BRICOLSEC

08 août 2007

LA PINCE à CROTTE de CHIEN

LA PINCE à CROTTE DE CHIEN    

1   Historique
2   Description
3   Qualités de cette pince
4   Dans le commerce

Si vous arrivez directement sur cette page par un moteur de recherche, vous pouvez avoir accès à la table des matières et à chaque article, en page d'accueil.    L'accès se fait par l'un des deux liens en tête de colonne de droite ----->

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1   Historique

L' idée développée en 1990, a été protégée en 1994. Le but était de trouver une solution locale à l'habitation, au problème des crottes de chien.
L'idée part du fait que bien des "besoins" tardifs sont faits rapidement dans l'enceinte d'une propriété.

Le sujet n'avait pas à cette époque tout le retentissement qu'il a aujourd'hui et le problème des déjections lors de la promenade des toutous n'est pas vraiment traité par cette idée. (Pour cela les petits sacs plastiques restent tout indiqués mais peu agréables)

Pourquoi cette pince et pas une autre ? Tout simplement parce que ce modèle est le plus simple.

Le plus simple est obligatoirement le meilleur à performances comparables...Cela conforte la facilité de fabrication, la solidité, le maniement et le prix.

Pour l'amusement, si votre chien a tendance au "mou" ça sera comme pour tout autre dispositif, c'est à dire pas trop facile !

Si vous souhaitez fabriquer ce produit Industriel, Hyper ou GSB, vous devrez prendre contact par le blog.

Cet article est le premier qui a été réalisé pour ces deux blogs, et c'est un peu un essai technique et de tests. C'est un amusement certain, mais il a une petite audience, et j'en suis très heureux

2   Description

La pince à crotte de chien est faite d'une tige d'acier enroulée sur un peu moins de 2 tours pour faire ressort et de deux mâchoires incurvées en tôle d'acier emboutie. Les deux mâchoires sont brasées (brasure laiton) sur les tiges d'acier pour que l'ensemble soit solide.

La pince est normalement peinte et les 2 spires du ressort sont peintes en rouge pour que la pince soit repérée facilement.

Il est possible pour assurer une longévité accrue de faire une galvanisation complète, mais cela ne me parait pas vraiment nécessaire vu les bons matériaux initiaux.

3   Qualités de cette pince

La pince est faite pour rester debout dans l'herbe ou sur un coin de ciment.
Sa vocation est de rester en extérieur pour éviter d'éventuelles odeurs
Les angles sont tous arrondis pour éviter de se blesser ou de blesser d'autres personnes (enfants)

L'avantage essentiel est que l'opération se réalise avec un seul outil, une seule main, dans la plus grande facilité de manoeuvre avant saisie effective du délit ! (Fini le petit bout de bois et le journal...)

La pince est nettoyable au tuyau d'arrosage

Elle est facilement localisable par les spires du ressort peintes en rouge.

Noter également que le ressort n'est ni trop mou, ni trop dur et qu'un juste compromis existe.

Le prix en très petite série y compris marge et Pub serait de l'ordre de 13 €.

4   Dans le commerce

Cet article qui est le premier du blog, est très court, mais je vois qu'il y a eu des émules, puisque l'autre jour en supermarché j'ai pu voir un modèle pliable en plastique gris clair...Spécialement fait pour que les axes minuscules en plastique puisque casser à la première occasion. Alors je n'ai pas à rougir de ce qui avait été fait il y a plus d'une quinzaine d'années...
Croyez moi, n'achetez pas, faites le vous même, vous y gagnerez et la planète s'en protera mieux. A force de marteler le sujet, il faudra bien que ça change un jour, on y arrivera !

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09 août 2007

EAU CHAUDE SOLAIRE en POURSUITE du SOLEIL

EAU CHAUDE SOLAIRE en POURSUITE du SOLEIL

1 Considérations générales       Ancienne électronique analogique

1.1 L'aspect écologique
  1.1.1 L'énergie sur la planète et les rendements
    1.1.2 Les énergies pour le chauffage de l'eau
            sanitaire (ECS)
    1.1.3 Les gaspillages d'ECS 2
1.2 Régions de France
1.3 Surfaces captantes
    1.3.1 Surfaces actives et apparentes
    1.3.2 Puissance au M2
1.4 Implantation du capteur (d'énergie solaire)
    1.4.1 Sur Toiture ou au Sol (ou terrasse)
    1.4.2 Orientation fixe ou semi fixe
    1.4.3 Poursuite du soleil
    1.4.4 La météo
1.5 Les aides financières
1.6 Positions relatives du panneau et du chauffe-eau
1.7 Double échangeur ou résistance ?
1.8 Régulation différentielle/ inertie thermique
1.9 Les contraintes énergétiques des auxiliaires
1.10 Le retour d'expérience de 25 ans et les matériels actuels
2 L'installation complète en poursuite
2.1 Le panneau solaire
  2.1.1 Capteurs électromécaniques
    2.1.2 Capteurs logiques et analogiques
    2.1.3 La connectique et la protection contre les intempéries
2.2 Le Coffret d'interface
    2.2.1 La fonction alimentation puissance moteurs et panel
    2.2.2 La fonction électronique capteurs et interface ordinateur
2.3 La logique de commande
    2.3.1 L'ordinateur
    2.3.2 Le programme PANOSOL6
3 Le chauffe-eau solaire (cumulus)
4 La régulation différentielle
5 La Critique et les erreurs
6 La production d'eau chaude effective
7 Retour d'informations

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Le premier chapitre de considérations générales n'est que le rappel de quelques informations que l'on peut retrouver facilement sur Internet. Il y a des sites très bien documentés qui traitent de chaque point en détails.
Cependant, certains aspects sont peu évoqués mais détaillés un peu plus ici.

En chapitre 2 je développerai l'installation récemment modifiée pour une commande numérique du panneau en poursuite du soleil, cette fois avec un ordinateur et en calculant seconde après seconde la position du soleil. (la commande analogique avait été réalisée il y a 25 ans ! Elle a rendu de bons services avec bien des anecdotes toutes plus "sucrées" les unes que les autres...)

                    _______________

    

1 Considérations générales

Pas beaucoup de photos dans cette partie car c'est surtout théorique.

1.1 L'aspect écologique

1.1.1 L'énergie sur la planète et les rendements

Au niveau de la planète, il est évident que le nombre d'hommes étant en progression constante, et chacun étant consommateur d'énergie, l'énergie globale consommée est en progression. Les quantités sont variables suivant les pays et les degrés de développement.
Il faut bien considérer que quelque soit le type d'énergie, il y a toujours un rendement et une production de chaleur à un moment ou à un autre. Cette énergie est loin d'être négligeable et participe au réchauffement climatique. Je laisse le soin aux scientifiques de fixer les idées ou de me contredire éventuellement.
L'origine nucléaire, électrique ou fossile (fuel) pour produire de l'eau chaude sanitaire (ECS) génère en plus de l'objectif, le réchauffement de la planète par les rendements de la production électrique. (On laissera de côté l'aspect effet de serre par les GES)
Cela sans parler de l'eau chaude elle-même qui se refroidi après utilisation.

L'énergie solaire est propre par définition, et ne participe pas au réchauffement de la planète, puisque l'on prive les éléments cachés par les capteurs du rayonnement solaire. Le bilan énergétique de l'opération est donc transparent, y compris pour l'eau chauffée qui se refroidi et n'est qu'une conséquence temporisée du rayonnement.
Il semble que nos voisins d'Outre Rhin soient plus sensibles à l'ECS solaire que nous Français….

1.1.2 Les énergies pour le chauffage de l'eau sanitaire (ECS)

L'énergie électrique est certainement le plus mauvais procédé de production d'ECS, car le plus dramatique pour la planète. C'est la facilité même qui a été privilégiée !
Le principe de production d'ECS par le rayonnement solaire est la méthode la plus ancienne, la plus simple, la plus économique et écologique. Il n'y a pas de nouvelle création d'énergie parasite par ce procédé.
La conversion d'énergie est toujours une opération soumise aux lois de la physique, et est pratiquement toujours d'un rendement inférieur à 1.
La géothermie existe aussi et est une énergie propre, mais d'un emploi pas toujours à la portée du premier venu. Elle fait appel au principe physique des chaleurs latentes qui seul permet des rendements supérieurs à 1. C'est une bonne formule également, mais d'un coût beaucoup plus élevé.
Noter cependant que le compresseur utilisé consomme tout de même pas mal d'énergie électrique (environ 1/3 ce qui reste non négligeable).
Il reste enfin l'énergie thermique existante développée par le volcanisme. Il y en a peu en France ! Mais le principe est écologique et excellent.
J'aurai fait un tour d'horizon lorsque j'aurai dit 2 mots de la cogénération dans une centrale d'énergie, qui consiste, à utiliser toute l'énergie produite, (particulièrement l'électricité en énergie primaire) et la chaleur résultante qui peut ainsi avoir différentes utilisations (du chauffage en particulier). Dans cette application de cogénération une grande partie de la chaleur est récupérée utilement, mais il en reste un peu quand même qui s'échappe des circuits de récupération.

1.1.3 Les gaspillages d'ECS

Il n'est pas besoin d'être devin pour constater que les robinets mitigeurs ayant l'ECS restent presque toujours avec une bonne dose de position "chaud" qui ne sert bien souvent à rien.
Ce qui vient d'être dit ci-dessus doit vous rappeler que l'eau issue d'un chauffe-eau est toujours suspecte d'un point de vue de la qualité, et qu'il faut faire très attention à ne pas l'utiliser en boisson (pour l'homme).
Je combats en ce sens nos propres habitudes, et comme je ne sais pas le faire seul, j'ai également besoin des autres qui se motiveront sur ce sujet.

Ce qui me dérange le plus est certainement le "bruit de fond" distillé inutilement par les médias au niveau énergétique, car même si le "mode de veille" d'un petit appareil est consommateur d'énergie, cela est extrêmement faible face à 1 litre d'eau chaude produite à seulement 60°C.

Alors laissons à César ce qui lui appartient et mettons donc un jour des valeurs sur le coût d'un litre d'eau chaude UTILE. Allez Evelyne, Sébastien, Olivia et Catherine !
En effet on jette ainsi plusieurs litres d'ECS (dépendant de l'installation pour obtenir quelques litres à la bonne température).
Je n'ai jamais fait de mesures précises mais en moyenne 3 à 4 litres d'eau chaude sont perdus pour obtenir la bonne température. En effet le "bouchon d'eau chaude" non utilisé situé dans le tuyau, entre le robinet et le chauffe-eau est perdu en termes de température s'il n'est pas repris tout de suite. (Même si la tuyauterie est isolée. l'isolation ne faisant que retarder !).
Oui je sais qu'il y a la recirculation mais au final, les calories sont tout de même perdues, et je dirais même plus vite, puisque le delta de température est plus élevé.

1.2 Régions de France

Beaucoup de sites traitent de cet aspect, et je ne veux pas ajouter mon grain de sel sur ce sujet qui est bien développé par différents sites Internet spécifiques et par quelques fabricants de matériel solaire.
Toutes les régions de France ont intérêt à utiliser le soleil comme source d'énergie calorifique pour l'ECS.
Il est vrai que le midi de la France est favorisé, mais le sujet reste incontestablement rentable pour toutes les régions, dans la mesure où la durée d'ensoleillement n'est pas affectée par des éléments naturels ou artificiels (brouillards, nuages, montagnes, immeubles, végétation…).
Le surfaces sont définies (seulement pour des capteurs fixes) en fonction des besoins en ECS et de la région.
J'ai lu sur un site qu'il fallait le double de surface à LILLE par rapport à MARSEILLE, cela doit être vrai ! Mais je livre l'info telle qu'elle, (mais ça reste rentable !…)

1.3 Surfaces captantes

1.3.1 Surfaces actives et apparentes

Ce cas est également expliqué dans les sites rencontrés, mais il me semble utile d'apporter des précisions importantes chiffrées.
La surface réelle d'exposition au soleil dépend de l'angle d'incidence des rayons solaires. La surface apparente est celle mesurée avec un mètre, alors que la surface active est égale au produit de la surface apparente par le cosinus de l'angle d'incidence (dans les deux directions : hauteur et azimut).
Cela n'est pas dramatique pour les petites valeurs ainsi 10° dans une orientation donnent un coefficient de 0.98 alors que sur les deux orientations on passe à 0.96 soit 4% de perte de surface.
A 45° de décalage dans les deux directions, on atteint un coefficient de 0.5. Ceci peut se traduire par une surface équivalente réduite de moitié ou une puissance réduite de moitié !

1.3.2 Puissance au M2

J'ai noté quelques divergences de valeur dans les sites visités. Je pense qu'il faut partir sur une base minimaliste de 700 W/M² (reçus au sol de la terre). Il ne faudra pas oublier que toutes les calories n'atteindront pas le chauffe-eau solaire…
Pour établir un parallèle entre solaire et électrique et mon cas, pour 2 mètres carrés nous aurons donc 1400 W solaires. Pour un chauffe-eau solaire de 150 L équipé d'une résistance, la puissance de cette dernière est de 1200 W. Les puissances sont comparables (bien qu'en secours électrique on ne chauffe que la moitié du volume soit 75 L)

Il faut aussi considérer que l'énergie reçue perpendiculairement au panneau n'est pas constante tout au long d'une journée.(en condition d'exposition idéales) En effet surtout le matin avec en plus les brumes matinales, et le soir, le soleil traverse une couche d'atmosphère beaucoup plus longue (obliquité) et donc les rayons sont moins énergétiques (c'est également vrai le matin).
(Dans le cas des installations fixes cela nécessite souvent d'orienter un peu plus le panneau vers l'Ouest pour emmagasiner le maximum d'énergie).

Tout cet ensemble de calculs s'il n'est mathématiquement pas trop compliqué, reste complexe dans son assimilation, car tous les paramètres évoluent tout au long des heures (été/hiver/solaire…) de la journée, du quantième des jours de l'année, (des saisons).
C'est pour cela qu'il y a lieu d'être très prudent pour déterminer une installation, car il n'est pas toujours évident de fonctionner en régime "optimum". (Celui-ci n'existe d'ailleurs pas pour des installations fixes!)

1.4 Implantation du capteur (d'énergie solaire)

1.4.1 Sur Toiture ou au Sol (ou terrasse)

Ma maison a été construite en 1973 et à l'époque j'y pensais, mais les contraintes d'implantations, de coût et d'organisation intérieure ont fait que les 2 pans sont orientés Est/Ouest !
Il est donc nécessaire de penser au solaire dès la construction, et de faire aboutir une surface orientée réservée à l'usage de l'eau chaude solaire (et peut être au photovoltaïque).
Dans ce type d'implantation en toiture, l'orientation en azimut et hauteur est "au mieux".
Suivant les régions et les implantations, des orientations légèrement différentes pourront être préconisées. Ira-t-on jusqu'à définir les orientations de la maison et la pente du toit pour adhérer au principe du meilleur rendement ? Pas certain…et pas toujours possible…!

Dans le cas des terrasses (en hauteur) ou des terrasses au sol, la liberté est plus grande, puisqu'il est beaucoup plus facile d'orienter au mieux les capteurs.

Il est un chapitre dont on parle peu, qui est le nettoyage de la paroi transparente des surfaces captantes. Certaines vitres sont maintenant auto-nettoyantes, mais ce n'est pas toujours le cas. Alors la seule méthode pour que le rendement du capteur soit optimum est de nettoyer régulièrement "la vitre". (Côté extérieur ! et intérieur ?)
A remarquer qu'il n'est pas toujours facile de nettoyer un capteur sur un toit…Alors c'est quand même pratique en terrasse….

1.4.2 Orientation fixe ou semi fixe

L'orientation des capteurs est qualifiée de fixe, lorsque ceux-ci sont sur un support tel qu'un toit où il n'est guère possible de modifier les inclinaisons.
Il peut y avoir des capteurs que l'on bouge légèrement suivant les saisons, (la hauteur maxi du soleil change, les limites d'azimut également), pour gagner en rendement en fonction des mois ou des semaines de l'année.
Cela n'est souvent possible que sur des installations accessibles à hauteur d'homme (terrasses aériennes ou au sol). Cela est cependant peu répandu car il y a un délicat problème de réglage mécanique pour plusieurs panneaux solidaires à résoudre, (ainsi que de tuyauteries mobiles).
Heureusement qu'il existe maintenant des flexibles "eau chaude" ! mais attention aux bulles d'air qui peuvent bloquer le passage de l'eau…
Dans ce chapitre, il y a lieu d'indiquer que les moments où les variations sont les plus importantes sont aux équinoxes de printemps et d'automne. C'est donc à ces moments que l'orientation doit être faite le plus souvent.

1.4.3 Poursuite du soleil

Il restait une dernière possibilité lorsque les conditions de toiture sont défavorables, qui est d'installer un capteur en terrasse au sol et de le faire se déplacer avec le soleil. (Ceci n'est pas réalisable en toiture).
La prise au vent devra être réalisée sérieusement car pour une surface de 2 M2, les forces induites peuvent atteindre sur vent fort plusieurs centaines de Kg en valeurs impulsionnelles.
Ce cas sera celui décrit dans les chapitres qui suivent.

Pourquoi poursuivre le soleil ? Simplement parce que c'est la façon la plus simple d'obtenir une surface active égale à la surface apparente tout au long de la journée et des jours de l'année.
Ainsi lorsque les considérations sont telles qu'il n'y a de possibilités que pour une surface réduite, il reste cette solution de travailler en poursuite.
Cette solution est peu répandue pour l'instant …! C'est le sujet qui sera développé et qui fonctionne tout à fait correctement ! Mais c'est à cause de contraintes d'emplacement que je suis allé dans cette voie.
On a par ce procédé, l'avantage d'avoir toujours le maximum d'énergie reçue.

Une information à ceux qui souhaitent traiter le problème par poursuite analogique, je l'ai réalisé ainsi avec les cellules optiques et j'ai eu beaucoup d'ennuis divers et souvent des positionnements erratiques dus à des saletés sur les cellules, aux araignées, aux oiseaux  qui adorent se percher et s'oublier justement sur les différentes cellules…
A ce jour avec les progrès des µ, il est impératif de partir sur un calcul de position avec les équations solaires.
(Je suis actuellement en cours d'apprentissage des PIC, mais, en premier abord cela parait un peu juste en taille, mais surtout en fonction mathématiques. Seuls les versions BASIC permettraient ces calculs, mais la taille mémoire pourrait s'avérer un peu juste...)

1.4.4 La météo

Elle intervient à un point important capable de mettre à zéro toute production d'eau chaude.
Dans la partie météo, il faut écarter la température ambiante qui joue cependant un peu, par les pertes thermiques directes et de tuyauterie. Elle est pratiquement toujours le reflet de la saison et c'est la saison qui pilote avant tout le rayonnement.
Les nuages (avec ou sans pluie) sont le premier obstacle au rayonnement solaire. Viennent parfois les brumes qui se lèvent tardivement. Ces éléments sont extrêmement importants dans les bilans énergétiques. Il y aussi les nébulosités causées par la pollution ou la vapeur d'eau.
Il y aura donc nécessité de compenser par un quelconque procédé ces absences de rayonnement.

Dans le cadre météo, il faut dire un mot sur le gel de l'eau primaire. Personnellement j'évite l'anti-gel type éthylène glycol, car c'est un poison alimentaire et si l'étanchéité des circuits du ballon n'est pas vérifiée périodiquement, il peut y avoir infiltration dans le réseau interne de la maison.

1.5 Les aides financières

Il y a de cela 27 années, lorsque je me suis intéressé réellement au SOLAIRE, il n'y avait pas d'aides et le Kilowattheure ne coûtait pas très cher. A tel point qu'EDF tentait de rentabiliser ses centrales nucléaires crées à cause du premier choc pétrolier de 1974, en incitant au chauffage électrique…
Je l'ai malheureusement fait, mais j'ai rebasculé plus tard sur le fuel puis en complément avec le bois.
Je ne regrette pas cependant de trop, car la maison est isolée d'origine "chauffage électrique" !

L'ECS SOLAIRE est ma dernière application d'économies d'énergie. Je n'irai pas plus loin car l'habitation, âgée de 34 années, ne permet pas de le faire. (Je pense au chauffage par géothermie)

Aujourd'hui je déplore que l'on encourage seulement les installations réalisées par les professionnels (qui ne sont pas toujours "pro"), alors que des particuliers motivés peuvent très bien réaliser des systèmes, qui, s'ils ne sont pas toujours parfaits, ont le mérite d'exister et de réduire les consommations énergétiques.

Alors aidons ces particuliers qui n'ont pas les moyens de se payer un artisan. Ils participent malgré tout à réduire la facture énergétique ECS. (Peut être parfois un peu moins ?)
On vient d'obliger les propriétaires qui vendent à faire un bilan thermique de leur habitation…Les Bureaux d'Études (BE) se frottent les mains, mais cela n'est qu'un CONSTAT et rien n'oblige à une opération corrective !

Pourquoi donc ne pas subventionner un peu les particuliers qui décident de se lancer seuls dans l'action (sur justificatifs de factures bien entendu)
(Pour ma part je n'ai rien à gagner car tout est déjà réalisé et payé…!)

1.6 Positions relatives du panneau et du chauffe-eau

Suivant le principe du thermosiphon, il suffirait que le panneau soit situé en contrebas du chauffe-eau pour ne pas avoir à utiliser de pompe. Ce cas reste par essence même assez rare du fait que beaucoup de panneaux sont en toiture, et que les chauffe eau sont très souvent en sous-sol à cause du gel et d'absences éventuelles.
Si l'on a la chance d'avoir une telle configuration c'est merveilleux car on économise une pompe ainsi que l'énergie correspondante.

1.7 Double échangeur ou résistance ?

Le problème est essentiellement une question de secours en cas de mauvais temps (pas d'eau chaude). Suivant votre choix d'énergie vous choisirez un deuxième serpentin échangeur de chaleur et/ou une résistance électrique.
Personnellement, en maison individuelle, il me semble utile d'avoir un double échangeur et une résistance électrique de secours.

1.8 Régulation différentielle/ inertie thermique

La régulation différentielle est un point important dans le rendement global d'une installation solaire. La régulation différentielle a pour rôle de faire circuler l'eau du circuit primaire pour communiquer les calories au ballon d'eau chaude. "Différentielle", car la température du ballon va monter progressivement avec l'énergie récupérée, mais il ne faut surtout pas, qu'en cas de brusque arrêt de l'ensoleillement (nuages), les échanges thermiques se fassent à l'inverse, du ballon vers le panneau. C'est son rôle majeur qui est d'éviter l'inversion des échanges thermiques.
En rôle annexe, elle a, de part sa structure une temporisation à la mise en marche qui sera sensiblement plus longue que celle de mise à l'arrêt. Ceci permet entre autre de régler la constante de temps thermique de l'installation (volume total d'eau dans les circuits et pertes le long des tuyauteries).
Son rôle est ainsi voisin de celui d'une régulation PID.
Noter au passage les débits de fluide primaire habituellement préconisés 40 L/h/m2

Remarquer l'intérêt de mettre un compteur d'eau (sur le retour chauffe-eau) pour connaître les vitesses de circulation du fluide et pouvoir ainsi régler celle-ci suivant les prescriptions des constructeurs d'échangeurs de température.
N'oubliez pas également le clapet (et son by-pass -pour la vidange du circuit-) qui est nécessaire en complément de la pompe arrêtée, car autrement ce serait le ballon qui chaufferait le panneau…Pensez également au ballon de dilation du circuit primaire et aux accessoires…!
C'est sur le réglage de la régulation que l'on va procéder à l'arrêt de pompe lorsque non seulement le bilan énergétique est voisin de zéro, mais plus précisément avant, pour éviter de consommer de l'énergie, principalement pour la pompe qui est un poste énergétique (relatif) non négligeable.

1.9 Les contraintes énergétiques des auxiliaires

Par auxiliaires, il faut entendre les équipements auxiliaires fonctionnant le plus souvent sur la base d'énergie électrique. (Régulation différentielle, pompe, ordinateur, moteurs, etc…)
Ces équipements ne doivent pas prendre une proportion élevée vu les surfaces de capteurs. Faire le ratio en puissance = total Puissance auxiliaires / total surface panneau en M2 * 700.
5 % dans ce type d'application devraient être une valeur guide maximale.

1.10 Le retour d'expérience de 25 ans et les matériels actuels

Un peu pionnier à l'époque, depuis, les matériels ont évolué. J'ai toujours mon vieux panneau LEMERCIER de 2 mètres carrés en terrasse, associé à un chauffe-eau solaire de 150 litres avec résistance de 1200 W
Tout se fatigue un peu : la canne de mesure de température du ballon s'est mise à fuir, mais c'est réparé. Le panneau a déjà gelé 2 fois, et là aussi il a été réparé.
Le plus délicat est certainement sur les raccordements souples rendus nécessaires par la rotation du panneau.
Ça a "pété" très souvent et c'est aussi pour cela qu'il n'y avait pas d'antigel…
Aujourd'hui tout est plus sophistiqué : verres spéciaux haute transparence et films divers pour concentrer la chaleur, isolation renforcée, auto-nettoyage…etc. Les centrales de régulation ont groupé pompe,  régulation différentielle, ballon d'expansion et soupape de sécurité.
Les panneaux sont maintenant en aluminium pour éviter la corrosion, le mien était fait d'une coque polyester type canoë kayak, mis à part les inserts de fixation qui sont rouillés, ça fonctionne toujours avec le bémol des raccords par olive qui sont de mauvais raccords  (sur cuivre / laiton) que j'ai remplacé par des raccords laiton à souder côté panneau et filetés 20x27 de l'autre.

J'ai envie de dire que sur le fond, rien n'a réellement changé, les principes sont stables, les matériels d'aujourd'hui sont juste un peu plus sophistiqués, certainement un peu plus cher qu'il y a 25 ans, et cette fois non réparables hélas !...

Pour rejoindre mes propos précédents, il vaut peut-être mieux faire soi-même avec passion que de recevoir un équipement clef en main sans savoir réellement comment il fonctionne.

Si vous voulez faire de la poursuite du soleil : une seule solution viable : le numérique (à voir dans la description qui suit)
Une autre information importante pour l'électronique embarquée comme c'était le cas avec la poursuite analogique, c'est trop compliqué pour un particulier à maintenir dans un état de fonctionnement correct, il faut déporter tout ce qui est électronique au sec et à l'abri du soleil et de la pluie.

Les capteurs logiques de position sont tous très délicats et en général peu fiables (en extérieur).

