Réseaux ECS collectifs – Des solutions pour réduire les budgets de maintenance

par / jeudi, 08 janvier 2015 / Publié dans Société

L’EAU, L’INDUSTRIE, LES NUISANCES N° 376 – Novembre 2014

Par Vincent Johanet

Calcaire, tartre, corrosion… Ces problématiques préoccupent les collectivités, les bailleurs sociaux et les industriels. Soucieux d’optimiser leurs coûts et de maîtriser leurs budgets maintenance, ils cherchent des solutions alternatives à l’adoucisseur à sel, tout en étant bien entendu efficaces et économes… L’adoucisseur à sel, certes efficace, n’est plus la seule réponse, et présente l’inconvénient de nécessiter un lourd budget de maintenance, des contraintes de suivi, des risques sanitaires, et de la place. Il représente un surcoût de traitement de l’eau estimé entre 0,70 et 0,90 € par m3. Avec un surcoût de traitement de l’eau inférieur à 0,20 € par m3, les solutions proposées par ISB Water permettent un retour sur investissement inférieur à 2 ans. Distinctes des solutions magnétiques, elles ont su séduire nombre d’entre eux, résultats à l’appui. Explications.

Chaudières, canalisations et serpentins, ballons d’eau chaude, circuits de chauffage, échangeurs, … tous ces équipements sont très sensibles à la qualité de l’eau qui y circule. Quel que soit leur âge, le matériau dont ils sont constitués, leur dimension ou leur conception, les réseaux d’eau chaude sanitaire collectifs sont sujets, si aucun traitement préventif ou curatif n’est mis en œuvre, à des problèmes récurrents d’entartrage ou de corrosion. Avec des conséquences très concrètes qui se traduisent au mieux par une diminution des performances souvent associée à une surconsommation notable d’énergie, au pire par usure prématurée , voire une panne des équipements concernés. Pour se prémunir efficacement contre ces problèmes, la mise en place d’une démarche de maîtrise des risques s’impose.

De lourds enjeux sanitaires

Cette démarche est d’autant plus importante qu’elle intègre de lourds enjeux sanitaires: la prévention du risque de développement des légionelles dans les réseaux d’ECS implique une maintenance correcte des installations de production et de distribution d’eau.

“Cette démarche repose d’abord sur une connaissance précise des installations de production, de stockage et de distribution d’eau, ce qui nécessite la réalisation d’un diagnostic technique et sanitaire des réseaux existants, explique Benoît Grigaut chez ISB Water. Ce diagnostic doit s’attacher à mettre en évidence les points critiques, c’est-à-dire les causes et les lieux probables de dégradation de la qualité de l’eau.” Il constitue un préalable indispensable à la définition et la mise en œuvre de mesures préventives efficaces.

Mettre en œuvre des mesures préventives efficaces

Les traitements disponibles sont nombreux et généralement efficaces même s’ils ne conduisent, bien souvent, qu’à retarder l’apparition de ces phénomènes. Les installations de dosage de produits souvent constitués d’orthophosphates, de polyphosphates et silicates, parfois accompagnés d’un sel de zinc, permettent de lutter contre le tartre et la corrosion. Au contact de parois corrodées, ils forment un film de phosphate et/ou de silicate de fer et de zinc qui constitue un écran entre le métal et l’eau. Dans certaines conditions, et en présence d’une eau dure, les ions calcium et magnésium peuvent participer à la formation du dépôt en précipitant sous forme de phosphate ou silicate de calcium.

Pour lutter contre l’entartrage, on peut également avoir recours à l’adoucissement par échange d’ions, à la décarbonatation électrolytique, à la séquestration du calcium par addition de polyphosphates qui retarde la précipitation de CaCO2. Problème: ces traitements peuvent avoir des conséquences dommageables sur la qualité microbiologique des eaux si certaines précautions ne sont pas prises. L’adoucissement et l’injection de phosphates peuvent par exemple entraîner des développements biologiques importants sur les résines ou dans les ballons de production d’eau chaude. Autres inconvénients, ces installations doivent être suivies régulièrement par des personnels spécialisés ce qui, sur le long terme, s’avère coûteux.

Schéma de principe de la solution proposée par ISB Water: elle fonctionne sur tout type de production d'ECS, avec ou sans bouclage, et sur tout type de canalisation. Elle ne comporte aucune contrainte de distance de canalisation amont ou aval. Le montage peut être vertical ou horizontal.

