Eau chaude sanitaire (ECS) dans les bâtiments - Dr Michel Haller Lausanne, 4 mai 2022 - Meier Tobler ...
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Eau chaude sanitaire (ECS) dans les bâtiments Dr Michel Haller Lausanne, 4 mai 2022
Présentation de l'orateur
• Michel Haller, michel.haller@ost.ch
• Dr Université technique de Graz (Autriche), diplômé en sciences naturelles EPFZ
• Directeur de recherche à l’institut de technique solaire SPF de la Haute école spécialisée
de Suisse orientale (OST)
• Membre du CEN/TC164 WG2 "Water Supply - Internal Systems and Components"
• Membre du groupe Ad-Hoc WG2 qui révise la EN806-2
• Membre de la commission SIA 385 "Installations d'eau chaude sanitaire dans les bâtiments"
• Thèmes de recherche
• Chauffage et refroidissement solaires
• Combinaison de l'énergie solaire (PV + solaire thermique) avec des pompes à chaleur
• Stratification thermique dans les accumulateurs de chaleur
• Légionelles dans les systèmes d'eau chaude sanitaire
• Simulation et modélisation
• "Renewable Metal Fuels" – stockage saisonnier d'énergie via l'aluminium
2 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022
Qu'est-ce qui vous attend ?
• Hygiène de l’eau chaude sanitaire (ECS) / légionelles
• Nous utilisons tous quotidiennement de l’ECS : se doucher, cuisiner, nettoyer
• L’ECS est considérée comme une denrée alimentaire et relève de la loi sur les denrées
alimentaires.
• Etude de terrain : échantillons d'eau dans les douches de 110 immeubles d'habitation
• Lois et normes :
• Denrées alimentaires (LDAl/ODAl) ainsi que l’eau des installations de baignade et de
douche (OPBD)
• Normes : SSIGE W3/E3 et SIA 385/1
• Conclusion
3 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022
Souvent en point de mire pour l'eau potable ou l'eau de douche : les légionelles
Les légionelles sont des germes qui peuvent
provoquer la légionellose, une maladie qui peut être
mortelle.
-> Dans les pays développés, c'est l'agent
pathogène qui provoque la plupart des infections
transmises par l'eau potable.
Origine: CDC (PHIL #1187) - CDC Public Health Image Library.,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=841034
• L'infection se fait par les poumons (aérosols). Pour autant que l'on sache, boire de l'eau
contaminée par des légionelles n'est pas nocif.
• Nombre actuel de cas de légionellose enregistrés en Suisse : environ 400 - 600 par an.
• Probablement environ 20 - 40 décès par an (Covid : > 5'000 par an)
4 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Légionelles : contexte
Cycle annuel et augmentation des déclarations
• Raison de l'augmentation au fil des ans
n'est pas claire :
• plus de contaminations ?
• plus de tests ? plus grande sensibilisation ?
• Mouvement de l'année :
• Pic marqué à la fin de l'été !
5 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Légionelles : contexte
Sources d'émissions et d'expositions aux légionelles
1. Aéroréfrigérants humides
2. Eau chaude (trop froide) ...
... ou de l'eau froide (trop chaude)
3. Autres installations qui pulvérisent de l'eau chaude :
• nettoyeur haute pression, stations d'épuration, stations de lavage de voiture,
etc.
Fonti delle immagine: sinistra: ENEXIO wet cooling towers, destra: Michel Haller
6 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Légionelles : contexte
Légionelles et températures :
• Beaucoup de choses sont connues sur les
Dépérissement rapide légionelles (par exemple qu'elles ne peuvent pas
70 se multiplier au-dessus de 45 - 50 °C),
Désactivation rapide / mort
60
• Et il existe une multitude de recommandations et
Désactivation / mort « d'avis d'experts » sur le sujet.
50
Désactivation / mort?
45
• MAIS : peu d'études de terrain complètes et
Multiplication systématiques liant les résultats de la légionellose
(Optimum à 37 °C)
aux paramètres de planification et de
25 fonctionnement du système.