2 L'installation complète en poursuite

2.1 Le panneau solaire

Il a peu changé depuis son installation initiale. (Fig_P6) Il est donc libre sur deux directions : en Azimut soit rotation Est/Ouest et en Hauteur soit montée/descente. Il est articulé sur roulement à billes pour la partie hauteur et sur une ancienne fusée de traction Citroën pour la partie azimut. (Avec roulements aussi)
Pour l'Azimut la couronne dentée est couplée avec le pignon de démarreur monté sur un double réducteur, le dernier commandé par un petit moteur à aimant permanent de 24 V, consommant environ 120 mA. (Fig_P3)
Pour la Hauteur, c'est une couronne dentée de 4L avec pignon idoine, même double réducteur et même moteur 24 V. (Fig_P1 & Fig_P5)
Les vitesses moyennes angulaires sont très faibles et de l'ordre de 2 à 3 secondes par degré

Pour l'anecdote, un jour, tout au début de l'installation analogique, suite à un incident du aux araignées, le panneau avait enroulé les câbles signaux, les tuyaux chaud et froid et l'ensemble a pu s'arrêter par rupture du câble secteur !
Des fins de course micro-switch ont été installés suite à cet incident, et pour doubler la sécurité, les dents inutiles des couronnes dentées ont été meulées.
Chaque fin de course est équipé en parallèle d'une diode permettant le passage du courant continu dans l'autre sens. Ce dispositif simple donne totale satisfaction et plus rien de fâcheux de ce type ne s'est plus reproduit. (Fig_P2, Fig_P3, Fig_P4, Fig_P5)
Une rampe circulaire avec frein électromécanique existait à cette époque pour palier les éventuels coups de vent. Ce dispositif reste seulement sur la position de repli en super sécurité . Il a été gardé seulement dans l'intérêt de limiter le jeu de débattement potentiel Est/Ouest en cas de fort coup de vent.

Le panneau possède une position de repli(Fig_P1) qu'il intègre toujours pour les nuits et en cas de vent fort. Cette position est faite pour luter avec la tranche du panneau contre les vents dominants.
Cette position est d'environ 15° Est.
Noter au passage qu'il n'est pas rigoureusement vertical mais qu'il y a 7.5 degrés destinés à recevoir la pluie éventuelle pour entraîner par lavage toutes les poussières vers le bas. Deux capteurs logiques sont chargés de donner ces positions remarquables.

Ainsi qu'évoqué au chapitre 1, les raccords "eau solaire d'origine" ont été remplacés par de "vrais" raccord de plomberie ce qui a permit l'élimination de petites fuites très ennuyeuses car il fallait "serrer à mort" les raccords olive et "matraquer" ainsi le cuivre plus tendre que le laiton. (Pour explication, les tuyaux finissaient par tirer un peu sur ces raccords).C'est fini et c'est un soulagement.

Récemment j'ai installé un petit dispositif  (Fig_1766) pour vérifier la bonne orientation. C'est un rond en plastique rigide transparent et dépoli qui reçoit l'ombre d'une petite rondelle située plus haut sur une tige. C'est un petit outil très pratique qui permet de surveiller de l'avant du panneau ou de l'arrière (par transparence).

En Fig_P5 on peut voir une boîte circulaire d'axe horizontal constituée d'un morceau de tuyau coupé en deux, ayant la bonne cote pour recevoir la cage extérieure du roulement.
Le capot rectangulaire situé à l'arrière contient le moteur de Hauteur (Fig_P6)

2.1.1 Capteurs électromécaniques

Le panneau est contrôlé dans ses positions extrêmes par différents types de capteurs.
Les plus habituels sont des capteurs électromécaniques type "switch" qui assurent en extérieur un service des plus correct. Ces switchs contrôlent les 4 butées extrêmes pour les deux orientations (Fig_P4, Fig_P2, Fig_P5)
Ces positions extrêmes sont encore sécurisées par l'absence de dents aux couronnes dentées au delà ( !)
Chaque switch est équipé d'une diode type F62 ou 1N4004 (600 V 2A standard) qui permet de rétablir le courant moteur dans le sens opposé ayant ouvert le circuit. Ce point est vraiment une excellente solution qui n'a jamais été prise en défaut.
Mais les switchs…! Ils sont de la marque Microswitch et sont de récupération. Lorsque je les ai utilisé j'ai pensé qu'il faudrait les changer tous les ans à cause de la corrosion des ressorts intérieurs…eh bien non : certains ont l'âge du capitaine. Les autres ont quand même étés changés lors des modifications analogique/numérique.!
Ces capteurs switchs sont tellement bons que j'en suis à penser qu'il serait certainement tout aussi bien de changer les autres capteurs logiques par ces modèles. Ce serait bien plus simple et encore moins cher (plus besoin d'interface).
N'oublions pas que tout cela est en extérieur dans une région semi montagneuse !
Les diodes qui sont en parallèle sur le contact à ouverture sont rouillées (Fig_P2) mais fonctionnent parfaitement ! Incroyable !

2.1.2 Capteurs logiques et analogiques

Initialement tous les capteurs LOGIQUES étaient optiques…Je n'avais que ça sous la main et après les problèmes dus aux araignées, j'ai choisi les capteurs magnéto résistifs qui se comportent comme une résistance qui varie en fonction de la présence d'une masse de fer à proximité. La résistance à vide est d'environ 250 ohms et passe vers 500 ohms près d'une masse de ferraille.
Ces valeurs ne sont que des valeurs moyennes, car il y a une forte dispersion des caractéristiques entre différents capteurs.
Il faut donc amplifier sérieusement et régler individuellement les capteurs, qui bien que de rapport 1 à 2, sont dans des valeurs ohmiques très faibles engendrant des courants importants, si on traite en direct le delta U. (destruction quasi garantie)
Depuis leur installation, j'ai constaté qu'ils sont un peu sensibles à la température, mais ont l'air d'être suffisamment étanches. Je n'ai qu'une confiance limitée cependant, car il y en a un qui a déjà rendu l'âme.
C'est pourquoi je pense que les switchs sont dans l'état actuel des choses les meilleurs capteurs dans cette utilisation.

Ces capteurs logiques donnent les informations logiques suivantes :
Position médiane E/O.
Position Basse (Hauteur)
Tops de roue dentée E/O
Tops de roue dentée Haut/bas.

Un Capteur ANALOGIQUE est utilisé pour mesurer la température de sortie de capteur (de même que la température de l'eau du chauffe-eau) qui est nécessaire à la régulation différentielle. Ce capteur est une simple diode Silicium des plus courante type DGA5 ou 1Nxxx (Fig_P6)
Pour l'instant les capteurs vent et pluie ne sont pas encore intégrés.

2.1.3 La connectique et la protection contre les intempéries

Curieusement, je n'ai pas été réellement embêté par l'eau lors des intempéries, mais j'en avais eu assez peur, lors de la version analogique initiale. J'avais surestimé également les problèmes dus aux longueurs des liaisons, ce qui m'avait pratiquement obligé à faire de "l'embarqué".
A ce jour un connecteur type DB25 à contacts dorés me donne entière satisfaction. Il a été emmailloté dans un boîtier "vert" pour tondeuses (Fig_P3). Ce connecteur véhicule les  liaisons avec les deux moteurs (2 x 120 mA) et les 4 capteurs logiques.
Je n'ai pas blindé les liaisons capteurs mais il serait utile de la faire, car il y a dans quelques circonstances des perturbations sur les tops E/O ou H/B.
Vu cela, les tops ne sont pas utilisés pour contrôler la bonne position du panneau. Le problème a été résolu par le programme.
En revanche pas de problème sur les capteurs logiques de Hauteur position Basse et Est/ouest position Médiane (repli panneau)

2.2 Le Coffret d'interface

2.2.1 La fonction alimentation puissance moteurs et panel

Cette fonction est assurée par un transformateur à 2 enroulements secondaires. Le premier circuit de 14.4 V est redressé filtré  puis régulé par un régulateur intégré type 7812. Cette alimentation est nécessaire aux amplificateurs opérationnels utilisés pour les capteurs logiques.
Des petits relais 12V ont également été utilisés pour raison de fiabilité (le précédent montage était équipé de darlingtons de puissance montés en pont, mais qui a eu un problème de température…) pour assurer l'inversion des tensions d'alimentation des moteurs (inversion de rotation).
Là aussi, outre cette précédente raison, il est nécessaire de pouvoir "bouger" le panneau "manuellement" sans aucune électronique. Vu les courants en cause, pour la commande manuelle, le bouclage des circuits moteurs à la masse se réalise par un simple  interrupteur. (Indépendamment du sens)
Pour ne pas réinstaller de relais, en commande par l'ordinateur, c'est deux darlingtons de puissance TIP121 qui assurent le retour des circuits moteurs.
De même, c'est deux banals transistors 2N2222 qui assurent la commande des relais d'inversion de sens des moteurs en connexion avec l'ordinateur.
La puissance moteur est réalisée à partir du deuxième enroulement secondaire 22V du transformateur 220 V redressé et filtré et régulé par un régulateur intégré Type 7824.
(Ce n'est pas du luxe, car vu que les signaux de tops sont parfois perturbés, j'ai décidé de faire une commande du type x secondes par degré angulaire de mouvement. Pour obtenir une vitesse stable, il a été nécessaire de réguler cette tension !)
Le panneau de contrôle comporte un quadruple inverseur chargé de commuter les commandes de sens et d'ordre de marche, du panel vers l'ordinateur, ou réciproquement.
Deux interrupteurs de sens et marche arrêt complètent ce panel.

Un voyant 12 V témoigne de la mise sous tension de l'interface. Un voyant vert "Programme" témoigne de l'activité du processeur. Un voyant rouge témoigne d'erreur dans des séquences de calcul.

2.2.2 La fonction électronique capteurs et interface ordinateur

Il y a donc 4 capteurs principaux sur le panneau. Sont également prévus un capteur de pluie, et de vent. Ces derniers ne sont pas encore connectés et pourraient bien se trouver sous forme de switch comme c'était déjà le cas dans l'ancienne version (pour le vent : une simple palette étalonnée en KM/h à partir d'un véhicule comme c'était le cas dans le panneau ancienne version…)
Pour la pluie, le problème est un peu différent, car les circuits imprimés en forme de "peigne" donnent satisfaction temporaire, car après avoir été brûlés par les UV, il deviennent poreux et la détection de pluie ne se fait plus très correctement. Dans l'instant rien n'est encore établi.
Un circuit imprimé vertical assure l'amplification de la faible variation de tension des capteurs magnétorésistifs. Un potentiomètre de réglage permet l'adaptation à chaque capteur. 12 amplificateurs ont été prévus, mais il y a de la sécurité ! La sortie de chaque amplificateur 0 à 12 V est ramenée de 0 à 5V pour être compatible avec l'interface parallèle CENTRONICS de l'ordinateur de type PC. Des interrupteurs CMOS 4016 ou 4066 assurent cette conversion.
L'interface ordinateur est celle existante sur tout ordinateur de type IBM PC d'époque ancienne, car aujourd'hui cette interface parallèle n'existe même plus, car elle est jugée trop lente….Mais tellement pratique, car elle a beau être à la base une interface pour imprimante (sortie), elle est bidirectionnelle, et c'est grâce à cette particularité que l'on peut également contrôler (lire) l'état des capteurs de position panneau (Médian et Bas principalement)

2.3 La logique de commande

2.3.1 L'ordinateur

N'importe quel PC fait l'affaire. De préférence les plus vieux que l'on jette à la casse. Il n'est pas besoin de disque dur (réellement inutile) Seul un (ou deux) lecteurs de disquettes sont nécessaires. Un ami m'a procuré un vieux EPSON PSE30 équipé d'un 8086 comme processeur. Je profite de le remercier ici encore. L'alim à découpage est cependant tombée en panne. Alors en cours de recherche de panne sur l'alim, fausse manip et BOUM …avec le 220 V c'est toujours spectaculaire ! J'ai adapté une alim de récupération, et après avoir recrée le signal POWER READY qui n'existait pas, c'est reparti …
Il est évident qu'il est plus aisé de développer le programme sur une machine actuelle, mais c'est tout à fait réalisable sur la machine dédiée.
Seul petit problème, le BIOS de cette machine ne me permet pas de dérouler automatiquement l'"AUTOEXEC.BAT", car je dois à chaque mise sous tension rentrer date et heure…Tant pis !
Ce PC va donc gérer les 4 signaux de commande des moteurs et récupérer les informations des 4 capteurs principaux.
C'est un programme en TURBO-PASCAL 4 qui traite tout et dont le descriptif assez complet sera réalisé au prochain paragraphe.
Il y a assez de place sur une disquette 3.5" pour loger le minimum de commandes DOS Externe, et le programme PANOSOL6.

2.3.2 Le programme PANOSOL6

Ce programme est le cœur du système car tout est traité à ce niveau.
Au tout début de développement j'avais une bonne habitude de turbo Pascal 3.0, mais les fonctions mathématiques dont j'avais besoin n'existaient pas dans cette version. Alors j'ai du évoluer vers la version supérieure (4.0) qui est un peu différente. (Ne pas monter trop haut, car le processeur ne supporterait pas : 8086 !)
Il manquait cependant la fonction arccosinus que j'ai pu trouver sur Internet à partir de la fonction arcsinus qui existait en natif.
J'ai également eu besoin de quelques autres fonctions particulières propres aux calculs réellement astronomiques.
Bien que n'ai encore rien dit à ce sujet, l'ordinateur est donc chargé de calculer en permanence la hauteur et l'azimut du soleil pour le lieu. L'opération se fait plusieurs dizaines de fois par seconde à la vitesse du processeur. C'est le principe de base !

Le cahier des charges que je m'étais imposé était de ne plus intervenir manuellement pour que le panneau aille tout de suite pointer le soleil dès que possible, quelque soit le jour de l'année.

Le programme traite donc les éléments suivants, en les convertissant éventuellement sans l'aide d'aucune table.
Le programme est paramétré pour le lieu d'exploitation, par variables et constantes. Entre autre, l'heure de mise en marche et de coucher indépendantes des heures de lever et coucher du soleil mais toujours incluses dans la période de jour.

Les éléments de temps suivants sont des opérandes ou des résultats calculés dans le programme : La date du jour, heures-minutes-secondes, le quantième du jour de l'année, les dates des heures d'été et d'hiver, les heures solaires, le lever et le coucher du soleil, les années bissextiles, jour de la semaine. Jour des 4 solstices, année mois jour heure minutes secondes au format EXCEL et la même chose en partant d'une année zéro.

Dans une première approche je pensais utiliser les tops issus des capteurs placés en face des couronnes de démarreur. La fiabilité due à X problèmes s'est avérée mauvaise. J'ai donc pris le pari d'arriver au même résultat en prenant le postulat que la vitesse angulaire de rotation des axes du panneau était constante. La correction du temps de démarrage moteur sera un coefficient qui sera à évaluer.
(Dans la première approche il y avait apprentissage des performances moteur sur un écart de 3 dents dans une direction comme dans l'autre, tous les jours).

Le calcul permanent de la position du soleil est donc comparé à la position précédente du panneau. Lorsqu'il y a dépassement de la valeur angulaire définie, il y a mise en marche du moteur correspondant et arrêt dès que l'on a atteint la dernière valeur calculée. Cette nouvelle valeur devient alors la valeur précédente… et ainsi de suite.
Dans la réalité la plus exacte, les angles sont directement convertis en temps puisque c'est le postulat redéfini.
Il a donc été nécessaire de ne pas descendre trop bas en valeur de temps, pour que le temps de démarrage moteur reste petit devant le temps total. (Entre 7 et 9 secondes)

Une correction de vitesse est à appliquer pour chaque moteur, pour ajuster au mieux la précision. Plusieurs phénomènes viennent perturber ce fonctionnement théoriquement simple. En effet la mécanique est loin d'être parfaite, et les jeux des pignons sont importants.
Il a donc été nécessaire de caler les mouvements toujours à partir du même sens de rotation. Ceci se réalise à chaque jour au "lever" du panneau. Cela se réalise également au repli du panneau. Noter qu'au repli du panneau, la rotation E/O est toujours commandée la première pour pouvoir lutter le plus vite possible contre les vents dominants. (En cas de vent fort, le repli est immédiatement commandé).

Du fait de la rampe située à l'Ouest, le moteur peinait un peu plus de ce côté (ce n'est plus le cas maintenant), et la vitesse est un peu plus faible. On réinitialise donc la position du panneau lorsque le calcul donne comme valeur la position de repli du panneau.
Il y a également des corrections soft de la mécanique pour la fonction Hauteur du panneau, car la vitesse en montée est plus rapide qu'à la descente à cause d'un défaut de centre de gravité sur l'axe horizontal. Pas facile de jouer au millimètre sur 2 mètres de long !
On comprend donc que le programme corrige les défauts de la mécanique. Le positionnement reste cependant précis aux alentours de 5° maxi. Ceci est suffisant puisqu'au pire un écart de 10° donne dans les deux orientations donne seulement 0.96 de réduction de surface active (voir § 1.3.2)

Outre ces éléments, il est prévu d'éteindre l'écran qui ne sert à rien en fonctionnement habituel. Il ne sert en effet qu'en mise au point et en vérification. (Fig_P9). Sa consommation en énergie est importante et il est normalement éteint. Pour s'assurer du bon déroulement du programme, une LED verte clignote à un rythme rapide de jour. Le clignotement est programmé en séquence dans la boucle de calcul, et témoigne donc de l'activité du processeur.
De nuit, ce clignotement est ralenti pour différentier le jour et la nuit.

Le changement d'heure d'été/hiver se réalise suivant les directives officielles à 2 heures du matin et l'horloge PC est ainsi corrigée.

Il est évidemment possible de lancer l'application à n'importe quel moment de la journée, le panneau va directement au point calculé.
Par désir de simplification, et d'économie d'alimentation de puissance, les mouvements Hauteur et Azimut ne se réalisent pas en simultané mais toujours séparément. Vu les très lentes variations du soleil, ce n'est pas du tout un problème.
Un point de détail à relever dans l'optique des corrections, est que le panneau, une fois lancé va toujours dans le même sens en Azimut mais parcours la montée et la descente pour la Hauteur…

Dernier élément, des limites angulaires incluses dans le programme, stoppent logiquement toute commande avant d'arriver sur les switchs. (Il y a 4 limites bien évidemment).

Le programme source compte environ 1100 lignes de codes et se développe en mémoire avec 29 Ko (en .EXE).

L'ordinateur peut rester toute l'année en fonctionnement sans intervention, mais par précaution et économie, je l'arrête la nuit par un programmateur. Comme il ne redémarre pas tout seul, je suis obligé de le relancer chaque matin, mais ça ne me dérange pas.
Un fichier AUTOEXEC.BAT lance automatiquement le programme, un fois date et heure légale rentrée.

3 Le chauffe-eau solaire (cumulus)

C'est un modèle de 150 litres très ancien avec serpentin solaire en partie basse et résistance supérieure pour obtenir 75 litres d'eau chaude (en cas d'absence de soleil).
La configuration est tout à fait habituelle d'un chauffe-eau côté ECS. Côté solaire, il y a pompe, ballon de dilatation, clapet anti-retour (avec by-pass pour pouvoir tout vidanger) et également la vidange du circuit et son remplissage à partir du réseau sans oublier le "Prescomano" et son manomètre  (Fig_1764)
Aujourd'hui la législation impose au moins un clapet (et peut-être un disconnecteur ?) Pour ma part 2 robinets série, en absence d'antigel sont suffisants. Je recommande au moins un clapet si on fonctionne avec antigel. Un petit disconnecteur avec vidange à l'égout serait assez sécurisant et à ce jour même obligatoire. (Ceci pour palier tout retour d'eau glycolée dans le réseau interne de l'habitation).

Il y a un doigt de gant (canne de mesure) pour la température interne de l'eau du cumulus. C'est cette deuxième valeur de température qui va permettre à la régulation différentielle de fonctionner. La diode de mesure de température est identique à celle du panneau solaire. Elle sera fixée au bout d'une tige de plastique jusqu'au fond du doigt de gant puis retirée de quelques millimètres pour être isolée de la masse du chauffe-eau.

4 La régulation différentielle

Elle a été développée il y a 25 ans à partir d'amplificateurs opérationnels.
La partie mesure de température est issue d'un schéma Elektor publié en Mars 1979. Le reste du schéma est original. Bien que l'ensemble paraisse compliqué par le nombre d'éléments, il n'y a pas de réelles difficultés.

Les capteurs de mesure sont donc des diodes silicium tout ce qu'il y a de plus commun type DGA5 par exemple, mais toute diode convient dans la mesure où il faut essayer de limiter son inertie thermique, et qu'elle a donc intérêt à avoir de petites dimensions.
La régulation différentielle est donc partiellement analogique, mais la commande de pompe reste en circuits logique CMOS classique 4011. Elle donne totale satisfaction par sa stabilité dans le temps et sa simplicité.

On remarque sur le schéma les deux blocs (clic sur l'un des 3 schéma pour ouverture en fenêtre séparée) de mesure de température, au centre le circuit qui fait la différence des deux températures, et en sortie les deux détecteurs de seuil, réglables en termes d'écart en degrés. Puis les circuits avec condensateurs qui permettent les retards à la mise en et hors service de la pompe.

Enfin le circuit 4011 qui active le transistor de commande du relais.
Pour minimiser l'énergie consommée par le relais, un contact "économiseur" est utilisé. L'autre contact commande évidemment la pompe.


Une partie de circuit non utilisé présente un intérêt certain : C'est celui de "l'antigel". Par la détection du zéro degré, il est possible, pour éviter la casse de réchauffer le panneau en cas d'oubli ! Un voyant témoigne de cela.
Ce circuit qui ne devrait pas être utilisé ainsi reste cependant utile pour signaler par un buzzer quelconque ou un relais, le gel. (Il a été réalisé à l'origine pour un système de vidange automatique en cas de gel).

Les réglages sont prévus avec seulement un contrôleur universel. En sortie du bloc de mesure de température, un strap envoie normalement le signal au soustracteur. Le réglage des temporisations et des seuils s'effectue avec les potentiomètres de réglage (à la place des signaux de température, le strap est déplacé côté potentiomètre).

Des temporisations à l'enclenchement réglables de 20 secondes à 3 minutes sont possibles. La remise en fonctionnement en moins de temps que le délai n'est pas possible (pas de retrig) 
De même les temporisations à la coupure vont de 0 à 5 secondes. (Il ne faut surtout pas perdre les calories emmagasinées).

Les circuits au niveau des diodes sont alimentés par une tension de 7.1 V très stable issue d'un LM723 régulateur de tension qui en plus de cette tension régule le 15 V général qui alimente les LM324 et le 4011

Pour une question de disponibilité et de séparation des tensions, le relais est alimenté en 24V. Je ne pense pas que cela soit réellement nécessaire, cela simplifierait un peu l'alimentation.
(Reguldif1).

Dès l'origine, un compteur horaire électromécanique a été installé. Il rend compte du nombre d'heures de soleil qui ont été effectuées (pompe en marche). Si l'on veut parfaire le système, il faut encore ajouter un compteur du nombre de démarrage de la pompe. (Je ne l'ai pas fait !)

5 La Critique et les erreurs

Les principales erreurs sont dans la création des moteurs réducteurs, et l'absence de réelle bonne solution pour la tuyauterie qui doit être mobile.
Le principe est excellent, et rend le service, mais il a un coût d'achat et de maintenance, et si l'on peut se passer de cela c'est encore mieux !
Si, si, me faire plaisir c'est bien, mais je défends que le plus simple est encore le meilleur, c'est-à-dire un panneau solaire fixe, soit au sol soit sur le toit. Mais quand on est coincé, on est bien content d'avoir cette solution qui présente l'intérêt de réduire la dépense en panneau, mais complique un peu.

Pour ma part, vu la configuration des lieux, je ne peux pas avoir le soleil réellement avant 10 heures le matin. Le soir, les arbres ont poussé en 25 ans, et le soleil se couche ainsi plus tôt…
Pensez également aux arbres des voisins qui sont parfois de véritables obstacles, y compris pour les réceptions de la TNT...Il y a toujours quelques cas comme cela pour pimenter un peu la vie de tous les jours, qui autrement serait tellement monotone.
C'est globalement une bonne solution qui a le mérite de réduire sensiblement le coût d'achat de panneaux. Le coût est cependant augmenté par la motorisation …! Je reste cependant persuadé qu'en moyenne série, il est possible d'être moins cher q'un nombre élévé de panneaux.

Peut-être que les nouveaux "PIC" qui sont très performants pourraient peut-être se charger de la commande à la place d'un PC ?...Il faut déjà que je me mette à étudier ces nouveaux composants que je ne connais pas encore !

6 La production d'eau chaude effective

Celle-ci peut fonctionner sans problèmes lorsqu'il y a du soleil, mais en cas d'absence de soleil c'est la "cata".
Alors pour éviter tout problème je ne fonctionne plus qu'en préchauffage solaire. Ainsi, habituellement si la température n'est pas suffisante, la chaudière fuel prend le relais. Cela se justifie quand même dans l'Est de la France, surtout vers les régions de petite montagne.

Je peux fixer les idées avec les chiffres de mise en route de la chaudière fuel pour 2007.
Ces chiffres qui sont relevés une fois par semaine portent du 14 MAI 2007 au 6 Août 2007.

La chaudière fuel a démarré 125 fois  en consommant 7.1 litre de fuel soit 5.06€.
Il y a eu durant cette période (Beaucoup de temps exécrable) 428 heures de pompage solaire pour circulation du fluide caloporteur primaire.

Lorsqu'il sera précisé que ces consommations incluent aussi la presque totalité du chauffage, on peut, je pense être satisfait des résultats.

Mon regret :
C'est avant tout une grande "bidouille" qui n'est pas suffisamment fignolée comme je l'aurais souhaité, mais que d'études et de travail de mécanique (que je n'aime pas faire). On ne peut pas tout faire non plus !

7 Retour d'informations

Si cet article très technique vous a intéressé, dites le moi par un petit commentaire. Bon bricolage…

(retour début article)

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16 août 2007

JE RACCORDE MA MAISON AU RESEAU PUBLIC d'EAU POTABLE

Je raccorde ma Maison au Réseau
Public d'Eau Potable (AEP) V5

1 Aspect Légal

    1.1 L'eau potable
        1.1.1 Responsabilités et limites
        1.1.2 Commune, Syndicat, "Fermiers", Concessionnaires...
        1.1.3 Les organismes et la facture.
        1.1.4 Un mot sur l'assainissement
        1.1.5 Les autorisations officielles PC et CU
    1.2 Règlement sanitaire départemental
        1.2.1 Limites des responsabilités réseaux.
        1.2.2 Obligation de raccordement
        1.2.3 Obligation de non retour d'eau et véracité du comptage
        1.2.4 La pression de service
    1.3 Notion de domaine public et privé
    1.4 Règlement de Service du Syndicat
        1.4.1 Où et comment raccorder (abri compteur)
        1.4.2 Obligations en matière de non retour d'eau
        1.4.3 Qui réalise les travaux Publics
        1.4.4 Type et emplacement du comptage
        1.4.5 Le GEL
        1.4.6 Autres points

2 Aspect pratique

    2.1 Le tuyau PEHD et les raccords
        2.1.1 Le tuyau PEHD et les raccords
        2.1.2 La partie publique
        2.1.3 La partie privée et la fouille privée
    2.2 Le type d'abri pour le compteur
        2.2.1 Regard béton
        2.2.2 Regards préfabriqués
    2.3 Le compteur, la vanne d'arrêt, le clapet
    2.4 L'isolation du regard
    2.5 Les Bouchons

3  Cas d'un regard commun à plusieurs propriétaires

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Préambule

Ce thème n'était pas initialement prévu, mais à la lecture des statistiques du blog, je me suis aperçu qu'il y avait une réelle demande de conseils en AEP. Je vais donc commencer par expliquer l'aspect légal, car c'est un point très important et toujours sujet à conflits avec le concessionnaire.
Et puis après on passera à l'aspect pratique qui ne présente pas de difficultés mais seulement beaucoup de points particuliers et de mises en garde.
Si vous avez été intéressé laissez moi un petit message, car ça fait plaisir tout simplement. Si j'ai raconté des âneries dites-le également ! BONNE LECTURE...

