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Circuit de chauffage hydrothermique version 2

Introduction

Dans la version proposée précédemment, nous avions mentionné plusieurs inconvénients, notamment ceux induits par l’absence de découplage hydraulique. Afin de comprendre pleinement l’intérêt que représente cette nouvelle conception, nous vous invitons à lire l’article précédent.

La volonté d’utiliser des réservoirs de chaleur réalisés avec d’anciens cumulus récupérés nous oblige à obtenir le découplage hydraulique par un système indépendant. En effet, les ballons spécifiques assez coûteux (env. 1 euro par litre) intègrent intrinsèquement la fonction de découplage. Soit par leur effet de « gigantesque bouteille casse pression », soit parce qu’ils comportent directement des échangeurs.

L’usage d’anciens cumulus à une entrée et une sortie implique une certaine gestion de l’équilibrage des pressions/pertes de charge dans le circuit. Cette nécessité interdit en elle même la décorrélation des débits et donc aussi de la puissance consommée relativement à la puissance de la chaudière. En d’autres termes, l’intérêt majeur du stockage qui consiste à possiblement posséder une chaudière « trop puissante » est limité par la notion de limitation du débit maximal dans la chaudière.

Nous proposons de lever cet inconvénient en assumant entièrement la présence d’un découplage hydraulique, via un échangeur externe. Ainsi, la multiplication des ballons de stockage reste financièrement intéressante puisqu’un seul échangeur est nécessaire, indépendamment du volume de stockage, lequel devient extensible à volonté.

Pour la suite de la lecture, veuillez noter que la « réserve de chaleur » ou « réserve » mentionne le composant appelé « ballon tampon » sur le schéma.

Cahier des charges

Avant de critiquer un système quelconque, il convient de connaître avec grande précision le cahier des charges lui correspondant. Dans un système aussi « ramifié » qu’un circuit hydraulique, la moindre différence de cahier des charges peut induire des changements majeurs dans le comportement du système. Nous tenons donc à rappeler ici les contraintes principales du cahier des charges. Si vous découvrez une autre conception plus simple capable de satisfaire ces contraintes et spécifications, merci de nous contacter. Enfin, le fait que la température de départ soit régulée est implicite et n’est pas mentionné dans les contraintes.

Liste des contraintes principales dans le contexte d’utilisation d’une chaudière à bois à hydroaccumulation éventuellement aidée d’un chauffage solaire :

  • c.1] Tant que possible, les organes tels que les pompes de circulation et les vannes motorisées seront placés sur les conduites les plus froides (retours) afin d’augmenter leur durée de vie.
  • c.2] Le nombre de composants généraux tels que les vases d’expansion, les vannes multi voies et surtout les pompes consommant de l’énergie électrique doit être limité au maximum.
  • c.3] L’excédent de chaleur doit être stocké sous la forme d’un volume d’eau le plus faible possible et donc à la température la plus haute possible et admissible par les composants usuels utilisés en technique de chauffage.
  • c.4] La puissance de la chaudière à bois pourra être éventuellement très supérieure au besoin théorique calculé pour les locaux, sans générer d’inconfort ni de danger.
  • c.5] Lors du démarrage de l’installation, il doit être garanti qu’en tout instant de sa montée en puissance, cette dernière doit être dédiée intégralement au chauffage des locaux. En d’autres termes, aucune puissance ne doit être allouée, à la mise en route, au stockage dans le ballon tampon si le besoin du circuit des émetteurs n’est pas encore couvert.
  • c.6] L’accumulateur de chaleur doit pouvoir être constitué de réservoirs simples, à une entrée et une sortie, tels que des ballons d’eau chaude sanitaire électriques récupérés.
  • c.7] La réserve de chaleur principale doit pouvoir servir à recharger le ballon d’eau chaude sanitaire et/ou alimenter un récepteur auxiliaire quelconque.
  • c.8] L’installation devra comporter une zone d’eau à très basse température (quasi ambiante) permettant l’apport de chaleur solaire ayant pour conséquence une économie de combustible (bois).
  • c.9] L’installation devra pouvoir produire de l’eau chaude sanitaire en saison estivale grâce au chauffe-eau solaire, sans générer de fuite de chaleur vers les émetteurs ni vers la chaudière.

Liste des spécifications (méthode imposée, par exemple, si vous souhaitez greffer le système à une partie d’installation déjà existante, sans la modifier) :

s.1] Les émetteurs seront des radiateurs ordinaires munis de robinets thermostatiques deux voies.

s.2] (déjà sous-entendu dans les contraintes) l’eau chaude sanitaire sera produite par un ballon individuel, indépendant de la réserve de chaleur principale.

Schémas

Veuillez noter que ces schémas ne mentionnent pas les accessoires de sécurité et d’agrément tels que les vases d’expansion, soupapes de sécurité, filtres, vannes d’isolement, etc. Cette version allégée permet de faciliter la compréhension de la logique de fonctionnement.

Tant que la charge de bois de la chaudière n’est pas entièrement consumée, et qu’elle ne produit plus d’élévation de température significative, les circuits vert et rouge sont actifs. La vanne trois voies 8 est en butée, faisant boucler perpétuellement l’eau du circuit d’émetteurs dans l’échangeur 4. Dans ce cas, nous pouvons dire que l’échangeur 4 se comporte comme une chaudière virtuelle, du point de vue des radiateurs. La vanne trois voies 2, quant à elle, fonctionne en régulation, elle répartit le débit entre l’échangeur 4 et le ballon tampon selon la température mesurée au départ du circuit des émetteurs.
Lorsque la chaudière est arrêtée et que l’on souhaite chauffer l’habitation avec la chaleur stockée, seul le circuit bleu est actif. La vanne 8 fonctionne en régulation selon la température mesurée au départ du circuit des émetteurs.

Réponses aux contraintes et spécifications

  • Contrairement à la proposition précédente il n’est plus nécessaire d’avoir recours à des robinets thermostatiques à trois voies. Les débits étant décorrélés, ils peuvent donc être différents entre le circuit des émetteurs et le reste du système. Il devient donc possible d’avoir une différence de puissance importante entre le besoin de l’habitation et la chaudière, tout en optimisant le rendement de cette dernière. Nous respectons ainsi la contrainte c.4.
  • Le circuit des émetteurs étant constitué de radiateurs à vannes thermostatiques à deux voies conventionnelles, il peut se fermer totalement. De ce fait, l’ajout d’une soupape de pression différentielle est nécessaire. Nous pouvons respecter ainsi la spécification s.1. En faisant varier le débit grâce à ces robinets thermostatiques, nous évitons le paradoxe qui consiste à envoyer au retour, de l’eau encore chaude n’étant passée dans aucun radiateur. Ceci est un critère favorisant la respect de la contrainte c.8.
  • Seuls les débits sont découplés, le circuit reste à une seule pression statique globale commune. Cela permet d’éviter de multiplier les accessoires comme les soupapes de sécurité, les filtres et les vases d’expansion et donc de réduire les coûts. Nous répondons ainsi à la contrainte c.2. Ceci ne serait pas forcément le cas avec des installations conventionnelles, utilisant des ballons tampon avec échangeurs intégrés.
  • La régulation de température au départ des émetteurs se fait, lorsque la chaudière est en fonctionnement, par variation du débit qui est alloué à l’échangeur thermique (repère 4). Avec ce fonctionnement, il est obligatoire de conserver une température de départ vers les émetteurs inférieure à la température maximale du primaire. En effet, si le débit primaire (chaudière) de l’échangeur devient supérieur à celui du secondaire (circuit d’émetteurs), plus aucune variation de température ne sera possible au secondaire. La régulation enverra donc tout le débit de la chaudière dans l’échangeur. Dans un tel cas, la température de l’eau du circuit primaire, sortant de l’échangeur 4, ne serait plus du tout maîtrisée et serait alors trop élevée.
  • Nous pouvons considérer, comme inconvénient, l’utilisation de deux vannes distinctes dédiées à la même fonction : la régulation de la température de départ. En effet, les deux modes de fonctionnement induisent cette nécessité : le mode chaudière en fonctionnement et le mode exploitation de la réserve. Ceci est une conséquence directe de l’utilisation de l’échangeur thermique. En mode chauffage avec la chaudière en fonctionnement, la vanne trois voies 2 répartit l’eau chaude entre le ballon tampon et l’échangeur, en mesurant la température de départ vers les émetteurs. Cette valeur de consigne peut être variable, notamment si elle est pilotée par un régulateur type RVL ou définie manuellement par l’utilisateur. Dans la phase « chaudière en fonctionnement » la vanne trois voies 8 est en butée, elle boucle perpétuellement le circuit des émetteurs. C’est donc la température mesurée au départ du circuit des émetteurs et le ressenti des habitants du bâtiment qui la choisissent, qui quantifie l’excédent de chaleur envoyé dans le ballon tampon.
  • Sur ce schéma, nous avons intentionnellement représenté deux circulateurs (repère 10) dans la boucle de la chaudière, afin de spécifier que le débit du circuit primaire (chaudière) peut être tout à fait différent de celui du circuit des émetteurs. Ce découplage est l’objectif recherché. Ainsi la chaudière peut être dimensionnée n’importe comment tant que sa puissance nominale est supérieure à celle demandée par le circuit des émetteurs. Il est évident qu’il faudra adapter le volume du ballon tampon à la chaudière.
  • Les vannes motorisées 15, 16 et 17 sont installées sur la conduite chaude malgré la contrainte c.1 afin d’empêcher d’éventuels effets de thermosiphon. La vanne trois voies 2 ne peut pas non plus être placée en « décharge inversée » , au retour. Elle empêcherait effectivement le passage de l’eau de retour vers le ballon lors du fonctionnement « chaudière à l’arrêt ».

