Installations d`eau chaude sanitaire dans les bâtiments

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Installations d’eau chaude sanitaire dans les bâtiments (SIA 385/1 et 385/2)
Introduction
La norme SIA 385/1 « Installations d’eau chaude sanitaire dans les bâtiments – Bases générales et
exigences » est parue en mai 2011. Elle remplace la norme SIA 385/3 de 1991. Elle vise notamment à
réduire au strict minimum la consommation d’énergie et d’eau, ainsi qu’à garantir l’hygiène dans les
installations d’eau chaude sanitaire. Sur la base de ces objectifs, des exigences ont été définies pour
les temps de soutirage et les températures dans le système, de même que des exigences globales
pour les installations d’eau chaude sanitaire. La deuxième partie, la norme SIA 385/2 « Installations
d’eau chaude sanitaire dans les bâtiments – Besoins en eau chaude, exigences globales et
dimensionnement » a été publiée en janvier 2015. Cette norme décrit la procédure et les méthodes
de calcul pour la planification des installations d’eau chaude.
La documentation sur ces deux normes, soit la troisième partie, sera disponible au cours du premier
semestre 2015. Elle doit permettre de clarifier et d’approfondir les normes à l’aide d’exemples. De
nombreux malentendus liés à des erreurs d’interprétation devraient ainsi être dissipés.
La mise en consultation de la norme SIA 385/2 a provoqué de nombreuses discussions et
incertitudes au sein de la branche sanitaire. Lors de conférences, des intervenants et membres de
commission ont été critiqués et qualifiés d’irréalistes. Certes, il peut sembler utopique d’influencer le
projet d’un architecte par des normes. Mais dispose-t-on d’un autre moyen pour diminuer les
dépenses énergétiques liées à la production d’eau chaude ? Il apparaît aussi clairement que les
projeteurs sanitaires se trouvent dans une position délicate (concepts de distribution plus complexes
en raison des temps de soutirage). Dans ce contexte, les questions suivantes se posent :
‒ Qu’est-ce qui a changé aujourd’hui ?
‒ Faisions-nous mal les choses à l’époque ?
Dans l’ancienne norme SIA 385/3 de 1991 figure l’article suivant à propos des temps de soutirage
(article 2 32 22) :
Domaines d’utilisation
Pour que les déperditions dues au soutirage se situent dans des limites économiquement acceptables,
on peut recommander, pour les temps de soutirage, les valeurs indicatives suivantes :
Points de soutirage d’eau chaude
Temps de soutirage en secondes (s)
Lavabos, bidets, douches
jusqu’à 10
Eviers
jusqu’à 7
Fondamentalement, rien n’a changé concernant les temps de soutirage ; pour les éviers, ils ont
même été prolongés.
Sur le plan juridique, il existe une différence entre une recommandation de 1991 et une prescription
de 2011. Néanmoins, le consommateur a toujours attendu un temps de soutirage de 7 à
10 secondes.
Auf der Mauer 11, Case postale, 8021 Zurich, T 043 244 73 00, F 043 244 73 79, [email protected], www.suissetec.ch
De nombreuses installations sanitaires fonctionnant parfaitement prouvent qu’un grand nombre de
choses étaient faites correctement à l’époque (consciemment ou non). Les réclamations liées à des
temps de soutirage trop longs ne sont pas nouvelles, mais cela n’a rien à voir avec les normes.
Généralement, l’utilisateur se plaint lorsque le temps de soutirage atteint 28 secondes à deux
minutes. Aucun professionnel du sanitaire ne pourra prétendre que cette durée est normale. En
d’autres termes : de très grandes fautes ont été commises dans ces installations.
Peut-être que les normes sensibilisent davantage les utilisateurs, et que les réclamations
augmenteront. La présente fiche informative doit attirer l’attention des projeteurs et des
installateurs sanitaires sur ce point afin de garantir des installations d’eau chaude efficaces pour les
utilisateurs, et réduire ainsi le nombre de réclamations.
La présente fiche informative traite des thèmes suivants :
‒ temps de soutirage, définitions, calculs et mesures ;
‒ température de l’eau chaude (hygiène vs économie d’énergie). Pour un spécialiste du sanitaire, il
devrait être clair que l’hygiène prime sur l’économie d’énergie ;
‒ répercussion des exigences globales sur la planification des installations sanitaires ;
‒ convention d’utilisation.
