L’autodiagnostic hydraulique simplifié

Cette méthode d’autodiagnostic suit une approche d’expertise hydraulique. Elle doit permettre de comprendre comment fonctionne un réseau ECS bouclé, d’identifier les zones critiques et défaillantes. Ce diagnostic est la base de toute étude hydraulique afin de maîtriser les débits et l’équilibrage du réseau.



Étape 1 : Plan du réseau

Le point de départ pour comprendre comment fonctionne le réseau est de disposer d’un plan du réseau ECS à jour.

À partir du constat réalisé et des plans disponibles, il faudra établir un schéma de principe où seuls seront représentés la production et le réseau retour : les collecteurs retour et les canalisations retour. À titre d’information, les mesures de température des boucles de départ et de retour pourront être reportées sur le schéma de principe.



Nous avons noté « tr » pour tronçon de canalisation, « Bo » pour boucle. Un exemple de nomenclature pour la désignation de la canalisation retour est défini en annexe. Cette nomenclature permet de noter le niveau auquel le bouclage est réalisé.

Étape 2 : Données du réseau

Il est important que chaque boucle et chaque tronçon soient clairement identifiés. Par ailleurs, la température de chaque canalisation retour doit être mesurée et la localisation de cette mesure clairement indiquée (niveau du bâtiment, numéro bouclage). Les longueurs et les diamètres correspondants doivent être reportés dans un tableau de la forme du tableau 14.

Afin de déterminer la longueur des canalisations aller et retour, il sera nécessaire de se rendre dans les étages les plus hauts afin de repérer où se situe le bouclage et d’en déduire la longueur. Par la même occasion, la présence en tête de canalisation aller d’un dégazeur en état de marche doit être vérifiée systématiquement. (Cf. Chapitre IV – Fiche n° 8 (4/5) du Guide technique de maintenance des réseaux d’eau destinée à la consommation humaine à l’intérieur des bâtiments).

À partir de ces données, il sera possible de réaliser un recollement des plans jusqu’au piquage.

Étape 3 : Diagnostic du réseau

Le diagnostic repose sur quelques calculs simplifiés permettant de déterminer des valeurs caractéristiques de fonctionnement d’un réseau ECS bouclé.

=> Le collecteur retour général
Le premier calcul consiste à déterminer si au niveau du collecteur retour général (collecteur juste en amont de la pompe de circulation), la circulation de l’eau n’est pas contrainte. Ce qui se traduit par une circulation avec un débit important dans une canalisation dont le diamètre est petit. Le tronçon de canalisation est dit « résistif ». La perte de charge occasionnée ne peut être compensée par la pompe qu’en diminuant le débit de circulation.

Le logigramme suivant permet de vérifier le débit admissible dans le collecteur retour (tableau 15) et de déterminer si le réseau est équilibrable (figure 13).



L’utilisation du logigramme est le suivant :

1. Reporter le diamètre extérieur Φ_col du collecteur retour général pris sur un plan ou mesuré sur site.
2. Déterminer le débit admissible Q_max dans ce collecteur à partir de la table de correspondance en fonction du diamètre et de sa nature (tableau 15).
3. Déterminer le nombre de boucles :
   • nBo pour un DN = 16 ;
   • nBo’ pour un DN > 16.
   Une boucle de DN > 16 correspond à 2 boucles de DN = 16. De façon générale, les DN des canalisations retour des boucles ne sont pas supérieurs à 20.
4. Déterminer le nombre de boucles équivalentes nBo_éq.
5. Calculer le débit moyen pouvant circuler dans chaque boucle Q_moy-Bo.

Les valeurs du tableau 15 ont été calculées pour une perte de charge linéique (j) de 15 mmCE/m. Le débit correspondant tient compte des phénomènes d’entartrage et de détériorations qui induisent une élévation des pertes de charge à l’intérieur des tubes. Dans le cas d’un réseau idéal (équilibré en débit), le débit global susceptible de passer dans chaque boucle correspond au débit admissible passant dans le collecteur retour général réparti sur l’ensemble des boucles du réseau.

En rénovation l’objectif est d’obtenir dans chaque boucle un débit 6 de 110 L/h afin de compenser les déperditions thermiques liées au passage de l’eau chaude dans la canalisation, de maintenir une température supérieure à 50 °C et d’être dans la plage de « réglabilité » des organes d’équilibrage.

Dans la pratique, il devient très difficile d’équilibrer un réseau avec un débit inférieur à 80 L/h. Cette valeur correspond à la limite de précision des organes d’équilibrage du marché avec un Kv minimal acceptable permettant un passage suffisant pour limiter le colmatage et par conséquent les actions de maintenance.

=> Synthèses des données du réseau
La démarche présentée peut être reproduite afin de déterminer les débits admissibles de chaque collecteur retour. Les données descriptives du réseau peuvent être rassemblées dans un tableau comme ci-dessous.

L’objectif est de déterminer quel est le débit moyen par boucle. Ce débit est le débit total divisé par le nombre de boucles.

Le tableau ci-dessus peut être complété par des mesures de débit réalisées sur les organes de réglage compatibles au moyen d’un appareil spécifique canalisation avec un débitmètre à ultrasons. Les mesures sur d’anciennes canalisations en acier galvanisé sont cependant à prendre avec précaution en raison de la présence éventuelle de pustules de corrosion ou de tartre.

Cas pratique

Dans le cas présenté d’un bâtiment à 6 boucles distribuant 7 niveaux, des températures inférieures à 50 °C ont été relevées en retour de boucle.



=> Cas du collecteur retour général tr1
Le collecteur retour général tr1 est une canalisation en acier galvanisé 15/21 et les canalisations retour de toutes les boucles ont un DN inférieur ou égal à 16.

Si on reporte au tableau des débits admissibles pouvant passer dans une canalisation en acier galvanisé, le débit admissible dans cette canalisation est de 280 L/h.



Par conséquent, il ne peut pas passer plus de 280/6 = 47 L/h dans chaque boucle. Le réseau n’est pas équilibrable.

Ce tronçon est résistant et rend difficile la circulation de l’eau, la température de 50 °C en tout point du réseau ne peut pas être atteinte. Pour améliorer la circulation de l’eau, il suffirait d’augmenter le diamètre de la canalisation tr1 à 20/27 dont le débit admissible est de 630 L/h. Ce qui correspondrait à un débit moyen dans chaque boucle de 105 L/h, donc supérieur à 100 L/h et permettrait d’équilibrer facilement l’installation.

=> Cas du collecteur retour tr3
Le collecteur retour tr3 est une canalisation en acier galvanisé 15/21.

Il ne peut pas passer plus de 280/5 = 56 L/h dans chaque boucle. Le réseau n’est pas équilibrable.

Ce tronçon est résistant et rend difficile la circulation de l’eau, la température de 50 °C en tout point du réseau ne peut pas être atteinte. Pour améliorer la circulation de l’eau, il suffirait d’augmenter le diamètre de la canalisation tr1 à 20/27 pour permettre d’équilibrer l’installation.

Au final, les deux méthodes présentées sont complémentaires pour diagnostiquer le fonctionnement d’un réseau ECS.

=> Analyse de risque en mesurant les températures (Constat température)
Des actions de maintenance de l’équilibrage doivent être mises en oeuvre le cas échéant

=> L’installation est elle équilibrable ? (Autodiagnostic hydraulique simplifié)
Le débit moyen par boucle est recherché. Le résultat de ce calcul pourra nécessiter la mise en place d’une expertise hydraulique approfondie.