15-1 - Les besoins d'eau chaude

23/05/2018 -


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 kWh/kg•K (Watt heure par kilogramme et par Kelvin) (0K = -273°C, 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

  • La quantité d’énergie Q est exprimée en kWhu/j/personne.
  • Les caractéristiques de la consommation d’eau 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.
  • Sa chaleur spécifique est C = 4 186 J/kg•K = 4 186 Ws/kg•K = 1,1628 Wh/kg•K = 1,1628 kWh/m3•K
  • Le couple ρCeau =  1,1628 kWh/m3•K peut directement être 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 45°C, l’écart de température ∆t = 35 °C = 35 K

Le besoin d’énergie nécessaire au chauffage quotidien de l’eau, calculé à partir de la formule, est de 2,44kWhu/j/personne. Multiplié par 365, il détermine un besoin annuel est de 891kWhu/an/personne.

La surface habitable moyenne par occupant étant généralement de 20 à 30 m2, le besoin spécifique d’énergie pour le chauffage de l’eau peut atteindre et même dépasser les 38kWhu/m2SHab/an à comparer au besoin maximum de chauffage des maisons passives qui est de 15kWhu/m2SHab/an.

La consommation d’énergie finale qui intègre, en sus, les pertes liées à la production, au stockage éventuel et à la distribution, peut être bien supérieure au besoin en énergie utile. Elle dépend notamment du type d’énergie utilisé et de la méthode de production mise en œuvre.

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


La comparaison des besoins utiles montre que le chauffage de l’eau nécessite au minimum 2,5 fois plus d’énergie que le chauffage d’une maison passive. Agir seulement pour réduire le chauffage serait donc une aberration. Il est indispensable de mettre en œuvre des moyens qui permettent de réduire fortement le besoin d’eau chaude ou au minimum de l’énergie nécessaire à sa production.

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




En résumé :
  • Sans équipement d’économie d'énergie, le besoin moyen d’énergie nécessaire pour la production de l’eau chaude est 2 à 3 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 indispensable au même titre que celle mise en œuvre pour la réduction du chauffage.

Thème 15 - La production d'eau chaude