Temps de soutirage
La définition suivante figure dans la norme SIA 385/2 :
Retard au soutirage
Délai qui s’écoule entre l’ouverture complète du robinet de soutirage et l’écoulement de l’eau chaude
sanitaire à la température de 40 °C. Le retard au soutirage équivaut à la somme de la durée de la
phase froide et de la durée du réchauffement.
Par rapport à l’ancienne norme, cette définition est très détaillée et précise. Ce point avait
justement suscité de nombreuses questions par le passé. Par exemple, à partir de quand il faut
prendre en compte le facteur 2 (temps de soutirage = 2 x phase froide). Dans le cadre juridique, on
avance souvent l’argument de la date du permis de construire, mais ce n’est pas correct. Comme les
temps de soutirage sont définis avec précision depuis 2011 et que les conditions « physiques » ne
dépendent pas des normes, il faut tenir compte du facteur 2. Pour être plus précis, ce facteur a
toujours été valable, mais une grande partie des spécialistes ne l’appliquaient pas.
La formule suivante est utilisée depuis de nombreuses années :
𝑡𝑡 =
𝑉𝑉𝐶𝐶
𝑉𝑉̇
t
VC
V
= temps de soutirage
= volume de la conduite
= débit
Cette formule permet de calculer la durée de la phase froide, mais pas le temps de soutirage. Ainsi,
au niveau du temps de soutirage, elle est fausse. Elle ne tient pas compte du fait que l’ensemble de
la conduite, distributeurs et robinetteries compris, doit être chauffé. Ce paramètre prolonge le
temps de soutirage du facteur 2 déjà mentionné.
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Ce facteur 2 est une valeur moyenne résultant de mesures effectuées en laboratoire. Il est influencé
par la longueur de la conduite, le matériau du tuyau ainsi que les températures et l’éventuelle
isolation des distributeurs. Dans la pratique, ce facteur peut être plus petit lorsque les conditions
sont idéales, et plus grand dans le cas d’une mauvaise planification ou exécution.
Les températures ont une influence déterminante sur ce facteur et donc sur le temps de soutirage
effectif. Il y a d’une part la température dans la conduite d’eau chaude avant le soutirage et, d’autre
part, la température de l’eau chaude dans la conduite maintenue en température. En laboratoire, les
mesures ont systématiquement été effectuées à 12 °C. Dans la pratique, la température ne sera
jamais inférieure à la température ambiante ou à la température de la gaine. Autrement dit, elle se
situe entre 25 °C et 35 °C. Le facteur peut ainsi diminuer à environ 1,5. Lorsque le distributeur est
placé dans la cave non chauffée d’une maison individuelle, il est important de déterminer si le
distributeur est maintenu en température ou non par la chaleur issue de l’accumulateur, et d’en
tenir compte.
Des étudiants de la Haute école de Lucerne ont effectué un essai et obtenu les résultats suivants :
Refroidissement du distributeur
avec isolation
sans isolation
situation idéale
Elimination de
légionelles
Isolation: λ = 0,04 W/mK ; ép. = 2 cm
Température [°C]
Distributeur Optiflex = bronze ¾ "
Milieu viable, mais
pas de prolifération
Prolifération
optimale de
légionelles
Milieu viable, mais
pas de prolifération
Temps [h]
Les mesures montrent que, lorsque le distributeur est parfaitement raccordé et isolé, la température
ne descend pas en dessous de 35 °C. A droite du diagramme figurent des remarques sur la
prolifération des légionelles. On ne peut effectivement pas nier que la prolifération de légionelles est
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favorisée par ce maintien en température. Toutefois, il convient de relativiser ce point : d’une part,
le volume d’eau est moindre et, d’autre part, il est soutiré plusieurs fois par jour.
Cela explique en partie pourquoi les installations planifiées à l’époque ne posaient pas
nécessairement problème. Le distributeur étant maintenu en température, le temps de soutirage
était sensiblement plus court ; autrement dit, sans même que les spécialistes y prêtent attention, le
temps de soutirage était respecté.
Les températures de l’alimentation d’eau chaude influencent le temps de soutirage. En d’autres
termes, en cas de températures plus basses, par exemple à 45 °C (stations de production d’eau
chaude sanitaire), le temps de soutirage effectif correspond à presque trois fois la durée de la phase
froide. Il convient de tenir compte de cette remarque et de l’intégrer dans les conventions
d’utilisation.
Comment respecter les temps de soutirage :
‒ Idéalement, l’architecte a conçu les locaux sanitaires de manière optimale et les tracés vers les
robinetteries de soutirage sont courts. Comme c’est rarement le cas, la distribution d’eau chaude
doit être planifiée en conséquence.
