Ameliorer les performances energetiques via l'isolation de la tuyauterie

[cas pratique] Isoler la tuyauterie pour améliorer le confort d’une résidence

 L’amélioration énergétique d’immeubles via l’isolation ou le changement de la chaudière nous semblent logiques ! Mais qui pense au confort lié à l’ECS  (eau chaude sanitaire) ?

Si nous imaginons facilement l’isolation des murs ou le changement des menuiseries, voire de chaudière, pour améliorer les performances énergétiques d’immeubles anciens, nous sommes moins enclins à nous poser des questions quant à l’amélioration du confort des occupants, surtout si les immeubles concernés sont récents … Et pourtant, il est parfois opportun, face à des carences constatées, d’analyser pourquoi un problème se pose.

Son solutionnement peut permettre un excellent retour sur investissement, avec un amortissement court et de vraies économies ensuite, le tout, en améliorant durablement le confort, 1er objectif de l’habitant : être bien chez lui !

L’Eau Chaude Sanitaire, 2ème source de consommation d’énergie,

Raison et contrainte du chantier de renovation

Raison et contrainte du chantier de rénovation

Dans cette résidence neuve, composée de 10 bâtiments, des locataires et propriétaires se sont plaints de délais d’attentes très importants pour l’ECS [l’eau chaude].

Lors de l’expertise technique, menée par le bureau d’Etudes Sextant Ingénierie 67, il a été constaté que cette situation avait pour principale origine des modifications de plans avec notamment des déplacements de salle d’eau :

  • Ces modifications ont eu pour conséquence d’ajouter des longueurs importantes de tuyauterie entre le bouclage ECS cheminant en gaine palière et certains points de puisage;
  • Alors l’ECS statique contenue dans ces tronçons terminaux se refroidit en dessous de 35°C*. Les occupants doivent « laisser couler » l’ECS refroidie, ce qui génère un gaspillage d’eau potable, une surconsommation de chaleur, et un délai d’attente trop important au robinet;
  • Par ailleurs, il existe une contrainte thermique forte car ces bâtiments sont raccordés au réseau
    de chaleur urbain, limitant la puissance dissipable par le bouclage ECS à 1kW par bâtiment.

Préconisations :

Pour limiter les temps de puisage, l’expertise a proposé d’ajouter une colonne de distribution au plus proche des points de soutirage, en passant directement par les pièces d’eau ayant été modifiées, avec un bouclage pour garantir en permanence la température d’ECS mise à disposition.

Le nouveau réseau de bouclage total est alors devenu presque 3 fois plus long, dont presque 1/3 ajouté en combles non-isolés, les parties existantes étant en cave et gaines palières également non-chauffées, mais plus tempérées.

La puissance dissipable disponible par le bouclage continu 24/24 d’ECS étant fortement limitée, le recours à un isolant haute-performance et pérenne à 60°C, a été nécessaire pour limiter les pertes thermiques dans la durée, au-delà de la question sensible en Alsace du hors-gel.

2inToob : tubes MC DN16 à 40 pré-isolés avec 10 à 20 mm de silice amorphe : Rth 5 à 11 mK/W

Descriptif du chantier :

Ce chantier a été réalisé par la société Energie et Technique 67. Il a consisté dans un premier temps à refaire le réseau du bouclage existant avec des tubes ayant des Résistances Thermiques garantissant des temps de puisage courts*, puis d’ajouter une nouvelle colonne de distribution sur les pièces d’eau modifiées.

Organisation du chantier :

tubes ayant des resistances thermiques-1

tubes ayant des résistances thermiques-1

Afin de respecter les Avis-Techniques contraignants liés aux tubes multicouches et à leurs systèmes de raccordement et d’assemblage, tout en gardant une homogénéité avec les installations existantes, il a été préféré de procéder à la pré-isolation des tubes UPONOR fournis nus par le poseur, qui peut ainsi en garantir la conformité de pose, et donc en maintenir les garanties.

Le choix s’est porté sur des barres de 5m, livrées nues en tube de protection :

Et retournées après l’opération de pré-isolation, en atelier, groupées par bâtiment, afin de faciliter le chantier de pose :

Les Résistances Thermiques (Rth) des pré-isolations fournies par PIB-Isolation:

Les 805m de tube MC du DN 16 au DN40, ont été pré-isolés avec des Rth allant de 7 à 11,2 mK/W : A ces Rth d’isolation il faut ajouter la Rth intrinsèque de chaque tube MC, qui dépend de son matériau.

