Le chauffe-eau en questions

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TEXTE: Dan Strikowski

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Le chauffe-eau en questions

La réglementation PEB pénalise fortement l’usage des chauffe-eau électriques à accumulation.

Dans le même temps, la nouvelle directive Ecodesign induit des restrictions quant à leur emploi.

Mais qu’en est-il exactement?

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Je vais Construire & Rénover• avril 2016 Les fabricants

investissent dans les appareils monoblocs, qui regroupent le chauffage des locaux et le stockage d’eau chaude sanitaire.

Ces appareils sont faciles à installer, notamment grâce au réglage central des deux fonctions.

Ils permettent aussi de gagner de la place.

1. Comment fonctionne un chauffe-eau électrique à accumulation?

Un chauffe‑eau électrique à accumulation fonc‑

tionne globalement comme une grande bouilloire électrique: une résistance placée au fond de la cuve chauffe lʼeau à la température souhaitée, grâce à un thermostat. Le réservoir se remplit en eau froide au fur et à mesure que lʼeau chaude est consommée. Lʼeau froide rentre par le bas de la cuve pour y être chauffée progressivement et automatiquement sous lʼeffet de la résistance électrique. Lʼeau chaude sʼaccumule en haut du réservoir et reste à bonne température grâce à la couche isolante qui entoure la cuve, jusquʼà ce quʼelle soit puisée pour les besoins domestiques.

2. La directive Ecodesign interdit-elle les chauffe-eau électriques?

En vigueur depuis septembre 2015, la directive Ecodesign (également appelée directive ErP pour Energy related Products)nʼinterdit pas formelle‑

ment les chauffe‑eau électriques. En revanche, elle exige des rendements minimaux auxquels les appareils les plus simples satisfont péniblement.

«Les chauffe‑eau sont classifiés selon leur profil de puisage (à savoir lʼindice de la quantité dʼeau chaude obtenue dans un délai bien précis, ndlr),

or les chauffe‑eau électriques ont une bien plus faible capacité de puisage que les chauffe‑eau thermodynamiques (qui intègrent une pompe à chaleur, ndlr), ce qui devrait restreindre dʼoffice leur usage», souligne Bernard Dispas, directeur régional de Viessmann Belgium. Par ailleurs, la plupart des chauffe‑eau électriques sont comman‑

dés par un simple thermostat qui est réglé à la température dʼeau chaude sanitaire (ECS) souhai‑

tée. Si la température baisse dans le chauffe‑eau, la résistance électrique se met automatiquement en marche jusquʼà ce que la température program‑

mée soit atteinte. De ce fait, le chauffe‑eau conserve en permanence la température souhaitée, même lorsquʼil nʼy a pas du tout besoin dʼECS.

«Or la directive Ecodesign préconise des ther‑

mostats (ou régulateurs) “intelligents”, cʼest‑à‑

dire qui tiennent compte du comportement des consommateurs, “ savent ” quand et en quelle quantité les occupants ont besoin dʼeau chaude, et peuvent régler la température du chauffe‑eau en conséquence. Avec comme corollaire dʼim‑

portantes économies dʼénergie», précise Alain Van Langeraert, Category Manager HVAC chez Van Marcke.

À ceci près que, si les chauffe‑eau électriques affichent une technologie moins complexe et des

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rendements moins intéressants, ils sont aussi moins chers à lʼachat. De ce fait, tant quʼils ne seront pas interdits, ils auront toujours leurs parti‑

sans. Cʼest une question dʼéquilibre entre les performances attendues et le prix quʼon est prêt à y consacrer.

3. Quelles sont les alternatives au chauffe-eau électrique à accumulation?

On peut opter soit pour une production dʼeau chaude instantanée (lʼeau passe de quelque 10C à 45C, à lʼaide de gaz ou dʼélectricité, dès quʼon en a besoin), soit pour le stockage dʼeau chaude dans un réservoir alimenté en chaleur par lʼinstallation de chauffage. Lʼeau de ce réservoir est chauffée grâce à un échangeur thermique relié ou intégré à la chaudière ou à la pompe à chaleur, contrairement à un chauffe‑eau électrique dont lʼeau est chauffée exclusivement par une résistance électrique.

