hypocauste , PDM et Tunnel à galet

[BUS74]

Bonjour à tous,

je suis nouvellement inscrit sur ce site même si cela fait quelques temps que je parcours le forum, notamment sur les tunnels à galets (TAG) ou les poêles de masses (PDM). Autant il y a de la lecture sur ces 2 sujets avec quelques fils records , notamments ceux-ci:
http://forums.futura-sciences.com/ha...-de-masse.html
http://forums.futura-sciences.com/ha...galet-211.html

Autant sur l'hypocauste , il n'y a pas grand chose (ou alors je n'ai pas bien cherché).

Pour remettre les choses dans leur contexte , j'ai une atelier de fonderie à rénover et j'aimerais installer un système de chauffage confortable et sain, tout en essayant de me passer un maximum de services d'electrabel (EDF belge...).

Bien entendu la première étape sera d'isoler un maximum (malheureusement , uniquement par l'intérieur car habitation de ville avec mitoyens).
Le but de ce message n'est pas d'aller en détail dans mon projet (cela fera peut-être l'objet d'un autre message) mais d'avoir votre retour sur le système que j'ai imaginé à savoir:
- véranda /serre climatique (plein sud) pour l'apport solaire direct en hiver et le (pré-)chauffage de l'ECS
- qui alimenterait un tunnel à galets pour le stockage intersaisonnier (voire plus site mentionné ci-dessus)
- et un PDM (auto-construit) qui servirait de chauffage (+ECS) et également de four/cuisinière
Jusque là , rien d'inédit sur ce site sauf que j'aimerais que mon PDM restitue sa chaleur dans une dalle (flottante) par un système d'hypocauste , tel que décrit sur ce blog

En mode été , lorsque le ciel nuageux et gris de mon cher plat pays me le permettra , j'utiliserais le PDM comme four/cuisinière et je chaufferais l'ECS via un bouilleur. Le surplus de chaleur pourrait transiter dans le TAG.
Sinon , l'air chauffé dans la véranda chauffera l'ECS via un échangeur air-eau (type solar box de grammer-solar) et restituera le reste de chaleur au TAG.
En mode hiver, la masse inertielle habituellement en briques (stéatite ou autre) sera remplacée par la dalle en dessous de laquelle passerait l'air à travers des canalisations (maçonnées). Cet air sera chauffé par un échangeur thermique air-air et non par les fumées de combustion.
En mi-saison , le TAG restituerait la chaleur du soleil (si, si cela arrive en Belgique aussi d'en avoir de temps en temps...) ou du PDM à travers cette même dalle.

Cela a-t-il du sens et est-ce facilement réalisable en autoconstruction?
-----

[BUS74]

Autre question , à laquelle il vaut peut être mieux répondre en premier avant de (in)valider mon système:
cela a-t-il du sens du sens d'investir dans une véranda/ capteur air et TAG dans un climat moins ensoleillé , comme en Belgique ou le nord de la France?

Si je ne me trompes pas , Heraklès qui est le mâitre dans ce domaine, est de Toulouse et ses projets se font généralement dans cette région ou en haute savoie, où il y a un ensoleillement constant ou du moins régulier en été , ce qui est loin d'ëtre acquis outre Quiévrain...

[KroM67]

Bonjour,

C'est un projet bien intéressant...

Le problème que je vois, est qu'un PDM bien conçu libère des fumées à basse température. Ponctionner des calories supplémentaires au niveau de l'évacuation des fumées pour l'hypocauste risque de provoquer des problèmes (condensation, tirage, etc...)

Sinon, un poêle ou une cuisinière de masse avec combustion inférieure, permet de bien chauffer la dalle sur laquelle il/elle est posée. Prévoir une circulation d'air sous cette dalle permettrait peut-être de répartir cette chaleur sur une plus grande surface, à la façon d'un hypocauste...

Un stockage inter-saisonnier en belgique? Ca doit pouvoir se calculer avec les données météos d'ensoleillement...

[BUS74]

Concernant le PDM, je prévois un double réseau
soit une utilisation "classique" , où la chaleur chauffera le corps de masse du PDM avec une sortie des fumées basses températures
soit via un by-pass, la chaleur ne passera pas par le réseau "classique" mais servira à chauffer un sorte de sas (le plus proche possible de la sortie de la chambre de combustion) , par lequel passerait l'échangeur thermique qui prendrait les calories pour réchauffer la dalle; une fois les calories cédées mais tout en gardant un minimum de chaleur - de température similaire aux fumées de sortie d'un PDM classique - la fumée sera évacuée directement.
Aurais-je tout de même des problèmes de condensation et/ou tirage ?
Le plus dur sera de bien dimensionner ces 2 réseaux ainsi que la charge de bois nécessaire...

