Les Lutins et le coût de l'eau chaude
Le
prix de l’eau chaude est souvent sujet à débat. Lorsque le chauffage et la
fourniture de l’eau chaude sanitaire sont assurés par la même chaudière c’est
en cherchant à définir son coût réel de l’eau chaude que l’on mesure toute la
difficulté qu’il y a parfois à comprendre les choses et le long chemin qu’il
faut parcourir pour les appréhender.
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Tribune libre L’échange de vue entre Balendard citoyen lambda et conseiller
syndical avec son syndic le prouve. Balendard Mon syndic persiste à
considérer que le prix de l’eau chaude peut être évalué à 6 €/m3. Je crains que ce montant ne soit nettement plus
élevé que pourrais-je faire pour essayer de le convaincre que cette
évaluation est très inférieur à la réalité ? Les LT Le convaincre dans un premier temps par les chiffres
que cela est impossible. Etant donné que l’eau froide est à 4€/m3 et qu’il faut 50 kWh à
environ 0,1 €/kWh pour élever la
température de ce m3 d’eau
froide on arrive à 9€/m3
puisque de l’eau chaude, c’est avant tout de l’eau froide que l’on réchauffe. Balendard Ayant des notions sur la
chaleur spécifique de l’eau je comprends votre raisonnement mais je crains de
ne pas pouvoir le convaincre ainsi Les LT Dans ce cas demandez à votre syndic de vérifier avec
son comptable le volume de fioul ou de gaz consommé en été au moment où la
consommation est à imputer uniquement à la fourniture d’eau chaude. Le
comptable a une idée précise des volumes consommés de leurs montants et des
dates de commande et s’il ne fait pas d’erreur de calcul il devrait être
convaincu. |
Le prix réel de l'eau chaude
Les
gestionnaires de copropriétés sous estiment trop souvent le coût réel de l’eau
chaude lorsque la génération d'eau chaude est collective et non privative. Le
syndic, au courant de la comptabilité de la copropriété, puisque c'est
lui qui l'établi 1), devrait mieux sensibiliser les
copropriétaires sur le coût réel de l'eau chaude qu'il ne le fait. Il a
parfois tendance à minimiser son cout. Peut-être parce qu'il facture
séparément l'eau chaude et le combustible qui a servi à la chauffer. Il lui est
pourtant facile d'expliquer en termes simples que ses "dépenses"
constituées par le coût des combustibles doivent équilibrer ses
"recettes" constituées par le paiement des chargés courantes. Il ne
le fait généralement pas, ce qui entraîne parfois des conflits avec les
copropriétaires. Il a pourtant connaissance, au travers de sa comptabilité, de
la consommation de FOD ou de gaz naturel en été à partir des relevés GDF
ce qui lui permet lorsque la production de l'eau chaude est assurée par les
mêmes chaudières que le chauffage d'évaluer le coût réel de l'eau chaude
sanitaire. Cette
évaluation est possible que la consommation soit indiquée en litres de fioul ou
en m3 de gaz naturel souvent converti en kWh puisqu'il a connaissance
des relevés et des tarifs pratiqués.
L’essentiel est que les chiffres soient exacts, qu'ils permettent une
comparaison avec les DJU et qu’ils ne correspondent pas à des prévisions de
consommation mais à une consommation réelle.
Ayant
une vue de la consommation globale en termes de kWh ainsi que sur le volume
d'eau chaude consommé, le syndic peut aussi le faire lorsque la génération
collective est électrique. Il pourrait ainsi prouver que les estimations
faites par des "professionnels" sur les anciens équipements
sont la plupart du temps sous estimées. Malheureusement il ne le fait pas.
Ainsi, force est constater que le tandem formé par un syndic et la société
assurant la maintenance d’une chaufferie dans une copropriété entretiennent par
manque de concertation, ignorance ou indifférence un flou technique desservant
les intérêts de la copropriété au lieu de les préserver. Ce
tandem pense pouvoir définir uniquement le coût de l'eau chaude
en prenant comme base le prix de l'eau froide qui la compose (4€ le m3) et les
frais de relevé et d’entretien des compteurs lorsqu’ils existent en ajoutant le
cout de l'énergie thermique qu'il a fallu fournir pour élever sa température
compte tenu de sa chaleur spécifique (un kWh par degré centigrade et par m3).
