La sonde de température extérieure

Il s'agit du système de régulation le plus performant et surtout le plus « intelligent » thermiquement parlant permettant une réaction optimisée, au moment opportun ! Les économies d'énergie réalisées par une installation peuvent ainsi représenter de 10 à 25% sur vos dépenses annuelles de chauffage. Mais ce type de régulation est souvent méconnue et alors appréhendé de manière erronée et crainte par les consommateurs. Découvrez ci-dessous tout l'intérêt d'une régulation avec sonde de température extérieure.

A quoi sert une sonde extérieure pour le chauffage ?

Compte tenu que la température extérieure varie tout au long de la journée, les besoins thermiques (chauffage) d'un logement, d'un bâtiment, ne sont pas non plus constants : en fonction de la température extérieure, il est nécessaire de chauffer plus ou moins. Il convient donc d'adapter du mieux possible la restitution de la chaleur dans le bâtiment. Or les dispositifs de régulations que l'on rencontre généralement ne le permettent pas ou ce de manière imprécise, ce qui entraîne notamment surconsommation inutile, inconfort, et usure prématurée :

• le brûleur de chaudière s'enclenche à la demande d'un simple thermostat d'ambiance : inconfort, usure ;
• le générateur est maintenue à température constante : pertes ;
• la température du générateur est modulée uniquement par un thermostat d'ambiance : manque d'anticipation et d'optimisation.

La sonde extérieure de chaudière est en revanche un dispositif électronique qui va en permanence adapter aux variations de la température extérieure la température d'eau du circuit de chauffage selon les besoins d'énergie ou de puissance réellement nécessaires pour maintenir une certaine température intérieure.

La sonde extérieure mesure et enregistre les variations de la température extérieure et la transmet à la régulation de votre chaudière ou votre pompe à chaleur. Le générateur de chauffage peut ainsi anticiper les variations du climat et adapter sans délai ni surconsommation d'énergie, la température ambiante (consigne de température réglée par les occupants du local) en fonction des besoins ou des sollicitations de la régulation d'ambiance, sans que vous ayez à vous en préoccuper.

De cette façon, vos pièces (ainsi que vos émetteurs de chaleur) n'ont pas le temps de se refroidir ou de se réchauffer puisque votre générateur aura réagi avant, y compris dans le cas d'un plancher chauffant à forte inertie. Cette anticipation assure un excellent confort de chauffe et permet de réduire les pertes d'énergie. La chaudière adapte ainsi sa température, au degré près, avant même que le thermostat d'ambiance ne détecte la variation. Les conséquences instantanées se mesurent en déperditions minimales de calories par les tuyauteries ou par la chaudière et en confort notable pour les occupants en évitant notamment les surchauffes ou les inconforts au printemps ou à l'automne lorsque les températures extérieures peuvent varier rapidement. Car ce dispositif fonctionne tant à la hausse qu'à la baisse, pour optimiser de façon constante et progressive, les températures de l'habitation.

Ce système est aussi particulièrement performant associé à une chaudière à condensation, un générateur couplé à un plancher chauffant ou à des émetteurs à basse température. Car notamment pour la chaudière à condensation, l'eau de retour du circuit est toujours en dessous du point de rosée, condition optimale de condensation de la chaudière : le rendement de la chaudière est amélioré par rapport à une régulation à température d'eau maintenue constante. Le gain en rendement est également positif en présence d'émetteurs traditionnels (radiateurs ou convecteurs), puisque les hautes températures du fluide caloporteur ne sont utiles que quelques jours par saison de chauffe. Ce système convient aussi particulièrement bien aux maisons et bâtiments à un ou plusieurs niveaux, avec une grande surface au sol, ou une installation à plusieurs circuits de chauffage.

