15-1 - Les besoins d'eau chaude

15/07/2023 -


Pour prendre contact La consommation moyenne d’eau


La consommation moyenne d’eau en France, telle que précisée en 2017 par l’observatoire des statistiques, est de 140 litres d’eau par jour et par personne, avec une croissance marquée du nord au sud du territoire métropolitain et une tendance globale à la baisse depuis quelques années. Elle est répartie par ordre croissant entre boisson, cuisine, voiture et jardin, vaisselle, linge, sanitaires et hygiène corporelle. Bains et douches, qui constituent ce dernier usage, représentent près de 40 % de la consommation moyenne d’eau, soit 60 litres par jour et par personne, et une très grande partie du besoin en eau chaude.

Pour prendre contact Le besoin moyen d’énergie pour la production de l’eau chaude


Les mesures physiques attestent que l’énergie Q nécessaire pour chauffer un volume de matière est proportionnelle :
  • au volume à chauffer : V exprimé en m3
  • à la masse volumique de la matière : ρ exprimée en kg/m3
  • à la chaleur spécifique de la matière, aussi appelée chaleur massique : C exprimée en kWhu/kg•K (K : Kelvin - 0K = -273°C ou 0°C = 273K)
  • à la différence entre la température initiale et la température finale à atteindre : ∆t exprimée en Kelvin (K)

Q = V ρC ∆t

Cette quantité d’énergie Q est exprimée ici en kWhu, les kWh d'énergie calorique utile uniquement déterminés sur les bases de la physique et donc des règles de la nature sans prendre en compte leur provenance et leur mode de production.

Les caractéristiques de la consommation d’eau individuelle pour la douche sont les suivantes :

  • Le volume d’eau quotidien à chauffer par personne est V = 60 l/j/personne = 0,06 m3/j/personne.
  • La masse volumique de l’eau est ρ = 1 000 kg/m3.
  • La chaleur spécifique de l'eau est C = 1,1628 kWh/m3•K
  • Le couple ρC =  1,1628 kWh/m3•K peut être directement intégré dans la formule
  • En prenant en compte une température moyenne annuelle d’eau froide de 10°C et une température utile d’eau chaude de 40°C, l’écart de température ∆t est de 30 °C = 30 K
Le besoin d’énergie nécessaire au chauffage quotidien de l’eau pour la douche, calculé à partir de la formule, est supérieur à 2 kWhu/j/personne. Multiplié par 365, il détermine un besoin annuel qui est de 762 kWhu/an pour une personne et 1524 kWhu/an/ pour un couple.

Pour prendre contact La nécessité de réduire les besoins pour la production de l’eau chaude


Le besoin spécifique maximum d'énergie de chauffage d'une construction passive est de 15 kWhu/m2SHab/an. Le besoin annuel de chauffage d'une habitation passive de 100 m2 est donc de 1500 kWhu/an soit moins que l'énergie nécessaire à la production de l'Eau Chaude Sanitaire d'un couple. Avec deux enfants, ce besoin d'ECS, qui ne prend même pas en compte les autres usages que celui de la douche, est deux fois supérieur au besoin annuel de chauffage du logement que la famille occupe!

Le besoin spécifique d’énergie pour le chauffage de l’eau peut approximativement atteindre et même parfois dépasser les 30 kWhu/m2SHab/an. Agir seulement pour réduire le besoin de chauffage en réalisant une habitation passive neuve ou une rénovation passive est donc une aberration. Il est indispensable de mettre en œuvre tous les moyens qui permettent de réduire également le besoin d'eau chaude ou, au minimum, le besoin d’énergie nécessaire à sa production.

L’optimisation de la production d’eau chaude sanitaire
doit obligatoirement accompagner
l’optimisation économique des maisons passives

Comme pour le chauffage, la consommation d’énergie finale, qui intègre le mode de production, le stockage éventuel, la distribution, la récupération d'énergie mais aussi l'usage individuel, peut être très différente du besoin d'énergie utile. Ce sont les actions simultanées sur la totalité de ces facteurs qui peuvent réduire presque à néant le besoin d'énergie payante et polluante pour la production d'eau chaude comme le fait si bien une maison passive pour le chauffage et la climatisation.




En résumé :
  • Sans équipement d’économie d'énergie, le besoin spécifique moyen d’énergie nécessaire pour la production de l’eau chaude est 2 fois supérieur au besoin de chauffage d’une maison passive
  • Dans les maisons passives, la réduction des besoins énergétiques pour la production de l’eau chaude est tout aussi indispensable que celle mise en œuvre pour assurer le confort thermique.

Thème 15 - La production de l'ECS