Concernant le stockage solaire intersaisonnier , je suis allé sur ce site pour avoir des données statistiques d'ensoleillement à Bruxelles:

http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16759#06

Soit 750kWh par m² du 15 avril au 15 octobre...dont 40% seulement en rayonnement direct...
Donc effectivement , si je ne me trompes pas, et même en utilsant des capteurs à air moins performants que les capteurs à eau (il faudra compenser par une plus grande surface de captage - la véranda) , il serait ntéressant d'essayer de capter cette énergie et la stocker dans des galets...

[A voir en vidéo sur Futura]

[KroM67]

Aurais-je tout de même des problèmes de condensation et/ou tirage ?
Le plus dur sera de bien dimensionner ces 2 réseaux ainsi que la charge de bois nécessaire...

Oui ce sera le problème. Quelle surface couvrira l'hypocauste et quel est son intérêt par rapport à un bête PDM posé sur un sol bien isolé?

[BUS74]

L'atelier faisant 20 m de long sur 7 de large, avec une hauteur sous faite de 7 m , le PDM ne sera pas suffisant, d'autant plus qu'il ne sera pas centré ... c'est pour avoir une chaleur radiante répartie sur toute la surface que je pensais à l'hypocauste.

Selon le rédacteur du blog mentionné plus haut (qui ne vend pas de produits, tout au plus ses services si on le lui demande) toute source de chaleur peut alimenter cet hypocauste (capteur solaire/air, simple insert ou poêle, ...);
Chez lui, il lui faut 9 stères/an pour se chauffer (+/- 100m², avec une isolation moyenne, dans la région angevine) avec un simple poêle.
Le climat étant moins doux en Belgique et mon volume à chauffer plus important, je me suis dit qu'il serait intéressant d'utiliser la chaleur issue de la double combustion du PDM pour booster l'hypocauste.

Question bête d'un néophyte : j'ai bien compris que plus de calories seront pompées par l'hypocauste, mais pourquoi la température de sortie des fumées serait-elle plus basse qu'un PDM classique si le dimensionnement du "sas" est bien étudié (et là j'aurais besoin de l'avis éclairé des spécialistes de ce forum)?

[KroM67]

Il n'y aura aucun problème si les éléments sont bien dimensionnés, mais la difficulté est là.

Ce que je veux dire c'est qu'un poêle comme celui du blog doit sortir des fumées à 350-400°C. De quoi effectivement alimenter un échangeur pour chauffer un hypocauste.

Dans un PDM à contre-courant tel qu'on en parle ici sur le lien que tu as donné plus haut, les fumées en bas des canaux latéraux doivent avoisiner 200°C, ce qui fait peu d'énergie à récupérer sachant qu'il faut conserver 150°C en pied de conduit de cheminée pour éviter les soucis.
Pour que ça ait un intérêt il faudra donc choisir un autre design que le contre-courant, et séparer l'accumulateur du foyer afin d'utiliser des fumées à températures plus élevées.

Sinon comme évoqué plus haut, avec une cuisinière de masse on peut aussi envisager de prendre la chaleur ailleurs que dans les fumées, sous la chambre de combustion secondaire dans le cas d'une combustion inversée par exemple...

En tous les cas pour moi la réponse à la question du premier message est : non.
Capteur à air / serre solaire + TAG + hypocauste + cuisinière de masse avec ECS ne paraît pas "facile" à réaliser et à faire cohabiter. Un projet avec grosse isolation, un PDM au milieu et quelques baies vitrées plein sud semble bien plus accessible.

[BUS74]

Grosse isolation + baies vitrées au Sud , effectivement c'est une hypothèse plus classique , d'ailleurs pronée par l'architecte...quoique la façade de verre sera également délicat car c'est sur la façade Sud qu'est érigée la grande cheminée de l'ancienne fonderie (11m de haut) et il faudra être très attentif à la structure (et faire appel à un entrepreneur qualifié et compétent).

Et si l'on retire le PDM de l'équation ? en le remplaçant par un poêle (à double combustion classique) que l'on relie à l'hypocauste?
Faut-il tout de même oublier la véranda + TAG ?
Et donc utiliser le gaz / l'électricité pour l'ECS (en tout cas hors saison de chauffe)?

[KroM67]

Je ne suis pas compétent pour parler de la véranda et du TAG. Le stockage dans des TAG engendre de multiples pertes, il faut être être sûr de son coup et appuyer le projet sur des simulations pointues, notamment dans cette région relativement peu ensoleillée.