Pourquoi les schémas comme celui-ci ne nous conviennent pas ?

Pourtant répandus sur le net, dans les forums et même sur les sites de professionnels, ces schémas sont souvent partiellement défaillants. Ils impliquent des spécificités nécessaires à leur fonctionnement, lesquelles ne sont presque jamais évoquées clairement. Les installations réalisées de cette manière fonctionnent souvent de façon non optimale, »sur un malentendu ».

Ce genre de schéma devrait toujours être accompagné des remarques suivantes :
  • L’ajout d’une vanne d’équilibrage assurerait une singularité fixe, laquelle, au démarrage de l’installation, pourrait limiter le débit dans le circuit des émetteurs, et donc la puissance thermique dans l’habitation.
  • La plage dans laquelle la vanne trois voies est capable de réguler peut être potentiellement réduite.
  • Une circulation à contresens dans la branche de recyclage (voir schéma), induirait une température maximale au départ du circuit des émetteurs sur une certaine plage de régulation. Cette circulation cesserait dès lors que la perte de charge intrinsèque de la vanne trois voies serait suffisamment élevée.
  • La circulation à contresens injecterait alors de l’eau chaude dans le retour, défavorisant l’utilisation d’un échangeur solaire en réchauffage de retour, par exemple. De plus, quelles seraient les conséquences sur l’exploitation optimale de la chaudière ? Cela n’optimiserait pas le stockage de la chaleur, évidemment.
  • Avec un clapet anti-retour, on interdirait cette circulation inverse, mais le problème de la régulation partielle persisterait.
  • La variation de perte de charge dans le circuit des émetteurs à robinets thermostatiques à deux voies réduirait, elle aussi, la contre-influence de la pompe sur les débits et pressions imposés par l’autre pompe, celle de la chaudière.
Pourquoi ce type d’installation semble fonctionner dans la plupart des cas ?
  • Parce que souvent, les pompes de la chaudière et du circuit des émetteurs sont de puissances comparables, voire identiques. Mais cette puissance comparable induit une potentielle non exploitation de la puissance nominale de la chaudière et interdit un éventuel surdimensionnement (chaudière récupérée, bonne affaire, etc.).
  • Parce que les réglages manuels que l’on peut faire sur les vannes d’équilibrage éventuelles égalisent grossièrement les pertes de charge. Cependant, cela induit encore une fois une non optimisation de l’utilisation de l’installation. Par exemple au démarrage, en restreignant le débit vers les émetteurs.
  • Parce qu’il est parfois difficile de visualiser un dysfonctionnement. Si la régulation est inopérante par moment, le particulier non averti ne s’apercevra pas que ce sont les robinets thermostatiques qui agissent et que la vanne trois voies est devenue inutile.
  • etc.

Tout cela est donc du « bidouillage » ! Si vous êtes prêt à acheter un ballon de stockage spécifique, le mieux est d’en choisir un capable de réaliser un découplage hydraulique, avec plusieurs entrées et sorties. Si vous tenez, comme suggéré, à utiliser des réservoirs récupérés ne possédant qu’une entrée et une sortie, nous vous recommandons notre schéma. Ce dernier garantit une maîtrise entière des contraintes mentionnées dans notre cahier des charges en haut de page.

Avertissement sur la théorie des vannes trois voies et les circulations parasites

Les vannes mélangeuses à trois voies, utilisées en chauffage sont précisément prévues pour mélanger les débits. En conséquence, très souvent, elles ne sont pas étanches en fin de course (butée à gauche ou butée à droite) car cela est considéré comme non indispensable au regard de leur fonction principale. Cela signifie qu’il peut rester de légères circulations parasites dans certaines branches du circuit à des moments où l’on ne le souhaite pas. Ces fuites ne sont pas acceptables dans le cadre du système que nous vous proposons, car la fermeture totale d’une voie est un élément de logique à part entière utilisé dans la conception du système.

D’une façon générale, nous vous recommandons d’utiliser des vannes de bonne qualité. Pour savoir si une vanne trois voies est suffisamment étanche, nous n’avons pas le choix, il faut l’examiner dans le détail. Les vannes qui possèdent un ressort sont en général suffisamment étanches. Ce ressort maintient le secteur plaqué contre son siège, induisant une étanchéité suffisante dans le cadre d’un aiguillage de débit. Ce n’est pas le cas de toutes les vannes trois voies.

Dans notre cas, la circulation parasite la plus délétère est celle qui provoquerait un réchauffement accidentel du circuit des émetteurs en saison estivale, où l’on utiliserait l’installation uniquement pour la production d’eau chaude sanitaire. Nous devrions donc isoler par une autre vanne motorisée la boucle du circuit des émetteurs, côté chaud, ceci afin d’éviter les effets de thermosiphon. Le clapet anti retour 3, quant à lui, a pour rôle d’éviter un effet de thermosiphon interne à la conduite située en amont de l’échangeur 4, y compris en saison de chauffe, lors de l’exploitation de la réserve. Selon la disposition mécanique réelle de l’installation, il peut être monté sur la conduite en provenance de la chaudière, juste avant la vanne trois voies 2, car la conduite située au dessus du ballon tampon peut aussi générer des déperditions.

Nous proposons alors cette alternative qui permet d’entraver les thermosiphons parasites en saison estivale, en ayant déplacé la vanne trois voies 8 sur la conduite chaude :

Qu’en est-il si nous souhaitions utiliser une bouteille de découplage hydraulique ?

Il semble qu’il soit aussi possible d’utiliser une bouteille de découplage hydraulique, également appelée « bouteille de mélange » ou « bouteille casse pression différentielle » à la place de l’échangeur.

Cependant, le « pouvoir de découplage » d’un échangeur reste supérieur à celui d’une bouteille de mélange. En effet, avec un échangeur, la pression statique locale est possiblement différente entre le primaire et le secondaire, alors qu’avec une bouteille, elle est obligatoirement commune. Il se dit souvent d’une bouteille de mélange qu’elle a pour but de créer un « point neutre » entre deux circuits. En conséquence, il faut ajouter un train de vannes motorisées supplémentaire pour gérer ce découplage moindre. Ce train de vannes doit s’actionner au moment des passages entre les deux modes de fonctionnement chaudière/réserve.

Moyennant une complexité plus élevée, nous obtenons plusieurs avantages, qui ne sont autres que ceux habituellement attribués aux bouteilles de mélange. Parmi eux, se trouvent principalement : une insensibilité aux saletés, puisque la bouteille permet même de les faire décanter, la faculté à dégazer facilement le réseau en plaçant un purgeur au sommet, une robustesse intrinsèque largement supérieure à celle d’un échangeur à plaques notamment. De plus, une bouteille de mélange peut tout à fait se fabriquer facilement compte tenu de sa simplicité conceptuelle.