Multiplication lente
20
pratiquement pas de
multiplication
°C
7 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Etude de terrain : légionelles
Les études de terrain du SPF : qu'ont-elles de spécial ?
• Echantillonnage basé sur le risque, grand nombre (110) d'objets
• Surtout les douches, après avoir atteint 37 °C
• En supplément : fonds du réservoir d'eau chaude sanitaire (pour les systèmes
solaires au printemps / volume de préchauffage)
• Enregistrement des températures dans le système pendant au moins
7 jours AVANT l'échantillonnage.
• Étude de "suivi" des systèmes contaminés l'année suivante, ET après
les mesures correctives
8 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Etude de terrain : légionelles
Deux études de terrain liées du SPF
Maximum de 1 000 UFC/L autorisé dans les douches publiques ; OPBD (SR 817.022.11)
2019 : 110 bâtiments 2020 : 14 bâtiments (suivi)
18 avec légionelles > 1000 UFC/L avec légionelles > 1000 UFC/L in 2019 :
Encore 5 avec légionelles
> 1000 UFC/L
14
• Température ?
• Erreurs d’installation ?
• Comportement des utilisateurs ?
9 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Résultats de l’étude principale 2019
Installation la plus contaminée dans la douche (2019)
Chauffe-eau électrique sans solaire : 460 litres de stockage pour deux unités d’habitation
80
Fond de l'accumulateur - au-dessus du tuyau d'eau froide • Présence de légionelles
70 Volume de disponibilité : tuyau d'eau chaude • Fond du réservoir : 12'000 CFU/L
60 • Douche principale : 260'000 UFC/L
Température [°C]
50
• Douche secondaire : 120'000 CFU/L
• (L. pneumophila)
40
• Températures
30
• Fond du réservoir après le chargement environ 38 °C
20 • Le réservoir est vidé de son énergie !
10 • Le volume du réservoir n'est pas suffisant !
26.3 27.3 28.3 29.3 30.3 31.3 1.4 2.4
Date
10 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Résultats de l’étude principale 2019
Aussi...
• Légionelles nettement plus fréquentes dans les • Significativement plus de légionelles avec
système de circulation en combinaison avec un un mélangeur thermostatique dans la
mélangeur thermostatique pour la sécurité contre douche.
les brûlures.
Débit de
Mélangeur retour
thermostatique
Erreurs possibles:
• Le mélangeur thermostatique est réglé trop bas Cause possible :
• Contournement de réservoir « oublié » • Le raccord, le tuyau et la douche
n'atteignent jamais 50 °C.
• Retour du débit dans le réservoir « oublié »
• Clapets anti-retour d'eau « oubliés »
11 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Résultats de l’étude principale 2019
Légionelles au fond du réservoir (2019, n = 110)
60
50 • Légionelles plus fréquentes dans les systèmes SANS solaire thermique que dans
les systèmes AVEC !
Nombre d’installations
40 • Les températures dans le fond du réservoir d'eau chaude sont significativement plus
Anzahl Anlagen
basses que dans le volume d'attente, pour TOUS les réservoirs.
30 • Pour les réservoirs de chaleur solaire, les températures dans le fond du réservoir sont
TROP basses au printemps : < 25 °C !
20
10
0
Keine Legionellen 100-1'000 >1'000-10'000 >10'000-100'000 >100'000
(Résultats de l’étude principale 2019
Les systèmes solaires thermiques...
• ... ont montré une incidence • Indices
significativement plus élevée de légionelles • 50 % des installations solaires n'ont pas atteint la
dans les douches principales. température de 50 °C au point de soutirage exigée par
les normes (SIA 385/1 & SSIGE), contre 30 % des
• Mais probablement pas à cause de la légionellose autres systèmes.
dans le réservoir. − Température inférieure de 3.5 °C aux points de
soutirage
• Les raisons les plus probables sont :
• Quatre systèmes avec des défaillances dans les
− des températures plus basses dans le volume conduites de distribution maintenues chaudes
disponible et aux points de soutirage identifiés en 2020...