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1 Aspect Légal


1.1 L'eau potable

1.1.1 Responsabilités et limites

La distribution de l'eau potable est de la responsabilité des Maires des Communes ou du Président de la structure (Privée ou Publique) à laquelle le maire a délégué sa mission. Il y a donc toujours lieu de se rapprocher de la mairie pour savoir qui s'occupe de l'eau potable ou des réseaux AEP (Adduction Eau Potable)

1.1.2 Commune, Syndicat, "Fermiers", Concessionnaires...

Le maire d'une commune ne désirant pas "s'embêter" avec l'eau potable peut sous-traiter, dans la mesure où son conseil en est d'accord, le service de l'eau à une structure publique (Syndicat) ou au privé (soumissionnement à un marché public).
Le service de l'eau potable comporte une obligation de résultats. Il est contrôlé par la DDASS en ce qui concerne la qualité de l'eau (absence de germes etc…)
Il faut rappeler aussi qu'une eau potable n'est pas une eau chimiquement pure, mais une eau bonne au goût et à l'odeur, fraîche et ne contenant pas de germes susceptibles d'induire des troubles de la santé ou des maladies, ni de substances chimiques dangereuses.

Un syndicat peut regrouper la distribution de l'eau sur plusieurs communes, (c'est l'union qui fait la force). Libre au Syndicat d'assurer lui-même la distribution et la maintenance du réseau, ou au contraire, il peut dans la mesure où son bureau Directeur en est d'accord, sous-traiter partiellement ou en totalité sa mission.
Il peut sous-traiter à des groupes privés bien connus, qui vont facturer les abonnés et entretenir le réseau. Ces groupes sont appelés les "fermiers".

REMARQUE importante : les structures publiques ont l'interdiction de faire des bénéfices, alors que les structures privées doivent en faire.
En réalité l'une et l'autre forme ont leur avantages et leurs inconvénients. Ainsi les privés travaillent pour l'immédiat seulement (contrats de l'ordre de 10 à 25 ans environ), et les publics ont tendance à se faire plaisir et à jouer les généreux politiques...

Il peut s'agir également de régies privées, mais c'est pour l'instant assez rare.
A remarquer qu'un fermier rend compte habituellement à la structure publique d'un syndicat.

La propriété des installations et réseaux est en général aux communes ou au syndicat, et je n'ai jamais vu de fermiers propriétaires…?

On désigne souvent l'organisme assurant la gestion du réseau d'eau potable par "le Concessionnaire".

1.1.3 Les organismes et la facture.

Les Agences de l'eau sont organisées par bassins et aident financièrement les différentes structures par des subventions.
Le FNDAE Fonds National Des Adductions d'Eau participe aux recherches de nappes et à la modernisation des réseaux.
La contre-valeur pollution est une taxe appliquée sur les communes de plus de 400 habitants qui reflète par de savants calculs l'effort accompli par une commune pour traiter son assainissement.
La taxe de prélèvement, (de faible pourcentage) permet aussi des recherches de nouvelles zones en comptant cette fois la totalité de l'eau prélevée (habitants + fuites + incendie +gens du voyage+etc…)

1.1.4 Un mot sur l'assainissement

L'assainissement est une redevance qui est due au prorata des M3 consommés en eau potable. En effet ces M3 se retrouvent tôt ou tard dans la nature et pollués.
Ceci explique que vous avez parfois 2 releveurs de compteurs d'eau (un pour l'eau potable, et un pour l'assainissement).

1.1.5 Les autorisations officielles PC et CU

Un Certificat d'Urbanisme vous certifie que vous pourrez construire et être raccordé aux principaux réseaux (électricité et eau  potable) L'assainissement pouvant être individuel.
Pour le Permis de Construire c'est la même chose, mais en plus précis, puisque les plans existent alors.

A noter que pour l'eau potable, l'un et l'autre des documents sous entend que vous êtes situé à moins de 100 mètres du réseau public. (Loi Urbanisme et Habitat) et dans une zone constructible.

(ATTENTION les frais de la partie publique de votre raccordement vous seront normalement imputés, voir plus loin). Toutes fois, la construction d'un nouvel adducteur ne pourra pas vous être imputée.

1.2 Règlement sanitaire départemental

Ce texte est spécifique de chaque département, mais en général, il est issu d'un modèle commun et tous les règlement sanitaires sont donc très proches les uns des autres. C'est ce texte important qui définit les paragraphes qui suivent :

1.2.1 Limites des responsabilités réseaux.

La limite est claire, puisqu'il s'agit du compteur, qui est la propriété du concessionnaire. De façon plus précise, c'est moins simple qu'il n'y parait, car le côté réseau est normalement "plombé" par un plomb ou une bague plastique. (Ce n'est pas autorisé de retourner son compteur et ça peut coûter cher ! )

L'écrou de raccordement après compteur est accessible aux deux parties, et un échange de compteur par le concessionnaire peut parfois se solder par une fuite côté abonné (qui sera enregistrée par le compteur !)
Si c'est vous qui manoeuvrez l'écrou après compteur, faites très attention que le compteur ne tourne pas sur l'écrou avant compteur, car vous feriez cette fois une fuite au concessionnaire, par destruction du joint !
Un abonné est en général tenu de signaler toute fuite, c'est bien normal, et cela allégera d'autant vos factures, et en plus c'est un réflexe citoyen.

1.2.2 Obligation de raccordement

Vous avez obligation de vous raccorder au service public d'eau potable, surtout si vous avez des activités où vous recevez des personnes. (Restaurants…)
La responsabilité de la qualité de l'eau est donc à l'organisme qui l'a en charge (Le Concessionnaire !) Cette responsabilité va jusqu'au robinet de l'usager ce qui n'est pas vraiment normal, puisque l'on est alors en domaine privé. Le rôle du concessionnaire est alors de lever le doute et au besoin de conseiller l'abonné à effectuer des travaux si les problèmes relèvent de son installation.

1.2.3 Obligation de non retour d'eau et véracité du comptage

Un des points extrêmement important est de ne pas renvoyer sur le réseau public de l'eau provenant de votre installation privée (et c'est possible par le chauffe-eau ou une pompe par exemple).
C'est tellement important que très souvent le concessionnaire se substitue à l'abonné et place après compteur un clapet appelé aussi "douille de purge" qui n'autorise le passage de l'eau que dans un sens (du réseau vers l'abonné).
Ce clapet est un minimum de protection, et bien que posé par le Concessionnaire en général, vous en avez l'entière responsabilité ! (voir § 1.2.1)
Dans des cas plus délicats, un disconnecteur, voire une bâche de reprise peuvent être imposés par la DDASS ou le concessionnaire. (usines de dépollution , laiteries,industries à risque…etc)

Si vous décidez d'alimenter vos WC par l'eau de pluie, vous êtes normalement obligé d'installer un disconnecteur (avec vidange à l'égoût).
Un projet de loi en 2008 devrait imposer une bâche tampon avec surverse dans le cas d'un secours par le réseau public. (Des aides d'Etat sont possible pour des citernes se renseigner)
Attention aux disconnecteurs qui fuient car l'eau est perdue en cas de problème, mais en général cela s'entend ou se voit.

1.2.4 La pression de service

Rares sont les Syndicats qui ont défini des pressions mini et maxi, car il est très difficile de s'y conformer : (Pression différente en pompage, pertes de charge du réseau, altitude.)
Il y a souvent une pression minimum indiquée au règlement sanitaire, qui peut être de 0.3 bars au point le plus élevé de l'habitation…C'est peu ! Si c'est votre cas, vous avez intérêt à installer un petit surpresseur pour pouvoir remplir le circuit de votre chaudière ou utiliser votre super cabine avec hydro massage…

1.3 Notion de domaine public et privé

En ce qui concerne les terrains, c'est l'acte du géomètre qui définit vos limites de terrain privé. Tout ce qui n'est pas privé est à priori public (ou de type collectif si chemin privé)
Attention à ce dernier point notamment pour les lotissements qui ne seront pas repris par les communes…(ça coûte très cher à l'usager !)
Lors de l'implantation de votre regard de comptage, c'est à vous d'indiquer vos limites de terrain...

En ce qui concerne les compteurs, la limite des domaines de compétence est assurée sur cet équipement (sur l'écrou de sortie). Habituellement la conduite arrivant au compteur est de type publique. Mais ce n'est pas une règle absolue, ainsi dans le cas d'un lotissement privé, c'est peut être la responsabilité du Syndic ou du gestionnaire.
Le service public est maintenant assuré SYSTEMATIQUEMENT à la frontière délimitant les espaces publics et privés.

Les compteurs dans les maisons seront progressivement abandonnés et les installations refaites par les concessionnaires. Exiger la réfection complète sans raccords car le risque de fuite sur du vieux matériel est élevé. (sinon refuser)

Si vous voulez de plus amples renseignements sur le sujet de la légalité vous pouvez consulter une autre article sur la législation sur les travaux d'eau potable (blog lokistagnepas)

1.4 Règlement de Service du Syndicat

Le règlement de service doit vous être remis au moment où vous signez votre abonnement, mais vous pouvez bien entendu le demander avant, c'est toujours très intéressant de le lire préalablement.
Ce document définit les éléments suivants :

1.4.1 Où et comment raccorder (abri compteur)

Il est indiqué dans ce règlement comment vous serez raccordé au réseau public, sachant que vous devrez habituellement ménager un abri pour le compteur. Cet abri pourra être de type préfabriqué ou traditionnel (voir plus loin)
(S'il s'agit d'un lotissement privé, c'est pareil mais cette fois c'est le lotisseur ou le Syndic qui ont décidé comment il fallait organiser les abris compteurs.)
Le point précis sur la conduite principale sera normalement déterminé avec un fontainier du concessionnaire. Un devis ou mémoire devront normalement vous être remis avant le raccordement réel.

Veiller principalement à ce qu'il n'y ait aucun raccord APRES compteur (ou définissez clairement par courrier recommndé la responsabilité de celui qui l'aura réalisé). Ce cas est fréquent sur les regards préfabriqués dit"hors-gel".

1.4.2 Obligations en matière de non retour d'eau

Le règlement peut définir plus complètement la mise en place du clapet ou du dispositif anti-retour (douille de purge). Pour information, le clapet s'il n'est pas présent peut provoquer des erreurs de comptage par des passages intempestifs d'eau en compression/décompression du réseau privé (principalement dus au chauffe-eau)
NOTA : les clapets intégrés dans les groupes de sécurité des cumulus sont inefficaces au bout de peu de temps.

1.4.3 Qui réalise les travaux Publics

Il est de la responsabilité du concessionnaire du réseau d'entreprendre des travaux sur la voie publique, avec les différentes autorisations nécessaires DICT (Déclaration d'Intention de Commencement de Travaux envoyées à tous les autres concessionnaires de réseaux), Conseil Généraux, DDE, etc…
Le Concessionnaire peut déléguer son travail mais reste responsable (cas d'accidents sur la voie publique etc…) Il peut y avoir des entreprises agrées qui seules peuvent répondre de leur savoir faire face au responsable qui reste le concessionnaire de réseau.

1.4.4 Type et emplacement du comptage

L'abri du dispositif de comptage est souvent défini dans le règlement de service. Ça peut être un regard en béton de dimensions XY, ou un regard préfabriqué ou une borne isolée intégrable en muret de clôture…etc.  (Voir préconisations)
Cet abri de comptage doit permettre l'accès au fontainier, au releveur de compteur, depuis le domaine public (route, chemin etc…) sans franchir le domaine privé.
Ainsi  un écart dans le muret de clôture doit être aménagé pour ne pas pénétrer dans la propriété.
Actuellement les services de l'Etat imposent souvent des places de parking devant les maisons.
Les regards de comptage peuvent alors y être placés, et souvent au milieu du passage d'entrée pour éviter les pressions de roulement sur les regards.

1.4.5 Le GEL

Le règlement de service attire toujours l'attention de l'abonné, sur le gel du compteur. L'abonné est toujours responsable et paye toujours la facture ! (Voir ci-après le chapitre isolation)

1.4.6 Autres points

Bien des autres points pratiques et techniques sont en général définis dans ce document.
Lisez le avec attention.

2 Aspect pratique

Il est désormais interdit de faire des "branchements sur branchements", car cela conduit à des situations inextricables juridiquement et à un mauvais service pour tous.
Tous les branchements sont habituellement réalisés à partir d'une conduite publique située sous le domaine public. Il y a cependant des exceptions, car anciennement les conduites étaient tirées en ligne droite sur le domaine privé et il y en a encore ! Renseigner vous.

         

 

2.1 Le tuyau PEHD et les raccords

2.1.1 Le tuyau PEHD et les raccords

Le tuyau PEHD "Bande Bleue" (polyéthylène Haute Densité) est un excellent produit qui remplace avantageusement le Plomb qui est interdit.  Le bleu caractérise l'emploi "eau potable". Les diamètres des tuyaux plastiques sont donnés en diamètres extérieurs. (20, 25,32, 40,50,63….)

Les raccords plastique/cuivre ne sont pas tous de qualité égale, et les fabricants "tirent" sur la matière première. Je ne vais pas faire de publicité mais seulement orienter vers des principes que je pense bons.

Vous devrez préférer les raccords dont l'étanchéité de réalise par des joints toriques. Ne prenez pas de raccords qui travaillent à la compression d'un joint.
Veillez cependant, dans le cas des joints toriques, à ne pas abîmer ceux-ci par une découpe "sauvage" du tuyau PEHD. Vous devrez faire un "beau chanfrein"  ( extérieur (et intérieur) )  pour ne pas blesser le joint !
N'utilisez que du matériel 16 BARS minimum.
Assurez vous également que les pièces en laiton sont faites dans un alliage "non-dézinsifiable" (l'alliage de laiton est fait de cuivre et de zinc et à la longue le zinc migre ce qui donne une couleur rouge au laiton. Il ne reste à terme que le cuivre, trop tendre)

2.1.2 La partie publique

Rappelez vous que le compteur et son abri seront placés sur le domaine PRIVÉ, ACCESSIBLE depuis le domaine PUBLIC et généralement en bordure de terrain, le long de la voie publique.

Votre maison va être alimentée par le réseau public d'eau potable ! C'est le concessionnaire qui a cette responsabilité pour la partie publique.
Il peut, mais il ne devrait pas vous laisser assurer vous-même la fouille, par votre terrassier habituel. (Cela arrive souvent cependant)
En cas d'accident sur le domaine public, c'est le concessionnaire qui est responsable, et il ne manquera pas de se retourner vers vous et votre terrassier pour minimiser sa peine.
N'oubliez pas que la DDE et/ou les Conseils généraux veillent à l'état des chaussées, et qu'une fouille mal compactée (en tout-venant olbligatoirement), s'affaissera et vous pourrez être alors sommé de financer la réfection, en outre d'une éventuelle amende.

Normalement le concessionnaire pose son propre matériel : tuyau PEHD, vanne de branchement, gaine, bouchons,…etc. Vous n'avez aucun droit d'imposer des matériels sur cette partie de l'alimentation. (Sauf bouchons éventuels voir ci-après )
Ne prenez jamais cette responsabilité, ce n'est pas la vôtre. On pourrait vous le reprocher par la suite.

Cette première partie de tuyau va donc de la conduite principale (adducteur) piquage avec habituellement une vanne de branchement sous bouche à clef, puis jusqu'au dispositif de comptage. Le fontainier va raccorder le compteur, (souvent avec un clapet ou douille de purge en sortie).
Le concessionnaire a mis la section qu'il pensait être correcte pour que vous ayez le meilleur service (débit/pression/qualité) parfois à partir d'un imprimé que vous aurez rempli et qui précise les débits demandés.

Pour fixer les idées dans le cas général, et suivant les pressions du lieu, un tuyau de 25 ou 32 mm en 16 BARS (même si vous n'avez que 2 bars) convient. Mais c'est la décision du concessionnaire…
Il y a cependant des exceptions et principalement en cas de très faible pression (proximité des réservoirs) des alimentations en 40mm sont conseillées. Ce sera également le cas lorsque les longueurs sont importantes.
Une particularité alsacienne est d'alimenter toujours en 40 voire plus (chasse d'eau en direct sur réseau !) Quel gâchis et quels risques inutiles (pour l'abonné comme pour son Syndicat) ! Le moyen âge est terminé depuis longtemps…!

Dans le cas des lotissements, la partie publique (ou de la voie privée) est déjà crée. Il ne reste plus que la partie "maison" à réaliser.

2.1.3 La partie privée et la fouille privée

Exigez du PEHD bande bleue de grands distributeurs et dans la variété 16 BARS. Le diamètre sera en général identique à celui du concessionnaire, mais pas obligatoirement. (Attention aux nouvelles salles de bains très gourmandes en débit/pression). Pour une maison particulière, et des pressions de 3 à 5 bars, un 32 mm est en général très bien dimensionné. (au delà de 5 bars, un tuyau de 25 mm peut être suffisant) Au besoin demandez conseil au fontainier.

Le 16 bars est de fait une sécurité anti-fuite. Cette résistance vous prémunit également pour le cas où le concessionnaire décide pour une question d'exploitation de changer les pressions, (il en a le droit) .
Cela vous évitera de tout recommencer dans la belle pelouse s'il n'y a pas de gaine…

La fouille en terrain privé est du seul ressort du particulier ! En général il acheminera tous les réseaux dans cette même fouille. (à savoir : électricité, télécommunications, eau potable, parfois assainissement).
Il sera nécessaire de placer l'eau potable entre 80 centimètres et 1 mètre. Je ne recommande pas d'aller à moins de 70 centimètres même dans le sud de la France, et 90 centimètres dans le Nord, car, vu les problèmes climatiques actuels, les épisodes extrêmes prennent des proportions importantes.
(Je recommande 1 mètre de couverture).
Notez également que la profondeur est une sécurité importante "anti-accrochage" par tout engin

Pour des questions d'intervention éventuelle, séparer les réseaux de 40 centimètres au minimum et travailler en fouilles étagées au besoin.( N'oubliez pas les grillages avertisseurs placés 20 centimètres au dessus des réseaux). Si le grillage ne comporte pas de fil métallique au centre, mettez un fil de fer galvanisé (ou mieux en inox ou en cuivre) dont chaque extrémité dépassera dans le regard et dans la maison. (Cela permettra une détection éventuelle ultérieure pour localiser dans 30 ou 50 ans…)
La distance inter réseaux peut-être réduite à presque zéro si on place des gaines annelées de couleur (bleue pour l'eau potable, jaune pour le Gaz, vert télécoms et rouge électricité)

Devez vous mettre une gaine pour passer le tuyau ? Ce n'est pas le prix que ça coûte, et je pense qu'il vaut mieux en mettre une, et de la plus petite section possible (souvent 63mm). Cette gaine assure la Protection du PEHD, réduit la largeur de fouille et supprime la nécessité de sable).
"La médaille" a cependant un revers en ce sens que les gaines constituent de remarquables tuyaux de forte section qui peuvent conduire les eaux d'infiltration (du terrain) directement dans votre habitation surtout si celle-ci est en contrebas. (voir le schéma type d'alimentation en contrebas ci-dessus)
Alors vous devrez mettre des bouchons au moins côté regard de comptage, si la maison est en contrebas du regard.
Si le regard est en contrebas important par rapport à la conduite principale, exigez que le concessionnaire mette un bouchon sur la gaine éventuelle qu'il aura placé sous la route, juste après la bouche à clef (éventuelle).

Si la maison est en contrebas du regard de comptage, arrêter la gaine à 1 mètre ou 2 avant la maison et mettre un bon "placard" de marne jusqu'à la pénétration pour éviter toute infiltration.
Si vous ne mettez pas de gaine, posez alors le PEHD sur un lit de sable et 1 mètre ou 2 avant la maison procédez comme ci-dessus en mettant de la marne jusqu'à la pénétration.

Dans les Deux cas mettre un très bon mastic adapté à l'endroit de la pénétration (éviter le silicone qui n'est pas réellement adapté et réagit peut-être avec le PEHD ?.

ATTENTION aux autres réseaux car c'est du pareil au même ! Il faut TOUS les faire !

Un point EXTRÊMEMENT IMPORTANT est l'absence de tout raccord enterré sur toute la longueur du PEHD privé. (C'est la meilleure assurance zéro fuite)

CONSEIL : Dans la fouille mettez donc une gaine de plus, ça vous évitera de tout recreuser pour passer les différents câbles : report d'index de compteur, sonnette, portail, vidéo…etc

2.2 Le type d'abri pour le compteur

Les règlements de service précisent en général le type d'abri homologués pour les compteurs. Dans le cas de regards en béton, essayez si possible d'avoir un support compteur... C'est mécaniquement plus stable que deux bouts de tuyaux qui portent un compteur...(voir photo)

2.2.1 Regard béton

C'est le procédé le plus simple, et souvent le mieux adapté à l'eau potable.
Si on vous impose ce type, alors veillez à ce qu'il soit drainé vers un point bas.
Si vous le pouvez, et que c'est en accord avec le concessionnaire, faites la dépense d'un regard de 800 mm de côté, composé de deux éléments appelés réhausses et couverts par dalle d'adaptation et tampon fonte.
(Pour les novices, le tampon est le "couvercle du regard").

Exigez des tampons fonte qui sont bien plus robustes que les tampons acier galvanisé, et qui ne risquent pas de tomber au fond du regard (par la forme ronde).
Les tampons béton sont proscrits en général, car trop lourds à soulever pour les releveurs de compteurs, dangereux et fragiles lors de chocs.

Des regards constitués d'une rehausse de 40 ou 50 cm puis d'une trémie symétrique ou non de 60 ou 50 cm ont étés créés (avec des moules spécifiques) pour cette application. La "trémie" est capable de recevoir directement un tampon fonte fixé par un mastic amortisseur. Ça existe mais ça ne doit pas être encore sur Internet, car ce sont des productions locales qui seront peut-être indiquées ultérieurement suivant les volontés des fabriquants et revendeurs.

(Les regards utilisés en eau potable n'ont habituellement pas de fond (pour pouvoir évacuer par infiltration l'eau éventuelle) Ce ne sont que des réhausses empilées.)

Ce regard allie la facilité d'intervention pour les fontainiers, une excellente solidité, et une couverture en fonte réputée solide. Pour les "habitantes" qui trouvent laids les grandes dalles de réduction, ce problème est largement amélioré ! Le coût est également moindre du fait de l'absence de la dalle de réduction.

Le regard béton vous permet également d'avoir assez de place pour loger un éventuel réducteur de pression. (voir photo de tête d'article un regard avec RAV, compteur, douille, robinet, départ haute pression et départ avec réducteur de pression pour la maison)

2.2.2 Regards préfabriqués

Il est maintenant monnaie courante de mettre des regards préfabriqués appelés aussi citerneaux ou regard hors-gel, dont les raccordements sont souvent réalisés avec des manchons électro-soudables, qui sont de bons procédés dans la théorie, mais dont la mise en œuvre peut par fois poser des problèmes.

Je ne suis PAS partisan de ces regards dans lesquels tout est serré et dont les éléments ont été miniaturisés à l'extrême, au point de lâcher au premier coup de bélier…Si votre concessionnaire est d'accord pour un regard béton, préféré le, bien entendu ce sera à vos frais (à négocier le delta du coût) mais vous y gagnerez en quiétude. (travaux de fouille à votre charge...normal)

Si le raccord du PEHD de l'abonné (situé en terre après le clapet intégré) lâche, qui est responsable des M3 perdus. Ce n'est pas l'abonné ! Qui a réalisé l'électro-soudure ? Ce n'est pas très clair !

Ces regards préfabriqués sont cependant assez en vogue, car réclamés principalement pour une question esthétique (moins gros) et  d'une facilité certaine pour relever le compteur.
Les compteurs sont cependant des types spéciaux (compteurs coaxiaux) qui valent plus cher que les compteurs standard.
Ces regards, toujours en plastique restent, soumis au risque de gel, et la position élevée du compteur (position par rapport au sol)  peut poser problème dans les régions très froides. Des artifices basés sur les chaleurs latentes peuvent palier au problème, cela augmente encore le prix. Le jeu en vaut-il la chandelle ?

Qui a donc mal remis la coiffe isolante ? c'est pas moi, c'est le releveur etc… Si le polystyrène d'isolation est abîmé, le risque de gel est potentiel…Le polystyrène reste un matériau fragile ! Les guerre des responsabilités est alors engagée...

Il y a aussi des regards préfabriqués avec raccordement traditionnel qui sont mieux de ce point de vue, mais toujours aussi fragiles au passage des camions.

2.3 Le compteur, la vanne d'arrêt, le clapet

Dans le regard prendront place dans l'ordre, depuis le PEHD venant de la canalisation principale :

- Le robinet d'arrêt AVANT Compteur (RAV), dont la manœuvre  est accessible au concessionnaire ET à l'abonné. Ce robinet est habituellement couplé avec un raccord pour le PEHD (côté réseau public), (modèle droit ou coudé). De part sa position il est de la responsabilité du concessionnaire.
- Le compteur dont la longueur est habituellement de 170 mm pour un compteur de diamètre DN15 est connecté au RAV avec un joint plat. Des modèles en 110 mm sont également possibles.
- Le diamètre du compteur dépend des débits instantanés et moyens de l'abonné. Cette caractéristique est déterminée le plus souvent par le concessionnaire, qui juge la situation, pour que le compteur enregistre au mieux les débits de pointes et les débits faibles, sans détérioration.
- En sortie de compteur se trouve le clapet anti-retour (droit ou coudé) qui assure également le rôle de décompression d'un côté comme de l'autre du clapet, par les vis de purge. Côté abonné, comme côté compteur. Ces vis de purges doivent être vérifiées correctement fermées. C'est la responsabilité de l'abonné, car c'est après compteur !
- Se trouve ensuite le raccord "plastique / cuivre" souvent appelé "jonction" et le PEHD qui repart vers la maison.

- Si le robinet avant compteur n'est pas étanche, une éventuelle fuite ne pourra pas vous être reprochée, car ce robinet appartient au concessionnaire qui n'a pas vérifié son bon fonctionnement.

Doit-on mettre un robinet d'arrêt APRES compteur ? Je répondrai NON ! En effet un robinet est toujours un risque de fuite, et comme il y a un clapet, le fait de démonter l'écrou après compteur n'inonde pas le regard, donc ce n'est pas nécessaire réellement, surtout si vous oubliez, comme beaucoup, de contrôler de temps à autre que tout se passe bien dans le regard !
Un élément de moins=Un problème de moins (dans ce cas !)
Je le recommande cepndant s'il y a plusieurs départs, et uniquement dans ce cas.