Attention cependant à bien comprendre la différence de fonctionnent avec un échangeur. Avec une bouteille de découplage, c’est le mélange d’eau, interdit avec un échangeur, qui mélange aussi la chaleur. Nous pouvons aussi noter que le rendement est de 100% puisque le mélange de la chaleur se fait directement par le mélange du fluide.

Attention, pour que la bouteille de mélange réponde au fonctionnement demandé par notre cahier des charges, le débit du secondaire doit toujours être supérieur au débit qui provient du primaire, et qui est délivré par la vanne trois voies motorisée (celle du primaire). En effet, si ce débit primaire était supérieur à celui du secondaire, il n’y aurait plus de mélange au départ du secondaire. La température serait alors la température maxi chaudière. De plus, le retour au primaire contiendrait une fraction d’eau chaude. Ce que nous nous sommes interdit dans notre cahier des charges. Heureusement, tant que la consigne de la température de départ est inférieure à celle du primaire, il y a obligatoirement mélange au départ du secondaire. Le flux vertical, dans une bouteille de découplage hydraulique, ne peut en aucun cas être simultanément montant et descendant. Tant qu’il sera montant, il n’y aura pas de recyclage d’eau chaude au primaire.

Pour bien comprendre le sens des propos ci-dessus, nous vous conseillons vivement de regarder cette vidéo.

Attention ! Il est important de placer la sonde de température de départ assez loin de la bouteille, après une singularité comme un coude par exemple. En effet, souvent, les chauffagistes comptent sur la pompe de circulation pour mélanger correctement l’eau chaude et froide. Sauf que, dans notre cas, la pompe est située au retour (pour qu’elle soit soumise à de faibles températures). Il peut convenir d’installer une singularité intentionnelle, tel un petit morceau de tôle hélicoïdal dans le tuyau de départ afin de créer un mélange correct avant la sonde de température.

Nous obtenons le schéma suivant :

Conclusion

Il est relativement facile de répondre à un cahier des charges complexe par la complexité elle-même. Il est facile de satisfaire notre cahier des charges en ajoutant une grande quantité de vannes motorisées. Ce qui est en revanche moins évident c’est de trouver la combinaison idéale de composants juste nécessaire au respect d’un cahier des charges donné. N’hésitez pas à nous contacter si vous décelez une incohérence dans notre schéma, ou si vous pensez qu’il reste des simplifications possibles.

Vannes multi voies et applications en chauffage

Introduction

Dans le domaine de la plomberie et du chauffage, il existe des vannes dites multi voies. Dans cette catégorie, on distingue deux types de vannes : les vannes mélangeuses et les vannes de permutation. Nous allons présenter ces deux types de vannes, ainsi que les cas d’application courants des vannes mélangeuses.

Mettons nous d’accord sur la définition d’une « voie »…

Il peut sembler relativement naturel d’imaginer que, pour un fluide, le terme « voie » est synonyme de chemin. Un chemin est normalement constitué de deux extrémités ou deux points de passage. Nous constatons hélas, que dans le domaine de la plomberie et du chauffage, ce terme est utilisé à tors pour désigner le nombre de ports de connexion d’un composant. Du moins, parfois. C’est à dire que l’utilisation inappropriée du terme « voie » n’est même pas une erreur constante. Nous le verrons dans la suite de l’article.

La vanne « deux voies » (en réalité vanne à une voie)

Ci dessous l’exemple d’une vanne simple, appelée à tors vanne « deux voies ». C’est en fait une vanne à une seule voie, il n’y a qu’un seul chemin possible défini par les deux ports de connexion. Ce chemin peut être parcouru dans les deux sens, certes, mais reste unique. Ainsi, une vanne à deux voies devrait être qualifiée de vanne à une voie, ou alors, de vanne à deux ports.

Représentation des deux états possibles d’une vanne à boisseau sphérique appelée à tors « vanne deux voies ».
Il existe de nombreux autres types de vannes : à papillon, à guillotine, à siège incliné, à boisseau conique, etc.

La vanne deux voies porte donc mal son nom car elle ne comporte qu’une voie mais deux ports de connexion, ce qui est logique. Une vanne à un seul port comporterait zéro voie, il s’agirait en fait d’un bouchon !

Les vannes trois voies de permutation (en réalité vannes à deux voies)

Les vannes de permutation permettent d’inverser de façon discrète (c’est à dire « tout ou rien ») des connexions entre différentes canalisations. Dans le cas le plus courant de la vanne trois voies, qui porte mal son nom également, on distingue deux principaux types de vannes de permutation : la vanne « en L » et la vanne « en T ». Dans le cadre des vannes dites à trois voies, un des trois ports de connexion est appelé voie commune (qui devrait donc s’appeler port commun). C’est par ce port que le débit principal arrive pour se diriger vers les deux autres, ou alors, c’est vers ce port que se dirige les débits en provenance des deux autres.

Les vannes de permutation ne permettent pas toujours toutes ces positions car une butée limite la rotation. Souvent, les deux positions ouvertes son accessibles, sans position fermée. Dans ce cas, il est possible de retirer la butée pour avoir accès à toutes les positions, dans le cas des vannes à boisseau sphérique.
Les notions de positions fermées dépendent du port commun. Ce dernier peut être choisi sur n’importe quel port. Autrement, on peut considérer qu’une vanne en T n’a pas de position fermée. Au minimum deux ports communiquent entre eux quelle que soit la position du boisseau. C’est une vanne à quatre combinaisons.

Les vannes trois voies de mélange (applications en chauffage)

Dans le cadre des systèmes de chauffage, lorsque l’on souhaite asservir la température ou le débit dans le circuit de chauffage et/ou dans la chaudière, il est nécessaire d’avoir recours à des vannes dites mélangeuses. Ce sont des vannes qui ont la particularité de pouvoir, de façon variable :

  • soit mélanger une fraction des débits provenant de deux ports simultanément vers le port commun,
  • soit séparer le débit du port commun vers deux ports ouverts simultanément.

Il existe globalement deux types de vannes dites à trois voies : les vannes à secteur et les vannes à soupape. Lorsque l’on parle de secteur dans ce contexte, il faut l’entendre au sens géométrique comme étant « la partie d’un disque délimitée par deux rayons et un arc de cercle ». Nous pouvons également préciser que, dans leurs positions extrêmes, les vannes de mélange ne sont absolument pas conçues (normalement) pour être totalement étanches contrairement aux vannes de permutation. Nous verrons qu’il est possible de fabriquer une vanne dite à trois voies en utilisant deux vannes dites deux voies. Dans ce cas, il est possible, si cela s’avère nécessaire, d’obtenir une véritable étanchéité.

La vanne mélangeuse à soupape

La vanne mélangeuse à soupape utilise un corps à double siège. La soupape peut indifféremment se poser sur l’un ou l’autre des sièges, ou occuper une position intermédiaire pour répartir le débit. Elle peut être commandée manuellement, par un servomoteur électrique ou par un moteur dit thermique. Dans ce cas, ce que l’on appelle un moteur thermique est un dispositif captant la température sur un des ports (ou ailleurs via un capillaire déporté), et qui fonctionne à la manière d’un robinet thermostatique. Dans le cas du moteur thermique, l’ensemble est alors qualifié de vanne (trois voies) thermique. Les vannes thermiques sont notamment utilisées dans les modules de recyclage1 des chaudières à bois. Il y a cependant une ambiguïté, car il existe des servomoteurs électrothermiques. Dans ce cas, il s’agit d’une résistance électrique qui chauffe une pièce métallique se dilatant avec l’élévation de température. Le mouvement de cette dilatation est alors récupéré et envoyé sur la tige de manœuvre de la vanne.

Représentation des trois états possibles d’une vanne mélangeuse dite « trois voies » à soupape. Pour la piloter, il faut faire translater la tige de manœuvre. Dans le cas cas des servomoteurs électriques ou d’une commande manuelle, le mouvement de rotation est transformé en translation par le principe d’une vis.
Généralement, une vanne trois voies à soupape ressemble à une croix surmontée du mécanisme de manœuvre.
Vanne trois voies à soupape à moteur électro-thermique. Dans ce modèle la résistance du moteur électro-thermique est constituée d’une pastille solide résistive enserrée entre deux électrodes reliées aux fils de commande. Elle transmet son échauffement à un corps dilatable par une entretoise isolante (du point de vue électrique).

