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Poutres froides

La poutre froide (aussi appelée poutre climatique ou poutre réfrigérante) est un système d'émission qui consiste à faire passer l'air du local sur une batterie chaude et/ou froide à eau et ainsi à cr- éer un déplacement de l'air dans le local.
  • La poutre froide est placée au plafond soit en apparent, soit encastrée dans un faux plafond.
  • Les poutres froides sont d'application uniquement pour le secteur tertiaire .

Quel type de poutre froide choisir ?

Il existe deux types de poutres froides :

· les poutres froides statiques (ou passives ) qui fonctionnent par simple convection naturelle. Elles sont utilisées uniquement en mode refroidissement : l'air chaud de la pièce, en contact avec la batterie froide de la poutre froide, redescend. Une convection naturelle se met alors en place dans le local.

· les poutres froides dynamiques (ou actives , ou à induction) sont équipées d'une gaine de ventilation placée au centre de l'appareil qui pulse latéralement l'air hygiénique à travers des buses, créant ainsi une convection forcée dans le local (par effet Coanda). Comme pour les ventilo-convecteurs, il existe des poutres froides à 2 tubes (uniquement pour le refroidissement) ou à 4 tubes (chauffage et refroidissement) appelées aussi poutres climatiques.

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Principe de fonctionnement d'une poutre froide dynamique (source : Lindab )

Quels sont les avantages et inconvénients des poutres froides ?

L'avantage de l'installation au plafond permet de ne pas utiliser de la surface utile au sol mais n'est pas toujours possible dans une rénovation. De plus, un faux plafond n'est pas toujours en adéquation avec l'accès à l'inertie de la dalle et la mise en place d'une ventilation nocturne. Une poutre froide encastrée dans le faux plafond valorisera davantage l'effet Coanda qu'une poutre froide montée en apparent.

Les inconvénients des poutres froides sont les suivants :

  • elles présentent des puissances limitées  : pour les poutres froides dynamiques, les puissances dépendent des faibles débits de ventilation hygiénique ;
  • elles créent une sensation de courant d'air  : en mode chauffage, l'émission de chaleur convective et radiative par le plafond est risque d'inconfort.

Quels sont les puissances et régimes de température ?

Le tableau ci-dessous reprend pour des poutres froides statiques et dynamiques, les puissances associées aux régimes basse température en mode chauffage et haute température en mode refroidissement.

Poutres froides statiques (passives)Poutres froides dynamiques (actives)
Puissance de chauffageNon applicable90 W/m²
Puissance de refroidissement55 W/m²70 W/m²
Régime de température –mode chauffageNon applicable45/40°C
Régime de température –mode refroidissement14/18°C14/18°C

Caractéristiques techniques des poutres froides

Comment éviter les risques de condensation ?

La climatisation génère un risque de condensation au niveau des éléments de distribution et d'émission en froid. Pour limiter les risques de condensation, les mesures suivantes pourront être mise en œuvre :

Comment éviter la destruction d'énergie ?

Pour les poutres froides à 4 tubes (chauffage et refroidissement), une plage neutre de 2 à 3°C entre la température de consigne de chauffage et de refroidissement doit être prévue pour éviter le risque de destruction d'énergie.

Etude de cas

Prenons l'exemple d'un bureau de tertiaire de 10 m² ne disposant pas de dispositifs pour limiter les apports solaires, ni d'équipements de bureautique, ni d'éclairage efficients. Les besoins en refroidissement s'élèveraient à 650 W soit 65 W/m².

Un refroidissement par air pulsé à 18°C ne permettrait de couvrir que +/-10% de ces besoins. En effet, P air = 0,34 x 30 m³/h x (25°C – 18°C) = 71 W soit 7,1 W/m².

L'installation de poutres froides actives (puissance de 70 W/m²) permettrait de subvenir aux besoins. Il est néanmoins conseillé avant d'envisager l'utilisation de ce type de système, d'agir sur la limitation des charges thermiques et des apports solaires, ainsi que sur la mise en place d'une stratégie de refroidissement passif.

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mis à jour le 15/12/2016