‒ Le distributeur d’eau chaude doit être bien placé, c’est-à-dire entre les locaux sanitaires. Il faut
s’écarter de l’idée de placer les colonnes montantes dans la salle de bains. Un réduit situé de
manière centrale entre les locaux sanitaires constitue peut-être un meilleur emplacement.
‒ Souvent, on est contraints de définir des colonnes montantes supplémentaires. S’il est ainsi
possible d’exécuter des conduites de soutirage plus courtes, les pertes énergétiques ne seront pas
plus importantes. En d’autres termes : grâce aux temps de soutirage courts (< 10 secondes), les
pertes énergétiques dues aux colonnes montantes supplémentaires sont largement compensées.
La question se pose souvent de savoir si l’on peut définir des temps de soutirage plus longs dans une
convention d’utilisation. Il est clair que c’est possible, mais il faut veiller au fait que l’on conclut
rarement la convention d’utilisation avec l’utilisateur effectif (p. ex. dans le cas de copropriétés) ; par
conséquent, le non-respect des temps de soutirage définis dans la SIA 385 risque de conduire à de
longues procédures judiciaires. Le résultat de telles procédures judiciaires n’est évidemment pas
prévisible, tout comme la position du juge par rapport à la convention d’utilisation. Tout spécialiste
du sanitaire devrait essayer de planifier une bonne distribution avec des temps de soutirage courts
et ne pas se reposer sur une convention d’utilisation.
Que faut-il éviter ?
De longues conduites de raccordement depuis le distributeur
d’eau chaude
Distributeur raccordé depuis le haut (thermosiphon comme sur
la photo)
Amener la circulation vers le distributeur, car cela ne
fonctionnera pas dans la pratique pour des raisons hydrauliques
Installations avec boîtes doubles
Températures basses dans la distribution d’eau chaude
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Remarque : Les installations avec tés conduisent souvent à de bons résultats au niveau des temps de
soutirage car les conduites sont généralement courtes. C’est seulement lorsque les conduites de
raccordement sont noyées que les tracés sont plus longs et donc les temps de soutirage aussi. Dans
le cas des conduites de raccordement noyées, il peut y avoir de plus grandes différences entre la
planification et l’exécution. Il faut sensibiliser les installateurs à cet aspect pour que les conduites de
raccordement soient aussi courtes que possible.
Enfin, pour le calcul de la durée de la phase froide, il convient de souligner que les débits suivants
doivent être observés :
Appareil sanitaire
Lavabo, lave-mains, bidet
Douche, table de rinçage, évier
Baignoire
Débit
l/s
l/min
0,1
0,2
0,3
6
12
18
Ces débits sont théoriques ; dans la pratique, ces valeurs peuvent être inférieures, notamment dans
le cas de robinetteries et de douchettes à économie d’eau. Cela signifie que les résultats obtenus
(temps de soutirage) lors des mesures doivent être convertis aux débits indiqués ci-dessus selon une
règle de trois. Prenons l’exemple d’une douche : si un temps de soutirage de 18 secondes résulte de
la mesure avec une douchette à économie d’eau (6 l/min), les prescriptions de la SIA 385 sont
respectées car une robinetterie normale atteindrait un temps de soutirage de 9 secondes seulement.
L’utilisation de robinetteries et de douchettes à économie d’eau devrait être thématisée dans la
convention d’utilisation. On pourrait ainsi préciser que les variations de température sont courantes
dans le cas de robinetteries et de douchettes à économie d’eau. De telles variations de température
peuvent très difficilement être compensées par d’autres mesures. Même un mitigeur
thermostatique atteint ses limites, notamment lorsque la température de l’eau chaude est baissée
en raison d’importants efforts d’économies.
On se demande souvent (précisément lors de mesures sur place) où le temps de soutirage doit être
respecté. Cette question trouve son fondement dans la « Directive pour installations d’eau potable »
W3, qui calcule les pertes de charge jusqu’à la dernière équerre de raccordement ; autrement dit, le
robinet de soutirage n’est pas pris en compte. En ce qui concerne le temps de soutirage, la situation
est différente, car il n’est pas possible de mesurer sans robinet de soutirage. Ainsi, le temps de
soutirage est mesuré avec le robinet de soutirage ; une douchette extensible dans une cuisine ou un
flexible de douche peut donc prolonger le temps de soutirage. Outre les longues conduites de
soutirage et les raccordements peu optimaux des distributeurs, les débits sont une cause fréquente
de temps de soutirage trop longs. En plus de mesurer la durée, il est donc important de mesurer le
débit et les températures.
Température de l’eau chaude
L’hygiène est une exigence absolue.
Lorsque les installations de pompe à chaleur ont un bon coefficient de performance (COP), des
températures d’eau chaude de 45 °C à 55 °C sont planifiées. On entend souvent l’affirmation fausse
selon laquelle les pompes à chaleur peuvent seulement atteindre les 55 °C. Il faudrait ajouter que les
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pompes à chaleur bon marché ne peuvent pas atteindre des températures plus élevées, tout en
précisant que ces pompes à chaleur bon marché ne présentent pas non plus le meilleur COP.
Les légionelles sont directement liées à la température de l’eau chaude. Selon l’Office fédéral de la
santé publique (OFSP), il y a eu 275 cas de légionelles l’année dernière avec un taux de mortalité
d’environ 10 %. Et ces chiffres n’incluent pas les cas non recensés. Compte tenu de cette situation,
les prescriptions de l’OFSP ont été intégrées de manière conséquente dans la SIA 385. En résumé,
l’alimentation en eau chaude doit être conçue de manière à atteindre les températures suivantes :
‒ 60 °C à la sortie du chauffe-eau
‒ 55 °C dans les conduites maintenues en température
(valable pour les rubans autorégulants et la circulation jusqu’à l’entrée du chauffe-eau)
‒ 50 °C aux points de puisage
Le schéma suivant tiré de l’entreprise Geberit illustre très bien pourquoi ces températures ont été
définies ainsi pour les installations d’eau chaude.
Les systèmes fonctionnant avec des températures inférieures à 60 °C, par exemple des stations de
production d’eau chaude sanitaire, sont tout à fait possibles, mais doivent être chauffés pendant une
heure à 60 °C tous les jours (désinfection) ; d’autres processus de désinfection définis par l’OFSP
peuvent être appliqués.
Des différences par rapport aux températures indiquées par l’OFSP peuvent être établies dans la
convention d’utilisation. Cependant, au vu de la trentaine de cas de décès par année, il est
recommandé d’assortir le renoncement à une désinfection quotidienne d’un avertissement formel.
Comme mentionné dans le paragraphe précédent : des températures d’eau chaude plus basses
prolongent les temps de soutirage, ce qui ne conduit pas à des pertes énergétiques plus
importantes, mais nuit au confort.
Exigences globales
Comment les exigences globales se répercutent-elles sur la planification des installations sanitaires ?
Selon la SIA 385, les exigences globales visent à limiter les pertes de chaleur lors du stockage et de la
distribution d’eau chaude. La valeur limite de 50 % ne doit pas être dépassée ; autrement dit, les
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pertes de chaleur ne doivent pas dépasser 50 % des besoins en chaleur pour l’eau chaude. Une
valeur cible de 40 % pourrait être convenue avec le maître de l’ouvrage.
Calculer cet indice de perte de l’eau chaude est encore peu habituel et peut être compliqué. La
documentation fournira un exemple. A cet égard, il convient de souligner les éléments suivants :
‒ Contrairement aux exigences dans les domaines du chauffage et de la ventilation, aucun justificatif
n’est actuellement requis d’office.
‒ Si les diverses exigences (isolation thermique, pompes de circulation efficaces, temps de soutirage)
sont observées, respecter les exigences globales avec la valeur limite de 50 % n’est pas très
difficile.
‒ Les pertes d’une distribution d’eau chaude avec ruban autorégulant sont calculées avec un facteur
de 2,5. En cas de conditions peu optimales, les exigences globales ne peuvent pas être respectées.
Les mesures suivantes améliorent l’indice de perte de l’eau chaude :
‒ Utiliser une pompe de circulation efficace sur le plan énergétique.
‒ Vérifier le maintien en température de la distribution d’eau chaude, p. ex. circulation tube contre
tube plutôt qu’une circulation séparée.
‒ Améliorer l’isolation thermique de l’accumulateur et / ou l’isolation des conduites d’eau chaude
maintenues en température, en augmentant l’épaisseur de l’isolation ou en utilisant des matériaux
isolants avec une meilleure valeur lambda.
‒ Revoir l’emplacement des conduites, accumulateurs, distributeurs, points de soutirage ainsi que la
disposition des locaux. Selon la phase de planification, il peut être difficile voire impossible de
modifier la disposition des locaux.
Dans le domaine de l’enveloppe du bâtiment, l’introduction de prescriptions en matière d’isolation
thermique (valeurs U des fenêtres et d’autres éléments de construction) avait aussi suscité de
grandes discussions quant à leur faisabilité et leur pertinence à l’époque. Aujourd’hui, elles
paraissent majoritairement évidentes.