2.4 L'isolation du regard

Savoir qu'isoler un compteur ne sert à rien…Je m'explique :
L'isolation du regard a pour but d'empêcher la chaleur qui vient du sol de s'échapper (la chaleur monte).
Le sol est chaud à 1 mètre de profondeur et il ne gèle jamais à cette profondeur (en France à une altitude < 600 mètres). Il faut donc piéger les calories présentes dans le sol et les bloquer juste au niveau du compteur pour que l'ensemble des équipements ne gèle pas.
Il ne sert strictement à rien de n'isoler que le compteur. Il gèlera quand même mais un peu plus tard.
(Toute isolation ponctuelle retarde la variation (+ ou -) de température qui va s'appliquer à ce point).
(N'achetez jamais une coque d'emballage de compteur ! c'est une fumisterie !)

Dans notre cas, c'est tout le regard qui doit être protégé (le robinet RAV, le compteur, le clapet, les jonctions)
Cette isolation devra pouvoir être facilement retirée pour pouvoir accéder au RAV, au compteur et au clapet. Elle pourra être constituée de 2 demi plaques de polystyrène de 10 cm d'épaisseur à joints croisés, ou de plusieurs sacs de plastique type poubelle 100 litres au moins, et remplis de "chips" ou copeaux de polystyrène.
N'utilisez jamais de LAINE DE VERRE ni ces autres types d'isolation (paille,  copeaux de polystyrène à même le regard (sans sac))

(L'eau à l'état liquide qui recouvre les éléments de fontainerie (compteur, clapet...) est également un excellent antigel, mais s'il y a un polystyrène au dessus, il va simplement flotter, et c'est parfait).

2.5 Les Bouchons

Les gaines annelées sont de véritables canalisations d'eau naturelle (infiltration). Ces gaines ne sont pas réputées étanches, mais elles le sont quand même très souvent, merci Messieurs les fabriquants !
Cette eau qui ne provient pas du réseau AEP peut donc s'infiltrer dans l'habitation à l'endroit de la pénétration du tuyau.
Il y a lieu de comprendre ce phénomène qui a longtemps été ignoré et laissé sans solutions.

Il y a dans le commerce des bouchons qui sont TOUJOURS à placer au point le plus haut. Ces bouchons obturent la gaine annelée en laissant le seul passage du tuyau.
(On ne  place jamais les bouchons aux points les plus bas, car la mise en charge les fait sauter)

Si vous ne trouvez pas ce genre de dispositifs, videz une bombe de polyuréthane à l'entrée de la gaine annelée. c'est moins bien mais ça fonctionne aussi, et à ma connaissance il n'y a pas de réaction chimique avec le PEHD.
Ceci non seulement pour l'arrivée d'eau, mais aussi pour tous les autres réseaux.

C'est réellement la misère de voir une belle maison toute neuve avec 20 centimètres d'eau en sous-sol. Certains constructeurs sont réellement très négligents, car les professionnels savent que dans des configurations où il y risque de mise en charge, il y a des dispositions à prendre...

Encore un mot, pour insister sur un sujet adjacent qui est la méthode de pose des canalisations AEP (adducteurs). Aujourd'hui les adducteurs sont posés sur un lit de tout-venant 0-31.5. L'ensemble est alors recouvert d'environ 40 cm du même matériaux, puis de terre (en bordure de route par exemple). La fouille est intégralement remplie de tout-venant dans le cas d'une fouille sous chaussée. L'ensemble est alors soigneusement compacté.
Qu'est-ce que j'en ai à faire, ce n'est pas mon problème…!

Eh bien si, car par ricochet, ces fouilles en matériaux concassés (c'est obligatoire) sont de véritables réservoirs d'eau d'infiltration, dont le volume est réellement immense (parfois plusieurs centaines de M3 : Exemple : 200 mètres de fouille de 0.6m de large et 1.20m de hauteur =144 M3 comptez seulement 20% de volume libre pour l'eau, cela donne quand même 29 M3)

Alors c'est une raison de plus pour faire très attention aux infiltrations d'eau…

3  Cas d'un regard commun à plusieurs propriétaires

Cette situation se rencontre pour les habitations symétriques mitoyennes, les branchements de pâtures et quelques cas particuliers anciens. Cette situation est réellement un cadeau empoisonné. En effet financièrement chacun des propriétaires peut trouver un avantage au financement d'un tel regard. (mais en général surtout le Maître d'œuvre ou le lotisseur, qui laissent avec bonheur les futurs propriétaires se débrouiller de la suite en ayant économisé un regard complet) Cependant l'amour n'a qu'un temps, et tout va dépendre de la position précise du regard et de la bonne intelligence des propriétaires .

Dans le cadre d'une pression accrue de la législation, et vu la direction d'évolution actuelle, il est impératif que chaque propriétaire ait son propre regard, puisque celui-ci en est le seul responsable, il doit être sur SON terrain et accessible depuis le domaine public, (et le jouxtant !).

Si un regard est positionné précisément pour moitié sur chacune des 2 propriétés, le mal n'est que réduit de moitié ! Il est loin d'être éliminé…Et pourquoi ?

1 L'entretien d'un regard est demandé par les distributeurs, pour permettre un relevé aisé et rapide des compteurs et préserver la santé des personnels. Dans ce schéma, bien entendu ce sera toujours à l'autre (propriétaire) de faire le nécessaire…(voir photo de l'état pitoyable de certains regards, pour information les pierres sont sur  les robinets et tuyaux !)

2 La remise en place de l'isolation doit être faite consciencieusement par l'un (ou par l'autre). Il arrive souvent dans ce contexte et pour compliquer les choses, qu'un seul des deux compteurs gèle. Alors la question se transforme en accusation soit sur le distributeur, soit sur l'autre voisin qui l'a fait exprès…

3 La casse éventuelle de tampons non normalisés en béton (par ailleurs interdits) ou le dégondage des tampons en acier galvanisé va renforcer les tensions. Sur ce dernier type de tampons, des paumelles de fenêtres ont parfois été utilisées pour les articulations des demi-portes. Ces paumelles ont rouillé et cassé, et une des portes peut tomber sur le matériel hydraulique et casser compteurs ou robinets. Alors quel compteur est cassé ?
Ce cas se produit aussi avec des tampons acier rectangulaires posés avec des dispositifs sommaires de verouillage.

4 Enfin si le regard est complètement sur le terrain du voisin (ce qui est le cas le plus habituel, vu que la précision des mesures est à un godet de pelleteuse sur un terrain dont les bornes sont déjà partiellement enterrées), la brouille entre voisins fait que l'un des propriétaires ne peut plus accéder légalement à son compteur, avec toutes les conséquences que cela suppose.

5 Cette situation peut encore se compliquer dans le cas des milieux agricoles où les regards comportent parfois jusqu'à N compteurs appartenant à autant de propriétaires distincts. (voir photo)

6 Certains regards du distributeur servent d'abri à des compteurs de particuliers, alors bien entendu, le particulier se dispense de tout entretien. Eh oui en gros cela se passait ainsi dans l'ancien temps : "Tu passes tes tuyaux dans mon terrain mais tu me fais gratis un branchement dans ton regard (vidange ou ventouse)". A cette époque c'était ainsi !

Dans tous ces cas, si l'on vous propose une telle situation, VOUS DEVEZ LA REFUSER, car c'est légalement incorrect et une source de problèmes ultérieurs innombrables.
Ne riez pas, tout cela existe vraiment, j'ai seulement rassemblé quelques cas rencontrés réellement (pas tous ensembles heureusement !)

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Merci de vos commentaires ou questions et faites bien votre raccordement.

J'espère vous avoir donné de bons tuyaux...!

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30 août 2007

LES GROUPES DE SECURITE DES CHAUFFE-EAU

LES GROUPES DE SECURITE
   DES CHAUFFE-EAU (V2)

1 A quoi sert le groupe de Sécurité ?
2 De quel phénomène s'agit-il
3 Elements de constitution
4 Montage
5 Débits d'évacuation / ASSURANCES
6 Pression réseau et réducteur de pression
7 Maintenance Et Conclusions

Si vous arrivez directement sur cette page par un moteur de recherche, vous pouvez avoir accès à la table des matières et à chaque article, en page d'accueil.    L'accès se fait par l'un des deux liens en tête de colonne de droite ----->

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Un petit article qui refait un peu l'anatomie d'un groupe de sécurité, car ce n'est pas évident pour tout le monde et même parfois pour des "professionnels"…

1 A quoi sert le groupe de Sécurité ?

Un groupe de sécurité est conçu pour protéger un appareil hydraulique, et très souvent un appareil de production d'eau chaude. Ce peut être aussi la production d'eau chaude d'une chaudière, ce qui revient pratiquement à la même chose.

La sécurisation consiste à éviter la destruction par explosion de l'appareil et les éventuelles conséquences pour les occupants du logement ou de la maison.

2 De quel phénomène s'agit-il

Dans le cas précis des chauffe-eau, il s'agit de compenser la dilatation de l'eau sous l'action de la chaleur produite par l'électricité ou par échange thermique avec une chaudière.
(Dans ce dernier cas, le ballon est souvent inclus dans l'enveloppe de la chaudière.)

Seulement en aparté, chacun sait, pour l'avoir appris à l'école primaire, que les liquides sont incompressibles ?

L'eau d'un chauffe-eau va donc se dilater et augmenter de volume. Ceci étant on va jouer sur l'élasticité des matériaux de la cuve pour compenser ce volume complémentaire. Il n'est pas possible de compenser indéfiniment car à un moment, donné ce serait d'abord la déformation permanente puis l'explosion de la cuve.

Les fabricants ont jugé par le calcul de la résistance des matériaux, les marges de sécurité, et les essais en laboratoire, que 7 bars étaient un seuil à ne pas dépasser.
(Par le passé, dans les années 50, les groupes de sécurité existaient aussi, mais beaucoup étaient tarés à des valeurs beaucoup plus faibles de l'ordre de 3.5 bars. il en a encore quelques-uns dans les chaumières au fond des bois….

7 bars sont devenus une référence de fait pour tous les chauffe-eau, et c'est peut-être aussi devenu une norme, et les groupes sont normalement "NF", (ceci représentant un produit de qualité Normes Françaises)

3 Elements de constitution

Les éléments fonctionnels sont : un clapet anti-retour et une soupape tarée à 7 bars.
A ces éléments, et pour le côté pratique, il est ajouté un robinet d'arrêt. Dont le rôle est important notamment pour la vidange de la cuve.

Le clapet est maintenant en plastique, ce qui évite les phénomènes de corrosion, mais n'élimine pas plus les grains de calcaire qui viennent se poser sur le siège du clapet, et rendent ainsi son action rapidement inefficace. Ce point sera développé dans l'article "Carrière de calcaire dans tous les robinets et appareils ménagers". (lien)

Dans l'ordre :

Vue sur le clapet
Vue arrivée eau froide et robinet à sphère
Vue de la soupape (Commande de vidange)
Vue de la soupape externe partie interne

(Click miniature pour ouvrir dans une nouvelle fenêtre)

4 Montage

Le montage de ce groupe de sécurité est normalement prévu d'être placé au plus proche du chauffe-eau, et directement sur la tubulure d'admission en général.

Ce groupe de sécurité reçoit donc d'un côté, l'eau en provenance du réseau interne "public" et alimente par la partie basse la cuve du chauffe-eau.

Un orifice de sortie est prévu pour évacuer l'eau du volume dilaté de l'eau. Cet orifice DOIT être raccordé à un tuyau à l'air libre de section au moins égale au diamètre de sortie (ici dans l'exemple 26x34). Habituellement on utilise au minimum un tuyau PVC de 40, ainsi on est sûr de ne pas être pris au piège des assurances (voir ci-après).

Il y a lieu de remarquer d'après le schéma de principe que la soupape reste toujours potentiellement prête à agir quelque soit la position du robinet.

Pour vidanger le chauffe-eau, il y a lieu de fermer le robinet d'arrivée car ce serait le chauffe-eau ET le réseau qui partiraient en évacuation, puis d'ouvrir la soupape, sans oublier d'ouvrir un robinet d'eau chaude pour ne pas créer de dépression dans le chauffe eau et autoriser ainsi une vidange rapide et complète.

Des méthodes permettent de changer le groupe de sécurité sans vidanger le chauffe eau, mais quand on ne change qu'une fois dans sa vie un groupe se sécurité, il est à mon humble avis, préférable de ne pas innover, au risque de faire un inondation, et peut être en eau bouillante !

5 Débits d'évacuation / ASSURANCES

C'est là où mes "copains" les plombiers sont les plus laxistes, car ils raccordent le 26x34 par un petit tuyau cuivre de 10x12 vers le premier regard venu. (J'ai vu parfois utiliser le deuxième trou du robinet de remplissage de réservoir de WC !)
Il y en a même qui ne raccordent rien du tout ! Un seau est négligemment placé sous l'orifice d'évacuation et il n'y a jamais de fuite uniquement dans le cas très précis ci-dessous :

Pas de clapet au compteur de l'installation et pression du réseau ne dépassant pas 6.5 bars environ même de nuit. Lorsque le concessionnaire réseau pose un clapet c'est effectivement de sa faute !!! quand-même !...

Le débit en fonctionnement normal est de l'ordre du goutte à goutte voir un "fil" d'eau. Ce débit n'existe que si l'appareil est en chauffe (ou vient de l'être à cause des inerties)

Inutile de dire qu'une installation avec le petit tuyau de 10x12 (ou sans rien du tout est prohibée) pour deux raisons majeures :

- Si le concessionnaire d'eau installe un clapet (ce qui est à votre charge normalement mais est obligatoire) c'est "foutu" ! Le chauffe-eau va couler normalement en chauffe, parfois peut-être seulement la nuit.
- Si le concessionnaire a un ennui réseau et redonne de l'eau à un niveau de pression plus élevé ou qu'il a un problème technique de pression de service, alors là aussi, ça ne fonctionnera plus.

Dans tous les cas, ce tuyau PVC devra pouvoir absorber le plein débit ("gueule bée ") de l'installation. (Attention également aux siphons qui occasionnent des pertes de charge importantes et qui peuvent induire un débordement).
Les siphons sont aussi habituellement des ramasse-poussière qui ont tendance à se boucher. Aussi, je donne un avis personnel, je préfère sans siphon et direct au tuyau PVC (tant pis pour les odeurs éventuelles mais c'est à vous de voir !)

En ce qui concerne les assurances en cas de dégâts des eaux, il faut savoir que les assurances ne couvrent pas ce dégât si l'évacuation n'est pas à la bonne section.
C'est donc quasiment une obligation de prévoir l'évacuation au bon diamètre. Vous ne le regretterez pas !

Pour information, avec une évacuation type 10x12 ou même 14x16, sur un réducteur de pression qui lâche, cela peut faire 25 m3 en une nuit soit environ 20 cm d'eau dans la maison !

6 Pression réseau et réducteur de pression

Le Groupe de sécurité taré à 7 bars commence à "lâcher" parfois à partir de 5.5 ou 6 bars. Ceci veut dire que si la pression du réseau est de cet ordre de grandeur, il y a nécessité de mettre un réducteur de pression.
Voir également l'article sur les réducteurs de pression sur le même site.
Le réducteur de pression peut être placé sur le circuit d'alimentation du chauffe-eau ou à l'arrivée compteur. Cela reste un appréciation personnelle, quant au confort dans les autres points d'eau.
Habituellement on garde un robinet extérieur en haute pression (pression directe réseau) et on réduit la pression pour l'ensemble de l'habitation (y compris chauffe-eau).

Un mot enfin pour répondre plus complètement sur le sujet des chauffe-eau, il y nécessité d'installer en SORTIE d'EAU CHAUDE, un raccord diélectrique qui évitera toute corrosion qui se manifeste toujours à cet endroit précis.

7 Maintenance Et Conclusions

Les fabricants recommandent de faire fonctionner le robinet à sphère, ainsi que la vidange une fois par mois.
Personnellement soyez rassurés, je n'y pense pas et je n'ai pas le temps de le faire ! Le risque n'est pas trop important si vous avez correctement raccordé le groupe.

Cependant, cette opération peut présenter un certain intérêt dans les régions où il y a beaucoup de calcaire. Commencer par fermer le robinet d'arrivée du groupe et ouvrir le clapet de purge. Il y a alors turbulence en fond de cuve qui a tendance à entraîner à la vidange le calcaire nouvellement déposé et ne s'étant pas alors agglutiné.
Ce petit tourbillon inverse du sens habituel se produit sous le déflecteur et entraîne ainsi les particules. Il faut pour cela, ne pas se contenter d'une simple ouverture / fermeture, mais d'une purge de plusieurs litres en recherchant la vitesse maximum et en ouvrant ainsi tous les robinets d'eau chaude.
Ne pas oublier de remettre tout en service normal et en faisant attention à la première ouverture d'eau chaude qui va immanquablement  éclabousser un peu.

Les pannes les plus habituelles sont :

-la fuite du clapet anti-retour
-le blocage du robinet d'arrivée
-oxydation du ressort de tarage

Dans le premier cas, c'est le clapet compteur qui va assurer la base d'appui de la montée en pression (de l'eau froide et chaude). Si c'est le cas, il y a un "pshttt" plus important lors de l'ouverture de l'eau froide. (Pour la chaude c'est normal).

Dans le deuxième cas, c'est seulement gênant pour la vidange éventuelle.

Le problème du ressort oxydé se traduit par une plus grande sensibilité à la pression allant parfois jusqu'à couler même hors chauffe, mais ce cas reste assez rare.

Ce dispositif est important et tombe peu souvent en panne concernant la partie soupape.
Il n'en est pas de même de la partie Clapet qui est vite hors d'usage principalement lorsque l'eau de réseau est chargée en calcaire. (C'est normal).
Le plus important étant l'explosion, celle-ci n'aura donc pas lieu (je n'en ai jamais vu personnellement)
Le clapet après compteur reste donc plus que jamais nécessaire (voir les autres blogs).

Ne pas oublier l'obligation d'un clapet anti-retour situé juste après compteur c'est à vous en principe de le mettre (voir l'article sur ce sujet).

Un article sur le calcaire est également développé et vous guidera dans la compréhension des phénomènes qui se passent et que beaucoup de plombiers ignorent.

Si votre chauffe eau est rempli de calcaire, vous avez aussi une possibilité intéressante d'y remédier, sans démontage de cuve, à la condition que le calcaire ne soit pas trop stratifié.
voir l'article sur le désembouage des chaudières dont le procédé est applicable aux chauffe eau.

Si vous êtes perdu et totalement étranger à ce genre de problèmes, que votre chauffe eau coule sans arrêt, pas du tout, ou par intermittence et que vous ne savez pas très bien si c'est normal ou non, il vous reste l'article "Mon chauffe eau coule" qui est une pyramide de dépannage qui vous indiquera les grandes lignes du problème éventuel..

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31 août 2007

CARRIERE DE CALCAIRE DANS TOUS LES ROBINETS ET APPAREILS MENAGERS

                                                                              (Calcaire dans les robinets ? )

"CARRIERE" DE CALCAIRE DANS TOUS LES
ROBINETS ET APPAREILS MENAGERS (V2)

L'eau en France et en général

1 Manifestation du phénomène
1.1 Robinets mélangeurs et Appareils ménagers
1.2 Quelle conclusion hâtive tirer
2 Examen situation et chauffe-eau
2.1 Présence clapet au compteur
2.2 Densité du calcaire
2.3 Schéma d'un chauffe-eau
3 Explications du phénomène
3.1 Sable ou calcaire ?
3.2 Appareils anti-tartre
3.3 Les adoucisseurs
4 Décisions à prendre face au phénomène.
5 Solutions
6 Divers cas

Le mot de la fin

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L'eau en France et en général

Les eaux potables sont tirées du milieu naturel et ont donc à cette occasion acquis des éléments chimiques solubles ainsi que des matières en suspension (non solubles). Ceci est parfaitement normal et inévitable.
Pour rappel également, l'eau potable n'est PAS un élément pur (H2O) mais un élément propre à l'alimentation humaine.
Dans ces éléments solubles acquis, se trouve entre autres, du calcaire (carbonate de calcium CO3Ca), sous forme dissoute, qui présente la fâcheuse tendance à précipiter à la chaleur. Cette présence caractérise la dureté de l'eau et est mesurée en degrés Français °F.

Plage de valeurs pour le titre hydrotimétrique (dureté) : (WIKIPEDIA)

TH (°f)	0 à 7	7 à 15	15 à 25	25 à 42	> 42
Eau	très douce	douce	moyennement dure	dure	très dure

De ces trois mots clef : chaleur, calcaire, matières en suspension, découlent tous les problèmes qui vont être décrits ci-après.

1 Manifestation du phénomène

1.1 Robinets mélangeurs et Appareils ménagers

Le filtre situé en entrée des appareils ménagers (lave vaisselle, lave linge…) est obstrué et il faut un temps infini pour remplir.
Ou au contraire, les électrovannes se détériorent et provoques des fuites. Il y a de l'eau qui passe en permanence avec tendance à inondations et divers problèmes.
Si la pression n'est pas trop élevée, les chauffe eau fuient à la soupape de sécurité par le calcaire coincé dans le clapet caoutchouc de la soupape.

Les cas les plus fréquents sont la réduction de débit importante au robinet mélangeur de la cuisine, par obstruction du filtre du col de cygne. En parallèle à ce problème, les abonnés signalent également la chasse d'eau qui se rempli très lentement.

Les abonnés dévissent alors les filtres des mélangeurs d'éviers, et trouvent beaucoup de cristaux blancs et sont dans certains cas obligés de renouveler l'opération tous les 3 à 8 jours, ce qui devient vite inacceptable.
Face à cela ils appellent le concessionnaire d'eau.

1.2 Quelle conclusion hâtive tirer

Tout le monde sait qu'une casserole qui sert à chauffer une eau calcaire, se rempli rapidement d'un dépôt blanc de calcaire. Aussi lorsque l'on parle de calcaire tout un chacun pense à ce phénomène et au chauffe-eau, et par conséquence à l'EAU CHAUDE !
(Tout le monde a aussi été "intoxiqué" par les pubs sur les ravages du calcaire)

Après une première hypothèse gratuite vers l'appareil de production d'eau chaude, l'abonné analyse sa propre situation et constate que le WC est alimenté en eau froide, que le lave linge également, et qu'ils ont tous le problème. Il en déduit (à tort) que ce n'est pas le chauffe-eau qui est en cause, et c'est pour cela qu'il appelle le concessionnaire.

Conclusion hâtive de l'abonné : c'est le concessionnaire d'eau potable qui nous envoie cette eau si chargée en calcaire, puisque l'eau froide est seule en cause !

Nous allons comprendre dans les paragraphes qui suivent pourquoi cette conclusion n'est pas correcte dans la quasi totalité des cas.

2 Examen situation et chauffe-eau

2.1 Présence clapet au compteur

Il faut en premier lieu s'assurer de la présence d'un clapet au compteur, (le seul réducteur de pression s'il y en a un ne peut pas être considéré comme suffisant pour assurer un non-retour d'eau).
Le clapet compteur est extrêmement important, car il va conditionner plus ou moins le retour d'eau dans l'installation privée.

2.2 Densité du calcaire

Cette densité en valeur minimaliste est de l'ordre de 2.5 . Cette densité implique que le produit est donc beaucoup plus lourd que l'eau et qu'il va se déposer dans tous les points bas d'une installation sous forme précipitée en cristaux ou sous forme colloïdale.
Sous forme colloïdale il forme une pâte blanche sur le tamis d'un filtre de robinet.

2.3 Schéma d'un chauffe-eau

Pour bien comprendre ce qui se passe, un petit dessin vaut mieux qu'une grande démonstration. La seule chose à admettre c'est le principe physique général du dépôt de calcaire à cause de la température. Un chauffe-eau de 20 années est rempli de 10 à 20 cm  de calcaire, (ceci en fonction de la dureté de l'eau : Prenons une valeur moyenne de dureté de 22 par ex.).

Ainsi le schéma montre un chauffe-eau partiellement rempli, et l'orifice de la tubulure d'arrivée d'eau froide. Cette tubulure est recouverte d'un déflecteur principalement destiné à éviter de "crever la lame de séparation d'eau chaude/froide" par un fort débit d'eau froide (phénomène de strates d'eau de différentes températures).

3 Explications du phénomène

L'élasticité de l'installation va être la condition principale pour véhiculer ce calcaire.
(Le clapet du chauffe eau est considéré comme hors service)

Au gré des tirages d'eau froide en général, il y a une onde arrière qui va assurer un retour d'eau plus ou moins important suivant la présence d'un clapet au compteur.
Ajouter à cela les variations de pression réseau qui vont jouer de la même manière, avec une onde arrière (seulement en absence de clapet compteur ou clapet HS).
La tubulure d'eau froide va donc aspirer de l'eau qui va entraîner un peu de calcaire dans les circuits d'eau froide. Ce calcaire va donc "tomber" par gravité vers les points bas de la tuyauterie générale de distribution de la maison ou de l'appartement.

Toute ouverture d'eau froide en un point du réseau interne de l'habitation, peut ainsi reprendre ces particules au chauffe-eau et les convoyer dans toute l'installation d'eau froide.
Suivant les différents embranchements de l'installation, les cristaux vont s'arrêter sur les filtres qu'ils vont s'empresser de colmater et réduire ainsi les débits.

On comprend maintenant le lien très important entre ces manifestations et la présence d'un clapet compteur.
Ce clapet compteur va retarder le phénomène, car les retours d'eau ne seront simplement le fait de la compression des tuyaux et un peu des joints de robinets, ce qui représente peu de volume.
Ce clapet compteur est en général trop loin pour être lui-même abîmé par le calcaire (ratio volume d'installation et volume d'élasticité).
(Considérer dans le même ordre d'idée que le volume élastique d'un chauffe-eau est relativement grand par rapport au volume élastique des seuls tuyaux.)

Si tous les clapets fonctionnaient, que se passerait-il ? On remplirait simplement le chauffe-eau de calcaire qui resterait simplement emprisonné. Outre les baisses de rendement et destructions diverses liées, le calcaire n'apparaîtrait cette fois que par la sortie d'eau chaude dans  60 ou 100 années…

A remarquer que le calcaire restera toujours au fond du chauffe-eau, car les vitesses en cause pour le faire passer dans la tubulure d'eau chaude située en haut sont insuffisantes. (Rapport diamètre tuyau / diamètre chauffe eau)

(Au fait mon voisin !…"Ben lui il a rien" !!! Mais il ne faut surtout pas en parler !) Il est pourtant raccordé au même réseau d'eau potable ! De plus en plus bizarre  !

3.1 Sable ou calcaire ?

La densité du sable est plus répandue autour de 1.5

(voir blog sur le sable de varsable)

Le sable étant plus lourd tombera aussi vers tous les points bas d'une installation.
Il y aura parfois du sable et du calcaire plus rarement du sable tout seul.
Ce sable peut parfois provenir des captages mêmes, mais il peut aussi s'agir de sable issu d'une station de filtration de l'eau. Il peut toujours y avoir quelques grains qui se sauvent, mais le plus souvent le sable que l'on peut trouver aujourd'hui dans un chauffe-eau provient souvent d'un ancien captage de fortune (souvent par des sources).

