L’installation d’un système de plancher radiant

Afin de s’assurer l’installation d’un système de plancher radiant de qualité, Luc Muyldermans, architecte et grand spécialiste des habitats bioclimatiques et solaires passifs, nous offre des stratégies et des conseils judicieux.

Voici quelques éléments fondamentaux à retenir pour suivre les conseils éclairés de Luc. Afin de se familiariser davantage avec les différents systèmes de chauffage radiants et leur fonctionnement, on peut se référer au blogue « Le chauffage radiant ».

Solage et compactage efficace du sable : une étape incontournable pour la mise en place d’un plancher radiant

Prenons l’exemple d’un habitat sans sous-sol. L’intérieur de la fondation est peu profond et il est prêt à recevoir sa première couche de sable. Le compactage efficace du sable dans le solage est un élément incontournable à respecter, car s’il est effectué de façon inégale, il risque de se créer, avec le temps, un affaissement de la dalle de béton qui le recouvrira.
Comme le souligne Luc, un travail bien effectué dès le début permet d’éviter des dégâts futurs, qui encourent une grande perte d’énergie, d’argent et de ressources en matériaux à forte énergie grise (béton, superplastifiant, isolation, membrane de polyéthylène, etc.)
Dans les nombreux projets de construction de sa longue carrière, Luc a toujours tenu à effectuer cette étape lui-même ou en recevant l’aide d’ouvriers de confiance afin de s’assurer d’un travail de qualité ; une fois la dalle de béton posée, les dés sont jetés!
Pour réussir cette étape délicate de compactage, il est important de la débuter par le bas, en ajoutant des couches successives de sable. L’erreur classique, qui vise à perdre le moins de temps possible – une stratégie qui n’est pas toujours gagnante sur le long terme –, consiste à remplir d’un même coup son solage de quatre pieds de sable à grands coups de pelle mécanique, en tentant de le compacter à l’aveugle.

Résultat : on ne le verra pas toujours, mais en suivant cette approche, seule la couche du dessus sera efficacement tassée. Cet inconvénient créera dans les sections du dessous plus de risques d’inégalités dans la compression des couches et un affaissement potentiel de la future dalle de béton.
Pour éviter cette coûteuse et pénible situation, Luc suggère d’effectuer un compactage successif de couches de sable de six à huit pouces maximum. On effectue cette opération avec l’aide d’un appareil lourd qui repasse au moins deux à trois fois au même endroit, de façon à assurer un travail de compression de haute qualité.
Lorsque le sable est amené aux fondations par la pelle mécanique, la tendance générale est d’en déposer une trop grande quantité à la fois. Une présence vigilante et alerte de l’autoconstructeur sur le chantier est fortement recommandée afin d’assurer une supervision de cette étape cruciale.

Protection contre l’humidité et isolation sous la future dalle de béton

Une fois le sable bien compacté sur le solage, on le recouvre d’une membrane de polyéthylène afin d’éviter que l’humidité traverse le sable et entre dans la dalle de béton, puis dans l’habitat.
Pour prévenir toute déperdition de chaleur vers les fondations, on ajoute, par-dessus la membrane de polyéthylène, une couche d’isolant d’une valeur de résistance thermique (capacité à empêcher la chaleur de se dissiper) de R20. Cette valeur de résistance thermique est idéale si on installe un système de chauffage et de plancher radiant. En l’absence d’un tel système, un isolant d’une valeur de R10 suffit amplement.

Un treillis d’acier pour soutenir la future dalle de béton

Sur la surface d’isolant, on installe alors une série de petits blocs de bois d’un pouce et demi d’épaisseur, à intervalles réguliers. Ceux-ci serviront à soutenir un treillis en acier qui permettra de maintenir la pleine intégrité de la dalle de béton qui l’enrobera, en évitant au maximum la création de fissures dans celle-ci.
Pourquoi utiliser ces blocs de bois? Leur présence permet au treillis qu’ils soutiennent de ne pas reposer directement sur l’isolant. L’espace ainsi libéré entre l’isolant et les tuyaux d’eaux (qui reposeront par la suite sur le treillis) permet, d’un côté, à cette armature d’acier de servir plus efficacement sa fonction structurelle pour la dalle de béton.
D’un autre côté, l’espace créé permet aux tuyaux de reposer sur le treillis à peu près au tiers inférieur de la future dalle de béton, ce qui constitue une position idéale. Pourquoi est-elle idéale?
Parce que le béton qui viendra mouler l’ensemble de cette structure pourra alors passer en dessous, comme au-dessus et sur les côtés des tuyaux. Une efficacité maximale du système est alors assurée par le biais d’un contact optimal entre les tuyaux et le ciment de la dalle, qu’ils ont pour fonction de réchauffer.
La chaleur sera ainsi répartie de façon uniforme dans toute la chape de béton, qui servira de plancher radiant ou de base au plancher chauffant radiant sur lequel circuleront les occupants de l’habitat.