A titre personnel je suis un mordu du PDM, je ne conseillerais donc pas de le rayer de la liste. Il permettra de chauffer confortablement, de faire de l'ECS plutôt facilement, de cuisiner été comme hiver et d'économiser du bois par rapport à un poêle à bois classique.
Moyennant des échangeurs sur certaines parois, il pourra très bien alimenter un mur chauffant dans l'autre aile du bâtiment, et dans 30 ans il sera toujours vaillant, contrairement à tout autre poêle ou chaudière...

J'ai un peu l'impression, pour caricaturer, que l'hypocauste tel qu'il est décrit sur le blog, est une adaptation futée d'un poêle à bois aux contraintes actuelles par quelqu'un qui n'a pas encore découvert le PDM...

[BUS74]

C'est plutôt l'inverse , je dirais: le PDM est une application plus moderne et petite de l'hypocauste (romain).
L'auteur du blog connait les PDM mais voit l'hypocauste comme une alternative permettant de se libérer de la contrainte "géographique" du PDM (si celui-ci n'est pas centré): la dalle rayonne sus toute la surface de la maison.

En attendant des retours de spécialistes du TAG (je n'ose espérer d'Héraklès, qui est très occupé par les plans de sa maison bioclimatique, mais au moins de ses disciples), voici un schéma très succint du fonctionnement.

Pour précision, la chaleur pour l'hypocauste serait récupérée par conduction (ex plaque de fonte) sous et derrière le PDM/poêle

Pièce jointe supprimée

[KroM67]

Modération : Comme expliqué ici, les pièces jointes de type image doivent être prioritairement introduites sous forme de fichier de type image (JPEG, PNG ou GIF), cette pièce jointe ne sera pas validée en l'état, merci de la présenter à nouveau dans le format idoine.

C'est plutôt l'inverse , je dirais: le PDM est une application plus moderne et petite de l'hypocauste (romain).

C'est bien ce que je pense et c'est bien ce que je dis...
Je me suis mal fait comprendre : pour qui ne veut pas de PDM, qui possède un poêle à bois basique et qui souhaite l'utiliser du mieux, l'hypocauste décrit est une idée futée.

L'auteur du blog connait les PDM [...]

Il passe en tous cas à côté de plusieurs avantages du PDM : combustion à haut rendement et en une fois de la quantité de bois suffisante pour 24h de chaleur, four à chaleur tombante inclus, fiabilité & durée de vie, etc...

Je pense qu'un foyer maçonné accouplé à un hypocauste peut très bien fonctionner si c'est bien dimensionné, mais c'est se compliquer la vie.

[BUS74]

Voici le fichier dans le bon format (j'espère que cela fonctionne)

Je suis d'accord avec vous krom67 sur les avantages du PDM, c'est pour cela que je voulais combiner les 2..mais c'est effectivement peut-être se compliquer la vie ....
l'architecte que j'ai vu ce matin (et qui a un PDM chez lui) serait également tenté par la dalle hypocauste dans notre cas. Par contre pour le TAG , il n'est pas vraiment convaincu ...c'est aussi pour avoir des bons arguments à lui soumettre que je suis sur ce forum...ou pour abandonner cette idée folle
mais je suis têtu, il faudra donc de bons arguments pour déloger cette idée de mon esprit....

Concernant ma question initiale , je devrais la reformuler:
est-ce réalisable en auto-construction (avec si possible une bonne préparation et accompagnement) ?

[Moux]

Salut BUS74,

après avoir lu les détails de ton projet, plusieurs points me posent problème.

Les TAG restituent la chaleur de 2 façons :

- par rayonnement à travers la dalle du RDC
- et par préchauffage de l'air neuf (fonctionne comme une VMI).

Or, si tu réalises un hypocauste, tu vas créer un genre de "vide sanitaire" sous ta dalle qui empêchera toute migration de la chaleur jusqu'à l'habitation... il te restera le préchauffage de l'air neuf mais dans ce cas, le recour au TAG se justifit moins...

Un autre point important que tu n'as pas soulevé, c'est l'isolation des fondations en périphérie (verticale ou en trottoir isolant). Vu que ta maison est mitoyenne côté EST et OUEST (d'après ce que j'ai compris), l'isolation du soubassement me parait compliqué... Tu ne pourra donc pas empêcher la chaleur de migrer chez tes voisins...
Chercher à emmagasiner de la chaleur sous terre avec les TAG, c'est bien, mais faire en sorte que cette chaleur reste sous la maison, c'est mieux!!!

