Pourquoi récupérer la chaleur des Eaux Grises ?

 Par Florent Chata, Directeur Général SOLARONICS ECS

Que ce soit la réglementation RE2020 pour la construction neuve ou la rénovation basse consommation, la récupération de chaleur est un axe d’économies d’énergie et de baisse des charges. C’est le cas de la récupération de chaleur des Eaux Grises par une pompe à chaleur.

Cette chronique fait suite aux récentes prise de parole du 28 Mars 2024 > lien et du 30 Octobre 2023 > lien. Exclusivement pour les lecteurs d’XPAIR !

Qu’est-ce que les Eaux Grises ?

Les eaux grises sont des eaux usées domestiques faiblement polluées issues d’évacuations d'une douche, d'un lavabo, d'un lave-linge et d'un lave-vaisselle.  

Ce qu’elles permettent de faire à la solution PAC F7 ?

La solution PAC F7 de Solaronics ECS permet de réaliser la production d’Eau Chaude Sanitaire (ECS) à 60°C à hauteur de 100% du besoin en puisage.

Pourquoi c’est intéressant ?

a) Les EG se trouvent dans le bâtiment et elles sont présentes toute l’année.
b) L’utilisation de cette source d’énergie permet de faire des économies non négligeables sur la facture énergétique d’un bâtiment puisqu’elle est la combinaison entre une PAC haute performance (conçue et produite en France à Armentières) et les Eaux Grises qui sont tempérées toute l’année et stables (25-30°C).
c) De plus ces dernières sont considérées comme une source EnR depuis 2019 et permettent l’obtention d’aides substantielles comme le fonds chaleur et les CEE afin d’aider à l’investissement.

La solution PAC F7 de Solaronics ECS permet d’obtenir le fonds chaleur puisque le système répond au prérequis de l’ADEME qui est d’avoir à minima un SCOP annuel > 3.

Résidentiel

Le résidentiel est soumis à la RE2020 qui dispose de plusieurs indicateurs et échéances.

Les principaux indicateurs sont les suivants :

• Cepnr = Poids énergie primaire non renouvelable sur la consommation énergétique annuelle
• Ic énergie = Poids carbone de la consommation énergétique annuelle
• Ic Construction = Poids carbone du bâtiment dans sa vie

Il est intéressant de noter que le poste de consommation ECS dans le résidentiel peut être schématisé comme le montre le graphique ci-dessous où l’on observe qu’il représente plus de 50% du besoin énergétique annuel du bâtiment.

Figure 1 : Schématisation de la consommation du poste ECS dans le résidentiel

Solaronics ECS vient de déposer la demande d’enregistrement sur PEP Ecopassport de la PAC F7 et pourra donc prochainement être simulé pour le calcul de l’IC_Construction et ainsi permettra de s’affranchir du lot forfaitaire 8.1.

Hôtellerie

Le domaine de l’hôtellerie n’est pas en reste. En effet ce dernier est soumis depuis 2018 à la loi ELAN ainsi qu’au décret tertiaire qui va arriver sous peu.

La loi ELAN a défini les principales lignes directrices qui sont les suivantes :

• Moins 40% de consommations énergétiques relatives en 2030 
• Moins 50% de consommations énergétiques relatives en 2040 
• Moins 60% de consommations énergétiques relatives en 2050

De plus l’hôtellerie est soumise à un grand nombre de possibilités de labélisations (Impact environnemental, Clef Verte, EU Ecolabel, Green Globe, BREEAM, …).

Toutes ces labélisations ont dans leurs critères de validation les aspects suivants :

• Choix de l’énergie (EnR, …)
• Gestion de l’eau (Thermique et/ou physique)
• Les émissions de Gaz à Effets de Serre (GES)
• L’utilisation de procédés innovants

L’ECS pour l’hôtellerie, le poids de l’ECS est également (tout comme le résidentiel) très important dans le bilan énergétique (environ 30% supérieur à celui du résidentiel en quantité) comme le montre le graphique ci-dessous :

Figure 2 : Graphique de consommation ECS dans l’hôtellerie

Qu’est-ce que le système PAC F7 et la récupération dynamique des calories sur les EG

Le système PAC F7 de Solaronics ECS présenté dans le schéma ci-dessous peut se déployer facilement dans les différents projets.