La vanne mélangeuse à secteur

La vanne à secteur utilise une pièce mécanique qui s’apparente à un secteur (au sens géométrique) lorsqu’on la regarde du dessus. Selon sa position angulaire, il obstrue ou non certains ports de la vanne.

Représentation des trois états possibles d’une vanne mélangeuse dite « trois voies » à secteur. Pour la piloter, il faut faire tourner l’axe du secteur. Ce type de vanne est généralement muni d’une commande manuelle (levier ou bouton) ou d’un servomoteur.

Souvent et contrairement à la vanne à soupape, il est possible de préconfigurer la position du secteur afin de déterminer quelle sera le port commun. Il peut être choisi entre les deux ports alignés. Le port orienté perpendiculairement à l’axe formé par les deux autres ne peut pas être le port commun.

Représentation des deux configurations possibles d’une vanne trois voies mélangeuse à secteur.
Les vannes trois voies à secteur ressemblent généralement à un T.

Les différents montages en chauffage

Les vannes trois voies mélangeuses à secteur peuvent être utilisées de différentes façons : en mélange, en mélange inversé (aussi appelé répartition), en décharge et en décharge inversée.

Sur les schémas qui vont suivre, nous avons placé les pompes (circulateurs ou accélérateurs) sur le départ des chaudières, comme on le rencontre souvent. C’est à dire que les pompes aspirent de l’eau chaude, en sortie de chaudière. Nous ne recommandons pas cette absurdité conventionnelle. Pour augmenter la durée de vie des moteurs des pompes, nous vous recommandons vivement de les installer sur le retour. C’est à dire, après les radiateurs, ceci ne change strictement rien au fonctionnement hydraulique de l’installation, sauf dans des cas très précis. En revanche, les pompes seront soumises à des températures plus basses, réduisant ainsi l’usure de leur moteur.

  • Avec un montage dit « en mélange » la régulation du chauffage se fait en changeant le débit qui est attribué à la chaudière, avec un débit constant dans les émetteurs. La vanne trois voies mélange l’eau de retour avec un débit plus ou moins important d’eau en provenance de la chaudière. La température de départ est donc mitigeable, mais, dans le cas d’une chaudière à bois, celle ci risque de ne pas fonctionner à puissance nominale, là où son rendement serait théoriquement le plus élevé, puisque le débit y est variable.
  • Avec un montage dit « en décharge », en revanche, le débit est constant dans la chaudière, mais en contrepartie, la température de départ vers le circuit des émetteurs n’est pas régulée et correspond toujours à la température de sortie de la chaudière. Dans un tel cas, la température des tuyaux est plus élevée, ce qui peut ne pas convenir à toutes les installations telles que les planchers chauffants par exemple. Le circuit d’émetteurs n’est pas alimenté en basse température à proprement parler, c’est la variation du débit à l’entrée des émetteurs qui fait office de régulation de chaleur.

Fabriquer une vanne trois voies mélangeuse avec deux vannes deux voies

Il est possible, en utilisant des vannes à boisseau, de recréer une vanne dite à trois voies. C’est très simples, il suffit de synchroniser les axes des vannes ou les leviers d’origine par une bielle les reliant. Il est ainsi possible de choisir la qualité des vannes, si la bonne étanchéité est jugée nécessaire en fin de course par exemple.

Les vannes à boisseau ont généralement toujours une légère ouverture à l’approche de 90° de rotation. C’est à dire que souvent, la zone morte dans la course de rotation est beaucoup plus faible que représentée sur le schéma, lequel suggère une fermeture totale dès 45° environ.

Il faut cependant bien garder à l’esprit qu’avec cette solution, la permutation tout ou rien n’est pas possible. Du moins, avec une bielle rigide sans rattrapage de jeu. En créant des lumières sur la bielle de manœuvre, il serait possible de retrouver le même fonctionnement qu’une vanne de permutation en L, laquelle peut garantir la fermeture d’une voie avant l’ouverture de l’autre.

La vanne mélangeuse à quatre voies

Ce type de vanne, en revanche, porte bien son nom. Avec ce matériel, quatre chemins de circulation sont possibles. Mais, ces quatre chemins possibles sont bel et bien associés à la présence de quatre ports.

Avec un tel montage, la température de départ et mitigeable, mais induit aussi la mitigation de l’eau retournant à la chaudière. Ceci signifie qu’il faut choisir entre réguler la température de retour à la chaudière ou réguler la température du départ. Dans le cas d’une chaudière à bois ne possédant pas de système de recyclage il est obligatoire de réguler la température de retour. C’est donc les robinets thermostatiques de l’installation de chauffage qui devraient réguler la puissance thermique entrant dans les locaux.

Les quatre chemins possibles sont les suivants : A-B; A-D; C-D; C-B. La présence de deux pompes est possible, mais souvent une seule des deux pompes représentées sur le schéma suffit.
Compte tenu de la présence des quatre ports, une vanne à quatre voies ressemble à une croix, le servomoteur ou bouton de manœuvre se situant au centre.

On peut noter que, dans le cadre d’un stockage de chaleur dans un réservoir tampon, la vanne à quatre voies ne convient pas. En effet, le retour qui contient l’excédent de chaleur est lui aussi mélangé à de l’eau « froide » du retour. Le stockage de chaleur serait clairement non optimal, car il ne se ferait pas à la température maximale.

Conclusion

Il ne faut pas confondre les vannes de permutation avec les vannes mélangeuses. Cet article est destiné à servir de ressource pour la compréhension de nos différents articles au sujet des circuits de chauffage que vous trouverez dans la rubrique « Chauffage et hydrothermique ».

  1. Les modules de recyclage sont utilisés sur les chaudières à bois et servent à faire ravaler à la chaudière une fraction du débit sortant. Ce procédé garantit que la température d’eau entrant dans la chaudière est toujours au minimum de 60°C. Ceci évite la détérioration du foyer par le phénomène de condensation. ↩︎

Le « pro des forums »

Introduction

Très répandue dans nos forums, cette espèce est caractéristique de l’utilisateurisme professionnel. Lorsqu’un passionné ou bricoleur pose une question sur une possibilité de réaliser d’une façon ou d’une autre, originale ou innovante, un objet ou élément quelconque, le « professionnel des forums », dont le sujet en question est relatif à sa profession, pointe le bout de son nez.

Où est le problème ?

Nous avons souvent évoqué dans certains de nos articles, des réactions typiques émanant de différents mécanismes psychologiques, lesquels ont pour conséquence de tuer l’innovation. Le pro des forums n’y échappe pas !

Parmi ces mécanismes, nous trouvons principalement :

  • l’utilisateurisme, découlant du fait que « le pro des forums » est souvent un technicien tout juste capable d’interpréter les normes, sans voir plus loin que le bout de son nez, par manque de compétences scientifiques. Il est souvent aussi incapable de comprendre entièrement l’origine contextuelle et scientifique de ces normes,
  • le refus du pro des forums de considérer un sujet ou un contexte pour/dans lequel il ne serait pas expérimenté ; ceci ayant pour but de ne pas blesser son égo en restant le « sachant de référence »,

Comment le reconnaitre ?

a. Le pro des forums ne sait guère que citer tout un tas de normes en expliquant que la méthodologie innovante proposée par le particulier n’est pas correcte car elle ne rentre pas dans ces normes.

Exemple de réponse d’un « pro des forums » à un particulier voulant réaliser une poutre innovante en bois assemblés :

 Ces poutres sont soit « traditionnelles », selon annexe B de l’eurocode 5, soit « innovantes », auquel cas elles font l’objet d’avis techniques Cstb, ou AT européen.
[…]
Donc, là, avec ce que vous décrivez, vous jouez un peu à « l’apprenti sorcier ». Je ne sais pas ce qu’il sortira de votre réalisation.

On constate que, très souvent, presque aucune critique scientifique n’est apportée, elle n’est que d’ordre réglementaire, et se termine par des phrases subjectives « vous jouez aux apprentis sorciers ». En réalité, souvent technicien, fière de sa profession, le pro des forums ne parvient pas à se placer au-dessus des normes. Il n’est donc pas en mesure d’en concevoir.

