Eau chaude sanitaire

L'eau chaude sanitaire (ECS) est de l'eau chauffée pour des usages domestiques.

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L'eau, chauffée par différents moyens, est acheminée via des canalisations, jusqu'à des points d'utilisation (douche, baignoire, lavabo, évier, etc.).

Histoire

Il est fait mention dans l'antiquité d'eau de chauffage par Hérodote, qui précise que si l'on a besoin d'un bain chaud le meilleur moyen est de verser de l'eau sur des cailloux incandescents[1]. Des dispositifs de circulation et de production d'eau chaude furent utilisés en abondance dans les thermes romains.

Chauffage de l'eau

La production d'eau chaude est consommatrice en énergie. Dans les pays occidentaux, les besoins en eau chaude sanitaire ne cessent d'augmenter au regard des consommations alors que les besoins en eau chaude pour le chauffage ne cessent de baisser, suivant l'évolution de la réglementation thermique. La consommation d'eau chaude sanitaire est, en moyenne, d'environ 50 litres à 40 °C par personne et par jour, cuisine comprise[2][source insuffisante]. En 1999, environ 76 % de la consommation d'énergie domestique revient au chauffage, 12 % au chauffage de l'eau chaude sanitaire, le reste se répartissant entre l'énergie mécanique, l'éclairage, etc.[3].

Connaissant la capacité thermique massique de l'eau (qui vaut 4 185 J/kg/K), il est alors possible de déterminer qu'il faut plus de 100 kJ pour élever la température d'un litre d'eau de 15 à 40 °C et donc une puissance de plus de 100 kW pour avoir un débit instantané d'un litre par seconde dans les mêmes conditions de température.

Techniques de chauffage

De nombreuses sources d'énergie sont utilisables : l'électricité par effet Joule, la combustion d'un gaz dans un appareil prévu à cet effet (sur le principe d'une chaudière) ou encore l'échange thermique avec une boucle d'eau plus chaude (d'origine solaire ou autre) que celle qu'on veut chauffer (sur le principe de l'échangeur de chaleur). Les chauffe-eau thermodynamiques sont une variante de cette dernière sorte où un fluide frigorigène mû par une pompe à chaleur remplace l'eau de chauffe.

L'eau chaude sanitaire peut être produite à la demande par un chauffe-eau instantané ou préparée à l'avance et stockée dans un réservoir tampon (incorporé à la source ou externe) d'où l'eau est puisée à la demande.

Pour limiter les appels de puissance du système (limités de toute façon par la puissance de la source : abonnement électrique, surface de capteurs, etc.) tout en ayant un débit conséquent, on doit s'orienter vers cette deuxième solution.

Ce système est défini par son autonomie, autrement dit par le volume effectivement consommable (à la température voulue) divisé par le débit attendu ; pour une production instantanée cette autonomie est quasi nulle.

On retrouve dans divers systèmes normatifs (certifications QUALITEL par exemple) des systèmes intermédiaires dits semi-instantanés (pour une autonomie de moins d'un quart d'heure) ou à semi-accumulation (autonomie de plus d'une heure). Pour les systèmes à accumulation, cette autonomie doit atteindre la journée (dans le but de maintenir les appels de puissance durant les heures creuses)[4].

Hormis pour les systèmes instantanés, la source d'énergie doit être soit dans le volume tampon soit sur un circuit permettant de réchauffer progressivement l'eau contenue dans ledit volume en attendant sa consommation.

Qualité sanitaire de l'eau chaude

Afin d’éviter la prolifération d'agents infectieux, l'eau chaude doit être stockée à une température suffisante (voir Règlementation ci-après).

L'utilisation de tuyaux en cuivre est parfois recommandée pour ses propriétés antibactériennes, qui permettent de réduire la formation du biofilm et la prolifération des bactéries[5]. En tout état de cause, l'acier galvanisé n'est pas recommandé pour des questions de corrosion ; notamment, il supporte mal les températures trop élevées (maximum 60 °C réglementairement, ce qui ne facilite pas les chocs thermiques).

En France

En France, la température de l'eau chaude sanitaire est règlementée par l'arrêté du [6] qui obéit à deux objectifs :

  1. la réduction des risques de brûlure : la température de l'eau chaude au point de puisage ne doit pas dépasser 50 °C dans les pièces destinées à la toilette, 60 °C dans les autres pièces d'habitation[7] ;
  2. la prévention du développement des légionelles, lorsque l'installation comporte des points de puisage susceptibles d'engendrer l'exposition à un aérosol d'eau (douches) :
    • lorsque le volume entre le point de mise en distribution et le point de puisage le plus éloigné est supérieur à 3 litres, la température de l'eau doit être supérieure ou égale à 50 °C en tout point du système de distribution, à l'exception des tubes finaux d'alimentation des points de puisage. Le volume de ces tubes finaux d'alimentation est le plus faible possible, et dans tous les cas inférieur ou égal à 3 litres[6] ;
    • lorsque le volume total des équipements de stockage est supérieur ou égal à 400 litres, l'eau contenue dans les équipements de stockage doit être en permanence à une température supérieure ou égale à 55 °C à la sortie des équipements[6] ou être portée à une température suffisante au moins une fois par 24 h (à 70 °C pour au moins 2 min, à 65 °C pour au moins 4 min ou 60 °C pour au moins 60 min)[8].

Économies d'eau chaude

Dans le cas où l'eau chaude est stockée dans un ballon :

  • Ne pas surdimensionner le ballon. Plus il est grand, plus les déperditions thermiques sont importantes[9].
  • Installer le ballon le plus près possible des points d'utilisation, pour minimiser les pertes dues au volume mort des canalisations.
  • Régler la température du chauffe-eau le plus bas possible, tout en respectant la réglementation relative à la prévention des brûlures et au développement des légionelles. En pratique, selon les installations, entre 55 et 60 °C[10],[11].
  • Renforcer l'isolation thermique du ballon, en particulier lorsqu'il est placé dans un local non chauffé[10].
  • Couper le chauffage du ballon en cas d'absence prolongée (plus de quelques jours)[10].

Dans tous les cas :

  • Prendre des douches plutôt que des bains ;
  • Vérifier le débit de la douche. S'il est supérieur à 6 l/min, mettre un réducteur de débit ou remplacer la pomme de douche par un modèle à turbulence qui fractionne les gouttes d’eau en y incorporant de l'air[12].
  • N'utiliser d'eau chaude que quand c'est nécessaire. L'eau chaude est par exemple inutile pour laver une vaisselle non grasse, rincer la vaisselle, laver des légumes, etc.[10].

Notes et références
  1. V. C. Joly. Traité pratique du chauffage, de la ventilation, et de la distribution des eaux dans les habitations particulières: à l'usage des architectes, des entrepreneurs, et des propriétaires. 1869. Consulter en ligne
  2. Valeur moyenne y compris les besoins de cuisine, sur le site energieplus-lesite.be, consulté le 24 mai 2016.
  3. Thomas Schmitz-Günther, Ecologis, Könemann, 1999
  4. Ces autonomies sont données à titre indicatif car variables tant dans une norme qu'entre normes.
  5. Les propriétés chimiques - et notamment biologiques - du cuivre sur le site copperalliance.fr
  6. Arrêté du 30 novembre 2005 modifiant l'arrêté du 23 juin 1978 relatif aux installations fixes destinées au chauffage et à l'alimentation en eau chaude sanitaire des bâtiments d'habitation, des locaux de travail ou des locaux recevant du public
  7. Eau chaude sanitaire - Fiche technique, sur docplayer.fr, consulté le 22 janvier 2018
  8. Journal officiel de la République française, n° 291 du 15/12/2005, texte numéro 36
  9. « Comment bien choisir son nouveau chauffe-eau », sur Ma maison éco confort (consulté le )
  10. Eric Lombard, « Réduisez facilement votre facture d’eau : 3. Comment utiliser moins d’eau chaude », sur ouvertures.net, (consulté le )
  11. « Je fais des économies d’énergie », sur energie-info.fr (consulté le )
  12. Eric Lombard, « Réduisez facilement votre facture d’eau : 2. Comment utiliser moins d’eau », sur ouvertures.net, (consulté le )

Articles connexes
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