Concevoir un réseau de distribution d’eau sanitaire
Dans les réseaux d’eau sanitaires, il y a deux questions qu’on se pose quand on conçoit son réseau :
Les diamètres des tuyaux à utiliser,
l’agencement du réseau d’eau.
Sommaire
Les diamètres de tuyaux
Concernant les diamètres des tuyauteries, parlons-en rapidement.
Les diamètres sont relativement bien connus. Ils sont fonction du débit dont on a besoin : il faudra un débit supérieur pour une douche que pour une chasse d’eau par exemple.
Vous trouverez les recommandations dans le DTU 60.11, mis à disposition dans le blog des plombiers-réunis, les valeurs sont à la page 5, les explications tout autour.
Attention à un détail qui a son importance : l’épaisseur du tuyau. Pour les diamètres usuels, l’épaisseur d’un tuyau de cuivre est de 1 mm, alors que celui d’un tuyau de PER ou de multicouche est de 2 mm. Tenez-en compte dans le choix de la section de tube que vous choisissez, par exemple :
- un tuyau de cuivre de 14 mm aura un diamètre intérieur de 12 mm
- un tuyau PER ou multicouche de 14 aura un diamètre intérieur de 10 mm.
La conception du réseau d’eau
L’idée de base dans une habitation est d’avoir un réseau compact, et ce pour deux raisons :
plus il est compact, plus il est économique en matériaux donc en coût, et en temps
plus il est compact, plus rapidement on dispose d’eau chaude au robinet.
Le coût
Il est aussi fonction du matériau utilisé, et de l’outillage éventuellement nécessaire pour sa mise en œuvre. Les produits retenus dans notre boutique ne requièrent pas d’outillage spécifiques, type pince à sertir (souvent spécifique à la marque du produit), des clés à molettes suffisent.
Je vous laisse donc prendre la calculette et optimiser votre réseau.
Les pertes d’énergie dans le réseau de distribution d’ECS
Pour la partie eau chaude, il y a trois avantages à disposer d’un réseau compact :
Comme pour le réseau d’eau froide sanitaire, cela limite le coût du réseau,
Limiter les pertes d’énergie et d’eau : d’une part, on attend que l’eau chaude arrive, l’eau froide contenue dans le tuyau n’est pas utilisée ; d’autre part, quand on a fini d’utiliser l’eau chaude, l’eau restant dans le tuyau se refroidit.
Éviter le temps d’attente d’eau chaude lorsqu’on a ouvert le robinet.
Un exemple chiffré : volume d’eau chaude perdu, temps d’attente
Prenons par exemple le cas d’une longère, avec la cuisine côté pièces de vie, au Sud, et la salle de bain côté couchage au Nord. Si le ballon se trouve au centre, à 8 mètres de la cuisine et de la salle de bain, au sous-sol. On aura par exemple 11 mètres de tuyau pour atteindre l’évier et 12 pour la douche. Mettons que le tuyau d’alimentation de la douche ait un diamètre intérieur de 16 mm, et celui de l’évier 14mm. Les volumes respectifs sont :
V=LxS=Lx3,14xr².
Avec V le volume du tuyau en cm³, L sa longueur en cm, S sa surface en cm², r son rayon en cm.
Pour l’évier : Ve = 1100*3,14*0,7² = 1692 cm³, soit 1,69 litres
Pour la douche (ou le lavabo): Vd=1200*3,14*0,8²= 2412 cm³ , soit 2,41 litres
Ces volumes correspondent à l’eau chauffée inutilement à chaque puisage d’eau chaude.
Outre cette déperdition, il y a aussi le temps d’attente qui n’est pas agréable : robinet largement ouvert, disons 8l/minute, on est à 20 secondes d’attente pour la douche.
D’où l’intérêt d’avoir une installation compacte, qui ne coïncide pas forcément avec les choix d’aménagement intérieur. Mais avoir cela en tête lorsqu’on conçoit son habitation permet de permuter, qui un salon avec une cuisine, qui une buanderie avec une salle de bains…
Les locaux collectifs avec production d’eau chaude centralisée
Bien sûr, cette approche est difficile à appliquer dans des habitats collectifs tels que les hôtels : sauf à installer un chauffe-eau dans chaque chambre, on utilise un système centralisé. On tentera de placer le ballon d’eau chaude sanitaire au centre du bâtiment, de raccourcir au maximum le réseau. Mais le diamètre des tuyaux permettant d’alimenter une série de chambres sera important, et donc le volume d’eau chaude hors du ballon aussi.
Même si le réseau est bien isolé, il y aura des pertes d’énergie. On est donc dans ce cas amené à installer une boucle de recirculation : un circulateur assure le retour permanent de l’eau chaude dans le ballon via un tuyau de faible volume.
Dans ces réseaux, l’eau chaude circulera dans la boucle en permanence, elle retourne au ballon pour qu’il compense les calories perdues lors du trajet. Seul le tuyau entre le piquage et les robinets de la chambre aura le temps de se refroidir, mais son volume est faible. L’eau chaude est donc disponible rapidement, malgré la distance au ballon central.
La boucle de recirculation est-elle une solution pour l’habitat individuel ?
Peut-on éviter la boucle de recirculation ?
Selon le cas, il peut être judicieux d’installer 2 ballons :
- dans le cas d’un point d’utilisation occasionnelle, on peut mettre un petit chauffe-eau ‘sous évier’
- dans le cas d’un usage partagé, les régulations solaires prévoient la configuration ‘un champ de panneaux, 2 ballons’.
Si cette solution ne convient pas, on peut être contraint de mettre en place une boucle de recirculation. Il faut le faire de manière réfléchie :
L’isolation d’une boucle de recirculation est primordiale.
Une boucle de recirculation en cuivre non isolé, circulant dans le vide sanitaire d’une villa peut dissiper les kW collectés par les panneaux solaires thermique d’un chauffe-eau solaire sans difficultés. Cas rencontré aux alentours d’Aix en Provence, un appel reçu parce qu’un chauffe-eau solaire fonctionnait mais ne réussissait pas à chauffer l’eau : la totalité de l’énergie collectée par les panneaux était dissipée dans la boucle. Arrêter la recirculation a résolu le problème.
Inutile d’envisager la facture si l’on est en cumulus électrique seul et qu’on n’a pas de minuterie sur le circulateur qui assure la recirculation.
Quelles sont les solutions pour limiter les déperditions d’énergie?
Outre une bonne isolation, il existe d’autres moyens de limiter les déperditions d’énergie générées par une boucle de recirculation, lors qu’on ne peut éviter d’en mettre une :
Minuteur pour alimenter le circulateur uniquement aux heures de consommations probables,
Contacteur temporisé : un contact temporisé est activé lorsqu’on ouvre un robinet. Il suffit d’ouvrir, refermer et on attend le temps que l’eau chaude arrive (plus longtemps si on est plus loin). Comparé à une solution sans boucle de recirculation, dans cette version, on évite la perte d’eau en attendant que l’eau chaude arrive. Cette eau est recyclée et retourne dans le ballon.