Chaque dispositif a ses avantages et ses inconvé‑

nients. «Tant la réglementation PEB que la directive Ecodesign privilégient la production décentralisée (le chauffe‑eau est idéalement placé à proximité du point de distribution dʼeau, ndlr) et instantanée, explique Alain Van Langeraert. De fait, ce système constitue un optimum économique puisquʼen rédui‑

sant les distances entre le chauffe‑eau et le robinet, on évite à la fois le gaspillage dʼeau (plus dʼattente pour que lʼeau chaude arrive au point de distribution après lʼouverture du robinet, ndlr) et les déperditions thermiques à travers les conduites.»

Grâce à ses dimensions réduites, un chauffe‑eau électrique instantané peut facilement être installé sous lʼévier ou au‑dessus, dans la cuisine, la salle de bains, etc. Il est également moins cher à lʼachat (entre 200 et 500 euros TVA comprise, selon les modèles et la puissance). On court toutefois le risque, avec un tel système, que la température de lʼeau et le débit soient insuffisants si deux membres de la famille ont besoin dʼeau chaude au même moment. À cet égard, les réservoirs qui stockent une grande quantité dʼeau chaude en permanence offrent un bien plus grand confort dʼutilisation.

Lʼavantage réside en effet dans leur capacité à permettre un approvisionnement important et continu avec un débit optimal, même si plusieurs personnes prennent une douche en même temps.

Ces ballons de stockage coûtent néanmoins plus cher (entre 900 et 2000 euros TVA comprise, selon➤

Si l’on opte pour un chauffe-eau décentralisé, on veillera à le placer aussi prêt que possible du point de puisage, pour éviter le gaspillage d’eau et les pertes de chaleur à travers les conduites.

Un chauffe-eau est destiné à la production d’eau chaude sani- taire. À l’inverse, un ballon tampon est un récipient connecté au système de chauffage, qui permet de stocker la chaleur excédentaire dans de l’eau «morte» (c’est-à-dire de l’eau qui reste en permanence dans le ballon et ne circule pas dans le circuit de chauffage) pour la restituer ensuite aux circuits de chauffage. On observe en effet que les systèmes de chauffage qui recourent aux énergies renouvelables produisent réguliè- rement de la chaleur – et parfois en grande quantité – à des moments différents de ceux où l’on enregistre une demande.

En restituant la chaleur stockée au moment voulu, le ballon tampon réduit le nombre de cycle de démarrages du généra- teur de chaleur, ce qui permet de réaliser des économies sur la facture de chauffage.

Il existe aujourd’hui des ballons tampons qui sont également prévus pour le chauffage de l’eau sanitaire. Le prélèvement de chaleur pour la production d’eau chaude sanitaire s’effec- tue alors via un échangeur de chaleur intégré au ballon tampon et dans lequel circule l’eau sanitaire à réchauffer.

Ces ballons répondent à la demande actuelle pour des instal- lations couplées à des systèmes de production qui recourent aux énergies renouvelables.

Qu’est-ce qui distingue un chauffe-eau d’un ballon tampon?

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les modèles et la contenance). Autre inconvénient:

la chaudière doit rester allumée en été pour répondre à la demande dʼeau chaude, ce qui occasionne un surplus de consommation énergétique.

Il existe toutefois une solution intermédiaire avec les chauffe‑eau au gaz à condensation, qui permet‑

tent de disposer quasi instantanément du débit souhaité, à la température voulue, tout en suppri‑

mant le stockage dʼeau chaude. Le principe de ces appareils est identique à celui des chaudières à condensation : les gaz de combustion sont condensés pour récupérer un maximum dʼénergie, et le rendement est donc nettement supérieur à celui dʼun chauffe‑eau instantané au gaz traditionnel.

Mais ces appareils sont, eux aussi, beaucoup plus coûteux (environ 1400 euros TVA comprise).

Le choix dépendra des besoins et des habitudes de chacun. Si on prend régulièrement des bains, par exemple, on aura besoin dʼun débit important.