On peut donc trouver les deux éléments ! à remarquer simplement que le filtre avant compteur n'arrête pas les fines particules.

3.2 Appareils anti-tartre

Je ne me prononcerai pas sur le sujet car c'est un sujet à polémique. Une chose est sûre, le calcaire lorsqu'il passe dans les tuyaux est sous forme dissoute. Arrivé dans le chauffe-eau, aucune force ne peut contrecarrer la température et empêcher le calcaire de précipiter et de se déposer.

Je pense seulement que ces appareils peuvent peut-être, éviter la déposition du calcaire aux endroits où il y a rupture de pression. Cette rupture de pression se produit notamment à l'embouchure des robinets et favorise la cristallisation.

3.3 Les adoucisseurs

C'est leur rôle premier, ils empêchent la formation de cristaux de calcaire. Ils remplacent les ions calcium par des ions sodium qui eux ne se déposent pas. Attention, car cette eau devient agressive par cette opération. L'eau ainsi traitée reste théoriquement potable, mais il n'est pas conseillé de la boire pour autant.
Les fabricants ont trouvé la parade en faisant un mélange (by-pass) qui redonne un peu d'eau calcaire.

Il faudrait normalement mettre l'adoucisseur uniquement sur l'entrée d'eau froide du chauffe-eau. Le calcaire n'est pas du tout mauvais à la santé, et en tous cas beaucoup moins dangereux que l'eau adoucie !
Il est assez dommage de constater que le commerce ne perd pas ses droits !
Certains conseils généraux ont d'ailleurs publié des notices qui reprennent très objectivement les différents éléments des adoucisseurs.

Pour avis personnel, je recommande un adoucisseur au dessus d'une dureté de 25° F à 28°F, et cela uniquement pour l'eau chaude et/ou le remplissage d'une chaudière.
Je déconseille de placer l'adoucisseur sur la totalité d'une installation (dès le compteur). (C'est souvent fait ainsi pour une question de facilité d'installation, d'aspect esthétique, mais aussi dans un but de consommation de sels et de régénérents, désinfectants...etc)
Cela en vaut-il la peine pour la simple eau chaude, et pester après les petites traces blanches sur les verres ?
Attention à la corrosion de l'installation dans ce cas. Ne pas oublier de faire le bilan corrosion / prix du chauffe eau + plombier relativement au prix d'achat de l'adoucisseur, des sels et de la maintenance de l'appareil. (voir l'article sur les adoucisseurs)

4 Décisions à prendre face au phénomène.

-Se renseigner sur la dureté de l'eau.
-Regarder l'age du chauffe-eau installé.
-Se renseigner sur la présence d'une douille de purge ou d'un clapet compteur, ou sur un appareil éventuel placé en alimentation d'eau froide chauffe-eau. (Ou se renseigner ou essayez de le détecter voir article sur le clapet ou la douille de purge)

-Établir un petit plan des différents "piquages" d'eau froide depuis le chauffe-eau et en direction du compteur, mais aussi du restant de l'installation (ou mieux, dessiner l'ensemble du réseau interne à peu près à l'échelle des longueurs et en indiquant les point bas par une flèche).

Maintenant que vous savez que l'eau froide du chauffe-eau peut revenir en arrière, grâce au petit plan, vous pouvez faire des expériences pour prouver effectivement que cela vient du chauffe eau.

Pour ces expériences, vous devrez enlever le "mousseur" (le petit filtre inox) du robinet et placer un morceau de bas ou collant féminin fin de couleur foncé pour vérifier en premier lieu la présence de cristaux blancs dans l'eau froide, puis en deuxième sur l'eau chaude (en ayant eu soin de purger la partie du col de cygne)

Tout cela n'est pas très évident à réaliser avec sagesse et précision !

Une fois que vous aurez dit que le chauffe-eau a 20 ans ou plus, que vous habitez un région à dominante calcaire (Jura par exemple) que le degré Français de dureté l'eau est > 20, que vous n'avez pas de clapet ou douille de purge, tous les éléments sont réunis pour que votre chauffe eau soit plein…de calcaire !

5 Solutions

Une mauvaise solution à mon sens serait d'ouvrir le chauffe eau et de le détartrer. En effet l'attaquer mécaniquement pour les dépôts solides adhérents est déconseillé (cuves émaillées parfois). Vous ne retirerez que les parties poudreuses ou cristallines. L'emploi de nettoyeur haute pression nécessite également une buse adaptée pour faire les parties adjacentes du trou d'homme, et reste mécaniquement assez agressif.
Vous allez également avoir à refaire une étanchéité de la plaque du trou d'homme, ce qui n'est pas évident, d'autant que votre modèle de 20 ans n'existe plus et que le joint d'étanchéité est introuvable. Il faudrait le faire aux cotes avec emporte pièce et joint au mètre carré.
De plus les anodes en magnésium destinées à protéger de la corrosion sont complètement "bouffées", et il faudrait en mettre des neuves… ! C'est possible de tout réparer, mais ça va durer et coûter une petite somme, finalement pour un appareil qui est à bout de souffle ! Plus de douche, plus d'eau chaude pour la vaisselle…
Vous allez être à deux doigts d'une "crise internationale" à la maison !.

Une plus mauvaise solution encore, serait le nettoyage chimique à l'acide. Premièrement c'est hyper dangereux à réaliser par le particulier (protection de la peau, des yeux et ne pas respirer les vapeurs toxiques) et il faut ensuite neutraliser les rejets (stockés où ?) avec une base forte. C'est pratiquement irréalisable en toute sécurité à titre individuel.
De plus, l'acide va attaquer le calcaire mais va aussi attaquer ce qui est sain. Comme il ne reste "plus grand-chose", cela va fragiliser ce qui reste, avec des risques annexes de 100 ou 200 litres par terre.

Faire réaliser les travaux par un professionnel a un coût qui bien souvent se révèlera du même ordre de grandeur qu'un appareil neuf.

Un constat : Il vaut mieux vous résoudre à changer ce chauffe-eau, vous ne serez plus embêté par le calcaire une fois que tout aura été débouché et l'installation purgée (ouverture plein débit quelques instants pour chaque robinet d'eau froide seulement)

D'un point de vue sanitaire seul, l'accumulation de matières au fond du chauffe eau, n'est pas bon du tout. En effet ces matériaux sont toujours le support pour le développement des bactéries souvent dangereuses. Cela est aussi une excellente raison pour changer l'appareil. (C'est certainement la meilleure raison)

Il est évident qu'à des teneurs élevées en calcaire (>40), le mieux serait que le concessionnaire abaisse un peu cette teneur, jusqu'à des valeurs "acceptables" que j'évalue entre 25 à 28° F.

Il reste aussi une solution d'attente, voire à installer lors d'un échange de chauffe eau, qui peut se révéler intéressante. Installer un filtre en point bas du chauffe eau, dont la section est importante relativement au diamètre de la tuyauterie. Ce filtre sera placé dans le sens inverse de l'arrivée d'eau. (Choisir un filtre à tamis oblique en laiton, d'un pouce au moins et avec un petit robinet de vidange/purge). Le calcaire aura donc tendance à rester à cet endroit dans le sens arrière, puis devrait repartir vers le chauffe eau à toute demande d'eau chaude. La purge permettra de vider au besoin ce qui ne serait pas reparti. Je n'ai jamais essayé, mais je pense que ça devrait donner quelques résultats…

Il existe aussi une solution sans démontage, qui devrait donner satisfaction dans le cas où le calcaire est sous forme pulvérulente ou faiblement stratifiée, qui est d'utiliser le procédé exclusivement mécanique que j'ai inventé pour le désembouage des chaudières.
Ce procédé utilise l'air et l'eau, et peut parfaitement s'appliquer aux chauffe eau. Vous trouverez tous les détails dans l'article N°49 "Procédé de désembouage inédit pour chaudière". Il y aura lieu là aussi de procéder avec prudence au niveau de l'injection d'air, surtout si le chauffe eau est ancien et prêt à lâcher. Voir article désembouage.
(On remarquera que l'introduction d'air pourra se faire au même point, que là où est habituellement ajouté un vase d'expansion, et que la mise en place d'une telle possibilité (Té+vanne) présente un double intérêt).
Cette solution accompagnée de la précédente, me semble la plus interéssante, la moins fatiguante, la moins chère et la moins polluante. Elle devrait permettre de retarder l'échéance de l'échange.

6 Divers cas

Les réducteurs de pression peuvent jouer un rôle, que j'ai pu constater, par le fait de la précipitation au niveau du robinet, mais aussi par la plus faible vitesse de retour au niveau du déflecteur du chauffe-eau, et ainsi perdre la force nécessaire au déplacement des cristaux.
Ce cas est tout à fait réel mais il ne saurait durer et tôt ou tard le calcaire revient.

Je rapporte également des cas après travaux d'adduction, là aussi, ce sont des appareils bien remplis, de calcaire, qui au gré des coups de bélier dus à l'air, ont remis en mouvement des particules prêtes à se coller entre elles.
Dans le cas des travaux d'adduction, il y a un cas modérateur qui est parfois la reprise intégrale des branchements anciens, qui a pour conséquence la mise en place de clapets (ou douilles de purge) après compteur. Ce clapet va donc arrêter l'onde de retour vers le réseau et donc réduire la vitesse d'entraînement des particules.

Il y a aussi, il faut le dire, des cas où la dose de calcaire est impossible à gérer sans l'aide d'un adoucisseur. Lorsque l'on dépasse 40 °F, les chauffe-eau se remplissent à vue d'oeil, et pour calmer le jeu, il y a réellement lieu d'installer un adoucisseur sur l'entrée d'eau froide du chauffe eau.
Il est utile aussi de réduire la pression le plus possible, et de garder des sections de tuyaux et canalisations importantes, pour deux raisons :

   Une moindre pression diminuera la rupture brutale de pression au niveau des robinets
   L'augmentation de section retardera le colmatage de l'installation.

Il n'est pas facile de gérer les problèmes de calcaire, mais on y arrive ! Le concessionnaire dispose d'une ressource en eau potable qui est en principe validée par un hydrogéologue agréé. C'est une bonne ressource qui n'a pas d'équivalent dans le secteur géographique concerné.
Se souvenir que l'eau potable une fois captée et traitée doit être rapidement acheminée vers la consommation. Elle ne peut pas se conserver ou se garder !

Le mot de la fin

Le chauffe-eau est un peu comme le réducteur de pression…et votre voiture…Ne lui demandez pas de faire 600 000 KM sans ennuis…Remplacez le par un modèle neuf et accordez lui une fin honorable en le sciant en 2 parties égales dans le sens de la longueur. Cela fera 2 excellents barbecues…

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01 septembre 2007

DEUX CHAUDIERES BOIS et FUEL en SERIE ET PARALLELE

DEUX CHAUDIERES BOIS et FUEL
    en SERIE ET PARALLELE

1 L'idée de Base
2 Les particularités
3 L'eau chaude sanitaire
4 Les pompes
5 Chauffage Fuel seul
6 Chauffage Bois seul
7 Préchauffage Bois et chauffage Fuel
8 Chauffage Bois et Fuel en //
9 Explications des modes pour les saisons
9.1.1 Cas de l'été (absence de chauffage)
9.1.2 Cas de l'eau chaude en hiver
10 PHOTO DES VANNES DE MODES
11 INCIDENTS
12 CONCLUSIONS
12.1 Production thermique complète
12.2 Le schéma global complet

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Préambule

Cette installation est réalisée et fonctionne correctement. Elle est de plus agrémentée d'Eau Chaude Sanitaire (Noté ECS par la suite) soit par le fuel soit par le soleil ou les deux. Pour simplifier un article qui deviendrait un peu trop long et fastidieux, s'il cumule les deux aspects, seul le chauffage sera traité dans cet Article.

Ce document initial avait été fait pour permettre à une autre personne que moi, d'intervenir en ayant un minimum de connaissances théoriques de l'installation. Il est vrai que pour être publié, dans un blog, j'ai été obligé de mettre un peu plus en forme et d'expliquer tous les points qui le méritent.
J'ai bien compris que votre intérêt est de construire sans trop de risques quelque chose qui ressemble à cela, qui fonctionne bien et qui vous fera réaliser des économies.

Qu'est ce que le préchauffage ? C'est la possibilité de donner quelques calories "faciles" à un organe de chauffe capable de finir à la température désirée. Ceci implique que le préchauffage n'est pas obligatoirement à température bien régulée, et que c'est le chauffage lui-même qui sera en mesure de réaliser l'adaptation.
Ce préchauffage peut convenir à la production d'eau chaude sanitaire, et tout aussi bien au circuit de chauffage des locaux.

NOTA : On m'a fait remarquer que cette réalisation n'était pas aux normes actuelles. Je pense que c'est certainement vrai. L'installation a évolué au fil des années, et il semble que le raccordement de deux chaudières bois/fuel se réalise maintenant suivant d'autres schémas, mais je pense que l'on doit perdre quelques fonctionnalités.
Un problème signalé est l'expansion de l'eau.  Il est important et doit être traité de façon sérieuse pour éviter les accidents. Ce qui est correct dans mon cas ne le sera peut-être pas dans d'autres...
Alors à chacun de faire ses choix et de prendre ses responsabilités.

J'expose seulement mon projet réalisé, chacun y puisera ce qui l'intéresse.

1 L'idée de Base

Une chaudière fuel ET une chaudière Bois/charbon à coupler en individuel, en parallèle (abréviation //) ou en série (préchauffage par le bois). (Le préchauffage par le fuel n'ayant aucun sens économique).

L'idée est d'avoir un chauffage automatique sans souci, principalement la nuit, et suivant les besoins et la présence à la maison, de pouvoir brûler un peu de bois, et de diminuer d'autant la facture Fuel.

L'installation étant prévue en thermosiphon, il y a de fortes sections de tuyaux et il faut mettre le minimum de vannes car c'est toujours des sujets délicats au niveau fuites, et aussi au niveau des ajustements. On ne parlera pas des vannes d'isolement supplémentaires qui permettent d'intervenir sur une chaudière en cas de problème sur l'autre.

Chronologiquement, la chaudière bois avait été la première installée, car j'étais en chauffage électrique. J'ai abandonné ce mode coûteux, mais je ne le regrette pas pour autant car la maison était isolée tout à fait correctement dès 1973 grâce aux belles promesses d'EDF.
J'ai donc "greffé" une chaudière fuel il y a seulement 5 années et l'ensemble fonctionne bien.

2 Les particularités

Le point le plus délicat de cette réalisation est sans conteste l'ensemble raccords union vannes tés etc…, pour lequel, il y a lieu de très bien réfléchir avant, pour que l'ensemble soit montable, réglable pour ajuster le non bridage, mais également démontable.
C'est principalement que là que réside toute la difficulté. Si vous êtes en sections cuivre plus petites, ce sera certainement beaucoup plus facile.

Le schéma de principe quant à lui est assez simple et le tableau de commutation des vannes pour les différents modes est la base du principe. Il y a de très nombreuses possibilités qui ne se résument pas toutes en "série ou //", car en fonction des saisons, il y a chauffage ou non, mais toujours production d'ECS.

Particularité du schéma, un radiateur du couloir a été prévu indépendant du reste du circuit, pour permettre un petit climat tempéré "central", (radiateur du couloir) en demi-saison. Ceci est également utile pour pouvoir absorber rapidement une surchauffe et donc un emballement thermique. Noter que sur ce dernier point, j'ai prévu un petit onduler de 400 VA pour la pompe de 21 W. (TRUST 400 F à l'époque visible sur la droite de la photo de tête d'article). La pompe "grogne" un peu à cause du régime carré à la place de la belle sinusoïde d'EDF, mais ce n'est qu'un mode de secours, et cela reste acceptable. (Je ne pense pas que les harmoniques puissent détruire le condensateur de démarrage).

La vanne 4 voies ne sert que l'été (absence de chauffage), pour la production partielle d'ECS, elle est alors positionnée côté bleu, contrairement au mode chauffage dans lequel elle est toujours sur le repère rouge.

On remarque que le vase d'expansion et positionné sur le circuit Rouge des radiateurs, puisque c'est le circuit final qui sera toujours actif quelque soit la chaudière. Vous pouvez mettre un ballon à membrane sous pression, mais attention au volume d'eau qui est plus important que dans le cas d'une seule chaudière. (Ici vase de 20 l) Pour un ballon sous pression et une installation standard 10  ou 12 radiateurs, je pense à environ 30/35 litres. (A calculer de toutes façons).

                           

TABLEAU DES MODES DE FONCTIONNEMENT

MODE	VAN_A	VAN_B	VAN_C	POMPES ACTIVES	Commentaires
BOIS SEUL	OUVERTE	FERMEE	FERMEE	BOIPOMP	Chauffage seul
BOIS SEUL + ECS mode 1	FERMEE	OUVERTE	FERMEE	BOIPOMP	Chauffage + priorité ECS
BOIS SEUL + ECS mode 2	OUVERTE	FERMEE	OUVERTE	BOIPOMP	Chauffage + ECS (égalité)
BOIS SEUL ECS SANS chauffage	OUVERTE	FERMEE	OUVERTE	BOIPOMP	Fermer tous les radiateurs
FUEL SEUL Chauffage	FERMEE	FERMEE	OUVERTE	FUELPOMP	Chauffage + ECS obligé
FUEL SEUL ECS	FERMEE	FERMEE	OUVERTE		ECS seule + 4_VOIES / Bleu
FUEL + BOIS Préchauffage	FERMEE	OUVERTE	FERMEE	BOIPOMP	ECS obligé
FUEL + BOIS en //	OUVERTE	FERMEE	OUVERT	BOIPOMP FUELPOMP	ECS obligé (Mode délicat)

3 L'eau chaude sanitaire

La chaudière bois n'est pas obligée de posséder un ballon pour l'ECS, et c'est même déconseillé, car cela compliquerait très sérieusement les montages avec ECS mixte solaire, bois, fuel (voir partie ECS solaire). En effet lorsque l'on chauffe au bois, il suffit que la chaudière fuel soit vue comme un radiateur, et le miracle se produit, l'ECS est chauffée par le bois dans la chaudière fuel !

Bien entendu, en mode fuel seul ou préchauffage bois, l'ECS est produite dans la chaudière fuel, de façon tout à fait standard et obligée.

4 Les pompes

Elles ont intérêt à être de puissance équivalente (ici 21 W). Elles peuvent parfois fonctionner ensemble, mais cela n'arrive qu'en cas de mise en parallèle. (Ce mode ne devrait arriver que lors des hivers à -30°C !)

Habituellement lorsque l'on fonctionne en mode individuel, il y a lieu de fermer une vanne correspondante sur l'une des chaudières pour éviter de mettre en température la chaudière qui ne fonctionne pas (pertes thermiques dans la cheminée et la pièce).

En mode préchauffage bois (mode série), la pompe chaudière bois fonctionne, et la pompe chaudière fuel peut ou non fonctionner, mais ce n'est pas nécessaire à priori. (Sauf si l'on veut accélérer les échanges thermiques)

Lorsque la chaudière bois est seule à fonctionner, il ne faut pas oublier de couper la pompe fuel, car dans ce cas elles seraient antagonistes et le chauffage et l'ECS seraient très faibles, avec un risque d'emballement thermique de la chaudière bois.

5 Chauffage Fuel seul

Dans ce mode de fonctionnement, l'installation sera chauffée au fuel. L'eau chaude sera toujours produite qu'on le veuille ou non. Le fait de ne pas l'utiliser réalise une économie, et seules les pertes de chaleur du ballon de la chaudière sont inévitables.
Dans ce mode veillez à bien positionner les vannes A à C pour ne pas que la chaudière bois soit vue comme un radiateur inutile. (Voir tableau).
Seule la pompe FUELPOMP doit fonctionner.

6 Chauffage Bois seul

En chauffage bois uniquement, il n'y a pas production d'eau chaude puisque la chaudière fuel est éliminée. Seule la pompe BOIPOMP doit fonctionner.

Si il faut de l'ECS, il faut mettre la chaudière fuel en tant que radiateur. Il y a alors deux possibilités qui sont de chauffer en premier l'eau chaude du ballon de la chaudière fuel (mode préchauffage série), ou de chauffer l'ensemble en //.
Dans ce dernier cas l'ECS et les radiateurs seront à la même température, alors qu'en préchauffage, les radiateurs seront moins chauds puisque la priorité sera donnée à l'ECS. Cette eau chaude ayant déjà pris une partie des calories, les radiateurs auront ce qui reste. (Quand l'eau de chaudière a atteint sa température, tout revient alors au même)
On peut dire qu'un mode ou l'autre n'est finalement qu'une question de priorité pour l'ECS.
(Voir tableau des modes)

7 Préchauffage Bois et chauffage Fuel

Ce mode est souvent utilisé en journée. Il permet d'avoir une température de radiateur constante quelque soit le niveau de chaleur produite par le bois.
Il y a obligatoirement création d'eau chaude, mais celle-ci peut ou non être utilisée.
Pour la nuit, il faut laisser la chaudière bois "crever" et lorsque c'est le cas, il est utile de repasser en mode fuel seul en isolant la chaudière bois. Ceci permet d'éviter les pertes dans la chaudière bois
(Voir tableau des modes)

8 Chauffage Bois et Fuel en //

Ce mode est délicat, car il est difficile de réguler les deux températures de chaudières de façon identique. Il y a alors toujours une des deux chaudières qui devient récepteur de calories. Ce n'est pas grave en soit, mais c'est un fonctionnement qui reste marginal.
La deuxième raison est la mise en parallèle des pompes dont les caractéristiques ne sont pas identiques, et que cela renforce encore le favoritisme d'une chaudière par rapport à l'autre, et pas obligatoirement de la meilleure façon.
Ce mode de véritable parallèle n'est donc pas à utiliser de façon habituelle car il ne peut pas être maîtrisé de façon correcte.
Il pourrait permettre seulement un fonctionnement pour doubler la puissance de chauffage lors d'un hiver à -30°C par exemple. (Des clapets anti-retour seraient certainement utiles).

Ce mode // est en réalité utilisé pour la production d'ECS en mode chauffage bois seulement. Les vannes sont alors dans les mêmes positions, mais la chaudière fuel est vue comme un radiateur du fait que sa pompe ne fonctionnera pas dans ce cas.
(Voir tableau des modes)

9 Explications des modes pour les saisons

Les deux chaudières peuvent produire de l'ECS. Cette réserve qui est localisée dans la chaudière fuel est de 100 litres. Elle est renouvelée au fil des heures.
Différents cas peuvent se présenter, et il est plus simple de les présenter par saison.

9.1.1 Cas de l'été (absence de chauffage)

Dans ce cas, il n'y a pas de chauffage nécessaire de l'habitation. L'une ou l'autre des chaudières peut être activée.
En mode chauffage fuel seul, l'eau est toujours chauffée qu'on le veuille ou non !

Ce n'est pas le cas en mode chauffage bois seul où il est possible de faire ou non de l'ECS.

Dans le cas où c'est le fuel qui est choisi, fermer la vanne 4 voies pour que la chaudière reboucle sa chaleur sur elle-même. (Position sur le BLEU cela évite toutes déperditions).Il y lieu de fermer tous les radiateurs par précaution. Il est inutile de mettre en fonctionnement la pompe Fuel (FUELPOMP).
(La vanne 4 voies n'a pas une étanchéité absolue, et c'est pour cela qu'il n'y a pas de problèmes, sinon, il faudrait prévoir un ballon de dilatation sur le circuit de bouclage).
Le plus sécurisant est de fermer la vanne eau froide et de laisser la vanne 4 voies ouverte dans sa position, ainsi aucun chauffage et pertes en chaudière bois sont éliminées.

Dans le cas où c'est la chaudière bois qui est choisie, il y lieu d'utiliser la chaudière fuel comme un radiateur (soit en mode préchauffage ou // (voir tableau des modes). Attention cependant, car les inerties thermiques sont importantes, et un manque de maîtrise de la température de la chaudière bois peut vite apparaître. Si la chaudière bois monte trop haut en température, il faut ouvrir des radiateurs pour évacuer ce trop plein de calories.
La vanne à 4 voies de la chaudière fuel, sera obligatoirement ouverte et placée dans le sens du chauffage fuel sur le ROUGE maxi.
Seule la pompe du chauffage bois doit être mise en marche

Dans le cas où il est souhaité faire du préchauffage bois, manœuvrer les 3 vannes suivant le tableau des modes.
Remarquer qu'en été, la production ECS par la chaudière bois est délicate du fait que lorsque la température de l'eau est atteinte, il faut arrêter, car il n'y a alors plus que les pertes thermiques de la chaudière bois pour assurer l'évacuation des calories excédentaires.
A titre indicatif, et avec l'ECS solaire, je brûle 2 à 3 litres de fuel par semaine.

9.1.2 Cas de l'eau chaude en hiver

Dans tous les cas, il y lieu de condamner toute chaudière qui n'est pas nécessaire en lui coupant une des deux arrivées (chaude ou froide). Cette précaution évite de chauffer les petits oiseaux avec les pertes thermiques (pertes directes et conduits de fumées).

En hiver, le fuel sera largement utilisé et il est peu probable que la chaudière bois soit seule active, car cela impose le chargement la nuit.
Ce cas fort improbable de chauffage bois seul n'est donc pas traité en tant que tel mais seulement par le biais du préchauffage bois dans la journée.

Dans le cas de préchauffage bois durant la journée et reprise automatique fuel la nuit, il est conseillé de démarrer la chaudière bois le matin avec sa pompe (et d'arrêter la pompe fuel). Car seule cette pompe est secourue par l'onduleur et donne la sécurité en cas de coupure secteur.
(Voir tableau des modes)

La chaudière fuel maintiendra la température prévue au thermostat quelque soit le niveau de puissance du bois (toujours inférieur cependant). On peut effectivement considérer la chaudière fuel comme le régulateur de la chaudière à bois.
Le soir laisser "crever" la chaudière bois et reprendre le fuel (voir les 3 vannes). Ne pas oublier de croiser à nouveau les pompes.

En chauffage fuel seul, fermer une des arrivées de la chaudière bois, et utiliser la pompe de la chaudière fuel.

Le cas de l'eau chaude en hiver est identique au mode de chauffage.

10 PHOTO DES VANNES DE MODES

Il est évident, que réunir par une vanne le circuit rouge et le bleu oblige à faire un pontage, et que dans des diamètres de 50 mm c'est une opération délicate pour un amateur.
Ainsi qu'évoqué au début, l'ensemble doit être montable, démontable et ajustable pour ne pas brider. Il faut donc à un néophyte beaucoup réfléchir avant de commencer.

Cela serait beaucoup plus facile à réaliser sur du cuivre, car là il y aurait les filetages en moins, mais les raccords union devront être maintenus, ne serait-ce que pour changer une vanne qui fuit.

11 INCIDENTS

La chaudière bois monte en température de façon anormale. Une vanne n'est pas correctement placée ou les deux pompes fonctionnent en se contrariant (cas en //)
Se dépêcher d'ouvrir des radiateurs ou d'utiliser la chaudière fuel comme radiateur.