Il existe des systèmes préfabriqués qui permettent d’insérer simplement les tuyaux dans une couche d’isolant. L’inconvénient d’un tel système est que le réseau de la tuyauterie reposant directement sur l’isolant ne permet pas au béton de passer sous les tuyaux, ce qui ne favorisera pas cet échange de chaleur efficace et désiré.
Le treillis d’acier devrait idéalement être constitué de cadres de huit pieds par douze pieds, car il possède un grade d’acier plus épais que les panneaux de quatre pieds par huit pieds. Ces derniers seraient plus faciles à manipuler, mais moins résilients sur le plan structurel.
Toutefois, les panneaux plus larges de huit par douze pieds sont constitués de beaucoup moins de joints que les plus petits. Lorsqu’ils sont installés, ces panneaux doivent être superposés les uns sur les autres sur la surface d’au moins un carreau chacun. Pour quelle raison?
De cette façon, les forces de traction peuvent se transmettre d’un panneau d’acier à un autre pour équilibrer les forces dans l’ensemble de la structure du treillis et ainsi conserver l’intégrité de la dalle de béton à venir. Si les panneaux du treillis étaient simplement placés côte à côte, des lignes de fissures se créeraient inévitablement dans la dalle de béton à ces endroits précis.
Si, pour une raison ou une autre, on ne fait pas usage des petits blocs de bois pour soutenir la structure du treillis, il est toutefois possible de soulever légèrement ce dernier au moment du coulage du béton.
Cependant, il est évident que cette technique plus qu’aléatoire ne permettra jamais une résilience de structure aussi sûre qu’avec le système des blocs de bois. On n’est donc pas à l’abri des failles!

Installation du système de tuyauterie et vérification de la pression d’eau

Une fois le treillis installé, il s’agit de disposer et d’y fixer la tuyauterie qui servira à faire circuler l’eau chaude dans la future dalle de béton. Cette disposition tend à suivre un design de méandres disposés en parallèle.
Une fois la tuyauterie installée, il ne faut en aucun cas oublier d’effectuer une vérification de la pression de l’eau dans le système de tuyauterie. Ce dernier sera rempli afin que le système soit sous pression et on vérifiera l’état constant et stable de cette pression d’eau dans les tuyaux grâce à un manomètre.
Cette étape est, encore une fois, fondamentale. Elle permet de s’assurer que le système de tuyauterie n’a pas été endommagé dans le processus d’installation. Si une section du réseau venait à se percer au moment du bétonnage, sans que cela soit remarqué à cette étape-ci, il en résulterait des conséquences importantes dans l’étape suivante. En effet, une fois le béton posé :

• Il est très difficile d’identifier exactement où se trouve la fuite dans le système de tuyauterie.
• Casser le béton pour aller réparer la fissure et couler une nouvelle chape est une procédure qui demande beaucoup de temps, d’énergie et de coûts. Elle favorise aussi le gaspillage de matériaux à forte énergie grise, ce qui est à éviter dans une approche écologique stratégique.

Une dalle de béton au superplastifiant

Une fois toutes ces étapes accomplies, on peut en toute sécurité couler la dalle de béton sur l’ensemble de cette structure efficace et conçue pour une longue durée de vie. Une fois de plus, il est important de saisir les enjeux qui entourent la production et la pose d’une dalle de béton afin d’assurer sa pleine efficacité et sa résilience sur le long terme.
Pour éviter que la chape ne fende, il faut d’abord qu’elle soit coulée avec un béton sans eau, ou avec un minimum d’eau ajoutée. Préférablement, on y incorpore un superplastifiant, puisqu’un béton avec un minimum d’eau n’est simplement pas assez liquide pour être mis en place de façon efficace.
Le superplastifiant liquéfie le béton sur une courte période d’une heure ou deux maximum, c’est-à-dire le temps de mettre le béton en place, lui permettant ainsi de durcir beaucoup plus vite.
Si on ajoute de l’eau au lieu du superplastifiant, ce volume d’eau ajouté finit, de par sa nature, à s’évaporer avec le temps. Ce volume d’eau qui quitte le béton tend ainsi à créer des espaces dans la structure, puis des fissures. Ce phénomène ne se produit pas avec le superplastifiant dont le volume reste dans le béton et ne s’évapore pas avec le temps.

Le superplastifiant, tout comme un treillis bien disposé, permet donc d’éviter au maximum les fissures dans le béton. Ceci est capital pour toute la structure, incluant le revêtement de finition en tuiles de céramiques du plancher de l’habitat, qui aurait alors aussi tendance à se fissurer et à briser!
La pose du béton doit être effectuée de façon à s’assurer que celui-ci entoure bien les tuyaux du système de chauffage radiant avec le lequel il doit être en contact. De cette façon, il performera au maximum et diffusera la chaleur uniformément sur toute la dalle.
Pour l’étape finale, la chape est polie et disposée à recevoir un éventuel revêtement final au choix du concepteur du bâtiment.
Comme le précise Luc, il a souvent dû insister auprès des installateurs de dalle de béton pour qu’ils intègrent effectivement du superplastifiant plutôt que de l’eau dans cette première couche de béton.
En tant qu’autoconstructeur, il est donc encore une fois fortement suggéré d’être présent lors de cette étape cruciale. On s’assurera ainsi d’appliquer la bonne marche à suivre pour obtenir un plancher chauffant radiant efficace.
Si vous souhaitez en savoir beaucoup plus sur les systèmes de chauffage radiants grâce à l’expertise de Luc Muyldermans, suivez le lien vers le « Certificat en design de bâtiment écologique ».