La production d’eau chaude sanitaire

Avec l’amélioration de l’isolation des bâtiments, la part d’énergie dévolue à l’eau chaude sanitaire ne cesse de croître – justement parce que celle du chauffage diminue. Dans un bâtiment Minergie, par exemple, la production d’eau chaude représente environ 50% des besoins de chaleur, alors qu’elle compte pour moins de 20% dans un bâtiment typique des années 1970, qui consomme 4 à 5 fois plus d’énergie au total.

4 à 8 mois de chauffage, mais 12 mois d’eau chaude

La période officielle de chauffage s’étend de la mi-octobre à la mi-mai, soit 7 mois par an. Il faut y ajouter aussi les séries de jours dont la température moyenne ne dépasse pas 12°C, qui sont aussi considérés comme des "jours de chauffage". Cependant, la période de chauffage n’est pas la même pour tous. Dans un bâtiment mal isolé et qui profite peu du soleil, elle correspond généralement à la définition officielle – en altitude, le chauffage peut même fonctionner pendant plus de 8 mois. Mais dans un bâtiment bien conçu et bien isolé, elle se limite aux 4 ou 5 mois les plus froids. Par contre, la période de production d’eau chaude pour la cuisine et la salle de bains est la même pour tous les bâtiments: 12 mois par an.

En hiver, dans un bâtiment peu performant, l’eau qui circule dans la tuyauterie du chauffage central est à peu près à la même température que l’eau chaude du robinet (50-60°C). La chaudière fonctionne donc au même régime quand elle travaille pour les radiateurs ou pour les robinets. Alors que dans un bâtiment économe en énergie, la température de l’eau de chauffage est beaucoup plus basse que celle de l’eau chaude: 30-35°C suffisent pour un chauffage par le sol ou au moyen de radiateurs modernes de très grande surface.

Ainsi, dans le choix d’une installation de chauffage, on a intérêt à réfléchir "chauffage" ET "eau chaude sanitaire" comme deux sujets séparés – même s’ils sont liés. On verra alors que l’option des capteurs solaires thermiques s’impose bien souvent pour l’eau chaude. Car plus on va vers les beaux jours, et plus les capteurs peuvent assumer seuls la production, même par ciel voilé: une fois la saison de chauffage terminée, le bâtiment produit son eau chaude en ne dégageant ni pollution, ni CO₂. Et s’il est relié à un réseau de chauffage à distance, il contribue à la baisse des besoins de chaleur de l’ensemble.

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À la fois bouilloire et thermos

Le chauffe-eau, qu’on appelle aussi "ballon" ou "boiler" (bouilleur), est un gros récipient bien isolé qui sert à chauffer un stock d’eau pour la cuisine ou la salle de bain.

Dans les immeubles, il y a souvent une pompe qui fait tourner l’eau dans le circuit afin qu’il y ait toujours de l’eau chaude aux robinets des étages, sans qu’il soit nécessaire de laisser longuement couler le robinet. Même sans pompe, la pression dans le réseau public suffit généralement à pousser l’eau (chaude et froide) dans les étages.

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Eau chauffée par la chaudière

Une chaudière à combustible (bois, gaz ou mazout) – ou une pompe à chaleur – élève la température de l’eau sanitaire à l’aide d’un circuit de chauffage fermé muni d’un serpentin.

Chaque fois qu’on tire de l’eau chaude, le volume manquant dans le boiler est remplacé par de l’eau froide, d’où la mise en route la chaudière.

Eau chauffée par l’électricité

L’installation est simple, mais le rendement est très mauvais en comparaison d’une pompe à chaleur qui peut produire autant d’eau chaude avec deux tiers d’électricité en moins.

Un chauffe-eau électrique fonctionne généralement la nuit, au moment où la demande d’électricité est faible et le prix du courant plus bas. Durant la journée, il faut donc utiliser l’eau chaude avec parcimonie pour ne pas devoir relancer le chauffage.

Certains boilers possèdent un chauffe-eau électrique de secours, en plus du circuit de la chaudière.

Le solaire en prévision

Lorsqu’on doit changer de chauffe-eau, il vaut la peine d’envisager l’option solaire – même si on n’a pas l’intention d’installer immédiatement les capteurs. Car certains modèles peuvent recevoir deux corps de chauffe (boilers à deux "registres" ou "bivalents"): l’un pour le circuit de la chaudière ou de la pompe à chaleur, l’autre pour le circuit solaire qui peut être installé ultérieurement.

Pour une maison individuelle (4 personnes), un boiler normal contient 200-300 litres et un boiler solaire 400-500 litres.

Eau chauffée en priorité par le soleil

Pour une installation solaire, on choisit un boiler d’une plus grande capacité, afin de pouvoir profiter des jours d’ensoleillement pour stocker assez d’eau chaude.

La chaudière (ou la pompe à chaleur) se met en route seulement si le soleil ne parvient pas à chauffer suffisamment l’eau. C’est pour cela qu’on parle de "chauffage d’appoint".

Entartré par le calcaire

Les sels minéraux présents naturellement dans l’eau forment des cristaux qui se déposent peu à peu sur le corps de chauffe (serpentin) et le fond du boiler: c’est ce fameux calcaire, appelé aussi "tartre".

Le calcaire empêche la chaleur de bien diffuser, réduisant ainsi le rendement énergétique de l’installation. Et en s’accumulant dans le fond du boiler avec les années, il diminue sa capacité de stockage d’eau chaude. Plus la température de l’eau est élevée, plus le calcaire se forme.