Schéma de principe de la solution proposée par ISB Water: elle fonctionne sur tout type de production d’ECS, avec ou sans bouclage, et sur tout type de canalisation. Elle ne comporte aucune contrainte de distance de canalisation amont ou aval. Le montage peut être vertical ou horizontal.

Un dimensionnement maîtrisé, des résultats prévisibles et reproductibles

Les solutions physiques ne datent pas d’hier et n’ont pas toujours eu bonne presse. Reposant sur des phénomènes de type électrolyse galvanique, micro-cavitation et coagulation, les solutions ISB Water se démarquent des matériels magnétiques ou catalytiques. Avec des résultats reproductibles liés à un dimensionnement maîtrisé. L’efficacité repose sur une cellule électrolytique en régime hyper-turbulent générant des phénomènes de micro-cavitation. Avec notamment deux anodes sacrificielles en zinc, le réacteur intègre une grande surface de diélectrique en PTFE qui génère, lors du passage d’un flux d’eau, un potentiel de 0,7 à 1 volt. Ce potentiel, associé à la présence de zinc, permet de perturber la création du calcaire en précipitant les ions calcium et magnésium sous une forme non adhérente et non incrustante de calcaire. Le procédé repose donc sur trois principes: une électrolyse galvanique, un dimensionnement propre à créer des hyper-turbulences pour extraire les gaz dissous ce qui permet de freiner la corrosion et de favoriser la précipitation du calcaire sur les anodes de zinc, et des phénomènes d’encapsulation du calcaire autour de ces molécules de calcaire en suspension dans l’eau. Sa mise en œuvre ne nécessite ni apport d’énergie, ni additifs chimiques, ni maintenance particulière. Adaptée à des débits compris entre 0,05 m3/h et 2000 m3/h, cette solution a une limite: la température, qui ne doit pas excéder 70°C. ISB Water propose des adoucisseurs à sel pour les primaires solaires, par exemple. ISB Water jouit d’une expertise reconnue sur le traitement physique de l’eau, à toutes les étapes de son cycle. Une forte orientation recherche et développement dès 2004, plus de 6 brevets déposés aujourd’hui, permettent aujourd’hui à la société de proposer des solutions efficaces préventives et partiellement curatives contre le calcaire et la corrosion en boucles ouvertes ou fermées, contre les boues et l’oxygène dissous des boucles fermées de chauffage / climatisation, des échangeurs de chaleur à tubes ou plaques, de protection des pompes à vide et des pompes de circulation. Historiquement, l’ISB a été le premier procédé de traitement galvanique de l’eau à avoir obtenu l’ACS, obligatoire depuis 2006 pour l’eau potable, l’eau froide générale et la production d’eau chaude sanitaire. Son efficacité est aussi attestée par le centre technologique de l’eau du DVGW, équivalent allemand et européen du CSTB. Cette réputation s’est construite au travers de nombreuses références dans l’industrie, mais également auprès d’autres acteurs tels que les bailleurs sociaux, qui, après avoir testé et comparé la solution ISB Water à d’autres procédés, disposent désormais d’un recul suffisant qui leur permet d’en attester l’efficacité.

Un recul suffisant qui permet d’attester l’efficacité du procédé

La communauté urbaine de Strasbourg (C.U.S.) travaille en partenariat avec ISB Water depuis 2011 sur l’ensemble des rénovations des réseaux d’ECS et de chauffage. Le premier chantier a été la rénovation des réseaux sanitaires du Club des Sports de la Fraternelle. Le site connaissait d’importants problèmes dus au calcaire et à la corrosion, tant sur l’eau froide que sur l’eau chaude: impossibilité de réguler les débits et les températures, pannes et dysfonctionnements divers, plaintes des utilisateurs sur le manque de confort et le manque de disponibilité des équipements. Et ce en dépit d’un budget maintenance conséquent: détartrage régulier des canalisations, de l’échangeur, des ballons et des pommeaux de douche, remplacement d’équipements, surconsommation d’énergie. La C.U.S. a donc engagé une rénovation incluant la mise en conformité du site par rapport à la réglementation sur les légionelles en optant pour le procédé d’ISB Water. La société a réalisé une étude technique incluant le dimensionnement, l’implantation et le protocole de suivi le plus adapté au site. Deux ans après l’implantation d’un module sur l’Eau Froide Générale et sur le bouclage d’Eau Chaude Sanitaire, les conclusions attestées par la C.U.S. sont positives: les détartrages chimiques, filmogènes et adoucisseurs ne sont plus nécessaires, il n’y a aucune présence de calcaire ou de corrosion, les échanges thermiques et les relevés de pression sont conformes, les investissements matériels réalisés sont pérennisés et le budget de maintenance a notablement diminué.