Bien que je n'ai pas pris le temps de lire en détail le blog dont tu parles,l'hypocauste me semble une solution offrant un confort disons... Relatif... La répartition de l'air chaud doit créer des zones très chaudes en début de circulation et, inévitablement, des zones bien plus froides à l'autre bout du réseau.

A ta place, je me creuserais la tête (avec ton archi, tu le payes pour ça !) pour trouver une solution permettant d'isoler au maximum tout en gardant le plus d'inertie possible dans la maison. Ainsi, tu pourras profiter des apport solaire par les baies vitrées et ça te permettra aussi de stocker la chaleur libérer par un poêle (tu espacera ainsi les flambée tout en augmentant ton confort). Une forte inertie couplé à des capteurs solaire à air te permettra en chauffage direct (VMI), d'insuffler de l'air chaud qui rechargera tes mur jusqu’à la prochaine journée ensoleillé, le poêle faisant alors la jonction entre les deux!

Cordialement,

Moux

[BUS74]

Merci Moux pour votre feedback.
Dans mon idée le TAG chaufferait également par radiation car la dalle serait en contact direct avec la terre....

mon idée n'est pas de faire passer l'air chaud sous la dalle mais dans la dalle
je pense en fait à une dalle sur poutrain /entrevous en céramique (je crois que cela s'appelle un hourdis en France), et l'air passerait par les petits canaux à l'intérieur des entrevous (exemple : http://www.hansez-dalem.be/site/FCK_...d03e02c32d174a

De la sorte, l'air devrait également être moins chaud et donc plus compatible avec un PDM.

Concernant l'isolation vous avez bien vu, ce n'est pas possible à l'extérieur:
les façades est (garages) et ouest (jardin) donnent chez les voisins et effectivement je chaufferais un peu leurs tomates ou les voitures mais pourquoi pas ...mon wifi leur est bien ouvert également

j'avais pensé à une isolation le long de mes murs par l'intérieur et enfouis jusqu'à 1m.
Concernant mon projet j'essaie d'être bioclimatique (pour autant que cela soit possible en ville) et donc la priorité sera sur l'isolation tout en gardant l'inertie: ce sera une boite dans la boite , protégée par les murs en brique de la fonderie...
et le capteur à air est également prévu : on ne sait pas encore si ce sera en façade (mur trombe) ou sous forme de véranda .
Le TAG serait un peu la cerise sur le gateau ...pour autant que cela ne coûte pas trop au vu des performances limitées à en attendre dans mon cas.

[herakles]

mon idée n'est pas de faire passer l'air chaud sous la dalle mais dans la dalle

ne crains-tu pas que cette dalle utilsiée en hypocauste ne se dilate trop et pousse sur ses extrémités en montant en température avec de l'air trop chaud ?
C'est la raison pour laquelle les planchers chauffants sont en général désolidarisés de leur support (dalle brute ) et incorporés dans une chape posée sur isolant

Il y a des exceptions : dalle brute en béton plein avec chauffage incorporé dans le treillis , par résistances blindées électriques dont la puissance est bridée juste pour ne pas dépasser 20°~21°C dans l'épaisseur de la dalle pour servir de chauffage de base avec appoint par convecteurs réactifs .

Je penserais plutôt à un double TAG ; TAG à 2m de profondeur pour stocker et déphaser sur 2~3 mois la chaleur solaire estivale fournie par la véranda ,
doublé d'un 2eme réseau de TAGs plus larges et moins épais (1m de large par 0.40m de hauteur ) juste sous la dalle béton , qui seront alimentés en hiver en air relativement chaud chaque fois que le soleil brille entre Octobre et Avril sur la véranda ou les capteurs solaires et PDM comme chauffage d'appoint .

La dalle brute en béton étant plus inertielle que les hourdis montera moins en température mais du coup se dilatera moins .de plus on peut couler directement le béton sur les TAGs d'un côté et hérisson en tout-venant de l'autre , sans lame d'air entre le sol et la dalle (technique de la dalle flottante )

Avec un hourdis , en cas de soufflage incontrôlé d'un air trop chaud , le plancher risque de trop monter en température et de se dilater , mais il est possible de moduler cette température par un by-pass déviantune partie de l'air trop chaud vers les TAGs plus profonds .

[BUS74]

Merci de vos remarques Heraklès, je suis très content que vous partagiez vos connaissances sur ce fil , j'ai lu que vous êtiez très occupé.