Le ballon d 'expansion situé en point haut est suffisant pour les deux chaudières, mais si erreur de vanne, et que tous les radiateurs sont fermés, avec un bon feu de bois, il peut y avoir des problèmes de surpression de dilatation. Un "Prescomano" sera quand même installé à cette fin sur la chaudière bois, pour éviter toute erreur à conséquence grave.

12 CONCLUSIONS

Il n'est pas souhaitable de monter trop haut la température d'une chaudière, car les pertes augmentent avec la température. Cependant il faut garder un minimum pour éviter les phénomènes de corrosion par point de rosée.
En ce sens, garder toujours environ 40°C pour le bois. Pour le fuel, ce n'est pas pareil, car c'est une chaudière basse température, mais…!

Pour ces raisons, il y a alors en demi-saison la possibilité de modifier la température de l'eau des radiateurs (production fuel seulement) à l'aide de la vanne à 4 voies située en sortie de chaudière fuel. Cela permet un minimum de température chaudière tout en envoyant une eau recyclée de plus basse température.
De ce fait il y a meilleure intégration de la température au niveau des robinets thermostatiques.

Que dire pour automatiser cet ensemble ? Avec des vannes à sphère de petite section c'est réalisable. Pour ce qui me concerne, ce n'est pas possible à cause des couples de décollage nécessaires aux grosses vannes. C'est le problème majeur de ces vannes : elles restent "collées".
Mais il faudrait un petit automate ou un vieil ordinateur, beaucoup de travail de motorisation et de capteurs, et une bonne dose de programmation.
J'ai déjà la poursuite du soleil à mon actif, alors là je cale !

12.1 Production thermique complète

Le schéma global concerne la partie chauffage avec cette fois l'ECS et un panneau solaire soit en direct ECS soit en préchauffage pour le fuel. L'ECS solaire en série ou parallèle avec le bois et/ou le fuel sera prochainement l'objet de pages dans le même blog. (Le titre est déjà en place dans la page d'accueil !)

La distribution ECS s'articulera avec l'ECS des chaudières et le circuit du panneau solaire et son chauffe-eau spécialisé. Les plans chauffage et ECS sont superposables et vous pourrez ainsi comprendre partie par partie. C'est plus simple !

12.2  Le schéma global complet

                        

A bientôt pour l'ECS ! voir l'article N°11 "Eau chaude sanitaire Bois, fuel, soleil"

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13 octobre 2007

Compteur Horaire et Nombre de démarrages Moteurs

COMPTEUR HORAIRE et de
NOMBRE de DEMARRAGES MOTEURS

1 Principe Général
1.1 Le compteur horaire
1.2 Le compteur de nombre de démarrages
2 Ce que proposent les constructeurs
3 Quelques schémas "amateurs"
3.1 Avec transformateur
3.2 Avec alimentation existante
3.3 Avec compteur impulsions autre tension =
4 Branchement
5 Conclusions

Si vous arrivez directement sur cette page par un moteur de recherche, vous pouvez avoir accès à la table des matières et à chaque article, en page d'accueil.    L'accès se fait par l'un des deux liens en tête de colonne de droite ----->

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1 Principe Général

La surveillance des moteurs (et plus particulièrement pour les pompes) dont la fonction est de sécurité publique (cas de l'eau potable) ou de sécurité d'entreprise, le domaine nucléaire…, implique de relever les heures de service, pour procéder à une révision ou un entretien de ceux-ci.
Dans tous ces domaines, il y a également lieu de contrôler que les valeurs moyennes de nombre de démarrages à l'heure, correspondent aux spécifications du constructeur de moteurs. Sans aller jusqu'à contrôler l'écart entre chaque démarrage, on fait directement le ratio entre le temps écoulé et le nombre de démarrages.
Pour information, le démarrage des moteurs asynchrones en direct est une cause d'échauffement, de contraintes aux bobinages, ainsi qu'aux roulements des moteurs. (Id=7 x In)
Curieusement je ne connais pas de fabricants qui traitent ces deux données simultanément et localement. Il faut donc improviser…

ATTENTION CES MONTAGES SONT SUR LE SECTEUR ET ÇA PEUT ETRE DANGEREUX et pire encore avec LE 380/400V

1.1 Le compteur horaire

Il compte bien entendu le temps de fonctionnement (en heures), avec comme capacité souvent 9999 heures et comme précision le 1/10 d'heure. Il est bien connu et existe depuis très longtemps.
C'est un petit moteur (a)synchrone et qui a obligatoirement la précision de la fréquence du réseau EDF. (modèles électromécaniques)
Le gros avantage de ce système, est qu'il ne perd pas la mémoire, et qu'il est capable d'additionner de façon naturelle les fractions d'heures incomplètes.
Généralement ce compteur horaire est en "solo" et équipe chaque départ moteur.

1.2 Le compteur de nombre de démarrages

Il fait le plus souvent partie intégrante du système de télégestion lorsque celui-ci existe et n'est donc pas physiquement visible. C'est bien, mais alors, comptez donc les heures de fonctionnement… ! C'est fait aussi parfois !

C'est un peu "n'importe quoi", et ce n'est pas très clair.

Compteur horaire et compteur de nombre de démarrages font partie de la même famille et il me semble souhaitable qu'ils soient traités localement et ENSEMBLES.
Que l'information soit transmise est très bien, mais dans les dispositifs de sécurité, il faut également avoir l'information localement.

De plus on ne sait jamais si la commande est issue de la télégestion ou non. Il est important que les COMMANDES MANUELLES soient également enregistrées tant en nombre de démarrages qu'en temps de fonctionnement…

2 Ce que proposent les constructeurs

Eh bien, à priori rien qui corresponde aux principes énoncés, (à savoir compteur horaire AVEC compteur de nombre de démarrages).
De plus, ce qui fera l'objet d'un autre article, pas plus d'informations destinées à la télégestion concernant ces deux paramètres. 

Ce que je souhaiterais : Un affichage des heures et 1/10 d'heures  ET du nombre de démarrages.
Mais aussi deux sorties contacts secs ou open collector NPN pour avoir une impulsion tous les 1/10 d'heures de fonctionnement et une impulsion à chaque démarrage.

Messieurs les constructeurs la réponse est en attente…

3 Quelques schémas "amateurs"

En l'attente des constructeurs, vous pouvez "bidouiller" cela à titre personnel, ça n'est pas "pro" mais ça marche fort bien suivant les vieux principes de l'électricité. (Sans report vers une télégestion !)
Cela permet entre autre de surveiller sa chaudière fuel, d'en déduire la consommation à partir du débit du gicleur.
Cela permet aussi de surveiller son petit surpresseur d'eau, tout autant que le congélateur !

3.1 Avec transformateur

Suivant le compteur à impulsion dont vous disposez, vous choisirez le transfo qui convient (d'un point de vue tension secondaire). Le compteur de copies d'un vieux photocopieur fait très bien l'affaire ! Le schéma ci-dessous est ultra simple. Il mérite cependant quelques informations pour les non professionnels.
La tension secondaire (alternative) sera la tension de service (continue) du compteur divisée par 1.3 (par sécurité de collage au lieu de rac2=1.414)
Les 2 condensateurs sont ceux que j'avais sous la main. Ils peuvent être remplacés par un seul de 150 µF 50V par exemple (attention à la polarité). La LED peut être mise ou non mais c'est bien pratique. Calculez sa résistance en fonction de la tension générale continue moins 1.5 volts et pour 10 ou 15 mA (R=U/I)
Actuellement avec les éléments que j'ai il n'est pas nécessaire de mettre de résistance de décharge des condensateurs, mais ceux-ci doivent l'être pour répondre à une demande rapprochée et faire ainsi +1 sur le comptage.
Je recommande de mettre environ 100 Kohms pour que le système reparte sans problème après un arrêt d'une dizaine de secondes.

Le principe est que le condensateur va se comporter comme un court-circuit au démarrage et qu'il va donc laisser passer le courant d'excitation de l'électro du compteur de nombre de démarrages. Puis après la mise en route qui va durer une seconde environ, le courant va décroître suffisamment et l'électro va décoller et revenir à zéro.
A la coupure du secteur, le(s) condensateur(s) sont totalement chargés, mais le courant de décharge des condensateurs sera si faible que l'électro ne pourra coller. (Il ne peut y avoir décharge par le redressement)

3.2 Avec alimentation existante

C'est la même chose hormis le transfo qui est remplacé par une petite alim à découpage (qui assure également une décharge suffisante des condensateurs).
Pour les condensateurs cette fois j'avais 100µF et 47µF en 63 V ! (les 2 en //)
Par contre l'alim est symétrique +15 v -15V. Pas de chance ça fait 30 V !
On fera tout de même avec et on ajoutera une petite résistance de 45 Ohms, pour ne pas trop surcharger le compteur d'impulsions.
Du coup le schéma est encore plus simple ! Et j'ai eu la paresse de mettre une LED !

3.3 Avec compteur impulsions autre tension =

On peut aussi utiliser une résistance chutrice et un condensateur isolé à la tension alternative multipliée par 1.414 auquel il faut ajouter une marge de sécurité. Si tension élevée pas question de LED (trop gourmande en énergie).
Une diode 1N4004 conviendra pratiquement toujours pour le redressement.
Le plus gros problème de ce montage est qu'il faut une résistance de puissance.
Je crois dans ce cas qu'il faut compter approximativement 1µF par mA de courant électro pour le condensateur.
La puissance de la résistance peut être minorée du fait qu'elle n'est active que durant une petite seconde mais …(Ce montage reste peu correct à mon sens)

4 Branchement

ATTENTION TENSIONS DANGEREUSES
Vous avez vu que les montages sont en 220 V ~, pour les petits moteurs monophasés pas de problème, il faut brancher aux bornes du moteur ou sur la même ligne d'alimentation.

Pour les moteurs 380/400V il faut se brancher sur le contacteur de commande et éventuellement revoir la tension de commande (Si c'était en 24 V = ce serait le bonheur !)
L'autre solution est avec un transformateur 380/400 vers 20 volts, en prenant la tension sur 2 phases.
(Les gros moteurs sont souvent alimentés sans le neutre et donc pas de possibilités d'avoir du 220V~).

5 Conclusions

C'est tout simple et ça marche. A noter qu'il n'y a pratiquement que le courant à vide du transformateur en surconsommation, et que vu la puissance cela est bien pour la planète.

A tire indicatif on peut utiliser le même principe pour éviter de griller les télérupteurs commandés en permanence par un automate ou quelqu'un qui a coincé une allumette dans la minuterie de l'escalier…

Ça fonctionne super ! Allez les bleus !

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17 octobre 2007

EAU CHAUDE SANITAIRE BOIS FUEL SOLEIL

EAU CHAUDE SANITAIRE BOIS, FUEL, SOLEIL

1 Préambule
2 L'eau Chaude et la Télé…
3 Le Schéma ECS (Eau Chaude Sanitaire)
4 Le chauffage
5 Le Schéma complet
6 Conclusions

Si vous arrivez directement sur cette page par un moteur de recherche, vous pouvez avoir accès à la table des matières et à chaque article, en page d'accueil.    L'accès se fait par l'un des deux liens en tête de colonne de droite ----->

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1 Préambule

Cet article n'est pas réellement nouveau puisque l'eau chaude solaire et le couplage des chaudières ont décrit ces particularités, sans toutefois insister sur l'eau chaude en général.
(c'était normal c'était orienté solaire !)
C'est le but de cet article qui se veut plus précis sur les avantages du système.

2 L'eau Chaude et la Télé…

Je veux revenir sur le sujet énergétique de l'eau chaude, car c'est un sujet qui me tient particulièrement à cœur. Je n'avais pas jusqu'à présent cherché à quantifier complètement ce sujet, mais c'est maintenant chose faite.

Pour chauffer 100 litres d'eau de 10° à 55°, il faut 5 KWH d'énergie (souvent électrique en tertiaire). Sachant que les besoins en eau chaude à 60° sont d'environ 35 à 40 litres par jour et par personne, le calcul minimisé est très vite fait pour une famille de 3 personnes :
COÛT ÉNERGÉTIQUE : ~5 KWH / jour (ou 5000 Wh/jour).

Passons maintenant au sujet énergétique d'une télé (à tube cathodique standard) de 36 cm.
Je vais parler dans l'immédiat, non plus en consommations (KWH) mais en consommations apparentes* (KVAH -Kilo Volts Ampères Heures-), car je ne suis pas équipé pour les mesures de puissances actives en KW. Cela ne perturbera pas la démonstration bien au contraire, car cela aura tendance à minimiser ce que je veux démontrer.
La télé de référence (en 220 V) a besoin d'un courant de 108 mA en FONCTIONNEMENT et de 13 mA en VEILLE.
Cela fait donc une puissance apparente de 23 VA en mode FONCTIONNEMENT, et 2.86 VA en mode VEILLE.

En admettant 6 heures de fonctionnement journalier de la télé, il reste donc 18 heures de veille soit :
2.86x18= 51 VAH (Volt Ampères Heures). Ce sont ces heures de veille qui sont en litige…
On va prendre la liberté de dire que ces VAH (Volt Ampères Heures) sont équivalents aux WH (Watts Heures). Donc 51 WH (Watts Heures).

En eau chaude, si l'on abaisse seulement de 5° par un mélangeur ou par le thermostat (attention aux bactéries !) la consommation passe de 5 KWH à 4.5 KWH. Nous avons gagné ainsi 500 WH (Watts Heures) par jour.

Il faut alors comparer 500 et 51 pour bien comprendre que le mode VEILLE de la télé c'est très bien d'y faire attention, mais les comportements face à l'eau chaude, sont encore bien plus importants.

Réduire sa consommation d'eau chaude de 10% représenterait aussi la même échelle de comparaison !

Je vais envoyer l'adresse du blog à Evelyne, Sébastien, Olivia et Catherine. Il faut rester pragmatique dans l'échelle des valeurs, et appeler un chat un chat.
La première chose est donc de commencer par régler le thermostat du chauffe-eau, toujours réglé d'origine à une valeur élevée (le chauffe eau est plus vite "foutu" !)
J'allais oublier … et les fuites d'eau chaude… Alors là c'est la "cata" !

---->  L'électricité reste un moyen de chauffage de l'eau des plus chers qui soit !

Quand on veut inciter à un beau geste, celui-ci doit en valoir réellement la peine c'est mieux !

Une formule extraite d'un site en référence** en fin d'article, a le mérite d'être simple et accessible à Monsieur tout le Monde :
________________________
E = 0.00116 x V x (Tc – Tf) où
E est l’énergie, en kWh, prise et conservée par l’eau chauffée (Énergie considérée sans pertes)
V est le volume, en litres, de l’eau chaude produite;
(Tc – Tf) est l’élévation de la température de l’eau : Tc étant la température de l’eau chaude stockée dans le réservoir et Tf la température de l’eau froide alimentant le chauffe-eau;
0.00116 est une constante qui tient compte à la fois, des caractéristiques thermiques de l’eau et des unités utilisées.   
________________________

L'immense intérêt de cette formule simple est de montrer combien il est important de pouvoir élever le niveau d'entrée de la température de l'eau, cela diminuant directement l'énergie nécessaire en proportion.
Il s'agit alors de préchauffage.

3 Le Schéma ECS (Eau Chaude Sanitaire)

Le schéma de la partie eau chaude solaire reste simple dans son principe. C'est toujours un ou plusieurs ballons de stockage ! Cependant il est possible de réaliser plusieurs fonctionnements, très différents en fonction de ses propres besoins en ECS, de sa région, et de sa consommation en ECS.

Avec 2 ballons de stockage, il va être possible de fabriquer de l'eau chaude à partir du soleil, du bois, du fuel.
Il va non seulement être possible de faire un de ces 3 modes unitaires, mais aussi d'assurer un préchauffage par un mode ou l'autre.
(Les coûts énergétiques interdisent bien naturellement de préchauffer au fuel !)

Il va être possible de préchauffer au bois ou au soleil, par le biais de la  chaudière bois ou du chauffe-eau solaire.
Les 3 énergies sont ainsi possibles avec dans l'ordre solaire, bois et fuel
Ainsi le chauffe-eau solaire va pouvoir préchauffer l'eau qui va entrer à la place de l'eau froide dans la chaudière fuel qui est la seule à comporter un ballon.
De même, la chaudière fuel va pouvoir fonctionner "en radiateur" lorsque c'est la chaudière bois qui est utilisée.
Le "Mix" solaire, bois et fuel peut ainsi fonctionner. Chacun apportant ce qu'il peut à l'édifice de l'eau chaude.
Le "final" de température ECS étant éventuellement compensé par le fuel.
Voir l'article sur le solaire dans le même blog
Ça marche bien, mais il est vrai que l'installation devient un tantinet compliquée pour un utilisateur lambda.
L'installation avec le principe de préchauffage et la température d'usage stable représente ce que désirent les maîtresses de maison :
De l'eau Chaude toujours à la même température quelques soient les conditions !

4 Le chauffage

Pour rappel le petit synoptique de  l'article sur le couplage des chaudières dans le même blog.

Là aussi le chauffage intervient directement pour la production d'eau chaude. Le type de chauffage du moment va bien entendu conditionner la méthode de production d'eau chaude sanitaire.

Le principe le plus important dans ce montage est celui où la chaudière bois va "voir" la chaudière fuel comme un radiateur.
C'est cela l'idée la plus importante. De ce principe découlera le chauffage de l'eau sanitaire par la chaudière bois.
Rien n'est parfait et il y certainement quelques petites pertes par les cheminées, mais cela doit rester minime par rapport au économies de fuel réalisées, et donc c'est bon pour la planète !
De toutes façon il faut comprendre que les énergies fossiles se sont réalisées en plusieurs millions d'années par le soleil, et que l'on veut brûler en quelques dizaines d'années tout ce que le soleil avait fait depuis la nuit des temps. Cette inflation d'énergie ne peut être que néfaste et c'est ce que l'on commence seulement à constater.
Brûler du bois  (sans aller trop loin) ne participe pas à cette inflation.

5 Le Schéma complet

Il avait déjà été publié, et il n'a pas changé. On comprend facilement les nombreuses possibilités offertes par ces différents dispositifs producteurs de chaleur.

Ce schéma parait un peu compliqué à priori, mais les principes énoncés dans les deux articles sont seulement rassemblés et lorsque l'on bien saisi les principes, cela reste clair.

Il faut s'attarder quelques instants quand même...

6 Conclusions

Je devais faire un peu la synthèse des deux articles sur le solaire et le couplage des chaudières. C'est fait, mais il est évident que c'est inutile de recopier chaque article, aussi je vous laisse les lire indépendamment.

* (Le Volt Ampère VA ou le KVA (Kilo Volt Ampère) représentent des puissances Apparentes et on peut dire que c'est un maximum puisque c'est l'hypothénuse d'un triangle rectangle dont un côté est la puissance active exprimée en W ou KW et l'autre côté la puissance réactive en VAR ou KVAR. Le fait d'ajouter des heures après transforme toutes ces unités en consommation ou énergie).

Des sites intéressants à visiter donnent aussi bien des éléments de calculs et de comparaisons :

** http://www.cjonquiere.qc.ca/sousmontoit/chronique100.html

http://www.apere.org/manager/docnum/doc/doc219_0222-Co%C3%BBt_%C3%A9nergie_consomm%C3%A9e.pdf

http://www.epsic.ch/Branches/electrotechnique/theorie/calorifique/110.html

A noter pourtant que les mauvaises habitudes ont la vie dure concernant le gaspillage d'eau chaude. Cela me concerne aussi malheureusement comme tout un chacun !

On a pu vérifier par le calcul que la réduction de consommation d'eau chaude de 10% ou la réduction de 5°C permettent d'économiser 500 WH par jour, ce qui est important pour la planète.

CECI EST 10 FOIS PLUS IMPORTANT
QUE LA TELE EN VEILLE !

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23 octobre 2007

EAU de pluie pour les WC

EAU de PLUIE pour les WC (V5* voir fin article)                           

1   Préambule

2   Réglementation

3   Les éléments à mettre en œuvre

4   La Citerne

5   Le surpresseur

6   La maintenance

7   Conclusions

Si vous arrivez directement sur cette page par un moteur de recherche, vous pouvez avoir accès à la table des matières et à chaque article, en page d'accueil.    L'accès se fait par l'un des deux liens en tête de colonne de droite ----->

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ATTENTION la réglementation Française a évolué et cet article est maintenant mis à jour.

1   Préambule

En ces périodes de disette sur tout, et sur l'eau potable en particulier, il est quand même assez dommage d'utiliser une eau potable pour évacuer la mmmm (officiellement ce sont les "excrétats" !).

C'est dommage pour trois raisons.

- La première est que l'on puise dans une ressource d'eau potable (qui devrait donc servir uniquement à la boisson et aux différentes tâches quotidiennes de toilette du corps et de préparation des repas).

- La deuxième est que l'on traite cette eau, parfois très lourdement (donc avec un coût élevé), et que c'est parfaitement inutile, puisque en sortie de WC l'eau est immédiatement impropre.

- La troisième raison est que l'eau de pluie des toitures part majoritairement pour rejoindre les rivières et ne profite que peu à renforcer les nappes phréatiques.

Je citerai que pour information cela est également bénéfique pour la nature en limitant (un peu) les vitesses d'écoulement et donc les inondations.
C'est bénéfique également à la station d'épuration qui voit ainsi un peu moins de liquide dans le cas des réseaux unitaires.

Que dire de ceux qui ont fait cela pour la seule raison financière ? L'esprit est délibérément mauvais, mais le résultat est excellent. Alors pour une fois où le profit sert la cause de l'homme, il ne faut surtout pas s'en priver ! Mais cela change petit à petit...et il n'y aura bientôt plus d'intérêt à faire ce geste et même que des ennuis.

Quels sont les profits ?

Le premier profit est sur le prix de l'eau lui-même, puisque l'eau du ciel est toujours gratuite (mais pas sa distribution sa maintenance et la potabilisation).
Le deuxième profit est sur les M3 d'assainissement non payés. Eh oui !
Et c'est bien là-dessus que les idées divergent, car les installations de traitement des Eaux usées ne sont pas gratuites, ni en investissements ni en exploitation…et ces M3 non comptabilisés au compteur d'eau vont modifier les rentrées d'argent de ces organismes.

Mais au fait mon installation va me coûter combien en supposant que je sois en mesure de la réaliser moi-même ? Il faut compter suivant les volumes de stockage et le degré de technicité voulu, entre 450 € à plus de 1500 €.

Alors vu les coûts, il me parait bien un peu normal que la personne qui a investi dans ce dispositif soit un peu récompensée par un certain abattement lors de la facture assainissement.

A titre d'indication 50 à 70 litres par semaine et par personne semblent des valeurs acceptables. Ceci pour une famille de 4 personnes représente donc 10 à 15 M3 par année soit une économie d'environ  20 à 30 EUROS par année.

Quel est le temps de retour sur investissement ? En prenant les maximums de consommation et les minimums de prix de revient ? Cela donne environ 15 ANS (et au mieux).
Alors je ne crois pas qu'il y a lieu de faire tout un foin pour les citoyens qui se sont montrés les premiers sensibles au problème des ressources en eau potable. Ce sont eux qui sont dans le vrai, car aucune entreprise ne travaille aujourd'hui avec un temps de retour sur investissement minimum de 15 années.

ZUT j'ai oublié l'électricité ! c'est presque négligeable, et pour pomper 10 M3 il faut compter sur un groupe de 600 Watts minimum et de 2500 L/H, soit donc sans finasser 4 heures de pompage annuel et 2400 Wattheures à 0.6 Euros le KWH soit encore 1.5 Euro ! On oublie !

Alors cher lecteur sachez répondre à vos élus ou aux fermiers lorsqu'ils vous disent que vous les privez de revenus avec vos citernes…Cela a déjà changé et maintenant les déclarations sont devenues obligatoires en Mairie Article R.2224-19-4.

Ce long préambule explique je pense quels sont les tenants et aboutissants du sujet. On verra qu'il y a lieu de faire les choses dans les règles, car il peut y avoir des risques sanitaires pour les habitants du lieu, voire pour les habitants voisins (on ne sait jamais).

L'eau des citernes est par définition impropre à la consommation, car elle contient des tas de polluants et animalcules diverses qui n'attendent que le moment pour vous envoyer à l'hôpital avec une sérieuse gastro-entérite. Alors pas de blagues et continuez bien à lire la suite, ce n'est pas anodin.
L'eau des toits va toujours en premier lieu dans les citernes. Il s'agit des eaux de "lessivage" ainsi appelées dans le langage des initiés de la route.
C'est certainement très pollué mais un article du Sénat minimise cette pollution en accusant plus les égoût eux-mêmes que l'eau de pluie (eau météorite).

2   Réglementation

La réglementation est constituée des règlements sanitaires départementaux, pour ce qui nous intéresse.
(Ils ont à peu près tous le même canevas), mais aussi depuis le 29 Août 2008 par un arrêté paru au journal officiel. Vous pouvez apprécier le contenu exact à l'adresse :

http://www.legifrance.gouv.fr/jopdf/common/jo_pdf.jsp?numJO=0&dateJO=20080829&numTexte=5&pageDebut=13585&pageFin=13587

Plusieurs points sont à examiner :

L'eau potable est destinée à la consommation HUMAINE, ceci veut dire que vous ne devez pas distribuer de l'eau de citerne pour la boisson (elle est toujours impropre à la consommation même avec les recettes miracle qui existent…)
Seule l'eau du réseau public est réputée potable
L'eau potable vous est livrée à votre domicile et vous êtes tenu de ne pas renvoyer d'eau de vos installations sur le réseau (même sans surpresseur).

Habituellement, le concessionnaire du réseau installe pour vous (car vous l'ignorez en général) un clapet anti-retour juste après le compteur, sur votre installation. Vous êtes responsable de cet équipement car il est situé après compteur, mais il est insuffisant. Aussi le nouvel arrêté précise que vous pouvez assurer le secours par le réseau public à la condition EXCLUSIVE de réaliser cela par surverse (par le dessus) sans que ce point ne puisse jamais être en contact avec le niveau de l'eau.

Des pompes éventuellement raccordées au même réseau interne de votre habitation avec disconnecteur ou simple clapet sont INTERDITES. J'avais réalisé cela ainsi mais je vais devoir corriger.

Si vous pensez qu'un jour votre citerne pourrait être vide (par la sécheresse), vous ne manquerez pas de mettre un secours par le réseau public et par surverse.
Il existe à priori une solution non interdite (mais qui n'est pas spécifiée par le législateur) qui est de réaliser une double alimentation du réservoir de chasse d'eau (en surverse conforme à l'arrêté) Avec 2 robinets à flotteur, mais il faut reconnaître que la place est comptée dans le réservoir...!

S'agissant d'une recette publique sur l'eau des toilettes qui n'est plus comptabilisée en assainissement, je pensais bien que cela ne devrait pas passer inaperçu. Il vaut beaucoup mieux laver la "merde" à l'eau potable qu'avec l'eau des toitures, quitte à manquer d'eau ! NON je ne suis pas d'accord, car la planète vaut bien mieux que cela.