On arrive ainsi à un prix approximatif du m3 d'eau chaude à 60 degrés compris
entre 6 et 8 €/m3 selon que son mode de chauffage est électrique avec ou sans
dispositif heures creuses heures pleines, ou provient de la combustion. En pratique le coût réel de l'eau chaude est
beaucoup plus important et peut atteindre voire dépasser 25 € le m3. Cette différence importante provient du fait
que l'on maîtrise mal:
1.
Les déperditions thermiques dans les tuyauteries
de distribution ECS qui sont parfois très longues dans les immeubles. Ces déperditions souvent très importantes sont aggravées
en raison de la boucle d'eau chaude. Elles proviennent des pertes
calorifiques en ligne par défaut de calorifugeage. Souvent négligées, ces
pertes peuvent être évaluées à l'aide de nombreux programmes*
suivant que
les tuyauteries soient isolées ou non et éventuellement en prenant comme
base le coefficient de déperdition de 10 watt/m2 et °C lorsqu‘elles ne le sont
pas. Ces pertes peuvent atteindre plus de 3 fois l’énergie utile qu’il est
nécessaire pour chauffer l’eau (52 kWh/m3). Ces
pertes dilapidées l’été participent heureusement au chauffage des locaux
pendant la période de chauffe soit pendant environ 240 jours environ. (voir à
titre d’exemple le bilan thermique d’un immeuble avec chaudière collective
assurant l’ECS en page 329)
2. Les pertes engendrées par une mauvaise combustion
pendant la saison chaude lorsque la ou les chaudière(s) surpuissantes
n'assurent que la production d'eau chaude sanitaire. Ces pertes sont parfois
aggravées sur les anciens brûleurs des chaudières individuelles lorsque le
chauffagiste n'entretient pas correctement les trappes télécommandés qui
obturent l'arrivée d'air froid de combustion pendant les temps mort, ces
trappes étant même parfois démontées.
Pour
conclure, on sous-estime trop souvent le coût réel de l’eau chaude. Les syndics
facturent l’eau chaude en prenant comme base le relevé des compteurs
individuels. Cette facture partielle qui néglige souvent les pertes ci-dessus
ne comprend généralement que le coût de l’eau froide majoré de l’énergie
théorique ayant servi à la réchauffer et des frais fixes d'entretien et de
relevé des compteurs. Ce qui semble à priori logique conduit souvent à une
grave erreur d'appréciation. La dépense réelle engendrée par les déperditions
thermiques dans les tuyauteries de distribution majorées des pertes éventuelles
provoquées par une mauvaise combustion pendant la saison chaude pouvant parfois
doubler voire tripler si ce n’est plus la dépense réelle par rapport à la
facture partielle du syndic ne tenant pas compte de ces pertes. Il n'en demeure
pas moins que ces celles-ci restent à la charge des copropriétaires. Et ceci
que l’on soit dans le cas de la combustion (du fait d'une facturation
séparée des combustibles) ou dans le cas d’une
génération électrique collective (les déperditions par défaut de
calorifugeage étant incluses dans les relevés des compteurs EDF).
Pour le gaz dans une copropriété de 48
studios
Besoin thermique d’un immeuble comprenant 48 petits lots de 25 m² et d’une
surface habitable totale de 1200 m² La consommation énergétique pour le gaz
naturel s’exprime directement en Wh
Sur demande à GDF le syndic peut obtenir le
relevé mensuel des consommations de gaz directement en kWh (figure ci-après).
Bien que les tableaux GDF ne soient pas réalisés selon l’année thermique de fin
juin à début juillet ce qui faciliterait le travail du BE en charge la mise en
œuvre de la rénovation thermique, la connaissance de la consommation en gaz
pendant l’été permet de définir le besoin thermique pour l'ECS seul. Il est
ainsi possible à partir d’un besoin moyen mensuel en énergie pour assurer l’eau
chaude sanitaire proche de 12 000 kWh pour la période allant de mai à septembre
de définir le coût de l’eau chaude sanitaire. Il suffit en pratique de
connaître sa consommation annuelle d’eau froide, 3 000 m3
dans le cas présent (soit statistiquement le 1/3 et environ 1000 m3 d’eau chaude par an). On
arrive à 14 €/m3 (sur la
base d’un prix du kWh gaz relativement bon marché voisin de 7 cts d’€ et d’une
consommation mensuelle en EC de 83 m3.