En savoir + : Les différentes régulations de chauffage

Principe de fonctionnement de la sonde extérieure

La sonde extérieure permet de réguler le générateur de chauffage (ou une vanne mélangeuse motorisée) sur une loi d'eau, ou encore appelée courbe de chauffe. La loi d'eau détermine tout simplement la température de l'eau au départ de la chaudière ou de la pompe à chaleur en fonction de la température extérieure pour obtenir la température ambiante souhaitée dans l'habitation. Car Il y a en effet une relation proportionnelle (qui ressemble pratiquement à une droite) entre la température extérieure et les besoins en chauffage d'un bâtiment : plus il fait froid dehors et plus la température d'eau circulant dans les émetteurs de chaleur (ex. radiateurs) doit être élevée ; à l'inverse, quand les températures extérieures sont plus douces, l'eau sortant du générateur est produite à une température plus basse. Ainsi, tout au long de la saison de chauffe, la régulation en fonction de l'extérieur va diminuer la température moyenne de l'eau de chauffage, favorisant notamment la condensation d'une chaudière HPE : lorsque la température des fumées descend (théoriquement) en dessous de 57°C pour le gaz et 47°C pour le fioul, la vapeur d'eau contenue dans les fumées se condense et de la chaleur latente peut alors être récupérée pour réaliser des économies d'énergie.

Une sonde de température placée à l'extérieur sur une paroi du bâtiment mesure et enregistre en permanence grâce à son capteur (thermistance) la température de l'air. Les effets du réchauffement ou du refroidissement sont alors transmis au régulateur, sous forme de signal électrique : le capteur voit en effet sa valeur ohmique (résistance) varier en fonction de la température.

La régulation va alors coordonner cette information avec la température désirée dans la maison pour respecter et produire automatiquement la « bonne » température d'eau à faire circuler dans les émetteurs de chauffage selon la loi d'eau réglée, soit en enclenchant/déclenchant ou en faisant moduler le générateur (pour ceux en étant capable, ex. brûleur d'une chaudière à condensation), soit en positionnant par exemple une vanne mélangeuse motorisée (mixant eau de retour + eau de départ chauffage pour obtenir une certaine température d'eau).

Avec une sonde extérieure, s'il fait -10°C extérieur à 6h du matin, la courbe de chauffe (réglée pour les émetteurs et les déperditions propres du logement) indiquera à la chaudière d'envoyer par exemple une eau à 75°C pour obtenir 20°C intérieur. Et peut-être qu'à midi, il ne fera alors que 0°C, la régulation demandant à la chaudière de n'envoyer que de l'eau à 55°C pour toujours obtenir une température ambiante de 20°C … cette variation de température d'eau s'effectuant progressivement et en continu.

Ce mode de fonctionnement change tout ! Les capteurs de la sonde mesurent en effet en permanence les variations de température extérieure. Transmises à la chaudière, ces données permettent d'anticiper les variations climatiques/météorologiques et les besoins en chauffage associés, avant le refroidissement ou le réchauffement du local, en prévenant aussi les changements brusques de température extérieure. Au final, une température d'eau adéquate (modulée) est calculée. La courbe de chauffe telle que vous l'avez définie dans votre programmateur est maintenue en permanence et sans à-coups.

Ce système en étant donc le plus performant est aussi un peu plus « difficile » à régler, ou plutôt plus difficile à appréhender/comprendre au départ par l'usager qui vient souvent d'un simple thermostat d'ambiance « tout ou rien » et qui ne comprend pas comment il va obtenir la température intérieure souhaitée si la sonde de température est à l'extérieure ! La relation dépend en effet de l'isolation du bâtiment, du dimensionnement des radiateurs, du confort souhaité, des apports gratuits potentiels … et il convient de régler (une unique fois !) ce rapport caractéristique du bâtiment entre température extérieure et température d'eau de départ sur la courbe de chauffe de la régulation.

En savoir + : Comment régler et optimiser sa courbe de chauffe ?

Où installer la sonde extérieure ?

Une régulation sur sonde extérieure se base donc sur une mesure de la température extérieure. Si la mesure réalisée n'est pas représentative des besoins réels, il en résultera un inconfort. La localisation de la sonde extérieure est ainsi primordiale. Il faut donc rechercher l'emplacement adéquat et être certain que sa position lui permette une mesure correcte des conditions climatiques extérieures et représentative pour l'ensemble du bâtiment.