Certains Syndicats d'assainissement "voraces" obligent désormais à comptabiliser ces consommations pour y appliquer l'assainissement. Je trouve cela "petit et mesquin" ! (le retour sur investissement se fait au moins en 15 Ans, et on ne peut pas dire que c'est un profit immédiat !)

Naturellement les aides gouvernementales sont seulement données sur factures de professionnels, mais quand vous avez été précurseur, vous avez nécessairement réalisé cela vous-même sans aucune aide... alors payerez vous deux fois plus ? Très certainement !

Attention je ne parle que de l'eau des WC et du jardin ou pour la voiture, mais jamais pour la cuisine ni la salle de bains!

Vous aurez remarqué, si vous avez lu le texte officiel, qu'une utilisation expérimentale est acceptée moyennant déclaration concernant le lave linge uniquement (et rien d'autre, ce qui me semble normal).
Une parenthèse seulement (Il est nécessaire pour bénéficier pleinement de cela d'avoir une machine à laver équipée de plusieurs entrées d'eau. Or cela n'est encore que très très peu répandu en France...) Surverse intégrée sans risques assurée par le fabricant de la machine...? (sujet à creuser !)

NOTA les toitures accessibles ne sont pas concernées par ces dispositions. (balcons, terrasses accessibles)...

3   Les éléments à mettre en œuvre

Un petit aparté avant toutes choses, est la nécessité de voir de l'eau claire dans la lunette des WC. Un deuxième aparté et de ne pas casser sa pompe avec une eau chargée en sable et autres "saletés". (le sable provient pour beaucoup des tuiles ciment)

La citerne : Elle mériterait un chapitre complet ! Allez on va en parler dans le chapitre qui suit.

Le surpresseur, c'est le cœur du sujet. Sans lui pas d'eau. Il y a lieu de comprendre le fonctionnement de cet équipement…Un surpresseur c'est un moteur électrique, une pompe, un ballon et un pressostat.

Ça existe tout fait et c'est parfois intéressant, mais c'est assez facile à réaliser.
Il y a une pompe dite "pompe de surface" associée à un ballon à membrane élastique qui est pré-gonflé (Un ballon de chauffage central convient tout à fait) et un clapet antiretour situé sur la crépine d'aspiration de cuve, qui va empêcher le désamorçage de la pompe.
Se contenter d'un ballon type chauffage central dont la fonction de base est identique est une formule économique.

Il vous manque encore un élément important qui est le pressostat. C'est lui qui va, lorsque la pression diminue, mettre en route la pompe et remplir le ballon de stockage. Ajouter en plus un contrôle de citerne vide pour ne pas abîmer la pompe.
Le ballon sera gonflé vide d'eau exactement à la même pression que celle de l'enclenchement du pressostat (Mise en marche) voir l'article N°39 sur lokistagnepas pour comprendre la raison.
A ce niveau, il y a des compromis de fonctionnement de la pompe à trouver, relativement au nombre de personnes, et relativement aussi au nombre de démarrages à l'heure acceptés par le moteur. (Lire la notice moteur).

Non cela reste à votre portée ! Mais il fallait quand même le dire. Habituellement une chasse d'eau de WC fait 6 ou 10 litres, et il vous faut donc un ballon de stockage au moins égal à une chasse d'eau. (18 à 25 litres  habituellement)
Faut-il un ballon spécial avec enveloppe sanitaire (vessie) ? NON puisque c'est pour les WC, ce n'est pas la peine d'alourdir la facture.

Voilà pour l'essentiel du surpresseur. Mais ce n'est pas tout à fait terminé, car la législation vous impose maintenant de mettre un compteur pour l'utilisation interne au bâtiment. (Ceci sous-entendrait que l'arrosage du jardin et le lavage de la voiture sont tolérés sans comptage).

Non seulement vous devrez mettre un compteur, mais vous avez l'obligation de le relever TOUS LES MOIS. Alors là ça sent réellement "mauvais"...

Tout à l'heure, j'ai parlé d'eau claire…il va donc falloir filtrer au moins une fois pour enlever les grosses impuretés de type sable, petits morceaux de tuiles ou organiques. (La crépine n'est pas un filtre)
Si vous avez des tuiles teintées, vous devrez ajouter un filtre assez fin pour avoir de l'eau claire dans la lunette des WC ! C'est le prix à payer.

4   La Citerne                   

(Sur la photo La Citerne est sous le tampon fonte, le regard de nourrissement de la citerne est au premier plan au pied du tuyau de descente et du dauphin) Le tampon devrait être sécurisé pour éviter tout risque de noyade et doit éviter toute pollution par l'extérieur.

Vous pouvez vous amuser à calculer le nombre de chasses d'eau utilisées par jour, par votre famille. Vous allez en déduire que vous consommez X litres par an.
Ceci étant, suivant votre région vous devrez admettre que vous reverrez une pluie au bout de Z jours.

N'oubliez pas non plus si vous collectez toute la toiture ou seulement une partie (pour raisons pratiques). La surface doit être considérée comme étant la projection au sol de la toiture. (c'est plus petit que la surface des tuiles)

Ces éléments vont donner directement le volume dont vous devrez vous équiper. Le prix est directement fonction du volume et peut-être même plus.
Il faut aussi appréhender que l'argent ainsi investi dans le surpresseur ne saurait être gaspillé par une réserve trop faible venant grever le temps de retour sur investissement. (par nécessité de faire appel au réseau public)
Alors là aussi il y a un juste milieu.

Pour fixer les choses, et aujourd'hui, il y a lieu de ne pas descendre en dessous de 1500 à 2500 litres par personne car il n'est pas exceptionnel de rester un mois sans une goutte de pluie…

Le choix des matériaux relève de votre aptitude à la bricole et du lieu possible. (Il se peut que vous n'ayez par chance, même pas besoin d'un surpresseur si votre habitation est en contrebas d'un autre toit).

Citerne enterrée ou aérienne ? Personnellement, je considère que la fiabilité ne saurait être atteinte avec une citerne aérienne. (Il fait froid l'hiver et l'eau pourrait geler !)
Le récent arrêté impose la neutralité du contenant vis à vis de l'eau et qu'il ne soit pas translucide. Mais aussi que l'eau ne puisse pas s'élever en température.

Vous ne pensez tout de même pas la mettre dans votre grenier isolé ? Attention aux dégâts des eaux !!!!
Il faut absolument abandonner cette idée pour ce qui est dit ci-dessus, mais aussi parce que vous oubliez le poids de l'eau et que votre dalle n'est pas calculée pour supporter une charge aussi élevée. (1 litre d'eau pèse 1 kilogramme ! donc 1000 litres=1 tonne !)

La citerne enterrée reste la seule solution correcte (et légale).
En béton coulé, agglos coffrants, plastique etc… C'est à vous de le sentir. Personnellement, je l'ai réalisée en agglos coffrants avec ferraillage à chaque rang horizontal et vertical en rond à béton de 8.
N'oubliez jamais les forces considérables qui s'exercent sur le radier et les parois (soit dans un sens soit dans l'autre si la citerne est vide !).
Un radier de 20 centimètres de béton soigneusement ferraillé, posé sur du tout-venant, doit servir de base au montage des agglos. Des ferrailles de reprises seront prévues.
Attention au poids de l'eau ! Ça doit être sérieux !

Le remplissage et le trop plein :                                          
L'idéal et de pouvoir mettre de niveau la citerne et le regard d'eaux pluviales (faisant officie de première décantation).
L'unique arrivée d'eau dans la citerne sera prise à un niveau légèrement plus bas que le niveau d'évacuation du regard (environ 2 à 3 centimètres et suivant les possibilités). (C'est assez facile avec des regards siphonnés). Ainsi l'eau va d'abord remplir la citerne avant de se déverser à l'égout.
Dans ce cas, il n'y a pas de trop plein à prévoir et c'est quand même nettement plus simple. Tout percement de la cuve est toujours une source d'ennuis et donc de fuites.

Si vous ne pouvez faire cela, il faudra mettre un trop plein dont le diamètre sera supérieur au diamètre d'arrivée, pour éviter que la cuve ne passe en charge. (imposé par l'arrêté). Le trop plein qui rejoindrait les eaux usées devra être équipé d'un clapet anti-retour (pour éviter aux bêtes de remonter)

Un évent pourra être installé, mais protégé par un grillage de 1 mm de maille maximum (moustiques).

L'arrivée d'eau sera obligatoirement équipée d'un filtre constitué d'un petit grillage destiné à éliminer les feuilles, oiseaux morts qui tombent dans les gouttières et cailloux divers. Dans ce cas précis, le grillage de 1 mm protégera aussi des moustiques.
(Il serait bien préalablement de protéger les gouttières par des pare-feuilles)
Ce filtre devra être nettoyé de façon régulière et devra donc rester facilement accessible (semestriellement vérifié et nettoyé annuellement, dixit l'arrêté !).
Cette arrivée devra être réalisée en partie haute du regard. Il est inutile de prendre des risques de fuites.
Pour l'arrivée d'eau prévoir une section importante d'au moins 80mm. Sur cette arrivée vous placerez une vanne d'arrêt pour pouvoir intervenir dans la cuve.
La vanne d'arrêt en PVC sera placée dans la citerne ou avant, mais devra rester accessible soit directement soit sous un autre regard, soit dans la citerne et accessible depuis le tampon (sans obstruer le passage)
La trappe (ou tampon de visite) est nécessaire et obligatoire pour nettoyer annuellement la cuve. (Juste avant un orage prévu pour ne pas rester trop longtemps sur le réseau public).
Ce point est maintenant obligatoire (comme pour les cheminées !)

Encore une précision, ne prenez pas le petit dispositif en plastique (récupérateur) que l'on monte sur le tuyau de descente, (diamètre 15 ou 20 mm !) c'est trop faible en section et cela ne ferait que réduire de façon artificielle la capacité de votre cuve. (Capacité à refaire un plein en un temps minimum) Donc ce n'est pas jouable financièrement d'avoir dépensé tant d'argent et de ne pas en profiter pleinement.

Le tuyau qui va fournir l'eau au surpresseur :
Dans la mesure des possibilités, je vous conseille de l'introduire en partie haute, pour les mêmes raisons que le tuyau de remplissage, et pourquoi pas juste à côté ?.

Encore un autre tuyau ?
Pendant qu'on y est passer la gaine électrique (au dessus du niveau maxi de l'eau) pourquoi pas un peu au dessus de l'arrivée d'eau !
Au fait pourquoi cette gaine ? C'est pour contrôler la présence d'eau et ne pas "fusiller" la pompe du surpresseur au cas où il n'y aurait plus d'eau.

Bon allez mettez encore un bout de gaine avant de couler le béton, à côté de l'autre. (Ça sert toujours, je pense à la mesure du niveau…)
Un article sur la mesure de niveau par variation de capacité a été développé vous pouvez y accéder directement : mesure de niveau citerne

Ça y est c'est fait ? Avant de couvrir cette grosse "marmite", il est nécessaire de faire un excellent crépi et éventuellement de le peindre avec une peinture hydrofuge. C'est plus facile quand on peut travailler la tête au dessus ! (Je ne l'ai pas fait, car un crépi au sable fin a été suffisant et c'est mieux pour l'équilibre du Ph, car l'eau du ciel (eau météorite) est un peu acide Ph 4 à 6)

Mettez les poutrelles, les hourdis et les coffrages latéraux et on coule la dalle (avec les reprises de ferrailles prévues dans les agglos coffrants). (Ne tolérez aucune couverture sommaire à cause des accidents par noyade, vous seriez responsable).
C'est fini. Il ne restera plus qu'à recouvrir d'une petite couche de terre et de semer du gazon. C'est un excellent isolant thermique et ça évitera que votre cuve ne se fende sous l'action d'un gel prolongé à -25°C.

Un conseil : attendez d'avoir fait les tests d'étanchéité avant de reboucher le long des parois…

Les essais :
Ceux-ci ne seront entrepris qu'au bout de 21 jours de séchage. Dans la pratique j'ai attendu une semaine par temps sec et ça a été. Je déconseille d'attendre moins, car il y a quand même des masses importantes en jeu et donc des efforts conséquents.
Il faut vérifier qu'il n'y a pas de fuites. La meilleure méthode est de remplir la cuve (avec le réseau) ça va encore alourdir la note ! Mais c'est mieux que d'attendre le prochain orage…
La cuve va s'imprégner petit à petit d'eau et il faut surveiller la baisse du niveau de façon régulière. Vous devriez trouver une décroissance exponentielle avec une stabilisation. (Tracer la courbe toutes les 12 heures par exemple)
Si l'eau baisse de façon continue, alors il faudra passer de la peinture d'étanchéité, mettre un liner et/ou localiser la fuite.
Si vous n'avez pas refermé la fouille initiale vous pourrez peut-être localiser cette fuite. Si tout est mouillé, ce n'est pas la peine, achetez de la peinture !

J'ai encore oublié une toute petite précision qui est contestable cependant. La forme du radier devrait donner une légère pente du côté du tampon, et éventuellement avec un puisard pour loger la crépine de pompe, ce qui permet d'utiliser la quasi-totalité de la capacité de la cuve.
Personnellement j'ai préféré ne pas en mettre, parce que ce n'est pas simple à réaliser, mais aussi parce que cet endroit est le récepteur des dépôts en tous genre, qui n'ont d'autre tâche que d'encrasser la pompe et les circuits.
Tout cela est très discutable !
(J'ajoute ci-dessus une nouvelle photo du regard siphoné d'alimentation en cours de raccordement, qui permet de mieux comprendre la partie décantation du regard siphoné).

5   Le surpresseur                              

Dans la cuve de stockage se trouve le premier élément du surpresseur : La crépine d'aspiration équipée d'un clapet anti-retour absolument nécessaire. Le diamètre ne sera pas inférieur à 25 mm en PEHD. Ce tuyau sortira donc en partie haute de la citerne et il faudra s'arranger pour qu'il n'y ait pas de points hauts marqués, et susceptibles de réduire le débit, jusque dans l'habitation.
Ce tuyau arrive directement sur le premier filtre (1/10 pour pièger les éventuelles petites particules) situé juste avant le groupe de pompage avec une jonction plastique/cuivre traditionnelle AEP.
En sortie de filtre, on "attaque" directement la pompe avec une bonne section et de préférence encore en PEHD de même section.

La sortie de pompe est en parallèle avec le pressostat, et le ballon, (ceci aux vannes près).  Sur la photo, on distingue le compteur qui n'est pas trop judicieusement placé, mais c'est dû au montage lui-même qu'il était difficile de modifier (bref… il vaudrait mieux placer un éventuel compteur directement après le ballon de façon à voir les débits réels et non ceux qui sont tamponnés par le ballon. C'est mieux !)
La législation qui sera impérative le 30 Août 2009 impose un compteur sur tout ce qui est consommations intérieures. Sur ce schéma tout est comptabilisé et il sera nécessaire de modifier en plaçant le compteur vers le deuxième filtre.
(Ne pas tenir compte du "clapet avec purges", c'est un faux clapet destiné seulement au raccordement pour des questions de raccordements.)

Le ballon de stockage évite que le moteur ne démarre à chaque demande d'eau. Il peut être de type simple enveloppe comme pour le chauffage central, puisqu'il ne s'agit pas d'eau potable. Son volume de stockage a été déterminé : Ici 18 Litres !

La sortie va attaquer 2 réseaux différents, le premier est un robinet extérieur pour laver les voitures, le deuxième réseau va sur le filtre 25µ qui va alimenter le WC.
Il n'est en effet pas nécessaire de laver les voitures ou d'arroser le jardin avec une eau filtrée à 25µ. Pas plus pour le WC me direz vous, et vous aurez tout à fait raison, mais là c'est l'irrationnel qui dirige.

La sortie du filtre 25µ attaque directement un clapet (devenu non nécessaire maintenant) et le robinet d'arrêt pour aller sur le tuyau des WC (tuyau montant).
Le secours en cas de citerne vide ne pourra plus se réaliser avec des clapets, vannes ou autres bypass. Le réseau pourra seulement remplir une cuve par surverse. Par cuve cela peut être la citerne ou peut-être même le réservoir du WC qui pourrait être à double flotteur et double robinet respectant la surverse et le niveau maxi.

Citerne vide…un switch assure la coupure de l'alimentation du moteur lorsqu'il n'y a presque plus d'eau dans la citerne. (Voir photo plus avant du regard de la citerne. Le switch est situé dans la boite grise). Pour des questions de sécurité il est nécessaire de relayer en basse tension pour éviter de promener le 220 V dans la citerne. Un microswitch est actionné par une bouteille plastique (0.5 L) lestée avec des cailloux et suspendue à un fil imputrescible (nylon pêche ou ficelle imputrescible)

Cela est impératif car autrement un jour ou l'autre la pompe fonctionnerait à sec et serait détruite, car l'étanchéité de ces pompes est assurée par des garnitures mécaniques. (Il n'y a plus d'étoupe pour ces modèles).
Une bouteille d'eau minérale de 50 cl lestée avec du sable et des cailloux sert de flotteur qui va commander par une ficelle imputrescible un micro-switch qui coupera par relais interposé l'alimentation de la pompe.

Comme le sujet vaut la peine d'être examiné à la loupe, j'ai ajouté un compteur horaire qui fonctionne aussi longtemps que la pompe tourne et également un compteur à impulsion qui indique le nombre de démarrage du moteur. (Vous n'avez pas à le faire c'est de la "décoration" !)

En ce qui concerne le groupe moteur-pompe, les caractéristiques sont fonction de votre configuration personnelle, à savoir qu'il vous faut un minimum de 1.5 bar au réservoir des WC pour que cela fonctionne de façon satisfaisante. Calculez donc la hauteur de refoulement nécessaire…suivant les hauteurs. On compte 1 bar tous les 10 mètres. Vous pouvez donc déduire le minimum qu'il vous faut. Dans la pratique, le mini du pressostat devra être réglable de préférence.
Les modèles anciens qui coupaient sans relayage la pompe existent toujours et sont "increvables".

Ne pas oublier non plus le petit disjoncteur différentiel pour le groupe. Je ne parle pas des équipotentielles qui seront réalisées sur le premier tuyau métallique après l'entrée dans l'habitation. (C'est la mise à la terre de toute entrée de tuyau dans un local NFC1500)

Si vous travaillez sur une tour de 50 étages, mieux vaut laisser l'opération à un professionnel…Ce descriptif ne s'applique qu'au cas de "Monsieur Toutlemonde".

Il reste maintenant à examiner l'aspiration qui ne devra pas se trouver à moins de 7 à 8 mètres plus bas que la pompe. Si tel était le cas, un relais de pompe devra être installé, soit avec une pompe immergée, de type jardin soit avec une petite pompe type exhaure, mais là tout devient un peu compliqué si vous n'êtes pas spécialiste…

Lors de la mise en route, n'oubliez pas de remplir d'eau, le PEHD d'aspiration, ainsi que le filtre, puis le corps de pompe, ça aidera la pompe et évitera surtout de griller la garniture mécanique.

6   La maintenance

Le toit devra être nettoyé de préférence régulièrement pour éliminer les mousses et débris de tuiles, feuilles etc…
Le chéneau devra être lui aussi nettoyé par la même occasion, surtout s'il n'y a pas de pare-feuilles.
Le regard où est prise l'alimentation de la citerne sera lui aussi nettoyé ainsi que la crépine d'arrivée.

La crépine d'aspiration sera nettoyée en même temps que le regard (obligation annuelle), ainsi que les filtres. A savoir que le premier filtre est de type 1/10 pour enlever les grains de sable. Il est en nylon et se nettoie facilement par passage inverse d'eau avec la lance d'arrosage.
Le filtre 25µ est à changer régulièrement et surtout lorsque le remplissage du WC commence à traîner en longueur…

Ceci étant il n'y a aucun entretien de pompe particulier à réaliser.

Pourquoi le dernier filtre si j'accepte un peu de coloration ?
Soit mais je peux prédire des gros soucis de chasse d'eau (avec fuite permanente). Alors pas d'économies de bout de chandelles, surtout que les mécanismes de chasse d'eau sont des éléments des plus délicats et des plus rebelles à corriger, y compris quand on a par chance les bonnes pièces….

Je pense avoir fait le tour du sujet avec précision, les photos parleront d'elles-mêmes. Les articles associés précisent quelques parties plus pointues.

Si toute la teinte de vos tuiles s'en va, restez prudent, attendez peut-être de changer les tuiles avant de commencer de surpresser.

Pour de multiples raisons d'hygiène, et en l'absence de désinfection de cette eau, je déconseille son utilisation dans la salle de bains ainsi que dans la cuisine.
La boisson étant par essence même rigoureusement interdite. (L'ensemble est maintenant confirmé par le texte de l'arrêté)

Et la lessive ? avec un petite javellisation en fin de cycle pourquoi pas ? mais il faudra de toutes façons utiliser le filtre 25µ et ne pas avoir de teinte des tuiles qui dégorge….(C'est légalement autorisé à titre expérimental...Je pense que cela pourrait donc être revu à l'inverse suivant les problèmes rencontrés)

Là aussi l'absence d'eau en cas de citerne vide pose problème et la surverse peut peut être venir du lave linge lui-même ? ou plus simplement cette fois par le remplissage de la citerne par surverse. (WC+lave linge)

Enfin, pour vous faire une idée plus large et si vous bricolez en tous domaines, vous pouvez également méditer l'article N°20 sur le confinement de calories aux WC avec une solution possible mais pas encore essayée...

7 Conclusions

On peut raisonnablement se poser la question sur cette nouvelle législation qui ne précise absolument pas le statut d'un compteur à priori fourni par l'usager, qu'il doit relever tous les mois. Il doit enfin justifier des conditions techniques de réalisation.
Quand on pense que 80 à 90% des installations à ce jour sont le fait de particuliers, je doute de l'application réelle d'un tel texte qui semble ignorer le principe de la propriété individuelle.

Ce texte n'est absolument pas réaliste et la conséquence immédiate sera le désintérêt pour cette solution qui n'apporte que des ennuis et qui autorise de plus enquête à votre domicile...Et pourquoi pas dans votre chambre à coucher ?
Non, si on peut éventuellement se réjouir d'une rigueur technique bénéfique à tous, cela ne me semble pas du tout une bonne chose au niveau de l'encadrement de gestion qui n'a d'autre but que de facturer ! La mise en oeuvre de l'eau de pluie a un coût totalement supporté par le particulier et on préfère encore accentuer cette pression financière au détriment de la planète. Je ne partage pas cette façon de voir.

On dit toujours qu'il faut commencer à balayer devant sa porte avant de s'occuper de celle des autres...Et en ce sens, il faudrait aussi que la rigueur technique s'applique aux Communes et à leurs petites installations de traitement des eaux...Combien ont des réseaux sous pression qui communiquent sans aucune autre forme de procès ? Alors que l'on oblige les particuliers à la surverse. C'est par là qu'il faut commencer, car il y a eu des accidents avec des centaines de personnes envoyées à l'hôpital, par des organismes publics.

Bon j'appuie sur le petit bouton, le gros bouton, ou je tire un peu, beaucoup  ?..........................................ou il n'y a plus d'eau ? 

*La version 5 de cet article prend en compte l'arrêté paru au journal officiel du 29 Aout 2008. La mise en conformité des installations devra être réalisée pour le 30 Août 2009.
Cette information de la parution d'un décrêt a été aimablement indiquée par "thomasc" du forum commeunpro, merci à lui.
Pour toute question spécifique consulter le texte officiel (lien en tête d'article)

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31 octobre 2007

ÉNERGIE, PUISSANCE, TARIFS, Cos-Phi, HARMONIQUES

ÉNERGIE, PUISSANCE, TARIFS, Cos-Phi, HARMONIQUES

1 Rappels : Énergie, Consommation, Puissance
1.1 ÉNERGIE / CONSOMMATION
1.2 Puissance en courant continu
1.3 Puissance en courant
       alternatif monophasé
1.4 Puissance en alternatif
       triphasé
2 Les tarifs EDF
2.1 TARIF BLEU
2.2 TARIF JAUNE
2.3 Les différentes puissances EDF
2.4 Le TARIF VERT A5
3 L' EJP et TEMPO
3.1 Les raisons et l'historique EJP
3.2 Le principe EJP
3.3 TEMPO
4 La compensation du cos Phi
4.1 Emplacement de la compensation
4.2 La compensation centralisée
4.3 La compensation en milieu harmonique
4.4 La surveillance cos Phi
4.5 Le comptage EDF
5 Conclusions

Si vous arrivez directement sur cette page par un moteur de recherche, vous pouvez avoir accès à la table des matières et à chaque article, en page d'accueil.    L'accès se fait par l'un des deux liens en tête de colonne de droite ----->

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Préambule

Cet article est un rappel des bases d'électricité et regroupe la tarification EDF et le traitement du cosinus Phi. Il a le mérite de ne pas être trop technique (du moins je l'espère...) et d'avoir les grandes lignes des éléments. Il n'a pas d'autres prétentions !
Cet article s'adresse aux particuliers mais aussi aux responsables de petites sociétés, aux responsables maintenance qui n'ont pas toujours connaissance de ces éléments.

1 Rappels : Énergie, Consommation, Puissance

Ce paragraphe est réalisé pour rappeler la différence entre énergie et puissance.
Les différentes catégories de puissances en courant alternatif seront rappelées.
Cela amènera naturellement à la tarification EDF des tarifs bleu, Jaune et Vert.
Enfin l'EJP sera évoqué bien qu'il n'y ait plus de nouveaux contrats à priori.

1.1 ÉNERGIE / CONSOMMATION

C'est la même chose ! Pas de différence sur le fond mais seulement dans la forme et dans l'expression des unités.
L'ÉNERGIE est plus souvent exprimée en Joules ou Kjoules ou en WH ou KWH. A noter que la Calorie et la Kcal sont des unités dérivées exprimant l'énergie thermique. (Il y a des équivalences entre énergie thermique et énergie mécanique : 1 cal=4.18 Joules)
Une CONSOMMATION est de l'énergie souvent dans une forme différente d'un travail physique.
On parle ainsi de la consommation en essence d'un véhicule (au 100 KM), mais rarement de sa consommation en kilo joules au 100 KM ou en KWH au 100 KM. (Il y a des équivalences d'énergie entre l'essence et le travail exprimé en KJoules)
En électricité, on parlera de consommation électrique qui pourrait tout à fait être exprimée en Joules, mais cette unité étant trop petite usuellement, on parlera habituellement en WATT HEURES (WH) ou KILO WATT HEURES (KWH).

Pour l'exemple, 1  KILO WATT HEURE représente l'énergie fournie ou consommée par un appareil de puissance 1 KW durant 1 Heure.