− combinaison incorrecte de la circulation et de la • Légionelles moins fréquentes au fond du réservoir des
protection contre les échaudures (mélangeur systèmes avec solaire thermique
thermostatique)
13 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Résultats «suivi» 2020
Températures et légionelles : comparaison 2020 avec 2019
• Tinf = Température au point de soutirage après avoir atteint la constance de température
1000000
• Si des légionelles sont présentes, elles sont du
100000
même ordre de grandeur que l'année précédente.
Mesures réalisées entre 2019 et 2020 :
Legionellen 2020 [KBE/L]
Tinf [°C] •
42.7
10000
40.5 − 6 x augmentation de la température
52.5 48.2
50.9 − 8 x remplacement du tuyau ou du raccord de la douche
1000
40.7 − 13 x prélavage et rinçage
100
− Certains n'ont pas mis en œuvre les recommandations....
49.5 • Si la température de 50 °C est atteinte au robinet,
< 10010
10 100 1000 10000 100000 1000000 l'eau est généralement exempte de légionelles
Legionellen 2019 [KBE/L]
(statistiquement significatif).
Tinf < 50 °C Tinf ≥ 50 °C
• Aucune contamination avec Tinf > 50 °C et L. > 5'000 UFC/L
14 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Résultats «suivi» 2020
Erreurs de maintien en température de la distribution
Quatre installations sur cinq avec légionelles > 1 000 UFC/L en 2020
Mélangeur Débit de
• 1 x ruban chauffant qui n'a atteint que 45,5 °C KW-
thermostatique
Beimischung retour
Zirkulations-
T
Rücklauf
• 1 x circulation par gravité (sans pompe) :
− tourne dans le mauvais sens
• 2 x combinaison défectueuse de circulation d'eau
chaude avec mélangeur thermostatique (protection
contre les brûlures)
− 1 x retour uniquement connecté au réservoir
− 1 x retour uniquement connecté au mélangeur thermostatique et
absence clapet anti-retour
• Nouveau rappel suissetec ... Combinaison correcte de la circulation
et du mélangeur thermostatique
15 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Conclusions
Facteurs de risque de la légionellose
• Température insuffisante dans le volume de réserve de l'accumulateur ou réglage de la
protection centrale anti-brûlure (T < 50 °C).
• Défauts dans les conduites de distribution maintenues chaudes, notamment en cas de
• température insuffisante (< 50 °C), par exemple si elles sont compliquées et/ou ramifiées
(connu par d'autres études)
• Combinaison défectueuse de la circulation d'eau chaude avec l'ajout d'eau froide
(protection contre les brûlures, mélangeur thermostatique)
• Robinets qui ne sont jamais rincés ≥ 50 °C
(mélangeur thermostatique dans la douche, comportement de l'utilisateur)
• Réservoirs ou volumes disponibles d'eau chaude trop petits
• l'eau tiède du fond du réservoir entre dans la distribution sans chauffage supplémentaire
(désinfection thermique).
16 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Que dit la loi, la norme ?
• OPBD (ordonnance) : max. 1000 UFC/L dans les douches et les bains accessibles au public
• SIA 385/1 et SSIGE W3/E3 – pas d'obligation légale, sauf si cela est indiqué dans la loi, le
règlement ou dans le contrat... mais : base état de la technique !