Quels sont alors les emplacements recommandés et déconseillés pour une sonde extérieure ? Pour un fonctionnement optimal, la sonde extérieure doit (dans l'idéal) être placée :

• sur un mur nord (voir au pire nord/ouest ou nord/est) non exposé à l'ensoleillement direct, pour éviter l'exposition aux rayons infrarouges du soleil qui réchaufferaient le boitier de la sonde même si la température extérieure baigne dans une ambiance à -10°C ! en effet, une sonde placée par exemple à l'est entraînera la coupure prématurée du chauffage le matin en cas d'ensoleillement, ce qui ne permettra jamais au bâtiment de se réchauffer suffisamment : une sensation de froid sera donc ressentie durant toute la journée ; en revanche si la sonde est placée vers l'ouest, la coupure du chauffage suite à l'ensoleillement de fin d'après-midi sera moins préjudiciable puisque le bâtiment aura emmagasiné de la chaleur durant toute la journée ;
• à environ 2m de hauteur, ou à la moitié de la hauteur du logement (comme au niveau environ des sablières de la charpente d'une maison ou à mi-hauteur pour les bâtiments de grande hauteur) ;
• éloignées de l'influence d'un abri (balcon, toiture, ...), de toute source de chaleur perturbatrice (soleil, corps de cheminée en fonctionnement, courants d'air issus de grille de ventilation/aération ...), à l'abri du vent, de la pluie … qui entraînerait une diminution non souhaitée de la température d'eau.

Mais à nouveau, ceci représente uniquement un « idéal » de pose pour la sonde extérieure, et parfois, il n'est pas toujours possible de respecter TOUTES ces conditions, sans que cela soit forcément préjudiciable au fonctionnement du chauffage.

Par exemple, le rayonnement rasant du soleil hivernal ou les masques solaires présents (végétations, bâtiments à proximité, relief …) autorisent parfois un montage de la sonde sur les parois exposées est ou ouest.

Le positionnement sur une cheminée est lui aussi « normalement » non recommandé. Mais on peut dans certain cas être obligé à le faire quand il n'y a vraiment pas d'autre solution (ex. avec le passage du cable de sonde), ce qui ne pose pas de soucis majeur si la cheminée ne sert plus ou uniquement qu'à l'évacuation des fumées d'une chaudière à condensation (avec une température très basse en sortie du conduit, de surcroit spécifiquement tubé). Il convient de fixer alors la sonde sur la face nord de la cheminée.

En outre, un mauvais emplacement de la sonde ou la présence de perturbations extérieures importantes et non contrôlables peuvent être atténués et compensés par un régulateur climatique intérieur comportant une sonde d'ambiance (appelée aussi « commande déportée », attention à ne pas confondre avec un simple thermostat d'ambiance), pour corriger l'incidence du réchauffement de la sonde extérieure et une éventuelle « mauvaise » mesure de celle-ci. Cet appareil complémentaire corrige aussi en temps réel la courbe de chauffe, pour tenir compte de l'influence des apports de calories gratuits reçus par le local (ensoleillement, densité d'occupation, feu de cheminée, appareils ménagers, etc.). Mais cette « contre-mesure » n'autorise toutefois pas les expositions directes au sud, à éviter dans tous les cas.

Bien qu'une sonde puisse être défectueuse (rare), dériver dans le temps (la régulation permet alors généralement de corriger cette dérive), avoir son câble (pour les modèles filaires) rongé par des animaux, attention aussi aux flux d'air chaud pouvant arriver du fourreau comportant le câble entre l'intérieur du logement et l'arrière de la sonde extérieure et réchauffant cette dernière. Le même problème peut aussi se produire au niveau du régulateur intérieur, la température mesurée étant influencée par un courant d'air chaud véhiculé par la gaine électrique.

Quels sont les avantages d'une sonde extérieure ?

A nouveau, nous ne pouvons que répéter qu'une sonde extérieure est le must en matière de régulation du chauffage !

Le pilotage d'une chaudière ou d'une pompe à chaleur par sonde extérieure, associé à un système de régulation d'ambiance programmable intelligent, représente le plus haut degré actuel de maîtrise de la température d'ambiance des locaux d'habitation ou de bureaux. Les avantages sont nombreux ! C'est donc le système à adopter pour optimiser son installation et son confort thermique, avec une régulation par courbe de chauffe qui établit, pour chaque degré de température extérieure, la température du fluide calorifère capable de maintenir une température intérieure donnée.

• factures allégées entre 10 et 25% : optimisation du rendement de la chaudière, réduction des cycles marche/arrêt de la chaudière, adéquation précise et constante entre les besoins et la fourniture de calories (ni trop, ni trop peu), diminution des émissions polluantes, une réduction des pertes d'énergie ;
• amélioration du confort de chauffage : progressivité et douceur de chauffe, stabilité permanente de température, lissage des brusques variations climatiques, diminution des bruits parasites comme la dilatation du métal ;
• compatibilité avec les régulations et les programmeurs les plus sophistiqués ;
• adaptation parfaite aux installations complexes et applications de domotiques ; • gestion thermique des habitations de grande surface ou sur plusieurs niveaux.

La sonde extérieure permet des économies d'énergie

Avec la régulation par sonde de température, vous pouvez conserver ou changer votre chaudière, en vous assurant un meilleur confort et des économies d'énergie de l'ordre de 10 à 25%. La régulation par sonde de température détermine une température d'eau coordonnée avec la température extérieure, ce qui évite un sur-dimensionnement ou de l'inconfort notamment à cause d'un fonctionnement « marche/arrêt » avec un simple thermostat d'ambiance.

En choisissant une régulation en fonction de la température extérieure, vous exploitez au maximum les performances de votre installation de chauffage. Avec une chaudière à condensation (HPE), la sonde extérieure vous permet d'être certain de chauffer l'eau à sa plus juste valeur (basées sur les conditions climatiques réelles), afin d'être sûr de condenser au maximum, notamment avec une installation sur radiateurs. Car un thermostat intérieur, même modulant, ne module la température de l'eau que sur des mesures temporelles d'élévation/diminution de température intérieure, méthode bien moins optimisée (plus d'énergie, retour de chauffage plus chaud, moins de condensation).

Une température intérieure adaptée au climat

La sonde mesure la température extérieure et module la température de l'eau de vos radiateurs ou de votre plancher chauffant, en agissant sur le brûleur ou la vanne mélangeuse de l'installation. Grâce à ses capteurs et à son régulateur, ce système vous permet d'adapter le chauffage et de maintenir en permanence le confort thermique de votre habitation. La sonde extérieure intègre le changement de la température extérieure et transmet l'information au régulateur, qui adapte automatiquement la température de l'eau. Vous ne risquez plus donc d'avoir une température trop haute ou trop basse.

Une sonde extérieure va donc adapter automatiquement la température de l'eau entrant dans le ou les circuits de chauffage en fonction des conditions climatiques extérieures : par exemple, en hiver, lors de températures extrêmes, sur des radiateurs traditionnels, la température de l'eau sera plus chaude (de l'ordre de 70°C), alors qu'en demi-saison, elle pourra être bien plus basse (de l'ordre de 35°C). Ce système réduit ainsi fortement les pertes et augmente le rendement de la chaudière, notamment à condensation, qui pourra condenser pratiquement en permanence avec une eau de retour de chauffage optimale, c'est-à-dire en dessous du point de rosée du combustible (à nouveau les températures extrêmes sont rares et ne représentent seulement que quelques jours sur les 230 jours de chauffage !)

La sonde extérieure offre un confort thermique permanent

Ce système convient bien aux maisons à un ou plusieurs étages, avec notamment une grande surface au sol. Il est recommandé (pour ne pas dire obligatoire ou indispensable !) pour un plancher chauffant. Associée à une commande à distance avec sonde d'ambiance ou aux robinets thermostatiques des radiateurs, la régulation en fonction de l'extérieur anticipe les variations météorologiques. En hiver, la chaudière s'adapte à la baisse des températures avant que le logement n'ait eu le temps de se refroidir.

Le fonctionnement continu du circulateur lié à une modulation de puissance du brûleur permet la diffusion d'une chaleur en permanence dans les émetteurs de chaleur, supprimant la sensation de chaud/froid engendrée par le refroidissement des radiateurs (notamment sur des installations « monotube »). Vous profitez d'une chaleur douce et constante, sans surchauffes inutiles, qui répond parfaitement à vos habitudes de vie !

Enfin, avec une circulation continu du fluide dans le circuit de chauffage, avec une température d'eau qui varie de manière douce, vous supprimer les bruits de dilatation engendrés par l'envoi d'un coup d'eau très chaude dans les canalisations ou les radiateurs refroidis lorsque le thermostat d'ambiance s'enclenche !

Régulation et programmation : le couple gagnant

Il est conseillé de coupler une régulation sur température extérieure avec un régulateur d'ambiance programmable qui, de son côté, prend en compte la température dans une pièce témoin, ainsi que les apports gratuits comme l'ensoleillement ou un feu de cheminée. La sonde extérieure est aussi complémentaire au robinet thermostatique qui va réguler la température pièce par pièce selon vos besoins.

Dites adieu aux réglages surdimensionnés

Installée à l'extérieur de la maison et reliée à un régulateur, la sonde de température règle automatiquement la température de l'eau de chauffage dans l'installation, en fonction de la météo locale. Ainsi, vous n'avez plus à subir les inconvénients d'une installation surdimensionnée que pour de rares épisodes particulièrement froids. Il est possible d'avoir une eau à 70°C lors d'un pic de froid extrême, et à seulement autours de 40°C lorsque arrive le printemps.

Un seul inconvénient, mais contournable !

Pour être pleinement efficace, la sonde extérieure, où plutôt la courbe de chauffe, nécessite un réglage initial permettant d'obtenir une adaptation et une réponse la plus précise possible. Chaque installation induit une courbe de chauffe spécifique qu'il faut déterminer, mais vraiment rien d'insurmontable. Sachant que ces procédures de réglages sont du domaine d'un professionnel compétent et qu'il saura par expérience vous régler votre régulation.

Cependant, en couplant un thermostat/régulateur d'ambiance à la sonde de température extérieure, cet inconvénient peut être contourné. Installé dans une pièce de référence, loin des appareils de chauffage et des fenêtres, généralement dans une pièce de vie tel le séjour ou le salon, le régulateur va s'assurer que la température de la pièce est conforme à vos désirs, et prendre aussi en compte ce que l'on appelle les apports gratuits, c'est-à-dire l'ensoleillement de la pièce, la cuisson, la chaleur émise par d'autres appareils électroménagers et la présence de personnes dans la maison.

Le fonctionnement d'une régulation sur température extérieure est ainsi affiné à l'aide d'une correction d'ambiance qui prend en compte les apports gratuits de chaleur dans le logement, par définition non mesurés par la sonde à l'extérieur. Ainsi, s'il fait -10°C à l'extérieur, mais qu'un soleil d'hiver réchauffe le logement par de larges baies vitrées, la température intérieure risque d'augmenter et dépasser la consigne, entraînant une surchauffe intérieur et de l'inconfort, la sonde extérieure continuant de demander à la chaudière de chauffer car pour elle, il fait bien -10°C ! Mais avec une sonde de compensation intérieure, la chaudière va être informée que malgré les -10°C extérieur, la consigne intérieure est déjà atteinte et que la chaudière doit « ralentir » permettant ainsi de toujours laisser circuler dans les émetteurs une certaine chaleur (et non de tout couper à la différence justement d'un fonctionnement « tout ou rien » avec un simple thermostat d'ambiance qui donne alors des radiateurs froids dans les autres pièces !).

Prix d'une sonde extérieure

Il existe des sondes filaires ou sans-fil (radio fréquence) pour transmettre l'information entre la sonde extérieure et la chaudière, ces dernières étant auto-alimentées par une batterie rechargée par un petit capteur photovoltaïque.

Filaire ou radio, la sonde extérieure ne constitue pas, en tant que telle, un investissement lourd, surtout en comparaison des économies d'énergie engendrées et du confort apporté. Votre investissement sera vite amorti !

Surtout que l'installation d'une sonde extérieure donne lieu à diverses aides, sous conditions ou non, telles que :

• crédit d'impôt 30% au titre de la transition énergétique (CITE) ;
• TVA réduite à 5,5 % ;
• cumulable avec un éco-prêt à taux zéro (éco-PTZ) ;
• aides des collectivités locales et du secteur privé, aides de l'ANAH ;
• primes énergie.

Bien souvent, notamment lors d'un remplacement de chaudière, la pose d'une pompe à chaleur, un plombier chauffagiste avisé vous conseillera correctement de tout l'intérêt d'une sonde extérieure, et celle-ci vous sera proposée en standard ou en option dans son devis.

Les prix varient fortement suivant les modèles et les marques/fabricants. A titre indicatif :

• sonde extérieure filaire : entre 0 (compris dans la régulation de la chaudière) et 90€TTC ;
• sonde extérieure radio : entre 90 et 270€TTC.

L'intervention du chauffagiste pour la pose de la sonde est incluse généralement dans prestation globale par exemple de remplacement de chaudière.

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