Déperdition thermique : définition et calcul paroi par paroi

Déperdition thermique : définition

Une déperdition thermique est une perte de chaleur d'un logement chauffé vers l'extérieur. Au pluriel, les déperditions désignent la puissance que la pièce perd par les murs, les fenêtres, le toit, le sol et l'air renouvelé quand il fait le plus froid de l'année. C'est ce que le chauffage doit rendre, en watts (W).

La chaleur s'échappe par deux chemins :

• la transmission à travers les parois : murs, vitrages, portes, toit, plancher, et les jonctions entre parois (ponts thermiques) ;
• le renouvellement d'air : l'air chaud extrait par la ventilation et les fuites, remplacé par de l'air froid.

On calcule les déperditions par grand froid, à la température extérieure de base. C'est la température froide de référence du lieu, un seuil que le thermomètre n'atteint que quelques jours par an. Elle dépend du département et de l'altitude : −4 °C dans le Finistère, −15 °C en Alsace. Ce n'est pas la température la plus basse jamais relevée.

La formule des déperditions thermiques

Le bilan tient en une ligne :

Φ = GV × (θint − θbase)

• Φ : les déperditions, en W ;
• θint − θbase : l'écart de température, ou ΔT, entre la température voulue dans la pièce et la température de base ;
• GV : le coefficient de déperdition du local, en W/K, c'est-à-dire la puissance perdue par degré d'écart.

GV additionne trois familles de pertes :

GV = Σ b × U × A + Σ k × L + DR

DR désigne le renouvellement d'air. C'est la structure de la méthode officielle du diagnostic de performance énergétique (DPE), la 3CL-DPE 2021 : murs, plancher bas, plancher haut, menuiseries, ponts thermiques et renouvellement d'air.

Les parois : b × U × A

• A est la surface de la paroi, en m², fenêtres déduites des murs.
• U est le coefficient U de la paroi : ses pertes par m² et par degré, en W/(m²·K). Plus il est bas, plus la paroi isole. Les valeurs par défaut sont sur la page coefficients U et isolants.
• b corrige l'écart de température quand la paroi ne donne pas dehors : 1 vers l'extérieur, 0 contre un logement chauffé, entre les deux vers un garage, un cellier ou des combles. La méthode du DPE donne des b plus proches de 1 qu'on ne l'imagine pour un garage accolé.

Le sol fait écran

Un plancher sur terre-plein, sur vide sanitaire ou sur sous-sol non chauffé ne perd pas autant que son U le laisse croire : le sol amortit les pertes. La méthode du DPE remplace alors U par un coefficient Ue, qui dépend de l'isolation du plancher et de sa taille. L'outil le calcule quand vous choisissez « vide sanitaire » ou « terre-plein ».

Les ponts thermiques : k × L

Un pont thermique est une jonction où l'isolant s'interrompt : plancher contre mur, tableau de fenêtre, refend. Il se compte au mètre de jonction, avec un coefficient k en W/(m·K). Le cas le plus lourd est la maison isolée par l'intérieur avec des planchers en béton, typique des années 1975 à 2000 : l'isolant s'arrête à chaque dalle.

L'air : 0,34 × débit

Chaque m³ d'air renouvelé par heure coûte 0,34 W par degré d'écart : c'est la chaleur volumique de l'air. La méthode du DPE fixe un débit conventionnel selon la ventilation (naturelle, VMC autoréglable, hygroréglable, double flux), puis ajoute les infiltrations selon l'étanchéité de la maison et son époque. Une VMC double flux récente récupère une grande partie de la chaleur de l'air extrait, ce qui réduit fortement ce poste.

Calcul paroi par paroi : l'exemple d'une maison

L'outil en haut de page est réglé sur une chambre de 12 m² à l'étage, sous des combles perdus, avec un seul mur extérieur. Voici la maison entière de la même époque : deux niveaux de 50 m², construite entre 1983 et 1988, isolée par l'intérieur, dans le Loiret (−7 °C).