Resistances Thermiques (Rth) des pre-isolations fournies par PIB-Isolation

Résistances Thermiques (Rth) des pre-isolations fournies par PIB-Isolation

2inToob : tubes MC DN16 à 40 pré-isolés avec 10 à 20 mm de silice amorphe : Rth 5 à 11 mK/W

Le chantier :

refection du reseau existant dans le sous-sol

réfection du réseau existant dans le sous-sol

Une partie de ce chantier a consisté à la réfection du réseau existant dans les sous-sols : tube aller DN40+15mm Rth 5,9 mK/W, bouclage : DN16+10mm Rth 8,6 mK/W et à reprendre les colonnes dans les espaces existants, tout en garantissant que tous les ponts thermiques aux traversées des sols et murs soient éliminés du fait de l’emploi de tubes pré-isolés, même dans les espaces les plus exigus,

refection reseau dans le grenier non-isole

réfection réseau dans le grenier non-isole

Ou les moins accessibles : tout en réduisant le besoin d’élargissement des trous pré-existants, du fait de la grande compacité de l’isolant en silice amorphe, ayant un λ de 0,015 W/mK à 23°C.

Pour la seconde partie de cette réfection, il a fallu mettre en place une nouvelle colonne de distribution descendante depuis le grenier non-isolé. Le tube d’alimentation reste du DN40+15, mais le tube de bouclage est alors du DN16+15, avec une Rth de 11,2 mK/W

2inToob : tubes MC DN16 à 40 pré-isolés avec 10 à 20 mm de silice amorphe : Rth 5 à 11 mK/W

Bilan:

En utilisant les solutions 2inToob de PIB-Isolation avec des Rth suffisamment élevées, il a été possible de :

  • de respecter la consigne de puissance imposée par le réseau urbain de chaleur;
  • de réaliser des bouclages ECS dans des locaux non chauffés,
  • d’améliorer le confort des résidents, en réduisant fortement les temps de soutirages, qui sont passés de plus de 1 minute 30 à moins de 20 secondes;
  • de globalement réduire les pertes thermiques, en maintenant le réseau de bouclage d’ECS au-dessus de 50°C, gains écologique de chaleur, et d’eau potable non gaspillée à « attendre l’eau chaude », et en conséquence directe, d’éliminer les risques de sol surchauffé en été par les fuites thermiques (parfois > 40°C);
  • de faciliter la pose, du fait de cette solution pré-isolée compacte;
  • de garantir que les réseaux soient isolés sur toute leur longueur, même dans les endroits difficiles, avec une isolation partout en contact avec les tubes, (pour éviter les cheminées de convection, généralement invisibles, entre tube et isolation ajoutée);
  • d’optimiser les temps de chantier, en réduisant les sections de perçage pour les traversées, du fait de la grande compacité de l’isolant;
  • de quasi annuler l’opération d’isolation en chantier, qui est à fort risque opérationnel;
    et
  • mettre en place une solution d’isolation, avec un isolant dont l’efficacité a été testée sur 50 ans en laboratoire, aux températures d’exploitation, a-contrario des autres isolants couramment utilisés.

2inToob : tubes MC DN16 à 40 pré-isolés avec 10 à 20 mm de silice amorphe : Rth 5 à 11 mK/W

Une ECS est considérée comme « utilisable » si elle est au-dessus de 35°C. Le temps d’attente au robinet, pendant lequel il faut «  laisser couler l’eau pour obtenir de l’eau chaude », fait partie des critères importants du confort d’un logement.

solution d'isolation

solution d’isolation

C’est aussi un des points révélateurs importants de la qualité d’un réseau d’eau chaude, et surtout de ses déperditions thermiques, qui entraînent une gabegie d’eau potable, inutilement chauffée pour être directement jetée au final, par l’utilisateur insatisfait. (Rappel, en France en 2015, 50% de la chaleur est encore perdue dans les réseaux de distribution d’eaux chaudes.)