Un boiler nécessite un détartrage régulier. Les boilers en acier – plus cher à l’achat – ont besoin de moins d’entretien que ceux en fonte émaillée, ce qui les rend moins cher sur le long terme.

 

Le chauffe-eau : à la fois bouilloire et thermos

À l’exception des petits systèmes à gaz qui s’enclenchent au moment où le robinet s’ouvre, l’eau chaude sanitaire est généralement produite dans un gros cylindre bien isolé qu’on appelle "chauffe-eau", "ballon", "bouilleur" ou "boiler". Ce cylindre sert à la fois de marmite et de thermos de stockage (accumulateur avec isolation). À l’intérieur, il peut renfermer un ou plusieurs échangeurs de chaleur. Le plus simple est une résistance électrique, dont l’efficacité énergétique est très mauvaise – d’où la tendance à en restreindre ou interdire l’usage. Si le chauffe-eau est associé à une chaudière ou à une pompe à chaleur, c’est un serpentin d’eau de chauffage qui transmet indirectement sa chaleur à l’eau potable. Et lorsqu’il y a des capteurs solaires thermiques, le chauffe-eau comporte deux serpentins (on dit qu’il est "bivalent"): un premier, en bas, qui amène la chaleur des capteurs, et un second, en haut, qui achève de monter la température de l’eau avec la chaudière ou la pompe à chaleur (appoint de chaleur).

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Un chauffe-eau "pompe à chaleur" (CEPAC), appelé aussi "chauffe-eau thermodynamique", utilise jusqu'à deux tiers de moins d'électricité qu'un chauffe-eau électrique. Celui-ci est installé dans la cave, dans une pièce attenante à un garde-manger dont il refroidit et déshumidifie l'air.

CEPAC = Chauffe-Eau avec Pompe À Chaleur

Il existe aussi des chauffe-eau indépendants, c’est-à-dire non couplés au système de chauffage, qui intègrent une pompe à chaleur. Dénommés CEPAC, "chauffe-eau thermodynamiques" ou "boilers PAC", ils consomment jusqu’à trois fois moins d’électricité qu’un chauffe-eau électrique ordinaire. Un tel appareil s'installe dans une cave, un garage ou un local technique – des endroits non chauffés mais dont la température est au moins à 8°C (en dessous, du givre va se former). Il peut soutirer directement la chaleur de l'air où il est installé et y rejeter de l'air refroidi et plus sec (dans la même pièce, dans un local différent ou à l'extérieur). Ainsi, en plus de produire de l'eau chaude, un chauffe-eau "pompe à chaleur" peut servir à refroidir et assécher une cave ou une buanderie. Il faut cependant évacuer l'eau de condensation produite par le processus, et veiller à ce que le bruit du compresseur ne se propage pas dans les locaux habités (il existe des modèles peu bruyants). Un chauffe-eau "pompe à chaleur" est idéalement associé à des panneaux solaires photovoltaïques.

Lorsqu'on envisage d'installer un chauffe-eau "pompe à chaleur" dans une cave, il faut bien prendre conscience qu'elle peut se refroidir. Durant la saison de chauffage, ce refroidissement peut abaisser le confort des pièces d'habitation du dessus, surtout si le plafond de la cave est mal isolé: on risque de devoir pousser le chauffage à l'étage, ce qui pourrait réduire le bénéfice écologique du chauffe-eau.

Vue en hiver à l'aide d'une caméra thermique, cette grille d'évacuation laisse perdre de l'air chauffé. Un chauffe-eau "pompe à chaleur" pourrait en profiter pour produire de l'eau chaude sanitaire.

Bien choisir les robinets, les lavabos et la baignoire

Le choix des robinets et des pommeaux de douche a une grande influence sur la quantité d’eau chaude (et froide) consommée. Une étiquette-énergie permet de comparer les dispositifs les plus efficaces d’après leur débit. De même, en choisissant un lavabo ou une baignoire, on se renseignera sur le volume d’eau qu’il faut y verser pour faire la vaisselle ou se baigner: quelques litres de trop quotidiennement finissent par peser lourd sur la consommation annuelle d'énergie de chauffage.

Prendre garde aux légionelles

Les légionelles constituent une famille de bactéries dont certaines peuvent provoquer une maladie pulmonaire potentiellement grave – la légionellose. Ces bactéries peuvent proliférer dans l'eau lorsque sa température se situe entre 25°C et 45°C. En Suisse, l'Office fédéral de la santé publique recense environ 400 cas de légionellose par an (avec 10% de décès). La contamination se fait non seulement par l'eau chaude sanitaire, mais aussi par les bains à remous (spas et jacuzzis) et les installations de ventilation et d'air conditionné.

On ne se contamine pas en avalant l'eau, mais en respirant les gouttelettes d'eau infectées en suspension dans l'air (aérosols), par exemple lors d'une douche. Dans une eau de moins de 20°C, les légionelles ne se développent pas. Et à partir de 55°C, elles commencent à mourir. Ainsi, on recommande que le chauffe-eau atteigne régulièrement une température d'au moins 60°C, et que l'eau qui circule dans les conduites ait une température d'au moins 55°C (pour atteindre au moins 50°C à la sortie du robinet). Par sécurité, les installations de chauffage modernes sont généralement programmées pour élever régulièrement – mais temporairement – la température du chauffe-eau au-dessus de 60°C pour tuer les bactéries. Par ailleurs, la température de l'eau froide devrait rester inférieure à 25°C.

www.pac.ch, Groupement professionnel suisse pour les pompes à chaleur

Boilers pompe à chaleur efficaces, www.topten.ch

Garantie de performance des installations techniques, pour que l'installation de chauffage fonctionne comme prévu