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SYPRODEAU /UNICLIMA GUIDE TECHNIQUE QUALITE DE L’EAU DANS LES INSTALLATIONS DE

SYPRODEAU /UNICLIMA GUIDE TECHNIQUE QUALITE DE L’EAU DANS LES INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE COLLECTIF DANS LES BÂTIMENTS TERTIAIRES ET LES IMMEUBLES D’HABITATION SYPRODEAU : Syndicat national des fabricants de produits chimiques de traitement et d’assainissement de l’eau UNICLIMA : Syndicat des industries thermiques, aérauliques et frigorifiques Version du 16 novembre 2018 2 Ce document a été rédigé par un groupe de travail intersyndical composé de membres experts du comité gaz fioul d’UNICLIMA et du groupe de travail Efficacité Energétique du SYPRODEAU. Il a pour objet de définir un référentiel de qualité de l’eau dans les installations de chauffage collectif dans les bâtiments tertiaires et les immeubles d’habitation. En aucun cas, le SYPRODEAU et UNICLIMA ne seront tenus responsables de l’utilisation, de l’interprétation et/ou de l’application qui sera faite de ce document. Tout dommage résultant directement ou indirectement de l’utilisation du présent document sera supporté exclusivement par l’utilisateur du document. 3 TABLE DES MATIERES Avant-propos ..................................................................................................................................................... 5 Les spécificités françaises .................................................................................................................................. 5 1. Les principales pathologies en l’absence d’une eau de qualité satisfaisante ........................................... 6 1.1 Quels sont les désordres principaux qui seront à traiter et prévenir ? ............................................. 6 1.1.1 Corrosion ................................................................................................................................... 6 1.1.2 Entartrage .................................................................................................................................. 7 1.1.3 Embouage .................................................................................................................................. 8 1.1.4 Développement bactérien et biofilm ........................................................................................ 9 1.2 Tolérance des matériaux au pH, sulfates, chlorures et aération ...................................................... 9 1.2.1 pH selon la nature des matériaux à l’état naturel (sans traitement) ...................................... 10 1.2.2 Phénomène de montée du pH sur les circuits de chauffage ................................................... 10 1.2.3 Tolérance des matériaux vis-à-vis des chlorures et des sulfates............................................. 10 1.2.4 Aération des réseaux ............................................................................................................... 10 1.3 Quelles sont les principales qualités d’eau rencontrées en France ? ............................................. 10 2. La prévention des désordres ................................................................................................................... 12 2.1 Recommandation sur l’installation de chauffage ............................................................................ 12 2.2 Audit préalable ................................................................................................................................ 13 2.3 Qualité d’eau ................................................................................................................................... 13 2.3.1 Eau de remplissage .................................................................................................................. 13 2.3.2 Eau d’appoint ........................................................................................................................... 14 2.3.3 Eau de circuit ........................................................................................................................... 14 3. Glossaire .................................................................................................................................................. 16 4. ANNEXE : Réglementations et normes applicables ................................................................................. 23 5. ANNEXE : Action de l’eau sur les matériaux ............................................................................................ 24 5.1 Entartrage et incrustations .............................................................................................................. 24 5.2 Éléments générateurs de tartre ...................................................................................................... 24 5.2.1 Le carbonate de calcium .......................................................................................................... 24 5.2.2 Le sulfate de calcium ............................................................................................................... 24 5.2.3 La silice ..................................................................................................................................... 25 5.3 Effets de dépôts de tartre................................................................................................................ 25 5.4 Protection contre les tartres carbonatés ........................................................................................ 26 4 5.5 Les corrosions .................................................................................................................................. 26 5.5.1 Mécanismes et causes des corrosions ..................................................................................... 27 5.5.2 Dissolution des métaux dans l’eau .......................................................................................... 27 5.5.3 Corrosion par l’oxygène ........................................................................................................... 28 5.5.4 Aération différentielle ............................................................................................................. 29 5.5.5 Action des chlorures ................................................................................................................ 29 5.5.6 Action des sulfates ................................................................................................................... 29 5.5.7 Corrosion par les caustiques.................................................................................................... 29 5.5.8 Corrosion par les organismes vivants ...................................................................................... 30 5.5.9 Corrosion par piles bimétalliques ............................................................................................ 30 5.6 Comportement des métaux usuels vis-à-vis de la corrosion ........................................................... 31 5.6.1 Acier au carbone ou acier noir ................................................................................................ 31 5.6.2 Fonte ........................................................................................................................................ 