[Fiche technique] Pertes thermiques, pourquoi les calculer ?

[Fiche technique] Les pertes thermiques

Dans un souci d’efficacité énergétique et afin d’accroître les performances économiques et environnementales des réseaux de chaleur, des techniques d’optimisation ont été élaborées, parmi elles, l’isolation des canalisations.

Les pertes thermiques, qu’est-ce que c’est ?

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, les pertes thermiques désignent les pertes d’énergie et de chaleur ; en d’autres termes, les calories cédées. Au sein d’un réseau de chaleur, l’eau circule dans des tubes à une température de 110 °C (généralement). Elle transmet son énergie à l’acier qui atteint la température de l’eau. Toutefois, plus on s’éloigne du centre du tube pré-isolé, plus l’énergie transmise par l’eau se dissipe et la matière se rapproche de la température du sol.

Comment limiter les pertes thermiques ?

Il existe trois types de pertes thermiques :

  • par conduction ;
  • par convection ;
  • par rayonnement.

Seul le phénomène de conduction nécessite une prise en compte, les pertes thermiques par convection et par rayonnement étant considérées comme négligeables pour les réseaux de chaleur. La conduction thermique s’explique par la propagation de l’énergie par contact de proche en proche dans la matière : le tube en acier cède une partie de sa chaleur à la mousse polyuréthane qui en cédera elle-même à la gaine. La gaine échange à son tour avec le sol.

Une meilleure isolation des canalisations permet de réduire les pertes thermiques de 15 à 20 %. La mousse polyuréthane jouant le rôle d’isolant, on obtient une différence de température importante entre le diamètre intérieur du tube acier (environ 110 °C) et le diamètre extérieur de la gaine PEHD (environ 10 °C).

Comment calcule t-on les pertes thermiques ?

Dans notre configuration de réseaux de chaleur, les pertes thermiques sont calculées sur la base d’un régime établi, puisque l’eau circule en continu dans le tube. Un calcul linéaire est donc réalisé, c’est-à-dire que l’on tient compte de la longueur totale du réseau.

De ce calcul, basé sur des facteurs tels que la résistance thermique de l’acier, de la mousse et de la gaine PEHD ainsi que la température du sol, l’enfouissement des tubes et le régime de température, découle un résultat en Watt par mètre linéaire pour un DN donné.

Pourquoi calculer les pertes thermiques ?

Avec ce calcul, on obtient la déperdition d’énergie entre la chaufferie et les sous-stations. Le résultat permet de valider le choix de l’isolation. Plus les pertes sont limitées, plus le réseau est performant, économe en énergie, mais aussi rentable. Le calcul des pertes thermiques a donc une utilité à la fois économique et écologique.

En outre, le calcul des pertes thermiques permet de définir la température de peau de la gaine PEHD. Cela pourra avoir un véritable intérêt lorsque le réseau de chaleur est implanté à proximité d’autres canalisations (notamment de gaz).

Source de l’image à la Une : Wikimedia Commons (Power Solutions)

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