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Infrarouge

Qu’est-ce que l’infrarouge ? Qu’est-ce que le chauffage infrarouge ?

Cet article démystifie le chauffage infrarouge électrique et répond à vos questions sur l’infrarouge.

Cet article est composé de deux volets

  1. L’infrarouge
  2. Le chauffage infrarouge

1.    L’infrarouge

Avant de se plonger dans le sujet de l’infrarouge, rappelons-nous que la chaleur se transmet de 3 façons.

  1. Conduction ;
  2. Convection ;
  3. Radiation.

La conduction est le transfert de la chaleur directement de la source de la chaleur. Un exemple courant de la conduction est la poignée d’un chaudron qui devient chaude en conséquence du chaudron qui est chaud.

La convection est le transfert de chaleur par l’intermédiaire de l’air. Un exemple courant est l’air chaud qui provient de votre sèche-cheveux.

La radiation est le transfert de chaleur par les ondes électromagnétiques. Plus précisément, les ondes infrarouges (aussi appelés rayons infrarouges). Ces rayons n’ont aucun effet néfaste sur la santé et sont entièrement sécuritaire.

Un exemple courant est le soleil. Celui-ci émet des rayons infrarouges traversant environ 150 millions de kilomètres pour réchauffer la terre. Les rayons infrarouges ne réchauffent pas l’air, mais plutôt la première surface solide qu’ils touchent.

Qu’est-ce que les rayons infrarouges ? Ce sont des ondes de lumière comprises dans le spectre électromagnétique.

Spectre électromagnétique

Le spectre électromagnétique comprend toutes les longueurs d’onde des rayons de lumière. Une seule section du spectre est visible par l’œil humain. Ce spectre est appelé spectre de lumière visible.

Le spectre de la lumière visible est seulement un petit segment du spectre électromagnétique complet.  L’œil humain peut seulement voir la gamme de longueurs d’onde comprises dans ce spectre avec des longueurs d’onde comprises entre 380 et 700 nanomètres.

Juste à l’extérieur du spectre rouge se trouve le spectre infrarouge.

L’infrarouge dans le spectre électromagnétique.

L’infrarouge comprend les lumières avec les longueurs d’onde comprises entre 760 et 1 000 000 nanomètres. Cette lumière n’est pas visible par l’œil humain. Nous pouvons toutefois sentir cette énergie sous forme de chaleur. Certaines sources de chaleur émettent également de la lumière visible comme le fait le soleil.

Les caméras infrarouges permettent de voir les ondes infrarouges non visibles par l’œil humain. Elles sont très utiles dans plusieurs applications telles que le sauvetage d’animaux ainsi que dans le milieu du chauffage et de l’isolation.

La première image illustre le rayonnement infrarouge émis par un animal permettant de le retrouver. La deuxième image illustre les sources d’infiltration d’air froid dans un garage.

Découverte de l’infrarouge

En 1800, William Herschel a découvert l’infrarouge en mesurant la température entre les différents spectres visibles. Il a placé un thermomètre pour chaque couleur incluant un thermostat supplémentaire à l’extrémité du rouge. Il a constaté que la température était encore plus élevée juste au-delà de l’extrémité du spectre rouge visible, Herschel a découvert la lumière infrarouge !

Comment est-ce que cette information se traduit sur le choix de votre chauffage ?

2.    Le chauffage infrarouge

Note : le chauffage infrarouge peut provenir d’une source électrique ou de gaz / propane. Par simplicité, cet article traite du chauffage électrique. Pour une comparaison entre le chauffage électrique et au gaz, veuillez vous référer à cet article.

La deuxième partie de cet article porte directement sur le chauffage infrarouge électrique, aussi appelé chauffage par rayonnement infrarouge électrique. Tout comme le soleil, les appareils de chauffage infrarouge ne chauffent pas l’air, mais plutôt les objets, les personnes et le sol. Certains appareils de chauffage émettent également une lumière visible. Les sections suivantes expliquent pourquoi ce type de chauffage est à favoriser dans plusieurs espaces.

Rappel : L’infrarouge comprend les lumières avec les longueurs d’onde comprise entre 760 et 1 000 000 nanomètres. L’infrarouge n’est pas visible par l’œil humain en comparaison avec les lumières visibles qui comprennent les lumières avec des longueurs d’onde comprises entre 380 et 700 nanomètres.