Ce prix raisonnable tenant compte que l’eau chaude est avant tout de l’eau
froide à 4€/m3 dont on
augmente la température.
Pour le fioul dans une copropriété de
70 appartements
Concernant le fioul, il suffit au comptable de
tenir une comptabilité à jour en notant la date de chacune des livraisons
ponctuelles la conversion en kWh se
faisant sur la base de 10kWh pour un litre de FOD. L’exemple qui suit
correspond à un grand immeuble de 70 lots consommant un peu moins de 4 m3 d’eau
chaude par jour ce qui entraîne compte tenu de la consommation supérieure à 160
litres de fioul pendant l’été à un prix de l’eau chaude supérieure à 40 € le m3
sur la base d’une énergie primaire à 0,1€/kWh (1€ le litre de FOD). Dans le cas
plus simple où l’eau chaude collective est préparée électriquement il suffit de
prévoir un compteur dédié au dispositif assurant le chauffage pour connaître
les dépenses ECS. Dans les cas extrêmes et afin de mettre le syndic devant ses
responsabilités, l’idée de créer un « ordre des syndics » comme cela
a été les cas pour les médecins fait petit à petit son chemin. Les syndics qui
sauront se mettre au service de leur client en établissant une comptabilité
plus analytique et moins obscure et qui communiqueront les documents relatifs à
la véritable consommation d’énergie primaire au conseil syndical éviteront alors les reproches de leur
hiérarchie. Espérer plus de justice sociale à partir des relevés de
consommation sur chaque compteur individuel en entretenant l’entretien de tous
ces compteurs et en payant le personnel faisant les relevés relève de l’utopie
lorsque le taux de facturation est plus de 5 fois inférieur au coût réel. Il y
a heureusement une solution à ce difficile problème : réduire le coût de
l’énergie thermique dans le même rapport avec le chauffage thermodynamique et
un COP compris entre 4 et 5. Le syndic ne résout assurément pas le fond du
problème lorsqu’il propose d’établir une facturation forfaitaire de l’eau
chaude comprise entre 12 et de 15 € le m3 selon la consommation du logement
(Cette consommation évolue de 40 à 120 m3/an selon qu’il s’agit d’un studio ou
d’un 4 pièces)
Le syndic au courant de
la comptabilité de la copropriété puisque c'est lui qui l'établi devrait
expliquer pourquoi il est obligé de facturer l'eau chaude à son coût
réel.
Il ne le fait généralement pas, ce qui entraîne des conflits alors qu’il lui
est pourtant facile d'expliquer que les "recettes" doivent équilibrer
les "dépenses".
Les quantités de fioul livrées par le fournisseur sont de
18 m3 lorsque la capacité de 30 m3 du réservoir le permet. Il est
vraisemblable que le réservoir étant plein la quantité livrée en
mi-février 2012 a été limitée à 10 m3. Idem mi-janvier 2013 avec une livraison
limitée à 16 m3. Dans ces conditions on peut déterminer la consommation exacte
entre ces deux dates 5 x 18000 + 16000 = 106 000 litres soit une consommation
moyenne de 106/11= 9,63 m3 par mois (13,15 litres /h). Le DJU entre ces
deux dates espacées de 335 jours est d’après Sofratherm
de 1772°C et
selon toute vraisemblance pour la température légale de 19°C à l'intérieur des
appartement. En raison d'une absence d'équilibrage efficace et de la
nécessité de mettre l'immeuble en surchauffe à environ 22,5°C au lieu de 19
pour satisfaire les occupants cela qui conduit à majorer le DJU
"officiel" de 335 x 3,5 = 1172 soit un DJU réel de 1772+ 1172=
2945 et à une différence de température moyenne entre l'intérieur et l'extérieur
à 2945/335 = 8,8°C. Si l'on estime que l'on doit assurer le confort de 20°C
jusqu'à -10°C avec un équilibrage hydraulique de qualité, alors la puissance
utile est sensiblement égale à 131,5 x(30/8,8) = 448 kW ceci sans tenir
compte du fait que ce chiffre est à revoir à la baisse en raison de
l'amélioration du rendement qui peut résulter d'une énergie perdue dans les gaz
brûlées moindre avec les chaudières à condensation. On trouve à nouveau que le
niveau de puissance utile ne pour l’immeuble en question ne peut excéder 500 kW
(Voir page 329)
A noter que si l'on décide qu'une seule chaudière doit
