Eau chaude sanitaire et Légionelle

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S S é é minaire Bâtiment & Sant minaire Bâtiment & Sant é é

30 mai 2013 _ Amiens

Eau chaude sanitaire et Légionelle

Magali SIGNOLET Ingénieur d’études sanitaires ARS – Picardie

Philippe HARMANT Bureau d’études AQUAFLUENCE

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La bactérie Legionella sp

• Bactérie aérobie d’origine hydrique

• eaux douces (lacs, rivières)

• sols humides

• réseaux de distribution publics

• Concentrations très faibles ou indétectables

• Prolifération

• entre 25 et 45 °C

• développement intracellulaire (amibes)

• Conditions favorables

• sels de fer

• biofilm

• eau stagnante

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Séminaire Bâtiment & Santé

30 mai 2013 _ Amiens

Les principales sources de contamination

• Les systèmes de climatisation

• tours aéroréfrigérantes

• humidificateurs d’air

• Les circuits d’eau chaude : douches

• Les fontaines décoratives

• Les bassins à remous, bains bouillonnants

• Les équipements en traitement respiratoire

• Mode de contamination : inhalation de micro gouttelettes < à 5µm et

diffusées en aérosols suite pulvérisation. PAS DE TRANSMISSION

INTERHUMAINE

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Les infections : La fièvre de Pontiac

• Legionella pneumophila : 90% des légionelloses

• Legionella pneumophila sérogroupe 1 : 80% des cas

• Affection pseudo grippale, forte fièvre, toux possible

• Pas de pneumonie

• Incubation : quelques heures

• Cette forme passe souvent inaperçue / similitude avec d’autres maladies banales

• En raison de son caractère bénin et de la guérison

spontanée (en qqs jours), le diagnostic est rarement fait

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30 mai 2013 _ Amiens

Les infections : la légionellose

• Forte fièvre, douleurs thoraciques,

• toux, céphalées, essoufflements,

• diarrhée

• Incubation : 2 à 10 jours

• Insuffisance respiratoire

• Infection pulmonaire grave pouvant être fatale

• Mortalité 10 à 20 %

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Facteurs de risques individuels

• âge croissant

• sexe masculin

• cancer, corticothérapie, immuno-dépression

• diabète

• insuffisance rénale

• affections respiratoires chroniques

• Tabagisme (46% des cas en 2011)

• éthylisme

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30 mai 2013 _ Amiens

La déclaration obligatoire

Décret du 10 juin 1986; modifié

• Signalement des infections communautaires

et nosocomiales (internes à l’établissement de santé ou médico-social)

• source : médecins hospitaliers (car souvent hospitalisation du patient)

• signalement et notification à l’ARS

• centralisation à l’InVS

(http://www.invs.sante.fr) de tous les cas français

INVESTIGATION EPIDEMIOLOGIQUE afin de RETROUVER la SOURCE ENVIRONNEMENTALE = PREVENTION SECONDAIRE

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Evolution du nombre de cas de la légionellose en France,

1988-2012 (Source: INVS)

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30 mai 2013 _ Amiens

Evolution du taux annuel d’incidence de la légionellose en

France, 1988-2012 (Source: INVS)

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Nombre de cas et taux annuel d’incidence de la légionellose en Picardie

• En 2010 : 30 cas (Aisne 9/ Oise 14/ Somme 7)

• En 2011 : 37 cas (Aisne 10 /Oise 13 / Somme 14)

• Comparaison Picardie- France en terme d'incidence

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S S é é minaire Bâtiment & Sant minaire Bâtiment & Sant é é

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Prévention de la légionellose

Philippe HARMANT, BET AQUAFLUENCE

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10°C 20°C 30°C 40°C 50°C 60°C 70°C

Survie

Développement (optimum 37-38°C) Pas de développement

Destruction

Eau chaude sanitaire

Eau froide sanitaire

TAR humides

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30 mai 2013 _ Amiens

13 Cursus 4044 - Légionelles

Pompe

Production

Collecteur Aller

Collecteur Retour

boucle 1 boucle 2 boucle 3 boucle 4

127 L/h 85 L/h 25 L/h 3 L/h

240 L/h

55-60°C 50-55°C 40-50°C 20-30°C 30-40°C

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En cas de récupération d’énergie (solaire, condensats de fumée…),

privilégier des solutions stockant l’énergie dans une eau non sanitaire et transférant l’énergie à l’ECS par échange instantané

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30 mai 2013 _ Amiens

Objectif : concilier qualité d’eau (légionelles) et économie d’eau et d’énergie (RT 2012)

• Objectif a priori irréaliste puisque la réglementation (arrêté du 30/11/2005) recommande une augmentation généralisée de température (50 ° C sur le réseau)

• Et pourtant la conception (organisation du réseau), les

matériaux, le réglage du réseau (équilibrage)

permettent l’atteinte de cet objectif

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La RT 2012 impose une consommation 50 kWh/m²/an

L’ECS représenterait actuellement 33% à 50% de la consommation énergétique du bâtiment

Une température supérieure à 50°C est nécessaire pour maîtriser le risque de développement des légionelles

L’équilibrage est indispensable pour maîtriser les températures

L’équilibrage des réseau est souvent présenté comme une source d’économie d’énergie

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30 mai 2013 _ Amiens

Objectifs de l’étude

Mettre en place les équipements nécessaires et suivre les consommations en continu sur un bâtiment complet :

- production d’ECS (kWh)

- maintien de température du réseau bouclé (kWh) - consommation d’ECS (m³)

Étudier les variations de consommations (énergie et eau) en fonction de l’état d’équilibrage du réseau de distribution