Figure 3 : Schéma du principe de fonctionnement du système PAC F7 de Solaronics ECS

Le local PAC F7 se situe généralement en point bas du bâtiment dans le but de collecter les Eaux Grises sans apport d’énergie complémentaire.

1. La collecte doit se faire via un réseau dédié aux Eaux Grises qui ne récupère pas les toilettes.
2. Les Eaux Grises sont stockées et micro-filtrées afin de les rendre exploitables par le module thermodynamique.
3. Elles sont directement envoyées dans le module afin d’en extraire les calories au plus proche possible de la source et ainsi optimiser les performances.
4. L’eau de ville est quant à elle élevée grâce au cycle frigorifique à 60°C puis stockée dans des ballons hautes performances.

Ci-dessous un tableau de mesure issu du Laboratoire National de métrologie et d’Essais (LNE) qui certifie les performances du module et qui est intégré aux logiciels de Simulation Thermique Dynamique (STD) du bâtiment.

Figure 4 : Tableau de mesure du LNE

Etude ROI d’un système PAC F7

Hypothèses de calcul

Afin de réaliser une étude de ROI par rapport à la solution la moins chère du marché actuellement (Gaz) sur un cas en Belgique, le client nous a transmis quelques hypothèses pour le calcul auquel nous avons appliqué des performances standards de technologie. Ces hypothèses peuvent être soumises à discussion.

• Hôtel 4*
• Taux de remplissage = 80%
• Prix Electricité = 200 €/MWhgaz
• SCOP PAC F7 = 4
• Prix Gaz = 200 €/MWhgaz
• Performance Gaz = 90%
• Consommation ECS = 175 l à 60°C/nuitée
• Inflation Energie = 3-5 % /an

En France, la solution gaz ne pourra pas rester la seule solution énergétique du bâtiment à l’horizon 2025 de l’évolution de la législation.

Résultats

Figure 5 : Evolution du ROI pour un cas type en Belgique

Le résultat de l’étude a permis via une similitude de consommation habitation & hôtel de mettre en évidence différents points :

• Faible besoin : Le ROI pour des petits ensembles est long = La technologie PAC F7 de Solaronics ECS permettra l’atteinte de labels mais son intérêt financier reste limité.
• Point PIVOT : Dès un nombre de logements/chambres de l’ordre de 50 chambres ou 80 logements, le ROI atteint est d’environ 7/8 ans = La technologie PAC F7 de Solaronics ECS prend tout son sens à partir de ce seuil de besoin.
• Fort besoin : Plus le besoin sera élevé et moins le coût de la solution ramené au logement/chambre le sera et donc son ROI sera de plus en plus intéressant.

Par Florent Chata, Directeur Général SOLARONICS ECS
Tél +33 7 48 10 60 89

Et un petit lexique …

- Les eaux grises (ou eaux ménagères) : elle provient de cuisine, de la salle de bain et de la machine à laver. Elles peuvent transporter des résidus comme des graisses, des fibres de textiles ou des cheveux.

- Les eaux vannes (ou eaux noires) : elles proviennent des sanitaires et transportent de la matière fécale pouvant causer un embourbage dans les échangeurs de chaleur.

- Les eaux usées : elles sont constituées de l'ensemble des eaux grises et des eaux noires.

- Point de vigilance dans les bâtiments anciens : les eaux grises et les eaux noires ne sont traditionnellement pas séparées, si bien que l'ensemble des conduits évacuent en unitaire des eaux usées.

- Pour les bâtiments neufs, où ces réseaux doivent être séparés (réseaux dits séparatifs) selon le DTU 60.11, les eaux noires et les eaux grises sont séparées et se rejoignent au niveau du rejet de l'égout.

Source et Lien