assurer la totalité du besoin on est conduit à prévoir une puissance installée
égale au double de la puissance utile pour assurer la pérennité du chauffage en
cas d'incident sur une chaudière. Si par contre l'on assure par exemple
le besoin avec 4 petites chaudières fonctionnant en cascade, il suffit de
majorer la puissance utile de 25% pour assurer la pérennité en cas d'incident
sur une chaudière. Exemple pour un
besoin de 400 kW :
- Pi = 2 x 400 = 800 kW lorsqu'une seule chaudière
de 400 kW assure le besoin
- Pi = 4 x 100 + 100 = 500 kW lorsqu'un le besoin
est assuré par 4 petites chaudière de 100 kW fonctionnant en cascade
Exemple pour une
maison individuelle avec chaudière
Avec une chaudière
assurant à la fois le chauffage et la fourniture de l’eau chaude sanitaire le
besoin chauffage est nul lorsque l’on est en mi saison et en été période
pendant laquelle la chaudière n’assure que la fourniture de l’ECS. Si pendant
cette période, une chaudière de 30 kW se remet en marche une fois par heure
alors que le besoin en eau chaude est nul et si elle met à cette occasion 10
minutes pour remettre le ballon d’eau chaude en température, l’énergie fournie
par la chaudière en une heure, à savoir W = P x t = 30 x (10/60) = 5 kWh est
perdue, ce qui correspond si le besoin ECS est nul pendant une journée entière
à une perte de 120 kWh. Quand on sait qu’il faut 50 kWh pour fournir un m3
d’eau chaude soit environ 5 kWh pour fournir 100 litres d’eau chaude quantité suffisante pour
assurer 3 douches confortables on mesure tout l’intérêt qu’il peut y avoir en
mi saison de couper l’alimentation électrique du brûleur en ne remettant en
marche la chaudière qu’une dizaine de minutes avant de prendre les douches.
Ceci quitte à imposer de prendre les douches dans un ou deux créneaux horaire
en prévoyant un programmateur sur l’alimentation électrique du brûleur coupant
cette alimentation pendant les heures de non utilisation de l’ECS. Par exemple
de 9h du soir à 5h du matin et de 9 heures du matin à 5h de l’après-midi soit
au total les 2/3 du temps (2 fois 8h). Les économies réalisées sur les bases de
fonctionnement ci-dessus peuvent être importantes :
-
14 000 kWh pour un coefficient d’occupation de 100% et une période de
chauffe de 240 jours
-
3 600 kWh pour une occupation en été limitée à un mois
Les pertes d’énergie thermiques dans les
réseaux ECS
Pour un immeuble
de six étages comprenant 66 appartements,
il y a pour simplifier 11 appartements par étage. Sauf petit studio
rarissime comme celui d’un gardien, ou cuisine proche de la salle de bain,
l’architecte prévoit deux colonnes montantes par appartement. La cuisine et la
salle de bain trop éloignée l'une de l'autre sont alors alimentées par deux réseaux différents
(Voir page 346). Les tuyauteries d'alimentation des salles de bain ont le
diamètre le plus important, souvent
Le tableau ci-dessus extrait de la revue Chaud Froid Performance N° 750 de
novembre 2011
conduit sensiblement au même résultat :
Salle de
bains 50 mm 11 x 17m x 94,5 W/m x 35/50 = 12 300 watts
Cuisines 25 mm 11 x 17 x 50 x 35/50 = 6 500 watt
Bouclage 15 mm 11 x 17 x 43 x 35/50 = 5 600 watt
Total environ 25 kW
L’estimation des
pertes en ligne qui précèdent ne concerne que les déperditions dans les
tuyauteries verticales non isolés et ne prennent pas en compte les déperditions
dans les tuyauteries horizontales hors bâti ! Rien que pour les
tuyauteries verticales, la déperdition annuelle en énergie thermique du réseau
ECS non isolé est de l’ordre de 175 000 kWh pour un immeuble consommant 110 m3 de fioul/an. Ceci alors que le
besoin réel n’est que de l’ordre de 1500
x 52 = 78 000 kWh ! (Consommation annuelle d’eau chaude de
l’ordre de
Comment réduire
la douloureuse
En
complément du ballon d’eau chaude sanitaire individuelle souvent trop
encombrant, deux méthodes sont envisageables pour réduire significativement le
prix de l’eau chaude sanitaire dans un immeuble (Voir page 321) :
1. Supprimer
les déperditions thermiques dans les tuyauteries avec une génération électrique
en ligne individuelle instantané du type Dafi
ou similaire.