La norme SIA 385 ne permet pas de réduire directement la consommation d’eau chaude, mais les
mesures prévues visent à limiter les pertes d’énergie. Dans le contexte de la Stratégie énergétique
2050, c’est certainement la bonne approche. Pour cette raison, il est recommandé d’appliquer dès
aujourd’hui les exigences globales, même sans contrainte officielle. La branche sanitaire serait ainsi
préparée à de futures prescriptions énergétiques telles que le MoPEC.
Par conséquent, il n’est pas possible de répondre de manière définitive à la question initiale. Selon la
disposition des locaux, les exigences globales peuvent constituer un défi de taille, que nous ne
sommes pas en mesure de relever sans l’aide de l’architecte.
Convention d’utilisation
Contrairement aux ingénieurs en génie civil, qui concluent une convention d’utilisation sur la base de
la norme SIA 260, les projeteurs sanitaires ne connaissent pas bien ce document. Cet instrument
efficace n’est donc malheureusement pas assez employé dans la technique du bâtiment.
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L’établissement d’une convention d’utilisation est déjà recommandé dans diverses normes (p. ex.
SIA 385/1, SIA 385/2, SN 592000) et directives (p. ex. directives de planification des installations
sanitaires) de la technique du bâtiment et de la technique énergétique.
La convention d’utilisation est le résultat d’un dialogue entre le maître de l’ouvrage et l’auteur du
projet. Elle comprend un catalogue des objectifs émis par le maître de l’ouvrage concernant la
planification, l’exécution et l’utilisation d’une construction. Ce document est établi lors de la phase
de l’avant-projet et poursuivi lors des phases du projet de construction et de l’appel d’offres. La
conclusion doit avoir lieu avant l’appel d’offres à proprement parler. Le document doit être signé par
toutes les parties prenantes.
La documentation sur les normes SIA 385/1 et 385/2 aborde la convention d’utilisation de manière
complète et traite la partie relative à l’eau chaude en détail.
Par rapport à la thématique de l’eau chaude, la convention d’utilisation doit comprendre les
données suivantes :
‒ liste des locaux alimentés par de l’eau chaude ;
‒ liste des points de puisage, avec indication systématique de l’appareil et de la robinetterie
correspondante ;
‒ températures convenues dans le système ;
‒ besoins en eau chaude utile convenus ;
‒ surface utile des bâtiments, ou directives d’occupation en cas de coopérative ;
‒ indications sur le profil d’utilisation attendu (p. ex. dans un centre de fitness) ;
‒ type de production de chaleur avec toutes les indications sur les températures, la disponibilité, etc.
Cette énumération n’est pas exhaustive. L’application Web de suissetec « Conventions d’utilisation »
est conseillée. A la fin des travaux, la convention d’utilisation peut être « reformatée » en un procèsverbal de réception.
La question se pose souvent de savoir si des temps de soutirage plus longs peuvent être convenus au
moyen d’une convention d’utilisation. On pourrait penser que c’est possible, mais la convention
d’utilisation ne doit pas servir à contourner les lois, normes et directives en vigueur en définissant
des temps de soutirage plus longs et des températures d’eau chaude plus basses. Un temps de
soutirage plus long conduit à des déperditions plus importantes ; par conséquent, les exigences
globales ne peuvent pas être respectées. Par ailleurs, des températures d’eau chaude plus basses
posent problème au niveau de la légionellose.
Dans tous les cas, le projeteur sanitaire doit toujours se demander s’il veut « sauver » un mauvais
concept de distribution d’eau chaude par une convention d’utilisation. D’une part, cette approche
risque de lui causer des problèmes d’ordre juridique à un stade ultérieur. D’autre part, il n’agit pas
dans le sens du maître de l’ouvrage, même si ce dernier ne veut d’abord pas l’admettre. Il s’agit ici
de convaincre et pour y parvenir, il faut soi-même être convaincu des temps de soutirage et des
températures d’eau chaude. En prenant en compte l’efficacité énergétique et la santé des
utilisateurs, l’argumentation devrait aboutir à de bonnes solutions.
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Auteur
Urs Lippuner, comité de domaine suissetec, projeteurs
Renseignements
Le responsable du domaine Sanitaire | eau | gaz de suissetec se
tient à votre disposition pour tout autre renseignement :
Marco Uberto | tél. 043 244 73 38 |
[email protected]
Zurich, mai 2015
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