant dans la dalle de béton devra être régulée sur base d'une prévision de la température extérieure sur 2 à 3 jours. De plus, des sondes de température seront ajoutées à la surface des dalles de béton pour contrôler et réguler la température de consigne de l'eau.

La régulation pourra optimiser les rendements de production en se servant du phénomène de déphasage procuré par l'inertie de la dalle. Ainsi, dans le cas d'une production de froid par une pompe à chaleur air/eau, on pourra faire fonctionner celle-ci pendant la nuit, lorsque les conditions climatiques permettent d'avoir les meilleurs COP (coefficient de performance).

L'activation du noyau de béton entraine un phénomène autorégulant. Ce phénomène a pour conséquence de diminuer la puissance d'émission avec la diminution de la différence de température entre la température du sol et celle de l'ambiance. Pour plus d'explications sur ce phénomène, voir l'explication développée dans les planchers chauffants.

Enfin la régulation permettra d'éviter tout risque de condensation lors d'une émission de froid.

Quel est l'impact d'un chauffage surfacique sur la PEB ?

L'activation du noyau béton est assimilé à un chauffage surfacique dans la PEB. Ce type d'émission améliore le résultat de consommation en énergie primaire de l'ordre de 1 à 3 kWhep/m².an.

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mis à jour le 13/12/2016