Ce sont des ingénieurs et des docteurs, lesquels, nous l’espérons, ont conscience de la part scientifique et contextuelle des sujets qu’ils traitent, qui ont la charge de l’élaboration des normes. Si le sujet en question sort des normes, alors, le technicien et sa capacité à appliquer les normes ne sont plus adaptés à la critique du sujet.

Le fait que le sujet ou l’objet traité sorte du cadre des normes n’implique en aucun cas une « défaillance systématique ». Il est nécessaire de se replacer du point de vue du physicien neutre, contextuellement indépendant, à l’esprit non biaisé, ni par un contexte ni par sa propre expérience, pour être en mesure de porter une critique constructive.

Dans ce cas précis, avec une poutre en deux morceaux, la réponse scientifique neutre aurait été (entre autres) que, c’est réalisable, à la condition que les tasseaux du bas soient à eux seuls capables de résister à la traction induite par la charge. Personne n’est revenu aux bases de la théorie des poutres, dans le fil de discussion du forum, pour fournir une critique neutre et objective.

(Nous aurions recommandé un assemblage différent et quelques renforts pour ces poutres à segments multiples. Nous ne recommandons pas de procéder de façon similaire à l’illustration ci-dessous. Afin de reprendre l’effort de traction sur la partie inférieure de la poutre, nous recommandons plutôt de centrer un grand tasseau sur la séparation des panneaux et de vérifier par l’expérience sa tenue en traction. Des éclisses métalliques de renfort pourraient aussi être utilisées.)

Structure qui était proposée par un particulier, pour réaliser une poutre à l’aide de plusieurs panneaux, laquelle n’a jamais fait l’objet de critique scientifique neutre et rationnelle, sur le forum où a été posté le message.

Remarque : lorsque l’on a recours à du vissage ou du boulonnage dans les poutres, qu’elles soient métalliques ou en bois, il convient d’éviter tant que possible d’aligner les perçages dans le sens du laminage ou des fibres. Ceci afin d’empêcher l’apparition et la propagation longitudinale de fissures, qui courent alors de perçages en perçages (cette défaillance est fréquente sur les charpentes en bois lamellé-collé boulonnées).

Il faut revenir aux bases scientifiques afin de formuler des critiques pertinentes, le schéma ci-dessous décrit une partie de la théorie des poutres.

b. Le pro des forums pratique l’analyse paralyse en énumérant des problèmes.

Cette énumération de problèmes est le propre de ceux qui pratiquent l’analyse paralyse (à ne pas confondre avec la définition rigoureuse de la paralysie d’analyse). Cette pratique consiste à se poser toutes les questions de savoir comment quelque chose ne va pas fonctionner afin de décourager l’autre, ou soi-même. Ainsi, par l’auto persuasion qui en résulte, toute forme d’intérêt dans un sujet non maitrisé, en dehors des sentiers battus, est écarté. Il en découle une « absence de nécessité de regretter quelque chose de non réalisé », et/ou une « absence de regret de la non maitrise d’un certain sujet ». Cela permet, en d’autres termes, d’éviter de blesser son amour propre.

Conclusion

Nous avons conscience, qu’une fois de plus nous sommes très critique à l’égard d’un profil caractéristique, mais celui-ci est un archétype très facile à déceler et très décourageant. Ne vous laissez jamais décourager par des personnes, surtout lorsque les origines des oppositions émanent de vices et de subjectivités diverses.

Bouclage d’eau chaude sanitaire par thermosiphon.

Introduction

Le principe du bouclage consiste à créer une circulation permanente ou à plages horaires définies, de l’eau chaude sanitaire, entre le point de production et le point de soutirage. C’est de cette façon que l’on garantit d’avoir de l’eau chaude instantanément en ouvrant le robinet. Autrement dit, l’eau de la conduite chaude sous le point de soutirage et renouvelée en permanence ou durant certaines plages horaires.
Souvent, ce principe nécessite l’utilisation d’une pompe électrique spéciale appelée circulateur sanitaire. C’est en pilotant par un programmateur horaire le moment d’alimentation de cette pompe que l’on peut déterminer les plages durant lesquelles l’eau chaude sera disponible instantanément au point de soutirage.

Cependant, il existe le principe du thermosiphon, lequel utilise les différences de températures entre deux points d’une boucle afin d’établir une circulation naturelle de l’eau. C’est ce que nous proposons dans cet article.

Schéma

  • Le thermosiphon fonctionne dans ce cas en utilisant la différence de température qui existe entre le bas et le haut du ballon d’eau chaude sanitaire.
  • La technologie du clapet anti retour mentionné sur le schéma, ainsi que son sens de montage, doivent être scrupuleusement respectés. Son rôle est d’empêcher l’alimentation en eau froide de la conduite d’eau chaude lors du soutirage. Ce clapet ne doit opposer aucune résistance à la légère circulation de l’eau et doit être ouvert par défaut lorsqu’on ne consomme pas d’eau chaude. D’où la nécessité d’utiliser un clapet battant, en veillant à ce que la gravité ait tendance à l’ouvrir lorsqu’il ne subit aucune contre-pression.
  • Il est important d’isoler les conduites : si la branche du retour n’est pas isolée, le thermosiphon sera accéléré, mais cela n’a pas de sens : on dissiperait de l’énergie dans l’environnement, et, précisément, le rôle du thermosiphon est de palier le problème de l’eau immobile qui aurait eu le temps de refroidir. Avant toute chose, il faut isoler scrupuleusement les conduites d’eau chaude sanitaire, y compris l’éventuelle branche de retour du bouclage.

Conclusion

Cette amélioration relativement simple apporte non seulement du confort, mais aussi des économies d’eau. En effet, rares sont les courageux qui commencent à se doucher avant l’arrivée de l’eau chaude en ouvrant le mitigeur. De plus, le principe du thermosiphon est passif et n’induit pas de consommation d’énergie supplémentaire.

Compresseur lent à énergie hydraulique

Introduction

Nous avions évoqué, dans notre article sur le dégazeur de radon, la possibilité de récupérer une partie de l’énergie hydraulique procurée par le réseau d’eau courante. Le dégazeur de radon nécessite effectivement de casser la pression de l’eau courante. Cela implique de remettre cette eau en pression, soit par gravité, soit par un surpresseur, lequel implique une dépense d’énergie supplémentaire, notamment d’origine électrique. Nous proposions l’utilisation d’un réservoir gravitaire situé dans les combles pour éviter l’usage d’un surpresseur. La pression perdue, qui n’est pas facturée (puisque l’on paye le volume d’eau mesuré par le compteur), peut être récupérée. Nous proposons la récupération de cette énergie sous forme d’air comprimé, qui peut être stocké progressivement moyennant une rigueur dans l’étanchéité de la réserve et de ses raccords. Cet air comprimé peut servir au bricoleur à faire fonctionner des outils pneumatiques le week-end.