Un chauffe‑eau à accumulation sera alors tout indiqué. En revanche, un chauffe‑eau instantané peut parfaitement convenir aux adeptes de la douche.

4. Si l’eau chaude sanitaire est produite par l’installation de chauffage, est-il plus avantageux d’opter pour un réservoir intégré ou séparé?

Cʼest dʼabord une question de place. Une chaudière avec un réservoir dʼeau chaude intégré gagne en compacité et peut être installée dans un espace très exigu, mais le volume dʼeau chaude est limité (de lʼordre de 100 à 150 litres). Cʼest aussi une question de coût: une chaudière «tout en un»

est facile à installer; on économise donc sur la main‑dʼœuvre. En revanche, lorsquʼun problème survient sur lʼun des deux composants, toute lʼinstallation se retrouve à lʼarrêt; la réparation risque alors de vous coûter plus cher que sʼil sʼagit de deux appareils distincts.

Que lʼon opte pour lʼune ou lʼautre formule ne change rien en termes de consommation. Dans le cas dʼun stockage séparé, il faut juste veiller à ce que la distance entre la chaudière et le ballon de stockage soit la plus courte possible afin de limiter les déperditions thermiques au travers des conduites qui les relient lʼun à lʼautre.

Les préparateurs bivalents sont équipés de deux serpentins. L’eau chaude sanitaire peut ainsi être produite soit via l’installation de chauffage central, soit via des

collecteurs solaires.

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5. Comment peut-on connecter un réservoir d’eau chaude sanitaire à plusieurs sources d’énergie?

Dans le cas dʼun réservoir dʼECS associé à une chaudière (ou à une pompe à chaleur), cʼest un serpentin dʼeau de chauffage (un échangeur) qui transmet indirectement sa chaleur à lʼeau sanitaire.

On peut toutefois opter pour un réservoir pourvu dʼun serpentin supplémentaire, de manière à permettre la production dʼeau chaude via des capteurs solaires thermiques. On parle alors de préparateur bivalent ou à deux «registres»: lʼun pour le circuit de la chaudière ou de la pompe à chaleur, lʼautre pour le circuit solaire, lequel peut être installé ultérieurement (sous réserve que le réservoir soit muni du serpentin adéquat). Dans ce cas, il faudra prévoir une cuve de plus grande capacité (400 litres au lieu de 200) afin de profiter des journées ensoleillées pour stocker un maximum dʼénergie. La chaudière (ou la pompe à chaleur) ne se mettra en route que si le soleil ne parvient pas à chauffer lʼeau à bonne température.

« Une autre solution consiste à remplacer un chauffe‑eau électrique par un chauffe‑eau ther‑

modynamique, ce qui ne nécessite quasiment aucun travail dʼadaptation et permet de diviser la consommation dʼélectricité par trois par rapport à un chauffe‑eau électrique ordinaire. De plus, on peut encore réduire cette consommation en alimentant la pompe à chaleur du chauffe‑eau thermodynamique en électricité à lʼaide de panneaux photovoltaïques», avance Xavier Lalieu, responsable marketing et communication chez Vaillant.

6. Qu’est-ce qu’un ballon d’eau chaude à stratiﬁcation? Quels en sont

les avantages?

Dans un chauffe‑eau à accumulation «classique», lʼeau chaude consommée est remplacée au fur et à mesure par de lʼeau froide, ce qui crée des trans‑

ferts de chaleur entre lʼeau chaude et lʼeau froide.

La résistance électrique située dans le bas de la cuve doit donc régulièrement réchauffer lʼensemble de la masse dʼeau, soit 150 ou 200 litres, pour la remettre à la température de consigne.

Les ballons à stratification sont basés sur le prin‑

cipe que lʼeau chaude a une densité plus faible que lʼeau froide. Plus légère, elle aura donc tendance à se positionner au‑dessus de lʼeau froide. Un ballon à stratification propose ainsi^➤

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plusieurs couches dʼeau de températures diffé‑

rentes (les plus chaudes au‑dessus). La sortie dʼECS se trouve en haut du ballon, donc toujours à lʼendroit où lʼeau est la plus chaude. Lʼélément réchauffeur est généralement un échangeur à plaques, lui aussi placé en partie haute du ballon.