2.
Réduire le coût de l’énergie thermique en
conservant les déperditions en ligne à l’aide d’un chauffage thermodynamique collectif.
-
La première de ces solutions peu encombrante
supprime les pertes en ligne du fait de la proximité entre la génération et
l’utilisation. Elle présente par contre l’inconvénient de surcharger le réseau
électrique aux heures de pointe avec une génération par effet joule ayant des
performances modestes (COP =1)
-
La deuxième de ces deux solutions perturbe moins
les habitudes de la copropriété. En effet lorsqu’un copropriétaire installe le
premier système en raccordant le dispositif de génération électrique en aval du
compteur d’eau froide et ferme son robinet d’arrivée d’eau chaude, il perturbe
les habitudes comptable du syndic qui se voit obliger de demander à son
comptable de modifier sa procédure de facturation afin de respecter la
sacro-sainte règle française qui stipule que chacun d’entre nous doit payer ce
qu’il consomme ni plus ni moins. Le fait que les deux solutions consomment une
quantité d’énergie primaire comparable est dû au fait que les performances de
la deuxième solution sont bien supérieures (2 < COP <
8*)
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Tribune libre Les Lutins observent que dans un supplément
de juin 2013 relatif à l'eau chaude sanitaire, la revue CFP constate que de
nombreux constructeurs de PAC annoncent une consommation en énergie primaire
(EP) pour la fourniture de l'ECS limitée à 15 kWh par m² habitable et un COP
voisin de 2. Si l'on compare ce chiffre aux 50 kWh/m2 de la RT2012 tous
besoins énergétiques confondus, il ne représente sensiblement que le 1/3 d’un
besoin en énergie totale sérieusement revu à la baisse compte tenu des
progrès effectués sur l’isolation du bâti. Ils observent que sur la base de
la consommation annuelle en ECS voisine de 1500 m3 de l’immeuble dont il est
question dans ce livre (Voir page 320), l'énergie nécessaire pour assurer la
production est à minima en négligeant les pertes de 1500 x 50 kWh = 75 000kWh
soit 75 000/5000 = 15 kWh/m². Ce chiffre proche de la valeur annoncée par CFP
nous permet de constater que la consommation en énergie primaire pour
produire l'ECS de ces nouvelles générations thermodynamique
est voisine de l'énergie minima nécessaire réchauffer l'eau froide. Les
chiffres ci- dessus ne prennent en compte ni les déperditions ni les
performances de la génération. Pour situer l'immeuble objet de cette étude
dans ce contexte, il suffit de diviser les 600 000 kWh consommés annuellement
par cet immeuble pour produire l'ECS par les 5000 m2 habitable. On arrive au
chiffre catastrophique de 120 kWh/m2. Au travers de ces chiffres on constate
tout l'intérêt que l’on peut retirer d'une génération thermodynamique pour la
production ECS qui permet diviser par 8 la consommation en énergie primaire
(120/15)= 8 Le principe de
conservation de l’énergie permet de mieux comprendre ces systèmes de
génération ECS consommant 15 kWh par m² habitable et un COP voisin de 2. Ils
prélèvent une quantité d’ENR sensiblement égale à l’EP payant. La première
sert à compenser les déperditions, le deuxième à élever la température de
l’eau froide. A noter que le COP d’un tel système avec 10°C à la source
froide (PAC eau eau) et une température moyenne à
la source chaude de (10+60)/2 = 35°C ne saurait excéder le COP théorique de Tc/(Tc-Tf)
=(273+35)/[(273+35)-(273+10)]=308/25 =12 ce chiffre étant à revoir à la
baisse le gradient de montée en température diminuant au fur et à mesure que
la température augmente. |
On ne construit rien de solide en ignorant le réel