Pour refaire ce calcul chez vous, mesurez chaque paroi qui donne dehors ou sur un local non chauffé. Les murs se comptent fenêtres déduites, le plafond et le plancher à leur surface au sol. Laissez le champ « U connu » vide si vous ne connaissez pas la paroi : l'outil prend la valeur par défaut du DPE pour l'époque et la zone climatique du département.

L'outil donne aussi un G équivalent, en W/(m³·K), directement comparable au tableau du coefficient G par époque.

Les ponts thermiques : un forfait faute de mieux

L'outil ne vous demande pas la longueur de chaque jonction. Il ajoute aux pertes des parois un forfait selon le mode d'isolation : murs non isolés, isolation par l'intérieur d'avant 2001, ou isolation par l'extérieur. C'est une approximation : un forfait unique ne vaut pas le calcul jonction par jonction, et le site l'indique dans le détail du résultat. Choisir « non comptés » sous-estime les déperditions d'une maison isolée par l'intérieur.

Où part la chaleur d'une maison ?

L'ADEME publie une répartition des pertes d'une maison non isolée construite avant 1974 :

Les cinq postes des parois sont lus sur l'infographie de l'ADEME de décembre 2022. Le poste de l'air est attribué à son guide « Isoler sa maison », que le site n'a pas pu consulter : prenez-le comme un ordre de grandeur.

Ces chiffres valent pour ce qu'ils décrivent : un pavillon bas, sans isolation. Ils ne se généralisent pas :

• Dans une maison à étage, à surface habitable égale, le toit est deux fois plus petit et les murs plus grands : les murs passent nettement devant le toit.
• Dans une maison isolée des années 1980, le toit, isolé en premier, ne pèse presque plus. Les murs restent le premier poste, mais l'air renouvelé et les ponts thermiques pèsent ensemble près de la moitié des pertes.

Plutôt que d'appliquer ces pourcentages, l'outil calcule la répartition de votre pièce ou de votre maison, poste par poste. C'est elle qui dit où isoler en priorité.

Bilan thermique de la maison : ce que fait ce calcul, et ce qu'il ne fait pas

Le bilan thermique d'un professionnel suit la norme NF EN 12831 : un calcul pièce par pièce des déperditions, avec la ventilation de chaque local et, au besoin, une surpuissance de relance. Cette norme est payante ; le site ne la lit pas et ne la reproduit pas. Il applique la méthode du DPE, publique, aux parois que vous décrivez.

Ce calcul suffit pour vérifier un ordre de grandeur, choisir un radiateur ou relire un devis. Il ne remplace pas :

• le DPE, qui classe le logement avec des valeurs par défaut et une température de base par grande zone climatique, pas par département ;
• l'étude d'un installateur avant une pompe à chaleur. L'ADEME rappelle que ce bilan est normalement proposé par les installateurs ; il aboutit à la note de dimensionnement, le document qui justifie la puissance de la pompe à chaleur à partir des déperditions à la température de base.

Déperdition thermique d'un appartement

La méthode est la même. Seules comptent les parois qui donnent sur l'extérieur ou sur un local non chauffé : façade, fenêtres, plancher sur parking, mur sur une cage d'escalier. Une paroi contre un logement voisin chauffé ne perd rien dans le calcul (b = 0). Un appartement au milieu d'un immeuble perd donc bien moins qu'une maison de même surface, à isolation égale.

Et ensuite

• Pour une pièce, le résultat se traduit en appareils avec le calcul pièce par pièce : radiateur électrique, à eau ou en fonte.
• Pour une maison sans relevé des parois, le coefficient G donne une estimation rapide par époque.
• Pour comparer les méthodes, la page formule de la puissance d'un radiateur montre ce que donnent le W/m², G × V × ΔT et le calcul paroi par paroi.
• Pour une pompe à chaleur, la page dimensionnement d'une pompe à chaleur part des déperditions à la température de base.