1 JOULE <====>1 WATT durant une seconde.
Ainsi, 3600 JOULES = 1 WH, et 1 KWH=3.6 MJ (Méga Joules)

Énergie et consommation représentent des quantités nécessaires à un travail ou une action déterminée. Il ne s'agit PAS de puissance, et le temps n'est pas référencé à l'unité.
Si le temps doit y être adjoint, il est mentionné spécifiquement et caractérise ainsi une capacité à action durant un temps donné.
(Exemple : Le chauffage de la maison durant les mois d'hiver a consommé 10 000KWH. Rien ne dit si cela a été fait en 4 ou en 6 mois réels. C'est une quantité !)
Dans le cas des batteries, l'énergie est parfois exprimée en Ah (Ampères heures). A ce niveau, une batterie de 35 Ah peut théoriquement fournir 35 Ampères (sous sa tension nominale) durant UNE heure, ou 1 Ampère durant 35 Heures. Ce n'est qu'une vue simplifiée (concernant les batteries c'est physiquement faux), mais le principe reste vrai, et il s'agit bien d'une quantité d'énergie disponible (La tension batterie n'est pas exprimée directement mais sous-entendue)

Vous pouvez consulter ces sites si vous n'avez pas tout saisi, il est inutile et stupide de recopier le travail des autres.

http://www.thermexcel.com/french/tables/unitnext.htm
Rubrique ÉNERGIE TRAVAIL ou QUANTITE de CHALEUR
et
http://physiquark.free.fr/IMG/pdf/Systeme_International_Unite.pdf
Toutes les unités du système MKSA et les sous-unités.

1.2 Puissance en courant continu

Une PUISSANCE représente une ÉNERGIE PAR UNITÉ DE TEMPS.

Sans rentrer dans les détails ni les démonstrations, tout est basé sur la loi d'Ohm U=RI,
Ainsi la puissance en courant continu est égale au produit du courant par la tension aux bornes de l'élément dont on souhaite connaître la puissance.

       P=UI

1.3 Puissance en courant alternatif monophasé

Dans le cas d'une résistance pure (un radiateur par exemple) la formule de puissance est identique à celle du courant continu, à ceci près que la tension est exprimée en tension efficace (c'est la tension qui produit les mêmes effets qu'un courant continu), et que pour le courant, il en sera de même.
(Ces valeurs efficaces sont celles qui sont données par les appareils de mesures pour des courants et tensions sinusoïdales).

Dans le cas général, en courant alternatif (monophasé), le courant peut être en avance sur la tension ou en retard, suivant la nature de l'élément qui nous intéresse. (Le courant sera le plus souvent en retard sur la tension : moteurs, transformateurs…)

Dans le cas général (self ou condensateur), les calculs vont faire appel à la trigonométrie (désolé !), suivant  l'expression des puissances que l'on va souhaiter.
Trois puissances physiques différentes caractérisent un appareil en courant alternatif et sont représentées par les trois côtés d'un triangle rectangle inscrit dans le cercle trigonométrique.

Voir Figure ci contre

La puissance dite "active" représente la puissance physique réelle. C'est l'énergie mécanique d'un moteur. (axe des X)
La puissance "réactive" est une puissance qui permet entre autre la magnétisation pour une self. Cette puissance existe par son courant et introduit des pertes tant pour EDF que pour l'utilisateur. (axe des Y)
On pratiquera toujours la compensation du cos Phi, soit localement soit globalement.
La puissance "apparente" n'a qu'une réalité physique partielle. Elle a cependant le mérite d'être facile à mesurer.

Les relations suivantes sont ainsi obtenues :

Pactive = Papparente * cos(phi)
Préactive= Papparente * sin(phi)
(Papparente)²=(Pactive)² + (Préactive)² (le carré de l'hypoténuse est égal….)

Plus pratiquement d'un point de vue électricité cela peut s'énoncer ainsi : La puissance active est égale au produit de la tension efficace par le courant Apparent multiplié par le cosinus de l'angle Phi.

Pact=U*Iapp*cos(phi)

La première constatation est que la puissance apparente est toujours supérieure à chacune des deux puissances.
La deuxième constatation est que parler (lorsque phi est connu), de puissance  ou de courant : actif, réactif ou apparent revient strictement au même. Le courant apparent est très facile à mesurer, alors que le courant réactif d'origine selfique l'est beaucoup moins (pour un moteur notamment).
(Le courant capacitif étant produit par des condensateurs est également très facile à mesurer. La partie courant actif d'un condensateur et pratiquement négligeable)

Les puissances réactives sont de deux ordres :

1/ d'origine selfique avec valeur positive
2/ d'origine capacitive avec valeur négative.

Phi est appelé l'angle de déphasage entre courant et tension. Comme tout angle, il est caractérisé par son cosinus, mais aussi par sa tangente.

1.4 Puissances en alternatif triphasé

C'est la même chose qu'en monophasé avec racine de 3 en plus en facteur. La formule générale est alors :
P=UI*cos(phi)*rac(3)

A remarquer que suivant le montage dit en étoile ou en triangle, la tension sera dite simple ou entre phases soit habituellement 230 V ou 400 V.

2 Les tarifs EDF

Bien entendu, il n'était pas possible de parler des tarifs sans reprendre les notions indiquées ci-dessus.
Je viens de chercher sur le site EDF et il ne m'a pas été possible de trouver des tarifs industriels. Il est vrai qu'EDF a de tout temps toujours été gêné de divulguer ses tarifs. (On comprend mal pourquoi, vu qu'il n'y avait aucune concurrence)

EDF a globalement 3 grands tarifs qui sont répertoriés par des couleurs :

J'ai trouvé des tarifs sur le site du CRE (Commission de Régulation de l'Energie  "cre.fr")

2.1 TARIF BLEU

BLEU pour les petits usagers dont nous faisons tous partie. La puissance souscrite maximum est définie en KVA (C'est l'ampérage du disjoncteur qui régule le problème) et ce tarif va jusqu'à la puissance de 36 KVA,. avec pour valeurs possibles 3 KVA (tarif unique).
Les puissances suivantes 6, 9, 12, 15, 18, 24, 30,36 KVA. Avec ou sans tarif heures creuses (tarif de nuit qui peut avoir lieu parfois de jour (14 à 16 heures) !).

Ce tarif a le mérite d'être simple, et uniquement valable pour les particuliers ou les petites industries.
Notez que vous avez, comme dans les grandes puissances, intérêt à compenser le cosinus Phi, pour obtenir la pleine puissance souscrite si vous avez beaucoup de moteurs.
Il s'agira très souvent d'installer des condensateurs aux bornes des moteurs.

De nombreuses petites scieries par exemple, ont largement intérêt à "compenser" les moteurs car cela leur permet de descendre d'un échelon de puissance (et donc d'abonnement).

Consultez la commission de régulation de l'énergie pour les tarifs à jour à l'adresse suivante :
http://www.cre.fr/fr/content/download/482/8029/file/tarifs_bleu_metropole.pdf

Pour le particulier, voici un petit graphique qui présente l'avantage de vérifier son abonnement par rapport à sa consommation annuelle. (catégories de puissance 3 KVA, 6 KVA normal, 6 KVA+tarif nuit).
Quelques petites explications sont cependant nécessaires à la compréhension :
-Vérifier votre disjoncteur pour savoir si il est adapté à votre puissance instantanée nécessaire.

-Les 2  courbes en traits fort  pointillés bleus et rouge représente respectivement l'abonnement 3 KVA et l'abonnement 6 KVA sans tarif nuit .

Si vous avez peu de puissance installée ou que vous pouvez décaler vos consommations, le tarif 6 KVA est intéressant seulement à partir de 1800 KWH annuels. En dessous de cette puissance utilisez l'abonnement 3 KVA, vous y serez gagnant SI vos appareils fonctionnant simultanément ne dépassent pas cette puissance de 3 KVA. (environ 15 Ampères).

Pour les autres courbes, avec le tarif de nuit (HC), il faut être très prudent et évaluer le pourcentage d'utilisation de nuit et de jour  (7 droites partant du même point). La consommation totale de 100% a été divisée en modules de 1/6 du total. On peut ainsi voir par croisement avec la courbe en traits gras rouge pour chaque pourcentage si c'est utile ou non de prendre le tarif de nuit. (Clic sur image pour agrandissement dans une nouvelle fenêtre).

Exemples : Ainsi à partir d'une consommation de 1450 KWH annuelle avec 5/6 de consommation de nuit (1/6 de jour), vous avez intérêt à souscrire un abonnement 6 KVA avec tarif de nuit.
Pour moitié (3/6)  de consommation de nuit, il faudra cette fois au moins 2400 KWH annuels pour que le tarif de nuit soit rentable.

Lorsque l'on est sur la limite il y a souvent intérêt à rester sans tarif de nuit, car les augmentations de consommation sont principalement diurnes. (Au besoin consultez EDF, mais je persiste à dire que l'on n'est jamais si bien servi que par soi-même !)
NOTA : Les références sont prises par rapport au dernier tarif en date du CRE (15/08/2006)

2.2 TARIF JAUNE

JAUNE Pour les petites industries de 36 à 250 KVA. Notez deux sous-catégories :
UTILISATIONS LONGUES (LU) Une seule dénivelée possible.
UTILISATIONS MOYENNES (MU).
La puissance autorisée peut être différente suivant les instants de la journée. Il apparaît la notion des heures d'hiver et des heures d'été, ainsi que la notion des pointes fixes (en hiver et en période de forte demande durant 3 mois en principe Décembre, Janvier, Février). Les heures dites "tarif de nuit" sont plus communément appelées heures "creuses" (HC).
Les puissances souscrites en tarif jaune sont : en KVA (et non en KW)

36;42;48;54;60;66;72;78;84;90;96;102;108;120;132;144;156;168;180;192;204;216;228;240;252 KVA

La notion de puissance réduite devient présente, associée à la notion de dénivelée pour le mode LU. (Voir ci-après)
(Le transformateur 20 KV / 400 V (si nécessaire), est toujours à la charge financière et technique d'EDF).

Consultez la commission de régulation de l'énergie pour les tarifs à jour à l'adresse suivante :
http://www.cre.fr/fr/content/download/485/8038/file/tarifs_jaune_metropole.pdf

J'insiste sur la puissance souscrite en KVA (toujours en triphasé)  car il s'agit d'une PUISSANCE APPARENTE.
Ceci veut dire que pour pouvoir utiliser pleinement la puissance de son abonnement, il faudra assurer la compensation du cosinus phi, au plus proche de la valeur 1.
Cependant, les condensateurs ont des valeurs qui ne permettent pas toujours d'atteindre 1 précisément, et il y a lieu de choisir entre le temps de retour sur investissement le plus court, la recherche de la puissance maxi, et le gain annuel maximum sur la facture EDF.

Voir ci-contre les courbes permettant un calcul en fonction des valeurs de condensateurs et des souhaits financiers exprimés.

Exemple : Sans aucune compensation, la puissance active disponible est de 76.8 KW (attention aux unités !) à cos(phi) 0.64 pour une puissance souscrite de 120 KVA. On devra toujours avoir au moins cette puissance active qui est nécessaire à l'entreprise.

Ainsi le POINT A sur les courbes correspond à 31 KVAR et représente en fonction des valeurs unitaires disponibles de condensateurs le premier point procurant 3416 Francs d'économie sur l'abonnement (c'était à l'époque en 1995) et une puissance apparente souscrite de 90 KVA (pour 120 d'origine), avec un temps de retour sur investissement de 12.7 mois, avec une puissance active de 77.4 KW.

Pour le POINT C, il y a 50 KVAR de condensateurs, un gain d'abonnement de 4222 Francs, une puissance souscrite de 84 KVA et un temps de retour sur investissement de 12.9 mois et une puissance active de 78.6 KW

Et ainsi de suite pour le point E.

On remarque également que lors d'un palier horizontal de gain EDF, il est inutile d'aller vers des valeurs de fin de palier horizontal. C'est de la perte d'argent avec le seul petit avantage de puissance un peu meilleure.

Il est parfaitement visible que c'est en fonction des ressources financières, des valeurs des condensateurs de compensation, du temps de retour sur investissement accepté, du gain maximum financier que le choix sera fait. On peut conclure sur ce tarif Jaune qu'il n'y a pas une seule solution mais beaucoup, suivant ce que l'on recherche.

Enfin un dernier point qui influe également, est la table des puissances acceptées par EDF en tarif Jaune. Cette table vient également perturber les choix. Si l'on ajoute qu'une entreprise vit et qu'il faut aussi regarder les besoins futurs, on a pas fait le tour du sujet qui devient cette fois très très compliqué….

En tarif jaune, le comptage est toujours réalisé en basse tension avec des tores de mesure du courant qui sont externes au compteur lui-même.

2.3 Les différentes puissances EDF

La PUISSANCE SOUSCRITE est la puissance maximum que l'installation devra pouvoir fournir.
La notion de PUISSANCE RÉDUITE correspond à une minoration de la PUISSANCE SOUSCRITE qui représente la puissance de base demandée au réseau en fonction des CATÉGORIES DE SAISON. Cette minoration affecte chaque catégorie été- hiver et heures pleines- heures creuses. Les 5 principales périodes de facturation sont donc :

P  POINTES Fixes dans les cas des tarifs JAUNES UTILISATIONS LONGUES et VERT.
HPH Heures Pleines Hiver
HCH Heures Creuses Hiver
HPE Heures Pleines Eté
HCE Heures Creuses Eté.

C'est sur cette valeur de puissance réduite que la part fixe (abonnement) est calculée.

Préd =P1*coef1 + (P2-P1)*coef2 + (P3-P2)*coef3 + (P4-P3)*coef4 etc...
(Cela revient donc à réduire la puissance de la somme des écarts de puissance entre dénivelées). Les "coefs" sont donnés par les tarifs EDF. Le premier de tous "coef1" a normalement la valeur 1.

Il y a aussi comme (comme en tarif Jaune) des Sous Catégories, cette fois au nombre de 4 :

Très Longues Utilisations (TLU)
Longues Utilisations (LU)
Moyennes Utilisations (MU)
Courtes Utilisations (CU)

A chaque période (ou groupe de périodes) correspond un facteur de puissance réduite donné par les tables de tarification EDF. Les dénivelées sont au moins égales aux précédentes ou supérieures dans l'ordre de présentation ci-dessus (P vers HCE). 5 possibilités de dénivelées en tarif Vert et seulement 2 en tarif jaune

2.4 Le TARIF VERT A5

En tarif Vert le TRANSFORMATEUR 20 KV / 400V APPARTIENT À L'ABONNÉ. L'abonné paye en outre les pertes fer et effet Joule (Énergie thermique). Le transformateur permet de déterminer très simplement dans quel cas de tarification électrique tarif on se trouve. (Jaune ou vert)

Le début de ce tarif commence à une puissance de 250 KVA. (Attention il existait préalablement des puissances plus petites (100KVA) qui recouvraient partiellement la fin de puissance en tarif jaune. Cela semble abandonné ce jour.

Un mot rapide sur la méthode de comptage pour facturation. Celle-ci peut être en basse tension s'il y a un unique transformateur, et là aussi il y a des tores de mesure du courant, souvent disposés dans le boîtier supérieur du transformateur.

Si il y a plusieurs transformateurs ou des équipements complexes, le comptage est réalisé cette fois en haute tension 20 KV, et les tores sont effectivement très bien isolés dans une cellule spécifique. La mesure de tension quant à elle est réalisée par méthode capacitive pour limiter les pertes. Tous ces capteurs occupent une baie complète (plombée par EDF).

La grande différence de ce tarif est cette fois la facturation en énergie ACTIVE (KWH) d'une façon générale.

Ce tarif est avantageux, mais nécessite cependant de la surveillance pour la partie des puissances réactives, mais cela uniquement durant les 5 mois d'hiver (Novembre à Mars).
En effet quand l'énergie est en forte demande durant l'hiver, EDF facture l'énergie réactive située au dessus de tg(phi)=0.4 dans les pointes et en heures pleines. (à un tarif plus faible que l'énergie active)

L'énergie réactive fait des pertes par effet Joule en ligne, car la somme des courants actifs et réactifs est réellement présente. Ces pertes ont lieu aussi bien pour EDF que pour les abonnés.
Souvent ces pertes sont loin d'être négligeables. Ces pertes abaissent la tension nominale et entraînent parfois des problèmes de tension faible.
L'énergie réactive empêche de pouvoir atteindre la puissance souscrite (en tarifs Bleu et Jaune notamment).
En hiver il y a pénalités EDF pour tg Phi > 0.4 en tarif vert

Les mêmes périodes de facturation qu'en tarif jaunes sont utilisées :

P  POINTES Fixes dans les cas des tarifs JAUNES UTILISATIONS LONGUES et VERT.
HPH Heures Pleines Hiver
HCH Heures Creuses Hiver
HPE Heures Pleines Eté
HCE Heures Creuses Eté.

Les pointes fixes sont de 4 heures par jour, souvent de 8 h à 10 h et de 17 à 19 h, mais définies dans le contrat et durant les mois de Décembre, janvier et Février !
Ces valeurs ont évolué, au fil des époques et sont susceptibles de changements.

Consultez la commission de régulation de l'énergie pour les tarifs à jour à l'adresse suivante :
www.cre.fr/fr/content/download/486/8041/file/tarifs_vert_metropole.pdf

Il y a encore d'autres tarifs verts mais cela concerne les très grandes puissances et déborde largement du but de cet article de présentation.

3 L' EJP et TEMPO
3.1 Les raisons et l'historique EJP

L'EJP a été réalisé pour palier le manque d'énergie en période de grande demande (hiver). Ce principe a été inventé aussi pour répondre à la pression des écologistes qui ne voulaient plus de centrales nucléaires. Aujourd'hui le contexte est un peu différent.
A priori EDF ne crée plus de nouveau contrats EJP, mais assure le maintient de l'existant.
L'affaire était si rentable pour les particuliers, que de nombreuses mini-centrales EJP de 1000 à 4000 KVA (groupe électrogènes au fuel) se sont crées et leur nombre doit permettre à EDF de suffire en production en période de grand froid.
EDF étant obligé de racheter l'énergie, cela était assez rentable, et de nombreuses industries s'étaient équipées.
Il faut voir aussi que la signalisation EJP a eu quelques problèmes à ces époques et que les automatismes n'ont pas toujours démarré les groupes pour des raisons aussi bien "EDF" que clients.
Les litiges ont été nombreux.

Il n'y a plus à ma connaissance de nouvelles implantations EJP.

L'EJP avait aussi été appliqué aux particuliers, mais vite remplacé par TEMPO qui est un EJP encore plus compliqué, qui ne doit pas réellement être extrêmement avantageux au vu des contraintes…Mais chacun voit sa spécificité et son intérêt.

3.2 Le principe EJP

L'Effacement des Jours de Pointes, signifie simplement que si vous avez souscrit à cette option, vous devez vous EFFACER du réseau sous peine de fortes amendes. En contre partie vous payez l'énergie très bon marché le restant de l'année.

L'EJP dure 22 jours contractuels consécutifs ou non (avec des limites), pour 18 heures par jour (durant les mois de Décembre, Janvier et Février).

Cet effacement suppose que vous avez vos propres moyens de production d'énergie. Il était à l'époque cependant possible d'avoir un très petit talon d'énergie fixe à un prix abordable en version MU EJP ?.

Les pointes en EJP sont différentes des pointes fixes des autres modes et portent le nom de POINTES MOBILES, puisqu'elles sont décidées en fonction des conditions climatiques, par EDF par une signalisation spécifique.
Ces pointes de 18 h par 24 heures sont en principe de 7 heures du matin à 1 heure du matin. L'électricité éventuellement consommée est alors à un prix catastrophique !

3.3 TEMPO

C'est l'équivalent de l'EJP pour le particulier. Cela nécessite une installation EDF spécifique, ainsi que des modifications pour le particulier (contacteurs divers, délestage etc..). Il y a également une facturation d'installation de la part d'EDF qui demande en outre une période d'abonnement minimum d'une année.

Il y a 3 périodes de facturation (bleu, blanc et rouge) chaque jour a une couleur dépendant de la demande d'énergie. Les heures creuses et les heures pleines vont respectivement de 22 h à 6 h et de 6 heures à 22 heures.

Il y a 22 jours rouges (c'est à priori les mêmes qu'en EJP) de très forte demande d'énergie où celle-ci est facturée très cher en HP
43 Jours Blancs ou la facture est mitigée,
300 jours bleus où l'énergie est bon marché. (tous les dimanches font partie de la couleur bleue)

Les avis sont très partagés sur le sujet, et je pense qu'il faut pour commencer avoir une bonne formation technique, car ce n'est pas à la portée du premier venu en exploitation courante. Il faut surveiller !
J'ai même lu qu'EDF ne semble plus promouvoir cette option ! ?

4 La compensation du cos Phi

D'où vient ce courant réactif ? Nous utilisons toujours le même courant réactif d'origine selfique, par le biais des moteurs et des transformateurs.
Nous n'utilisons pratiquement jamais de courant d'origine capacitive (sens opposé) dans notre vie quotidienne car aucun appareil ne peut produire cette énergie à part les condensateurs, et c'est fort dommage.
Compenser le cos(phi) revient donc à mettre des condensateurs en place (énergie réactive négative), soit pour ne pas payer de courant réactif, soit pour pouvoir utiliser la totalité de puissance souscrite et ne pas avoir de pertes Joule.

4.1 Emplacement de la compensation

L'emplacement le plus adapté est dans l'appareil concerné. Ceci est rarement possible, car il peut y avoir des appareils qui se déplacent et donc une impossibilité "de faire suivre" la compensation.

Pourquoi cet emplacement en proximité immédiate de l'appareil ? Tout simplement parce que l'annulation ou la compensation du courant réactif se réalise immédiatement. Le courant en ligne en amont du point des condensateurs ne comporte plus alors que majoritairement le courant ACTIF.

Les pertes joule complémentaires dues au courant réactif sont donc éliminées et toute la puissance est correctement utilisée.

4.2 La compensation centralisée

Cette méthode est utilisée uniquement dans les grandes installations de puissance, lorsque les consommateurs d'énergie réactive sont disséminés sur de grandes surfaces, et qu'il serait beaucoup trop coûteux de compenser individuellement chaque petit appareil.
Dans ce cas, des armoires comportant des banques de condensateurs commutables, sont installées avec un petit contrôleur de cos(phi) qui va enclencher les différentes banques pour compenser au mieux une énergie réactive qui se révèlera souvent instable dans le temps.
L'enclenchement est donc temporisé pour être sûr que la demande n'est pas une variation sporadique et variable en valeur de KVAR (capacitifs).

4.3 La compensation en milieu harmonique

Les harmoniques sont des fréquences multiples de la fréquence réseau (Il n'est pas rare de rencontrer des fréquences de 1500 HZ sur un réseau 50 Hz !).
Ces harmoniques naissent lorsque la commande d'un courant n'est pas linéaire, mais de type impulsionnelle (commande par triacs, thyristors …). Il est important de considérer ces harmoniques, par leur origine qui est le COURANT.
Ces harmoniques de courant entraînent des harmoniques de tension par le biais des pertes en ligne.
Ces harmoniques vont provoquer par les fréquences élevées des échauffements anormaux des câbles, des contacts et des condensateurs (pertes diélectriques) et du fil de neutre lorsqu'il existe.

Les condensateurs de compensation sont pratiquement tous à film plastique polypropylène imprégné. Le plastique se ramolli à la chaleur dégagée ce qui provoque des mini-amorçages avec destruction des surfaces aluminisées conductrices. La capacité s'en trouve réduite d'autant, mais les gaz issus de ces amorçages tendent à gonfler le boîtier des condensateurs.
Ces condensateurs gonflent, et juste avant explosion, la montée progressive du couvercle sous la pression assurent la rupture au moins d'un des fils. ce qui entraîne alors le passage à 0 de leur capacité et évite une explosion toujours destructrice. Il existe aussi des systèmes à soupape de décharge.

Il n'y a donc alors plus aucune compensation.

En milieu harmonique, il est nécessaire d'utiliser des condensateurs série renforcée, qui résistent à la déformation de l'isolant et gardent ainsi leur efficacité.

4.4 La surveillance cos Phi

A la lumière des défaillances, il y a lieu de vérifier simplement le courant réactif de chaque batterie de condensateur ou de chaque condensateur individuel dès la mise en service, et de contrôler périodiquement que ce même courant n'a pas trop diminué. (À la pince ampèremétrique)
C'est à ce prix que la facture EDF ne sera pas une surprise, car en l'absence de surveillance, c'est la facture qui indiquera une facturation de réactif en hiver voire un dépassement de puissance suivant la tarification, ou la disjonction pure et simple à cause du courant apparent trop élevé.

4.5 Le comptage EDF

Ainsi que cela a déjà été évoqué, le comptage est couramment effectué en basse tension (230/400v), mais dans certaines grandes installations en tarif vert exclusivement (? à vérifier) le comptage peut nécessiter d'être réalisé en 20 KV (Plusieurs transformateurs par exemple). Ceci n'est qu'un détail technologique car les principes restent identiques.

Dans les installations tarif Jaune et vert, EDF continue de fournir une demande de puissance plus importante qui peut dépasser dans certaines limites la puissance souscrite. Cela se paye bien entendu à un tarif plus élevé !

Le comptage EDF est maintenant réalisé avec des compteurs électroniques. Ceci est plus compliqué, car il y a des possibilités de paramétrage qui n'apparaissent pas toujours sur la facture (EJP ou non par exemple). Ainsi j'ai vu des facturation erronées pour cet exemple, sans que l'on puisse s'en douter à priori.
L'électronique avec sa rapidité, a permis de réduire le temps d'intégration du dépassement de puissance à des temps très courts de l'ordre de la minute.

Les dépassements de puissance (dépassements quadratiques) sont comptés différemment en comptage électronique et en comptage électromécanique. Le comptage électronique est plus précis (malheureusement pour l'abonné). D'un point de vue pratique, cette mesure du dépassement est une fonction de la puissance et du temps. (c'est l'intégrale)

NOTA : Il peut parfois être utile de souscrire des abonnements de moindre puissance et d'accepter de payer quelques dépassements de puissance. Cela est conditionné par une analyse très fine des consommations et seulement possible avec une certaine régularité des consommations.

5 Conclusions

Et mon ordinateur ? Eh bien tous ces appareils avec alimentations de type "à découpage" génèrent toujours du cosinus phi de type selfique. Pour être plus précis, la tangente de l'angle est positive. Il y a donc lieu de compenser.

La compensation est toujours utile et dans ce cas, à double titre, car non seulement pour le cosinus phi, mais aussi pour un point dont on n'a pas encore parlé qui est la protection des parasites TRANSITOIRES à énergie.
Ces parasites sont ainsi "absorbés" avant d'arriver à ces appareils sophistiqués, et évitent des déclenchements intempestifs de l'électronique.
Le rôle protecteur des condensateurs de compensation n'est pas souvent indiqué, et il mérite de l'être.

N'y a t il que l'ordinateur ? NON

Tous les néons, lampes basse consommation, onduleurs, moteurs, appareils audio vidéo, variateurs de fréquence, toute l'électronique en général, ont besoin de compensation.
Ces mêmes appareils génèrent également tous des harmoniques de courant qui ne présentent pas cependant, au niveau individuel, de soucis particuliers (ce n'est pas le cas en industrie).

J'espère que vous aurez trouvé dans cet article des éléments de réponse à vos questions…et que vous saurez mieux exploiter votre facture EDF qui n'est pas un modèle de simplicité.

Je vous laisse… je file à la scéance de rattrapage du bac pour pouvoir exploiter ma facture EDF…A bientôt.

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