Lʼeau chaude étant disponible immédiatement, un ballon à stratification permet un confort supé‑

rieur (réchauffage de lʼeau plus rapide, débit plus important). En effet, une fois le volume entier puisé, on ne doit pas attendre que toute lʼeau soit réchauffée. Concrètement, si un ballon de 200 litres à 60C est vidé à moitié, la stratification va permettre de conserver 100 litres dʼeau à 60C en partie haute, directement exploitables, et 100 litres à 10C en partie basse, sans que les deux volumes se mélangent.«Ces ballons ont tellement dʼavantages quʼil ne sʼagit plus vraiment dʼune option mais dʼun impératif de confort. Il faut néanmoins savoir que, dans certaines régions

où lʼeau est plus dure, lʼéchangeur risque de sʼen‑

tartrer plus rapidement», précise Xavier Lalieu.

7. Comment déterminer la contenance d’un réservoir d’eau chaude sanitaire?

«Si les besoins en chauffage diminuent fortement du fait de la meilleure isolation des habitations, on sʼaperçoit que les besoins en eau chaude sani‑

taire ont plutôt tendance à augmenter, en même temps que le nombre de salles de bains par habi‑

tation. Il faut dès lors veiller à avoir suffisamment dʼeau en réserve ‒ et un débit adéquat ‒ pour satisfaire cette demande de confort», observe Xavier Lalieu.

Tout dépendra ici de la composition du ménage, du nombre de points de puisage et de leur capa‑

cité de débit, de la probabilité dʼutilisation simul‑

tanée des points dʼeau... On estime quʼune personne utilise entre 40 et 60 litres dʼeau chaude par jour. Sur cette base, il est communément

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Il est fortement conseillé de recourir aux énergies renouvelables, que ce soit en combinaison avec les énergies fossiles ou non. Les fabricants conçoivent ainsi des réservoirs prévus pour être raccordés à différentes sources d’énergie.

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admis que, pour une famille standard de quatre personnes, la contenance du réservoir dʼeau chaude doit être comprise entre 150 et 200 litres.

Mais cette estimation doit encore être nuancée en fonction du mode de vie et des véritables besoins du ménage.

8. Quelles sont les dernières grandes tendances dans ce secteur et à quelles évolutions peut-on encore s’attendre?

Avec lʼentrée en vigueur de la directive Ecodesign, les rendements de ces appareils font lʼobjet de la plus grande attention. Au rayon des produits, il semble évident que, à court terme, les grands chauffe‑eau électriques vont disparaître pour être remplacés par des chauffe‑eau thermody‑

namiques, bien plus efficaces et économes en énergie. «En revanche, les petits chauffe‑eau électriques de 10 ou 15 litres quʼon peut placer sous lʼévier resteront encore un bon moment dans les programmes de vente», pense Alain Van Langeraert. Les chauffe‑eau au gaz à condensation

devraient également se répandre davantage dans un avenir plus ou moins proche.

Lʼautre grande tendance porte sur lʼisolation des appareils et de leurs périphériques afin de limiter les déperditions thermiques. Les fabricants planchent ainsi sur de nouveaux matériaux, comme des systèmes de panneaux sous vide qui permettraient dʼaméliorer sensiblement le niveau de lʼisolation sans en augmenter lʼépaisseur (avec un impact positif sur lʼencombrement des appareils).

Enfin, comme il est impératif dʼaccroître la part des énergies renouvelables dans notre consommation mais quʼil est parfois utile de conserver un système de chauffage dʼappoint fonctionnant aux combus‑

tibles fossiles, les recherches actuelles visent aussi à multiplier les possibilités de combinaisons entre les différentes sources dʼénergie. ^■

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Pour connaître les adresses utiles, reportez-vous en page 160.

Les chauffe-eau thermodynamiques fonctionnent sur le principe des pompes à chaleur classiques pour produire l’eau chaude sanitaire.

Plus performants et moins énergivores que les chauffe-eau électriques, ils devraient remplacer ces derniers à court terme.