Concernant la dilatation, honnêtement je ne sais pas, tout ceci est très nouveau pour moi et je n'ai pas les connaissances techniques ni l'expérience en construction. C'est de l'ordre de l'idée, partagée sur ce forum pour une confrontation avec la réalité technique.
L'idée de faire passer l'air chaud (mais pas trop) dans de petits conduits (dans les entrevous/hourdis) permettait selon moi d'avoir une surface de contact plus importante que les bardeaux proposé sur le blog relatif à l'hypocauste, tout en me passant d'un réseau de canalisation sous la dalle (et une perte de contact avec la terre)
En conséquence , moins de volume d'air devrait être chauffée et une température moins élevée devrait convenir, empêchant je l'espérais une dilatation de la dalle.
Comme vous le préconisez, cette dalle serait chauffée par un TAG que j'ai appelé "réactif" ( par opposition aux TAG intersaisonniers, plus profonds) alimenté soit par l'air "solaire" (en mi-saison), soit par l'air vicié récupéré , soit par le PDM/poêle/foyer double combustion (je ne sais pas encore quel sera le système de chauffe)
en dehors du TAG réactif, les hourdis seraient en contact direct avec la terre.
C'est ce que j'ai essayé de schématisé mais je ne sais pas si le document est suffisamment clair.

Par ailleur, en été, j'espérais par le même Chemin refroidir la dalle avec l'air de sortie (plus frais) des TAG intersaisonnier ou directement par l'air extérieur (nuit) (en utilisant un bypass d'hiver/nuit)

Concernant le dimensionnement du TAG "réactif" j'avais pensé effectivement à une hauteur moindre mais j'ai oublié de l'élargir.
Et effectivement (je ne pense pas l'avoir mis sur le schéma, mais j'y avais pensé) il y aurait une alimentation du TAG intersaisonnier par le PDM (via un by pass) soit en cas de surchauffe, soit lorsqu'il faudra booster l'ECS en "été belge" ....

[BUS74]

Concernant la convection de l'air chaud du poele vers l'hypocauste (ou le TAG), existe-t-il des ventilateurs qui résistent à ces fortes températures, si possible autonome et qui soient (relativement) silencieux.
J'ai vu qu'il existe aux US des ventilateurs pour poêle soit en stirling (problème:il faut lancer manuellement les pales du ventilo) soit par thermo-électricité (par exemple le "stovemate kettlefan" http://www.rural-energy.net/catalog/...php?pro_id=412) :
existe-t-il (et à quel prix) ce genre de ventilo à placer dans des conduits?
Le débit du stovemate est de 400 pieds cubiques (11m3)/minute , est-ce suffisant ?

[BUS74]

Concernant mon projet si je résume les différents avis , à ce stade:

- c'est soit PDM + TAG (réactif et intersaisonnier)
- soit l'hypocauste tel que décrit sur le blog mentionné plus haut (et donc pas dans les hourdis mais sur un "vide ventilé chaud")

Je n'ai pas encore abandonné l'idée d'hypocauste car une dalle rayonnante sur toute la surface de la maison semble quand même être plus confortable dans mon cas.
La solution ne serait-elle pas d'envoyer l'air chaud directement du PDM (ou autre poele à double combustion) dans le TAG réactif qui se trouverait juste sous la dalle : mais alors la chaleur sera-t-elle suffisante pour chauffer toute la dalle ? Quelle devrait être la dimension de ce tunnel ? C'est sûr , il ne faut pas s'attendre à un chauffage réactif mais c'est également le cas pour l'hypocauste "classique" ou le PDM (il reste toujours l'iradiation directe du poele via la vitre).

Par temps ensoleillé l'air du capteur irait soit dans le TAG intersaionnier (été) soit dans le TAG réactif (mi-saison) soit ventillé directement dans la maison (en attendant que la dalle chauffe...)

Par ailleurs , le TAG peut-il être un TAT (tuiles) ou un TAH (hourdis/entrevous)?
J'ai lu qu'Heraklès déconseillait les tuiles car elles se tasseraient, mais si je les pose soigneusement pour former une sorte de labyrinthe (ou des chicanes comme dans un PDM) et que je protège le tout par une dalle (ou une voute , ou aute chose)? j'ai a peu près 50m² de tuiles que je peux récupérer...
Ou si je mettais 1 (ou 2 rangées) d'houdis/entrevous? l'air chaud passerait par les canaux internes ... ce serait plus solide que les tuiles et il est plus facile de trouver une briquetterie dans le coin que'une rivière à galets...

[BUS74]

Après (re-)lecture (partielle) du fil sur les TAG, je me réponds à moi-même.
le "TAH" n'est pas une bonne idée : l'important avec les galets (et encore mieux avec des billes d'argile) est d'augmenter la surface de chauffe , donc avec des hourdis/entrevous la surface de chauffe serait limitée aux quelques canaux intérieurs .
Pour les tuiles, cela doit être la même chose...