Schéma

Nomenclature explicative

  1. Filtre à air : il peut avantageusement être précédé d’un sécheur d’air.
  2. Lubrificateur d’air : attention, l’usage de lubrificateurs industriels n’est peut être pas adapté car ces derniers fonctionnent en pression, et avec un « fort » débit (effet venturi). Or, nous sommes dans le cas de très petits débits en dépression. Il peut être pertinent de réaliser soi même un lubrificateur adapté.
  3. Clapets anti retour d’admission.
  4. Clapets anti retour de refoulement.
  5. Compresseurs d’air : ils peuvent être réalisés avec des vérins pneumatiques.
  6. Clapet anti retour avant réserve : il permet d’éviter que les éventuelles légères fuites des raccords des conduits et des compresseurs eux mêmes ne vident la réserve.
  7. Refoulement vers la réserve : il faut prévoir un décanteur en fond de réserve pour récupérer l’huile. Il peut s’avérer pertinent pour cette dernière, de laisser l’huile y rentrer. Un déshuileur intermédiaire peut être source de fuite, de plus, l’huile peut protéger la réserve de l’oxydation. Dans le cas d’un compresseur lent, un séchage post-compression n’est pas forcément pertinent, puisque les températures de refoulements sont très basses et le débit suffisamment lent pour favoriser le fonctionnement optimal du sécheur pré-compression.
  8. Détecteur de pression seuil n°1 : il permet de mesurer la pression de refoulement, et ainsi, ouvrir les vannes 10 afin d’activer un vérin moteur supplémentaire. Avec ce principe, nous limitons la dépense d’eau en étant capable de l’adapter, dans une certaine mesure, à la pression de refoulement. Il s’agit d’un petit vérin pneumatique muni d’un ressort calibré de telle sorte qu’il n’ouvre les vannes qu’à partir de la pression de seuil choisie. Pour une compression à 10 bars, nous pouvons utiliser les seuils suivants : de 0 à 4 bars = utilisation d’un seul vérin moteur, de 4 à 7 bars, utilisation de deux vérins moteurs, de 7 à 10 bars, utilisation de trois vérins moteurs. Ces seuils dépendent évidemment de la section des vérins moteurs 12, 13 et 14 ainsi que de la section des vérins compresseurs 5. Ces détecteurs doivent impérativement être connectés avant le clapet anti retour 6, pour que leurs éventuelles légères fuites ne soient que temporaires.
  9. Détecteur de pression seuil n°2 : il active le dernier vérin moteur disponible.
  10. Vannes d’alimentation des vérins moteurs 12 : ils correspondent au seuil n°1 et sont activés par les détecteurs de pression de seuil 8.
  11. Vannes d’alimentation des vérins moteurs 13 : ils correspondent au seuil n°2 et sont activés par les détecteurs de pression de seuil 9.
  12. Vérins moteurs de seuil n°1 : leur corps (cylindre) peut être réalisé avec un tuyaux en cuivre et leur piston par une rondelle de caoutchouc percée type silentbloc. La tige peut ainsi être réalisée avec une tige filetée en acier inoxydable. En enserrant la rondelle de caoutchouc par des rondelles en acier inoxydable et des écrous freinés, nous pouvons moduler son serrage contre le tuyau. Ceci permet de compenser l’usure et garantir une bonne étanchéité. Il ne serait pas inutile de prévoir un drainage de la légère fuite d’eau possible coté tige. Cette fuite peut être récupérée. Ces vérins moteurs ne sont pas en liaison permanente avec le guidage linéaire, ils utilisent les poussoirs 21, cela évite qu’ils ne soient entrainés lorsqu’ils sont inactifs : la dépression et les frottements bloqueraient le système.
  13. Vérins moteurs de seuil n°2.
  14. Vérins moteurs principaux : ils sont en liaison permanente avec le guidage linéaire et donc avec les vérins compresseurs.
  15. Clapets anti retour : ils empêchent le mouvement parasite des vérins moteurs de seuils n°1 et n°2 lorsqu’ils sont inactifs, au moment de l’échappement des vérins moteurs principaux.
  16. Vannes d’échappement : elles libèrent l’eau motrice vers le réservoir ou le dégazeur de radon.
  17. Vannes d’admission : elles alimentent les vérins moteurs avec la pression du réseau d’eau courante.
  18. Arrivées du réseau d’eau courante.
  19. Départs de l’échappement : vers la réserve ou le dégazeur de radon.
  20. Cames : elles actionnent les vannes d’alimentation et d’échappement en fins de courses. L’alimentation et l’échappement en fin de course d’un système à mouvement linéaire composé d’actionneurs à fluide incompressible fera l’objet d’un autre article. Nous avons déjà évoqué cette difficulté dans l’article sur l’élévateur à pistons.
  21. Poussoirs : ils permettent aux vérins moteurs de seuil n°1 et n°2 de transmettre l’énergie mécanique sans être entrainés par le vérin moteur principal lorsque ce dernier est seul à agir.
  22. Guidage linéaire : il guide les tiges des vérins moteurs et permet la transmission de puissance mécanique entre les différents éléments.

Conclusion

Ce système peut être utile s’il est surtout réalisé avec des composants peu coûteux, récupérés par exemple. Il est utile si vous souhaitez récupérer la moindre quantité d’énergie à votre disposition. Rappelez vous que l’on paye le volume d’eau, sans considération de la pression à laquelle elle est délivrée chez vous. Si vous utilisez un réducteur de pression dans votre installation, alors cela signifie que vous vous privez d’une certaine quantité d’énergie que l’on peut considérer comme gratuite. Enfin, en comprimant de l’air, vous pouvez utiliser des outils pneumatiques sans utiliser le réseau électrique. L’étanchéité de la réserve d’air comprimé doit être très rigoureuse, pour que ce système ait un véritable sens, parce qu’il fonctionne par une lente accumulation quotidienne de l’air comprimé.

Salle de bain, orages et électricité

Introduction

Les normes de sécurité sont prévues pour êtres interprétables et applicables par tous. Cependant, imparfaites, elles ne prennent pas en compte l’intégralité des cas particuliers. Dans le cadre des risques électriques dans les salles de bain, nous proposons une amélioration spécifique des liaisons équipotentielles. Cette amélioration consiste en une extension des éléments reliés à la terre afin de préciser l’environnement équipotentiel autour de l’utilisateur. Nous rappelons également quelques principes de base éclaircissant les risques électriques, particulièrement en présence d’eau.

Liaison équipotentielle de haute importance

Même si les tuyaux d’alimentation du mitigeur de votre douche ou baignoire sont en matériaux isolants, il faut impérativement créer une liaison équipotentielle entre le mitigeur et la bonde de la baignoire ou de la douche. Si la bonde est en matériau plastique, donc isolant, il faut installer juste après, un tuyau d’évacuation métallique en liaison avec le mitigeur. Cette liaison équipotentielle réduit considérablement la fraction de courant électrique susceptible, en cas d’événement extérieur, de traverser le corps de haut en bas. Dans le cas de surtensions élevées, chaque différence d’impédance même infime entre deux câbles en cuivre peut alors avoir une influence sur les circulations de courants. Il ne faut donc pas hésiter à utiliser plusieurs conducteurs de forte section, 3 x 16 mm² par exemple entre le mitigeur et la bonde. Dans tous les cas, même avec cette disposition, il est fortement déconseillé de prendre une douche en cas d’orage. Avec des valeurs de tensions aussi élevées que celles que l’ont peut trouver sur le réseau ou dans les différents matériaux environnants en cas d’impact de foudre, l’air lui même peut induire des différences de potentiel.

Schéma montrant l’apparition d’une probable différence de potentiel et précisant les liaisons équipotentielles possibles pour s’en prémunir.

Les origines de la différence de potentiel

Il est souvent écrit qu’il est déconseillé de prendre une douche ou un bain en cas d’orage. Des différences de potentiel peuvent en effet se créer, soit par une surtension sur le réseau électrique, générant une fuite à la masse, laquelle peut remonter par les appareils en contact avec les canalisations (chaudière, surpresseur, circulateurs, etc.) soit en remontant par la terre lorsque la foudre touche le sol par exemple. Notez que plus vous serez entouré d’éléments reliés ensembles par des conducteurs, plus l’environnement sera semblable à une cage de Faraday. N’oublions pas que tous les appareils électriques tels que les chaudières ou surpresseurs doivent être reliés eux aussi à la terre, laquelle est reliée aux parties métalliques de la douche. L’objectif est précisément que tout l’entourage du corps humain soit au même potentiel au moment d’une surtension, interdisant toute circulation de courant.

Il est à noter aussi que dans les régions montagneuses, le sol est mauvais conducteur, d’où les difficultés à obtenir une prise de terre peu résistante. Dans ces cas là, entre la fosse septique dans laquelle ruisselle l’eau provenant de la douche et la prise de terre elle même (piquet ou tresse enterrée), on peut imaginer que, lors de phénomènes orageux, se créerait une différence de potentiel suffisante pour générer la circulation d’un courant électrique. Il est donc extrêmement important de relier, à minima, la bonde du receveur à la terre, et, dans l’idéal, une fraction de tuyau d’évacuation, comme suggéré ci-dessus.