Par exemple, dans ce chantier, des tubes 2inToob, multicouche-DN16, avec 15mm d’isolant en silice amorphe ont été utilisés pour le bouclage ECS en comble, ayant alors une résistance thermique totale ( tube + isolant ) supérieure à 12 mK/W. On peut comparer ci-dessous leurs courbes de refroidissement, en zone non chauffée restant en moyenne à 0°C en hiver, à celle d’un même tube avec un isolant standard polymère stabilisé à λ = 0,040 W/mK à 60°C.

Avec des coûts respectifs de 10€ et 20€ par mètre fourni-posé, leurs temps d’amortissement respectif passe alors de 3 et 6 MOIS  !

Après ce délai très court, tous les bénéfices iront à l’exploitant du site, le confort pour les habitants en sera grandement amélioré, et la planète ne s’en portera que mieux ! Pour cela il faut INVESTIR dans des isolations EFFICACES et PERENNES.

PIB-Isolation
Ing A-M : le choc fut d'apprendre - qu'en France aujourd'hui encore 50% de la chaleur est perdue dans les réseaux à cause des fuites thermiques, et - que la plus part des isolants polymères utilisés sont instables à 60 et 80°C les températures des fluides: ECS, réseaux primaires, et chauffage, où ils perdent bcp d'efficacité en quelques années. Alors nous proposons les TOOB, avec une pré-isolation haute-performance continue de tout type de tube (pour bien éliminer tous les ponts thermiques), pérenne plusieurs décennies, car on ne construit pas pour 5 ans, mais plus souvent pour 30 voire 50 ans ! De + les nouvelles constructions très bien isolées, risquent la surchauffe l'été avec des tuyaux mal isolés. Il est donc impératif pour tous de demander, et contrôler les Résistances thermiques de ces petits éléments ne représentant que 0,1% du coût d'une construction, mais pouvant la rendre invivable !! Nos préconisations: Rth de 5 mK/W en zone chauffées, sinon 7 mK/W, au minimum, pérennes 50 ans "à la température d'exploitation". Cela vous apportera en + un réel confort de vie supplémentaire, avec l'ECS immédiatement dispo au robinet pendant 1 à 2 h après le dernier utilisateur !! Les cuisiniers et cuisinières apprécieront :-))

2 réflexions sur “[cas pratique] Isoler la tuyauterie pour améliorer le confort d’une résidence

  1. En tant qu’architecte de cette opération, je m’inscris en faux sur l’origine du temps d’attente pour obtenir de l’eau chaude. Il n’y a pas eu de modification de projet architectural.
    L’expert nommé suite à l’action engagée en dommage ouvrage par les copropriétaires a conclu que le BET fluide, concepteur des réseaux de distribution de chauffage et d’eau chaude sanitaire, était responsable à 95% de cette erreur de conception de réseau.

  2. Bonjour MR KOERING
    Par prudence nous parlons de « modifications architecturales », sans savoir ni par qui, ni quoi, ni quand (avant ou après conception, validation, achat, ou en cours de chantier). N’étant pas « appelé à la cause » dans ce dossier DO, PIB-Isolation ne peut bien sur participer à cet argumentaire, et n’a à aucun moment mis en cause votre travail, nous en serions bien incapable.
    Nous allons demander à ce que le mot soit changé pour « modification de plan »
    Comme indiqué, nous ne sommes intervenus que pour la simple fourniture de 2inToob pré-isolés HAUTE-Performance pérenne afin de résoudre un problème bien réel de temps d’attente pour l’ECS, et de déperdition du réseau.
    Au contraire cet article veut souligner l’importance du respect des plans qui ne peuvent être changer au risque d’ impacter lourdement les calculs thermiques.
    Sachant qu’en France aujourd’hui c’est encore 50% de chaleur perdue par les réseaux de tubes insuffisamment isolés, notre publication n’a pour but que de mettre en avant l’importance de l’anticipation dans de tels calculs de déperdition de réseau d’eau chaude, afin d’éviter autant que possible de telles modifications a posteriori, en installant dès le départ des TOOB à l’isolation suffisante et pérenne pour la durée de vie du bâtiment à la température d’exploitation: 60°C pour l’ECS ou 80°C pour les MTA.
    Bien cordialement.

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *