CHAPITRE 4 RÉSEAU D’EAU CHAUDE SANITAIRE
4.1 Pertes thermiques de conduites en période de stagnation
Le nouveau chapitre modifié en 2014 sur la plomberie du code de la construction du Québec fixe les températures obligatoires d’exploitation dans un réseau d’eau chaude pour de nouveaux bâtiments ou des réfections majeures (Gouvernement du Québec, 2002; Régie du bâtiment du Québec (RBQ), 2014) :
Chauffe-eau
1) Le dispositif de contrôle de la température des chauffe-eau doit être réglé de façon à ce que la température de l’eau stockée ne soit pas inférieure à 60 °C.
Conception des réseaux
3) Dans un réseau de distribution d’eau chaude avec boucle de recirculation, l’eau dans la boucle ne doit pas avoir une température inférieure à 55 °C lorsqu’elle est en circulation. 4) La boucle de recirculation visée au paragraphe 3) peut fonctionner de façon intermittente.
5) La boucle de recirculation visée au paragraphe 3) peut être remplacée par un système de réchauffage autorégulateur par fil chauffant.
Par ailleurs, le Règlement sur l’économie d’énergie relevant de la loi sur l’économie de l’énergie sur le bâtiment précise les obligations de calorifugeage pour les réseaux où circulent des fluides dont la température est de 5-13oC ou de 50-95oC, dans les bâtiments et les agrandissements dont la construction a débuté après le 1 août 1983 (Gouverment du Québec, 1983). Plus précisément, la résistance thermique de la gaine calorifuge doit être entre 28 et 32moC/W et l’épaisseur de la gaine
calorifuge est fonction du diamètre de la conduite et de la température du fluide. Avec ces pertes thermiques, il est possible de prévoir les débits de recirculation permettant d’atteindre les cibles de pertes thermiques acceptables dans l’ensemble du réseau (Corporation des maîtres mécaniciens en tuyauterie du Québec (CMMQ) & Régie du Bâtiment du Québec (RBQ), 2013; Corporation des maîtres mécaniciens en tuyauterie du Québec (CMMQ) & Régie du Bâtiment du Québec (RBQ), 2013b).
Tous les réseaux d’eau chaude sanitaire sont soumis à l’obligation de maintenir 60°C en sortie de chauffe-eau selon le décret 1202-2012 (Gouvernement du Québec, 2012).
Les réseaux d’eau chaude sanitaire sont aussi soumis aux obligations d’économie d’énergie et de température minimale de 55oC dans le réseau dans les nouveaux bâtiments, mais ceux dans des
bâtiments existants ne sont ni soumis aux obligations de calorifugeage ni au maintien d’une température minimale dans l’ensemble du réseau.
Compte tenu du fait que l’arrêt de la recirculation est malheureusement toléré dans le nouveau code de la plomberie et en raison de la présence de nombreuses zones de stagnation dans les réseaux complexes existants, des essais ont été effectués au laboratoire pour documenter les pertes thermiques durant la stagnation. L’évolution de la température pendant la période de stagnation selon le type d’isolation est présentée à la figure 4-1. Les profils de décroissance de la température révèlent une conservation accrue de la température en stagnation en présence d’isolant conforme aux exigences de calorifugeage spécifiées dans le Règlement sur l’économie de l’énergie dans les nouveaux bâtiments (Gouverment du Québec, 1983). La figure 4-1 montre la décroissance de la température dans une section de conduite de cuivre (12,7 mm 1/2’’) sans écoulement avec une gaine de fibre de verre d’une épaisseur de 2,5cm (1’’) avec un fini en PVC, un revêtement de mousse grise commerciale de 9,53mm (3/8’’) ou aucune isolation. La zone ombrée représente la zone de température optimale de croissance de L. pneumophila. Après une période de stagnation de 200 minutes, une température d’environ 20°C est atteinte, quelles que soient les isolations.
Figure 4-1 Évolution de la température de l’eau dans une conduite de cuivre (12,7mm 1/2’’)
pendant la période de stagnation en fonction de deux types de calorifugeage et sans calorifugeage exposés à l’air.
Le temps de stagnation minimum entrainant une baisse de la température de l’eau plomberie dans la gamme optimale des températures favorisant la prolifération de la légionelle a été reporté au tableau 4.1 en fonction du type d’isolation. Dans tous les cas, il est possible d’observer qu’un court temps de stagnation ramène la température de 60oC vers les températures optimales pour la prolifération de la légionelle.
Tableau 4.1 Temps de stagnation nécessaire pour atteindre la température optimale de
prolifération de la légionelle en fonction du type d'isolation
Type d'isolation Temps de stagnation pour atteindre 42°C (minutes)
Conduite en cuivre sans isolation 12,8
Conduite isolée en mousse grise commerciale 25,4 Conduite isolée conformément aux normes RBQ 41,7
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 0 50 100 150 200 Tem péra tu re °C Temps (minutes)
Conduite en cuivre sans isolation
Conduite isolée en mousse grise commerciale
Conduite isolée conformément à la règlementation sur l'économie de l'énergie (RBQ)
L’importance des résultats de cette courte étude pilote est grande. Les normes de construction sur les pertes thermiques dans les réseaux d’eau sanitaire ne s’appliquent vraiment que pour des réseaux avec une boucle de recirculation ou encore avec un dispositif de fil chauffant. Le calorifugeage sert à minimiser les pertes thermiques, mais ne permet pas de les éliminer. C’est pourquoi le calcul des pertes thermiques sert essentiellement à déterminer les besoins des pompes de recirculation (Corporation des maîtres mécaniciens en tuyauterie du Québec (CMMQ) & Régie du Bâtiment du Québec (RBQ), 2013b, 2013c). Nos résultats montrent clairement que l’arrêt de la recirculation d’un réseau isolé conformément aux normes de la RBQ devient un réservoir favorisant la prolifération de Legionella en moins de 42 minutes s’il n’y a pas d’écoulement de l’eau. L’importance de la circulation constante de l’eau et l’élimination des zones de stagnation sont soulignées comme des actions prioritaires dans toutes les règlementations visant le contrôle de la légionelle dans les réseaux d’eau (Australian/New Zealand Standard (AS/NZS), 2011); Department of Health (DH) and Estates & Facilities 2006; Deutsche Regierung 2001; Dutch Working Party Infection Prevention 2007; République Française 2010a, 2005, 2010b; World Health Organization (WHO) 2011). De plus, deux règlementations interdisent spécifiquement l’arrêt de la recirculation (Austrian Standards Institute, 2007; Health and Safety Executive (HSE), 2013b). Certaines organisation vont même jusqu’à recommander des vitesses minimales d’écoulement (>0,2 m/s) dans les conduites pour assurer une homogénéité (Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), 2012). Ce critère, s’il est était mis en application, afin d’atteindre les bénéfices thermiques démontrés précédemment, nécessite l’installation de pompes et de boucles de recirculation forcée, c’est-à-dire en continu et ne dépendant pas de la consommation en un point du réseau.