Le cas des baignoires

Si vous avez une baignoire en matériau synthétique : résine ou autre plastique, le problème est exactement le même que dans la douche. En revanche, si votre baignoire est métallique et qu’elle est raccordée correctement à la terre, vous vous trouvez pratiquement dans une cage de faraday. Il faut cependant toujours vérifier que les robinets sont bien en liaison équipotentielle, eux aussi, avec la baignoire et/ou la bonde. Soyez vigilant, autrefois on ne fixait pas toujours les robinets sur les baignoires, parfois ils étaient fixés au mur et la baignoire était alors indépendante du point de vue électrique. Cette dernière situation est à proscrire, vous devez réaliser une liaison équipotentielle.

Précautions complémentaires

Les normes dites de sécurité et les obligations réglementaires imposent l’utilisation d’interrupteurs différentiels 30 mA sur les réseaux domestiques depuis 1991. Cependant, nous recommandons, comme c’est d’ailleurs souvent le cas, de protéger les lignes des salles d’eau avec des interrupteurs différentiels de plus grande sensibilité. Des interrupteurs différentiels 10 mA sont disponibles sur le marché. Nous recommandons donc l’utilisation de ce matériel aussi sur chaque appareil directement relié au réseau de plomberie : chaudière, surpresseur, circulateurs, etc. En revanche il faut bien comprendre que cette précaution n’est pas nécessairement capable d’améliorer la situation en cas d’orage. Lors d’une violente surtension, le courant de fuite de l’installation générale dépasse allègrement les 30 mA, et la sensibilité accrue de 10 mA ne procurera pas pour autant une réduction du temps de coupure. Seulement, l’éventuelle fuite à la masse d’un appareil serait détectée même si sa résistance est plus élevée, en comparaison de celle que procurerait un courant de fuite compris entre 10 et 30 mA. Ainsi, on réparerait ou remplacerait l’appareil qui serait susceptible de faire passer une surtension dans la masse en cas d’incident.

Vous pouvez également faire installer des parasurtenseurs, capables d’évacuer des surtensions. Ils fonctionnent de plusieurs façons possibles, il peut s’agir de simples éclateurs, robustes mais moyennement performants (mieux que rien) ou de systèmes à varistances ou diodes transil, plus précis et efficaces. Certains utilisent une combinaison de ces différentes technologies. Les coûts sont variables, un parasurtenseur coûtera entre 50 et 700 euros environs, selon ses caractéristiques. Ils protègent théoriquement le matériel, mais nous ne nous risquerons pas à dire que l’élimination de la surtension ne protège pas aussi les personnes, lors de phénomènes plus subtiles.

Eau et électricité

L’eau pure est considérée comme un diélectrique, c’est à dire un matériau isolant. Alors, en quoi représente-t-elle un danger en présence d’électricité ?

Tout d’abord, l’eau de notre environnement n’est jamais pure, elle contient des sels minéraux dissouts, sous forme d’ions, lesquels permettent la circulation d’un courant électrique. C’est le cas de l’eau du robinet, puisqu’il s’agit d’eau dite « minérale ». De plus, la surface de notre peau contient des sels minéraux, dont le sel lui même. La présence d’eau sur la peau augmente sa conductivité (ou réduit sa résistance) en dissolvant ces sels minéraux. Ensuite, par sa nature de liquide, elle peut s’infiltrer dans les appareils électriques pourtant recouverts de matériaux isolants, comme un sèche-cheveux en plastique, créant ainsi un chemin conducteur vers les fils sous tension. C’est l’aspect liquide de l’eau qui permet la création de ces chemins conducteurs en s’infiltrant dans les appareils ou en créant des nappes au sol, parfois peu visibles, et dont le contact avec un conducteur sous tension peut être invisible.

C’est pour ces raisons qu’il ne faut jamais toucher d’appareil électrique lorsque l’on a les mains ne serait-ce qu’humides, ni utiliser aucun appareil électrique en présence d’eau, d’une façon générale.

Schéma de liaison à la terre et interrupteur différentiel

Le sujet de la terre est vaste et génère beaucoup de confusions. Le sol n’est pas forcément un « puits magique » d’électricité. La prise de terre d’un réseau électrique et le modèle électrostatique de la terre permettant de comprendre les phénomènes orageux (que nous ne traiterons pas ici) sont deux problématiques distinctes. Généralement, si le corps humain touche une phase, un courant est susceptible de le traverser en passant dans la terre, dans la plupart des habitations. Il y a une raison précise à cela : le distributeur d’électricité a intentionnellement relié le neutre à la terre, et ce, avant l’arrivée du réseau dans votre habitation. En d’autres termes, c’est ce lien du neutre avec la terre qui nous met potentiellement en danger ! Ce n’est pas le cas avec tous les autres schémas de liaison à la terre, sujet vaste que nous vous invitons à découvrir par vous même.

Bien que relier le neutre à la terre représente un danger d’un certain point de vue, nous le faisons parce qu’il devient facile de vérifier que les fuites de courant ne peuvent perdurer. En effet, en touchant la masse d’un appareil relié à la terre, un fil dénudé provoque, si possible, un court-circuit qui est interrompu par un fusible ou disjoncteur. Mais ce contact accidentel n’engendre pas toujours un passage franc du courant électrique (définition du court-circuit). Dans ce cas, le fusible ou disjoncteur n’y peut rien. Nous ne sommes cependant pas démunis face à cette situation, car, à priori depuis 1889, existe le concept d’interrupteur différentiel. L’interrupteur différentiel « compare le courant qui arrive avec celui qui repart ». Or, un conducteur touchant la terre provoque un courant électrique qui contourne ce dispositif, parce que le distributeur d’électricité a relié le neutre à la terre, mais pas chez vous : en amont, au niveau du « transformateur secteur » ! Dans un tel cas, le dispositif différentiel ouvre le circuit « parce qu’il estime avoir perdu du courant ».

Schéma montrant un défaut provenant d’un appareil non raccordé à la terre, et traversant le corps humain dans le cas du régime TT.

Le corps humain ne supporte pas longtemps de « fortes » intensités. Il est admis communément que la paralysie respiratoire survient avec seulement 30 mA pendant 0,5 s. D’où la nécessité d’être capable de couper le courant à un seuil de fuite d’au maximum 30 mA, et si possible en quelques centièmes de seconde. Vous comprendrez alors qu’il est extrêmement important d’être équipé d’un tel dispositif. Car, en théorie, si un courant de cette valeur commence à vous traverser via un sèche-cheveux par exemple, en passant ensuite par la terre via la liaison équipotentielle de votre salle d’eau, le dispositif différentiel a de bonnes chances de vous sauver la vie. On constate effectivement que la mise à la terre nous met en danger d’une part mais que d’autre part, elle permet l’utilisation de dispositifs fiables et accessibles financièrement, capables de détecter les fuites de courant : l’interrupteur ou le disjoncteur différentiel. Pourtant, en France, l’obligation d’installer dans les résidences des interrupteurs différentiels ayant un seuil de déclenchement inférieur ou égal à 30 mA n’existe que depuis 1991 !

Les sèche-cheveux, ces caricaturaux meurtriers dont la conception est critiquable

Tous les appareils électrodomestiques ne sont pas obligatoirement reliés à la prise de terre. C’est étrangement le cas des sèche-cheveux, lesquels obéissent apparemment à une norme sur l’isolation. C’est à dire que si leur structure est totalement entourée de plastique par exemple, on juge qu’il n’est pas obligatoire d’y insérer une masse métallique reliée à la terre.

Et pourtant, souvenez vous, nous avons vu plus haut que l’eau, bien que mauvaise conductrice, est extrêmement dangereuse. En s’infiltrant dans les appareils, elle y créé des chemins conducteurs d’électricité. Si tous les sèche-cheveux avaient été munis d’une masse métallique reliée à la terre, par exemple une feuille d’acier inoxydable entourant la turbine et la résistance, nombres d’accidents mortels auraient pu être évités, et ce y compris avec des interrupteurs différentiels à la sensibilité moindre que 30 mA (300 ou 500 mA).
En effet, le courant électrique tend à circuler là où la résistance est la plus faible et là où la différence de potentiel est maximale : il préfèrerait la tôle en inox plutôt que le corps humain, ou même s’il se partage entre les deux, des seuils de fuites de courants supérieurs à 30 mA seraient probablement atteints. C’est l’objectif de la liaison à la terre des appareils à structure métallique comme les machines à laver. Pourquoi ne pas fabriquer des sèche-cheveux reliés à la terre ? Nous n’avons pas vraiment la réponse.