17 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022SIA 385/1 et SSIGE W3/E3
Températures
• Conformité entre les deux normes:
• Température de l'eau froide (max. 25 °C)
• Renouvellement de l'eau dans les 72 heures
Exigence SSIGE W3/E3 SIA 385/1 SIA 385/1
(6.1.6) "normale" "allégée"
Aux points de soutirage (temps de réponse de 7 fois) ≥ 50 °C ≥ 50 °C --
A la sortie du réservoir ou de la station d’eau chaude ≥ 60 °C Calculé ≥ 55 °C
sanitaire, si les conduites sont maintenues chaudes
A la sortie du réservoir ou de la station d’eau chaude, si les ≥ 55 °C ≥ 55 °C réservoir --
conduites ne sont pas maintenues en température ≥ 52 °C station
Dans toutes les conduites maintenues chaudes avec une ≥ 55 °C ≥ 55 °C ≥ 52 °C
circulation ou un ruban chauffant
18 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022SIA 385/1 et SSIGE W3/E3
Volume disponible et volume de préchauffage
DJU = demande journalière utile en eau chaude
Exigence SSIGE W3/E3 (6.1.6) SIA 385/1 "normale"
Volume de stockage Min. 1 x DJU Dimensionnement selon SIA 385/2
Volume disponible pour les Apports énergétiques avec T < 50 Volume de couverture de pointe (volume disponible) :
systèmes avec volume de °C, comme la récupération de • A 60 °C, volume suffisant pour un pic de 10 min
préchauffage chaleur ou le solaire pour le • A 55 °C, volume suffisant pour un pic de 1 h
préchauffage de l'eau chaude ... • Entre 55 °C et 60 °C, valeurs intermédiaires calculées
doivent être stockés dans des
réservoirs d'eau de service
Zone de préchauffage Uniquement autorisée pour les Autorisée sans autres conditions pour :
accumulateurs combinés (!) : Zone de préchauffage uniquement : eau potable dans la zone de
dans ce cas, l’eau potable dans la préchauffage max. 150 % de la consommation journalière, en outre
zone de préchauffage et de "stérilisation en été".
température moyenne ne doit Zone de préchauffage et de température moyenne : eau potable dans
pas dépasser 30 % de la ces zones max. 30 % de la consommation quotidienne.
consommation quotidienne
Si l’exigence «zone de Le volume de préchauffage entier doit être porté une fois par mois à
préchauffage» n’est pas 60 °C pendant six heures
remplie
19 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022SIA 385/1 et SSIGE W3/E3
Exigence SSIGE W3/E3 (6.1.6) SIA 385/1 "normale"
Les distributions maintenues chaudes
Conduites maintenues Les conduites doivent être Dans les immeubles, la circulation ne doit pas
chaudes maintenues chaudes en être interrompue pour des raisons
permanence. Les circulateurs d'hygiène et de confort (fonctionnement continu)
doivent fonctionner sans
interruption.
Possibilité de vérifier la OUI OUI
température dans la
circulation et l'équilibrage
hydraulique
Seulement SSIGE :
- Les échangeurs de chaleur externes sont préférables aux échangeurs de chaleur internes
pour le chauffage de l'eau sanitaire (pour des raisons d'hygiène / de stratification du stockage).
D'autres dispositions dans les deux normes sur :
- Séparation chaud/froid, siphonage, isolation thermique ou non des tuyaux
20 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Conclusion
Eau chaude sanitaire et légionelles
• Personne ne peut dire : « cela ne me concerne pas »
• L’ECS doit être fournie de manière hygiénique et peu énergivore.
• L’utilisateur a un devoir/une responsabilité (il fournit une denrée alimentaire !)
• Les légionelles n’obéissent pas aux normes SSIGA ou SIA
• mais aux lois de la nature (microbiologie, chimie, physique)
• il est tout à fait possible que de nouvelles découvertes conduisent également à de
nouvelles adaptations
• Vous ne vous souvenez pas de tous les détails des normes ?
• Ne vous inquiétez pas, ça m'arrive aussi...
• ... alors n'oubliez pas les... 50 °C :
− Température minimale au robinet (SSIGE + SIA) et sinon plutôt plus élevée que plus
basse dans le reste du système
− C’est déjà 80 % du loyer !
21 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Merci…
Remerciements et informations complémentaires
michel.haller@ost.ch Autres événements dédiés au sujet
Webinaire SIA : SIA 385
Installations d’eau chaude sanitaire
dans les bâtiments
Prochain événement en automne -> lien
Nous tenons à remercier l'Office fédéral de Weiterbildung Energiespeicher:
l'énergie (OFEN) pour son soutien. Viertageskurs an der OST:
12/13/19/20 Mai 2022 -> link
22 Meier Tobler – expo+ 4 mai 2022Nous vous remercions de votre attention. Avez-vous des questions ?
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