Chauffage par rayonnement infrarouge en comparaison avec le chauffage par conduction et convection

Certains environnements ou applications de chauffage ont des contraintes qui font en sorte que seulement le chauffage infrarouge est adéquat. L’application la plus commune est le chauffage de terrasse. La majorité des applications peuvent autant être chauffée avec le chauffage infrarouge ou que celui par convection. Toutefois, dans plusieurs de ces applications et environnements, le chauffage infrarouge est à favoriser pour des raisons énergétiques ou de confort.

Les avantages du chauffage infrarouge électrique

 

  • Efficacité énergétique: Plusieurs facteurs contribuent à l’efficacité énergétique de l’infrarouge électrique. Le facteur principal est que le chauffage infrarouge chauffe les objets, les personnes et le sol au lieu de l’air. Ce qui permet d’être particulièrement efficace dans les grands espaces et dans les espaces avec les plafonds élevés.
    • Grands espaces : Puisque l’infrarouge chauffe les objets, les personnes et le sol, il est possible de cibler certaines sections et d’assurer un bon confort sans devoir chauffer l’entièreté de l’espace.
    • Plafond élevé : L’infrarouge permet de chauffer efficacement les bâtiments avec des plafonds élevés sans gaspiller l’énergie pour chauffer l’air qui monte au plafond. L’infrarouge chauffe d’abord les masses comme le sol et les personnes.
  • Sans bruit ni vent: Cet avantage, qui peut sembler banal à première vue, est l’un des facteurs qui est le plus apprécié au fil du temps d’utilisation de ce type de chauffage. Dans les applications commerciales et industrielles, fini le bruit constant des aérothermes qui fait siler les oreilles. De plus, le chauffage par convection crée beaucoup de vent qui fait circuler la poussière dans l’air, le chauffage infrarouge a pour avantage de chauffer chaque espace sans créer de circulation d’air non désirée.
  • Utilisation intérieure et extérieure: Puisque le chauffage radiant électrique n’émet aucun gaz à effet de serre, il peut très bien être utilisé à l’intérieur comme à l’extérieur sans risque pour la santé. Ceci veut donc dire que vous pouvez installer nos appareils dans votre garage, dans votre véranda ou directement sur votre terrasse sans ventilation.
  • Sans gaz à effet de serre: Les brûleurs à gaz traditionnels ont souvent un rendement inférieur à 50 % et émettent du monoxyde de carbone et d’autres gaz dangereux comme sous-produit de la combustion et du carburant. En revanche, les appareils de chauffage infrarouge électrique offrent une efficacité radiante allant jusqu’à 96 %. Ceci veut donc dire que 96 % de l’énergie utilisée se traduit en chaleur radiante et que 4% de l’énergie sera utilisée en chaleur de convection. De plus, nos systèmes utilisent une source énergétique beaucoup plus verte.

Quand choisir le chauffage infrarouge ?

Le chauffage infrarouge est idéal dans plusieurs scénarios. Il est particulièrement efficace dans les 4 scénarios suivants.

  1. Chauffage d’une aire total (total area heating)

Qu’il s’agisse d’un garage, un entrepôt, un bâtiment commercial ou une usine, le chauffage infrarouge est en mesure de chauffer efficacement l’entièreté de l’espace en question. Le chauffage infrarouge chauffe d’abord les personnes, les objets et le sol pour ensuite distribuer uniformément la chaleur dans l’espace. Cette façon de chauffer permet de garder une température de l’air ambiant plus faible qu’avec un chauffage à air pulsé et de conserver le même niveau de confort.

  1. Chauffage par zone (indoor spot heating)

Le chauffage infrarouge est le seul type de chauffage qui permet de chauffer confortablement une section d’un grand bâtiment, communément appelé chauffage par zone. Il permet de créer des économies d’énergie importantes puisqu’il n’est pas nécessaire de chauffer tout le bâtiment lorsqu’un seul poste de travail est utilisé. Il s’agit d’un avantage important du chauffage infrarouge puisqu’il serait impossible de chauffer une seule zone d’un grand espace avec le chauffage par convection vue l’impossibilité de contenir l’air chaud.