Déterminer des configurations optimales de réseaux pour réduire les consommations sans préjudice pour la qualité de l’eau

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- 3 ballons électriques en série - réchauffeur de boucle

- foyer logement pour personnes âgées - 7 niveaux (sous-sol à R+5)

- 51 studios T1bis, cuisine collective, logement fonction

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30 mai 2013 _ Amiens

Distribution

-Collecteurs au sous-sol

- 17 colonnes montantes bouclées (au R+4)

- réseau bouclé en acier galva - connexions terminales en cuivre - calorifugeage : collecteurs

uniquement

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Legionella Pneumophila

25/11/2008 12/03/2009 14/04/2009 25/05/2009 04/01/2010 18/03/2010 20/05/2010 13/01/2011

Flore

interférente 21% 0% 0% 0% 7% 0% 0% 13%

Non détectable 21% 79% 7% 7% 0% 57% 86% 60%

Non

quantifiable 0% 0% 0% 0% 0% 21% 14% 13%

250-1 000 0% 0% 0% 0% 0% 14% 0% 7%

1 000-10 000 7% 0% 57% 29% 0% 7% 0% 7%

> 10 000 50% 21% 36% 64% 93% 0% 0% 0%

TOTAL 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%

(Nb analyses) (14) (14) (14) (14) (14) (14) (14) (15)

fin février 2010 fin des travaux

avril 2010 Chloration (1 mg/l) Avant travaux

Panne réchauffeur

Travaux d’amélioration début 2010

- remplacement réchauffeur de boucle (20 kW au lieu de 4,5 kW)

-mise en place de vannes de réglage TA STAD 15

-Équilibrage hydraulique

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30 mai 2013 _ Amiens 1

2

3

4

1 3

4 2

Méthode et matériel :

Pinces ampérométriques

consommation électrique totale (production / maintien T°)

Mallette TASCOPE avec sondes de température :

consommation maintien T°

débits avant et après équilibrage

Enregistrement temporisé de l’index du compteur d’appoint consommation ECS et profils Sondes externes de température suivi T° en réseau

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2 situations d’équilibrage

Réseau équilibré

-Préréglage par calcul (modélisation du réseau) -Ajustement par mesure à l’aide du TA-Scope -Débit moyen : 120 l/h par boucle

-Températures : 50 à 55°C

réseau non équilibré

-vannes ouvertes au maximum (4 tours) -colonne la plus favorisée : 400 l/h , 55°C -colonne la plus défavorisée : <40 l/h, <35°C 2 périodes d’études au cours de l’été 2010

Conditions normales

Canicule (m

esures incitant à la prise de douches)

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30 mai 2013 _ Amiens

Période normale Canicule

Nb résident Conso./résident Nb résident Conso./résident

Réseau

équilibré 41,3

19,6

^41,7

39,4

Réseau non

équilibré 38,7

24,5

^42,2

43,8

+ 25% + 11%

Constat

- Consommations moyennes (litre/résident) sont très inférieures aux valeurs habituellement utilisées pour le dimensionnement des installations d’ECS

- Capacité de production 3500 litres = 3,4 jour de consommation en « période normale »

= 1,7 jour de consommation en « canicule »

- L’équilibrage réduit les consommations d’eau de 11% (« canicule ») à 25% « période normale »

hypothèses

- Plus d’eau chaude pour atteindre la température d’usage

- Eau chaude en partie gâchée : puisage sans réel usage jusqu’à atteindre la température d’usage

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consommations d’énergie. L’équilibrage tendrait à augmenter légèrement les consommations

- à température de production égale

- la conclusion serait très différente si l’on se projetait à risque légionelle identique (cad. T° mini 50°C au point le plus défavorisé du réseau)

Consommations énergétiques moyennes en période habituelle / équilibrée - total : 430 kWh

- maintien T° : 360 kWh

Dans le cas étudié, le maintien de T° représente près de 84% de la totalité de la consommation du poste ECS

Positions par rapport à la RT 2012

bâtiment étudié

production et distribution ECS

Objectif RT2012

énergie primaire (EP) totale d’un bâtiment

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30 mai 2013 _ Amiens

Evaluation par calcul des pertes de thermique des canalisations en acier galvanisé non calorifugées

- 17 colonnes / 10 mètres de hauteur - Aller en 20/27

- Retour en 15/21

- température moyenne de l’eau : 55°C - Température ambiante : 20°C

Calcul d’énergie

- Par colonne : Aller : 40 W/m soit 400 W Retour : 31,6 W/m soit 316 W - Sur 17 colonnes: 292 kWh

énergie journalière dissipée est comparable à l’énergie de bouclage totale mesurée

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Gain énergétique avec calorifuge

Sans calorifuge Calorifuge Épaisseur 13 mm

λλλλ 0,038 W/m.K Acier galva

aller 15/21;retour 20/27 292 80

Cuivre

Aller 16/18; retour 20/22 244 71

PVC

Aller 20x2.3; retour 25x2.8 213 71

Gain potentiel dans le cas étudié

-consommation moyenne journalière : - 221 kWh/j

-consommation annuelle par m² de SHON : - 21 kW/m²/an (SHON : 3810 m²) -coût énergie : - 10 k€/an (12 cents/kWh)

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30 mai 2013 _ Amiens

Conception des réseaux

À privilégier

- Réduction de la longueur des parcours - Réduction des diamètre des canalisations - Calorifugeage soigneux

À proscrire

- Surdimensionnement des diamètres des canalisations - multi-bouclage (bouclage à chaque point d’usage)