Qualité de l’eau et performance des circuits climatiques

Idée reçue n°1 : LE TARTRE : la légende de “l’eau morte”

Certes le tartre dissous dans l’eau (la dureté, ou TH) se dépose, et le phénomène se stabilisera en l’absence d’appoint ultérieur.
Mais l’impact est très largement sous- estimé :

Exemple chiffré :
Définition : 1°f de dureté (TH) = 10 mg/L de calcaire dissous
Pour une eau à TH 20°f = 200 mg/L de calcaire se dépose potentiellement dans le circuit
Pour un réseau de 400 kW, soit environ 4 m³ de contenance en eau :
=> 200 mg/L X 4 000 L = 800 000 mg = 800 gramme de calcaire = environ 200 craies d’écolier !!!

Or le tartre :

• est TRES isolant : 1 mm de tartre (coquille d’œuf) = 10% d’énergie supplémentaire pour transmettre la même quantité de chaleur à l’eau !

• se forme préférentiellement au point le plus chaud (corps de chauffe, par exemple), mais aussi à froid ! La température est bien un facteur d’influence, mais une chasse d’eau s’entartre également (eau froide) : une chute de pression ou la stagnation de l’eau favorisent également la formation de dépôts calcaires.

Un effet très rapidement sensible… et fortement lié aux responsabilités ou à la rentabilité sur un projet ! (ex : travaux menés en vue d’une meilleure performance énergétique, retour sur investissement de l’exploitant ou du client/usager...)

Et la formation de tartre modifie également l’ équilibre de l’eau ».
C’est cet équilibre, et ses modifications, qui induit des fluctuations du pH de l’eau du circuit. Or actuellement, avec des installations multi-matériaux, le pH est étroitement surveillé pour permettre la cohabitation de l’ensemble des métaux d’une installation.

Laisser l’eau de remplissage du circuit se stabiliser d’elle-même (l’eau « morte ») est donc un choix à risque.


Idée reçue n°2 : LES CORROSIONS

Trop souvent les problèmes de corrosion sont résumés à la présence d’oxygène dissous dans l’eau. Mais en réalité, il y a toujours des causes multiples, avec des dynamiques et des conséquences… visibles uniquement quand c’est déjà trop tard.

Les effets :
→ Fragilisent les matériaux => percements, fuites
→ Favorisent l’embouage
→ Dégagement de gaz => bruits et zones froides

L’oxygène dans les réseaux : les bonnes pratiques l’imposent –à juste titre- (dégazeur, maintien de pression, vase d’expansion, ….). Des appoints d’eau raisonnés sont également à mettre au titre de cette prévention, l’eau neuve étant très oxygénée.

Effet d’électrolyse (ou piles galvaniques) : le DTU 60.1 impose d’éviter la mixité des métaux au sein d’une même installation : aujourd’hui une gageure, surtout en rénovation ! Mais limiter les hétérogénéités (acier noir + cuivre, par exemple) aidera à contenir ces phénomènes amenant bien souvent à des percements localisés. Les raccords à la terre, l’usage de diélectriques entre métaux jointifs sont également facilitants, mais leur effet reste local, et sans incidence quand les métaux se dissolvent et circulent dans la boucle d’eau... Des traitements inhibiteurs sont donc bienvenus pour lutter contre ces phénomènes.

La qualité d’eau elle-même est à prendre en compte :
- Les particules et boues génèrent de l’abrasion : des micro-particules lancées dans le flux d’eau produisent un effet de sablage sur les métaux,, jusqu’au percement.

- Les boues sédimentées rassurent car l’eau circulante reste claire… mais sous les dépôts naissent des corrosions perforantes (effet Evans). Et les turbulences ou réductions de section peuvent modifier fortement l’hydraulicité, jusqu’au percement localisé en aval des dépôts.

- La minéralisation de l’eau est aussi importante : les sulfates en excès induisent le pitting du cuivre : une attaque en forme de trou d’épingle, plus ou moins homogène… et perforant rapidement.

Cela se produit dès 70 mg/L sur certains tubes, la potabilité admettant 250 mg/L de sulfates (SO42-) ! Même phénomène sur l’inox avec les chlorures : sensibilité entre 70 et 100 mg/L selon la teinte d’alliage employé. Quant au pH de l’eau et à la conductivité, résultant de l’équilibre global de la minéralisation, les constructeurs donnent souvent des limites sur ces paramètres selon la résistance des métaux employés.


Idée reçue n°3 : LES BOUES - L’ennemi de l’ombre…
De l’eau « propre », potable, entrée dans un réseau ne peut pas nuire…Et pourtant !
Les circuits fermés sont quasiment toujours emboués, à plus ou moins grande échelle… Mais les causes restent souvent mal comprises, car multiples et peu intuitives :
- L’eau est naturellement agressive avec les métaux (génération d’oxydes)
- Les minéraux forment des dépôts dès que l’on chauffe l’eau d’un circuit.

Les zones à risque, souvent impactés en premier et donnant lieu au diagnostic :
- Les corps de chauffe et échangeurs
- Les émetteurs (radiateurs, planchers chauffants…)
- les circulateurs

C’est-à-dire les organes cruciaux pour l’efficacité de la transmission de chaleur des installations !

Et l’effet sur les rendements est massif : les boues et particules

• Mettent en jeu les échanges thermiques

• Perturbent l’équilibrage des réseaux induisant jusque 15 à 30% de rendement perdus !
• Favorisent abrasion et corrosion sous dépôt

D’où l’importance du lessivage (en neuf) ou du désembouage (en rénovation, remplacement de chaudière, etc) pour :
- Préserver (ou rétablir) les rendements nominaux de l’installation => Economies d’énergie

- Favoriser la durée de vie de l’installation (émetteurs, générateurs, tuyauterie…) => Limite pannes et interventions

- Assurer un taux de service des équipements et le confort des usagers => Confort, responsabilité et rentabilité