  1. Chauffage d’appoint ou ponctuel extérieur (outdoor spot heating)

Similairement, grâce au chauffage infrarouge, il est possible de chauffer un espace extérieur comme une terrasse. Le rayonnement infrarouge chauffe directement les utilisateurs de la terrasse et non l’air comme un système à air pulsé. Ce qui est absolument impossible avec les autres méthodes de chauffage.

  1. Déglaçage (ice melting)

De la même façon que le chauffage ponctuel extérieur, avec la puissance suffisante, le chauffage infrarouge est en mesure d’effectuer du déglaçage et de la fonte de neige

Application du chauffage infrarouge

Plus précisément, le chauffage infrarouge est efficace et souvent utilisé dans les applications suivantes.

 

Terrasse de restaurant
Garage résidentiel
Garage commercial
Garage mécanique automobile
Carrosserie
Garage municipal
Entrepôt
Usine
Quai de chargement
Aéroport
Hangar à avions
Marché public
Gare de train et d’autobus
Amphithéâtre et salle de spectacle

Terrasse résidentielle
Stade et terrain de soccer
Terrain de tennis
Aréna
Champ de pratique de golf
Spa santé
Église
École
Entrée de bâtiment et de magasin
Vestibule
Centre de tri
Scène extérieure
Hôpital
Entrée d’urgence
Yoga chaud
Hôtel
Usine de filtration
Station d’épuration d’eau
Abri temporaire
Corridor et passerelle interbâtiments
Gym
Lave auto
Salle de lavage de véhicule lourd
Écurie
Mine
Scierie
Épicerie
Service au volant
Fonte de neige et de glace

Les types de chauffages infrarouges

Le chauffage infrarouge se divise en trois familles :  infrarouge à ondes courtes (near), infrarouge à ondes moyennes (mid) et infrarouge à ondes longues (far).

L’infrarouge comprend les lumières avec les longueurs d’onde comprises entre 760 et 1 000 000 nanomètres.

 

Longueur d’onde Type d’appareil le plus commun
Infrarouge à ondes courtes 760 à 1 400 nanomètres Appareil avec une lampe quartz incluant un filament de tungstène (W)
Infrarouge à ondes moyennes 1 400 à 3 000 nanomètres Appareil avec tube quartz incluant généralement un alliage de ferrochrome (FeCr) ou un alliage de Nickel-chrome (NiCr)
Infrarouge à ondes longues 3 000 à 1 000 000 nanomètres Appareil avec une résistance dans un tube d’acier et panneau de céramique

Chaque type de chauffage comporte ses particularités, ses avantages et ses inconvénients.

Chauffage infrarouge à ondes courtes

Le chauffage infrarouge à ondes courtes est considéré comme le plus efficace pour chauffer des espaces ouverts. Celui-ci chauffe majoritairement les personnes, les objets et le sol. Très peu d’énergie est utilisée pour chauffer l’air. C’est pour cette raison que ce type d’appareil est normalement favorisé dans les espaces extérieurs demandant une source de chaleur importante.

Les lampes quartz offrent une chaleur instantanée. En seulement 1-2 secondes, les lampes atteignent leur pleine puissance, ce qui permet de chauffer instantanément sans aucun préchauffage. Ces lampes émettent également une lumière intense. Il est toutefois possible de glisser les lampes dans un tube de verre réduisant ainsi l’émission de lumière d’environ 90%.

L’infrarouge à ondes courtes a une efficacité radiante d’environ 96%, ce qui est idéal pour les espaces ouverts ou les espaces avec un grand volume. 96% de l’énergie est utilisée pour chauffer les personnes, les objets et le sol. Tandis que seulement 4% de l’énergie est utilisée pour chauffer l’air.

Exemple :

Un produit populaire utilisant cette technologie correspond aux appareils de la série MTM de Fostoria. Ces appareils ont deux ou trois lampes quartz incluant un filament de tungstène enroulé et scellé avec des bouts en porcelaine.

Voici ces appareils en fonction dans quelques applications

Chauffage infrarouge à ondes moyennes

Le chauffage infrarouge à ondes moyennes est le plus populaire pour les terrasses résidentielles et les espaces avec un volume standard. Son investissement à plus faible coût, sa chaleur confortable et l’absence de lumière intense sont des facteurs contribuants.