31 5.6.3 Zinc, acier galvanisé ................................................................................................................. 31 5.6.4 Le cuivre et ses alliages ............................................................................................................ 32 5.6.5 Aluminium ............................................................................................................................... 34 5.6.6 Aciers spéciaux (aciers inoxydables)........................................................................................ 34 5.7 Phénomène d’élévation du pH en circuit de chauffage .................................................................. 34 6. ANNEXE : FICHE PRATIQUE – RELEVE D’INSTALLATION DE CHAUFFAGE ................................................ 36 5 Avant-propos Ce document a été rédigé par un groupe de travail intersyndical composé de membres experts du comité gaz fioul d’UNICLIMA et du groupe de travail Efficacité Energétique du SYPRODEAU. Il a pour objet de définir un référentiel de qualité de l’eau dans les installations de chauffage collectif dans les bâtiments tertiaires et les immeubles d’habitation. Ce référentiel présente : - Des pathologies liées à l’eau dans les installations de chauffage à eau dont la température est inférieure ou égale à 110 °C ; - Les principaux éléments techniques à considérer pour assurer une qualité d’eau satisfaisante dans ces installations. Ce référentiel ne se substitue pas aux conditions générales de vente et aux notices établies par les fabricants des appareils. Les spécificités françaises En France, une grande majorité des installations thermiques dans le collectif résultent de programmes de rénovation d’installations existantes, pour ne pas dire « anciennes ». Quelles que soient la puissance des générateurs concernés ou la nature des émetteurs et des conduites, la qualité du fluide caloporteur est dépendante de multiples facteurs préexistants auxquels le professionnel installateur ou exploitant doit s’adapter. Moins fréquente, si elle apparaît plus simple, une installation neuve devra également intégrer une approche adaptée du fluide caloporteur. Celui-ci étant majoritairement composé d’eau, que ce soit dans la rénovation ou dans le neuf, il faut maîtriser la qualité de l’eau de remplissage des réseaux et s’assurer de la maintenir de manière optimale dans le temps. En l’absence de norme européenne ou française concernant les procédés de traitement d’eau des circuits thermiques fermés, il est important de garder à l’esprit l’obligation de conseil du sachant qui est le professionnel en charge de l’installation et de la maintenance du réseau. La France possède un réseau d’approvisionnement en eau complexe et divers (géographie, géologie, démographie, etc.). La qualité des eaux est par conséquent très différente d’une région à l’autre, d’une ville à l’autre, d’un quartier à l’autre. De plus, des éléments climatiques peuvent modifier les caractéristiques de l’eau dans le temps. Si l’eau est traitée et contrôlée par les fournisseurs d’eau potable de sorte qu’elle soit parfaitement propre à la consommation, il n’en reste pas moins que de nombreuses différences de compositions subsistent entre les sites de puisage. Cette hétérogénéité crée la nécessité d’actions méthodiques et spécifiques de la part du professionnel du génie climatique. Si ces actions sont menées avec rigueur, les bénéfices seront de trois types : - Pérennité des éléments composant le circuit thermique - Maintien de l’efficacité énergétique du système - Confort des usagers 6 1. Les principales pathologies en l’absence d’une eau de qualité satisfaisante 1.1 Quels sont les désordres principaux qui seront à traiter et prévenir ? 1.1.1 Corrosion Il existe différents types de corrosion : la corrosion par l’oxygène, la corrosion acide, la corrosion galvanique, la corrosion sous dépôt, la corrosion par piqûres, la corrosion par érosion, la corrosion sous contrainte, la corrosion bactérienne. Elles concernent principalement les matériaux métalliques et témoignent de leur tendance naturelle à revenir à leur état stable oxydé. Ces corrosions fragilisent les métaux et chargent l’eau de particules qui peuvent au fil du temps constituer des « boues métalliques » qui limiteront les échanges thermiques et entraîneront des réactions en chaîne pouvant amener au percement des éléments métalliques du circuit ou au blocage de ses éléments mobiles. Corrosion généralisée sur corps de chauffe (à gauche) et d’un circulateur (à droite) Corrosion perforante sur tuyauterie de chauffage en acier (à gauche) et sur corps de chauffe aluminium (à droite) 7 Corrosion par piqûre sur l’inox 1.1.2 Entartrage Il est lié à la dureté de l’eau (ou titre Hydrotimétrique TH exprimé en degré français). Les eaux potables ont des différences importantes de potentiels d’entartrage en fonction de leur teneur en calcium (Ca++) et magnésium (Mg++). La précipitation de ces éléments (calcaire ou carbonate de calcium) étant accélérée par la hausse de la température, on retrouvera principalement cet entartrage sur les parties les plus chaudes du système (corps de chauffe) avec pour effet une perte d’échange thermique importante, la génération de bruits et des risques de surchauffe des métaux pouvant dans certains cas provoquer une « casse » du corps de chauffe. Tuyauteries entartrées GRAPHIQUE à faire réaliser par l’Agence de Comm sur la base des données du tableau ci-dessous (modèle ci-dessus) Influence de l’épaisseur de tartre sur le rendement et la conductivité thermique 8 Nature du tartre Epaisseur de la couche (mm) Perte d’efficacité du générateur (%) Tartre de Calcium 65°C - 110°C CaCO3 0,1 0,25 0,5 1 4 11 18 32 1.1.3 Embouage Les particules boueuses présentes dans l’eau en circulation n’ont que très rarement pour origine l’eau utilisée pour remplir le circuit fermé ou l’eau ajoutée pour compenser les pertes normalement très faibles. En règle générale, les boues recueillies dans les installations de chauffage sont principalement composées de produits de corrosion du fer, associés à du calcaire (tartre), dans le cas d’utilisation d’eau dure. Du fait de l’utilisation croissante des matériaux synthétiques, de l’aération des réseaux (entrée d’oxygène) et de la baisse des températures de l’eau de chauffage, il apparaît un phénomène d’embouage lié à des matières organiques provenant de proliférations de bactéries, d’algues ou de moisissures dans les éléments du système. Ces particules peuvent provoquer le bouchage du corps de chauffe de la chaudière et des organes mobiles (vannes, circulateurs). En décantant dans les émetteurs (planchers chauffants, radiateurs …) et points bas de l’installation, les boues, très mauvaises conductrices de chaleur, diminuent la performance thermique de l’installation. Thermographie de radiateurs : à gauche, la présence de boues est mise en évidence par une hétérogénéité des températures due à la présence de boues en fond de radiateur. A droite, en l’absence de boues, on observe une température de chauffe homogène 9 Illustration d’embouage 1.1.4 Développement bactérien et biofilm Les bactéries se développent en constituant des réseaux filamenteux (biofilm) susceptibles de uploads/Industriel/ syprodeau-uniclima-guide-technique-des-circuits-de-chauffage-v20181116-f.pdf