Sur une eau à 40°TH, la solution ISB Water a été identifiée par Habitation Moderne comme étant la plus efficace. Vue après 20 mois de fonctionnement sans démontage ni nettoyage de cet échangeur à plaques.

Sur une eau à 40°TH, la solution ISB Water a été identifiée par Habitation Moderne comme étant la plus efficace. Vue après 20 mois de fonctionnement sans démontage ni nettoyage de cet échangeur à plaques.

Toujours à Strasbourg, le bailleur social Habitation Moderne a testé, en comparaison avec deux autres solutions, la solution ISB Water pour protéger du calcaire 3 des 56 sous-stations de la Cité de l’Ill, une pour chaque procédé. Chaque sous-station était équipée d’un échangeur à plaques alimenté par l’eau froide et le retour de bouclage ECS d’un côté et le réseau primaire de l’autre desservant l’ECS à 20 logements avec une eau plutôt dure (40°TH). Après dimensionnement et implantation, le protocole de suivi s’est centré sur deux éléments: des manchettes témoin posées sur le bouclage ECS (une en PVC et une en acier galvanisé) et l’échangeur à plaques qui a fait l’objet d’un unique détartrage en début du protocole. “Avant que notre solution ne soit installée, il était détartré de 2 à 3 fois par an, souligne Benoît Grigaut. Le démontage, 20 mois après l’installation, a démontré une absence de tartre sur les plaques de l’échangeur. Quant aux manchettes, elles étaient comme neuves: aucun dépôt de tartre n’a pu être constaté”. De plus, sur les trois procédés utilisés sur le site, la solution ISB Water a été identifiée par l’exploitant comma la seule solution protégeant efficacement l’échangeur à plaques du calcaire.

Une solution équivalente, testée par Osica en partenariat avec Dalkia sur une résidence de 124 logements à Torcy (77), a démontré des résultats de même ordre. “Quatre indicateurs au moins permettent de documenter l’efficacité de la solution, précise Benoît Grigaut. L’état de l’échangeur à plaques, qui ne montre aucun entartrage ni corrosion, et n’a pas été détartré depuis un an et demi, à comparer avec 2 à 3 détartrages par an de l’échangeur avant l’installation de la solution ISB Water. L’aspect et le poids des manchettes, stables, indiquant qu’il n’y a ni entartrage, ni dépôts de corrosion supplémentaires et enfin les échanges thermiques qui se sont améliorés”. L’efficacité de la solution vis-à-vis des problèmes de tartre et de corrosion est donc attestée par les maîtres d’ouvrage et les exploitants eux-mêmes sur plusieurs installations. Mais elle concourt également à réduire le risque légionelles en stoppant la prolifération du biofilm.

Le module eau froide de la solution ISB Water ne nécessite ni alimentation électrique, ni consommable.

Le module eau froide de la solution ISB Water ne nécessite ni alimentation électrique, ni consommable.

Mais au-delà de son efficacité opérationnelle, quels gains financiers, en termes d’exploitation et de maintenance ? Que ce soit à la Communauté Urbaine de Strasbourg ou chez plusieurs bailleurs sociaux comme Habitation Moderne, SNI ou Logirep, on fait état “de budgets de maintenance qui ont été considérablement diminués”. Une étude interne d’ISB Water met en évidence une division par trois, voire par quatre, du budget maintenance avec une solution ISB par rapport aux procédés reposant sur un  traditionnel adoucisseur. Avec un surcoût de traitement d’eau inférieur à 0,20 € par m3, inférieur à 7€ par logement et par an, et un retour sur investissement inférieur à 2 ans, voilà de quoi susciter l’intérêt de nombreux professionnels du secteur, bailleurs sociaux, exploitants, collectivités, groupes hôteliers, établissements de santé, EHPAD…

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