Les tubes quartz offrent une pleine chaleur en moins de 5 minutes et émettent seulement une faible lueur orangée. Il faut garder en tête qu’un aérotherme dans un garage de taille standard peut devoir fonctionner pendant 30 minutes simplement pour offrir un environnement de travail minimalement confortable. Du côté des tubes quartz, en moins de 5 minutes, les gens travaillant sous les rayons seront déjà confortables.

Exemple :

Un produit populaire utilisant cette technologie correspond aux appareils de la série OCH de Fostoria. Ces appareils ont un ou deux tubes quartz incluant un alliage nickel-chrome enroulé. Les appareils Infratech sont également des produits gagnants en popularité.

Voici ces appareils en fonction dans quelques applications

Chauffage infrarouge à ondes longues

Le chauffage infrarouge à ondes longues offre l’efficacité radiante la plus faible. Ce type est donc moins performant dans des espaces ouverts. Il est toutefois adéquat pour les espaces fermés.

Ce type d’émetteur ne produit pas une chaleur instantanée et nécessite une période de préchauffage pour obtenir sa pleine puissance et le niveau de confort recherché.  Celui-ci ne produit aucune source lumineuse.

Exemple :

Un produit populaire utilisant cette technologie correspond aux appareils de la série FSA de Fostoria. Il s’agit d’appareils avec un panneau émetteur.

Voici ces appareils en fonction dans quelques applications

Comparaison :

Appareil à ondes courtes Appareil à ondes moyennes Appareil à ondes longues

Efficacité radiante d’environ 96% ;

Pleine puissance en 2 secondes ;

Résistant à l’eau ;

Émission lumineuse ; (possibilité de réduire avec un tube de verre).

Efficacité radiante d’environ 70% ;

Pleine puissance en 5 minutes ;

Résistant à l’eau ;

Faible émission de lumière.

Pleine puissance en plus de 10 minutes ;

Non résistant à l’eau et au milieu humide ;

Aucune émission de lumière.

Comment choisir le bon type de chauffage infrarouge

Les trois types d’infrarouge ont chacun leurs avantages en fonctions de l’application et de l’environnement.

Les facteurs principaux à considérer lors du choix du type d’appareil pour un résultat optimal sont les suivants :

  • Dimension de l’espace à chauffer incluant la hauteur ;
  • Le type d’espace (espace ouvert extérieur, espace intérieur peu isolé, espace intérieur isolé) ;
  • L’utilisation de l’espace incluant la durée d’utilisation ;
  • Le budget.

Évidemment, en travaillant avec Technirep, la responsabilité de choisir le type d’appareil adéquat à votre situation ne vous reviendra jamais. En effet, notre équipe d’experts se spécialise dans la spécification de système infrarouge depuis 1997 et se fera un plaisir de vous assister dans le choix de l’appareil et de contrôle optimal pour votre projet.

ASHRAE/IES STANDARD 90.1

9.4.6.1 Les systèmes de chauffage par rayonnement doivent être envisagés au lieu des systèmes de chauffage par convection ou à air chaud pour chauffer les zones qui subissent des charges d’infiltration supérieures à 2 changements d’air par heure dans les conditions de chauffage à la conception.

9.4.6.1 Radiant heating systems shall be considered in lieu of convective or all-air heating systems to heat areas which experience infiltration loads of excess of 2 air changes per hour at design heating conditions.

 

9.4.6.2 Les systèmes de chauffage par rayonnement doivent être envisagés pour les zones à hauts plafonds, pour le chauffage ponctuel et pour d’autres environnements où le chauffage par rayonnement peut être plus efficace sur le plan énergétique que les systèmes de chauffage par convection ou à air chaud.

9.4.6.2 Radiant heating systems should be considered for areas with high ceilings, for spot heating, and for other applications where radiant heating may be more energy efficient than convective or all-air heating systems.

Pour plus d’informations sur l’infrarouge ou pour votre projet de chauffage infrarouge, veuillez communiquer avec l’un de nos experts à info@technirep.ca

Nous espérons que cet article vous a été utile pour décider quel appareil de chauffage conviendrait le mieux à votre projet. Si vous avez besoin d’aide pour décider ou si vous avez des questions sur votre projet particulier, n’hésitez pas à nous envoyer un courriel à info@technirep.ca

Vous êtes un entrepreneur en construction ou un électricien et vous recherchez un partenaire pour vous assistez dans tous vos projets. Technirep travaille directement avec vous pour créer les plus beaux projets.

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