De plus, le bon sens veut que l’on comprenne que ces appareils sont utilisés dans des conditions où l’utilisateur, même s’il est averti, peut accidentellement et subitement avoir les mains humidifiées : si un flexible de douche remplissant une bassine se retourne brutalement par exemple. De plus, des accidents tels que celui représenté de façon plus ou moins réaliste dans le film les trois frères, où l’huissier est électrisé dans une baignoire par un sèche- cheveux restent possibles.

Dans tous les cas retenez ceci : n’utilisez pas un sèche-cheveux (ou un autre appareil électrique) avec une masse d’eau ou une circulation d’eau à proximité. Videz les bassines et baignoires, rangez votre environnement, ne laissez pas d’eau couler d’un robinet, et, si possible, utilisez le sèche-cheveux dans votre chambre ou votre salon, loin de l’eau, comme avec tout autre appareil électrique. Méfiez vous également des mixers en cuisine, notamment les petits appareils tenus en mains : souvent relativement étanches, certains ont encore une étanchéité douteuse compte tenu de leur potentiel proximité avec les liquides.

Conclusion

Il ne faut pas hésiter à améliorer les normes de sécurité, en étant plus exigeants et plus précis, à la fois sur les valeurs seuils, comme pour les interrupteurs différentiels, et à la fois sur les champs d’applications, comme pour les liaisons équipotentielles ou la conception des appareils (lorsque cela vous concerne). N’oubliez pas que la sécurité n’a pas de prix, le surcoût d’un parasurtenseur ou d’un interrupteur différentiel de plus est à comparer au coût global d’un projet d’habitation.

Circuit de chauffage central à hydro accumulation innovant avec chauffage solaire en option

Introduction

Nous vous proposons un circuit de chauffage à hydro accumulation, surtout dédié au chauffage au bois, un peu différent de ce qui est « normalement » mis en œuvre. Cette conception peu fréquente présente plusieurs avantages. Toutes les remarques qui vont suivre se réfèrent au schéma situé en bas de page, comme dans beaucoup de nos articles.

Dans le cahier des charges de cette conception, nous avons imposé : l’utilisation d’anciens cumulus récupérés pour constituer la réserve de chaleur, le fait de ne soumettre les pompes de circulation qu’à des températures froides, le fait de pouvoir asservir précisément la température de départ. Ces trois contraintes appliquées simultanément induisent l’impossibilité d’inverser naturellement le sens de circulation de l’eau dans la réserve de chaleur, cette dernière ne faisant pas office de bouteille casse-pression (une seule entrée et une seule sortie). Dans cette conception, nous devons donc gérer totalement l’aiguillage du débit d’eau selon les différentes phases de fonctionnement de l’installation. Pour ce faire, nous aurons recours à des vannes motorisées ainsi qu’à une vanne innovante : la vanne à quatre voies à retours séparés, que nous vous invitons à découvrir dans la suite de l’article.

Vannes multi-voies : avant propos

Dans cet article, nous évoquons les vannes dites trois voies et les vannes dites quatre voies. Dans le domaine de la plomberie, ces termes peuvent désigner deux types de vannes : les vannes de permutation et les vannes mélangeuses. Les vannes dites de permutation servent à permuter totalement de façon discrète (tout ou rien) des connexions entre des circuits hydrauliques. Dans le cadre du chauffage, il s’agit de vannes dites mélangeuses. Nous vous invitons à lire notre article sur les vannes multi-voies. Ceci vous permettra de mieux comprendre l’intérêt de la conception proposée dans cet article.

Avantages de la conception proposée

  • Les avantages d’une vanne dite quatre voies en ce qui concerne la régulation de la température de départ :

Les vannes dites quatre voies conventionnelles permettent de mitiger la température de départ. C’est à dire qu’elles permettent de mélanger l’eau en provenance de la chaudière avec une fraction de l’eau qui revient du circuit des émetteurs (radiateurs, planchers chauffants, etc.). Mais, cela a pour conséquence simultanée de mitiger l’eau de retour, c’est à dire, celle qui doit retourner être réchauffée par la chaudière. Ceci est néanmoins parfois un avantage, car augmenter la température du retour sur la chaudière peut s’avérer bénéfique voire indispensable.

Le réchauffage du retour est obligatoire pour éviter la condensation sur les foyers des chaudières à bois, et, est aussi recommandable sur les chaudières à fioul en fonte ou en acier. La condensation est la cause de la corrosion prématurée des foyers. Cependant, avec une vanne quatre voies, ce serait un pur hasard si la température de départ désirée (précisément) était en adéquation avec la température de retour nécessaire à la préservation de la chaudière.

Pour notre application, le fait que la vanne quatre voies mitige le retour est un problème. L’eau de retour ne peut pas s’utiliser de façon optimale pour le stockage dans une réserve. Il n’est donc pas pertinent d’envoyer l’eau de retour mitigée dans un ballon tampon. Le stockage de chaleur est en effet optimal lorsque la température de l’eau stockée est maximale.

  • Les avantages d’une vanne trois voies en ce qui concerne le retour à la température maximale :

En effet, une installation à vanne trois voies conventionnelle permet une entrée d’eau vers le ballon de stockage à la plus haute température disponible, le rendant ainsi performant. Il existe quatre types de montages : le montage en mélange, en mélange inversé (appelé aussi répartition), en décharge et en décharge inversée. Vous trouverez le détail de ces différents montages dans cet article.

  • Les avantages sur la température de l’eau pompée par les circulateurs :

Cette conception permet aussi de soumettre les pompes de circulation (appelées parfois accélérateurs ou circulateurs) à des températures plus basses, augmentant ainsi la durée de vie de leur moteur. Les pompes refoulent l’eau froide au lieu d’aspirer l’eau chaude.

  • Les avantages sur la réduction des coût de la réserve de stockage :

Cette installation permet d’utiliser des réservoirs de chaleur pouvant être des ballons d’eau chaude sanitaire récupérés, dépourvus des accessoires liés à l’utilisation du phénomène de stratification. Il est en effet possible de réaliser cette réserve avec de banals cumulus électriques récupérés, dont les parois sont en bon état, mais dont la résistance électrique est hors d’usage. Nous évitons ainsi l’acquisition d’un ou plusieurs ballons spécifiques très couteux. Dans les systèmes « commerciaux » ordinaires, c’est souvent la stratification qui permet l’utilisation d’un réservoir unique. La stratification consiste à prendre en compte le fait que, dans un réservoir de chaleur, l’eau la plus froide se situe en bas, alors que l’eau la plus chaude se situe en haut. Ainsi, on raccorde plutôt les chauffe-eaux solaires en bas du réservoir, et les chaudières plutôt au milieu, pour assurer généralement le fait de pouvoir effectuer les échanges de chaleur dans le bon sens. On peut aussi trouver dans ces ballons, un autre réservoir faisant office d’échangeur, et contenant l’eau chaude sanitaire. Ces réservoirs multifonctions coûtent entre 1500 et 3000 euros en moyenne selon leur capacité. Dans notre cas, c’est le fait que l’échangeur solaire se comporte en soutien ou en substitut de la chaudière principale qui implique la non nécessité d’avoir recours à un ballon spécifique.

Ballon tampon muni de deux échangeurs, celui du bas étant dédié aux sources de chaleur à températures potentiellement modérées (chauffe eau solaire), et celui du haut étant parfois dédié à la préparation instantanée d’eau chaude sanitaire. La masse d’eau du ballon est généralement directement chauffée par une chaudière à bois. Les échangeurs servent à créer des séparations entres différents circuits hydrauliques.
  • Les avantages d’un ballon tampon et E.C.S. combinés :

Cette conception permet d’utiliser la réserve de chaleur principale pour la convertir en eau chaude sanitaire. Si le ballon d’eau chaude sanitaire possède une résistance électrique pour compléter la chaudière à bois et le chauffe eau solaire, nous évitons tant que possible son utilisation. La consommation électrique de cette pompe serait environ de 40 Watts, contre 1000 à 3000 Watts pour la résistance électrique. Aussi, le temps de chauffe avec une résistance électrique risque d’être plus grand que le temps de transfert d’un certain volume d’eau déjà chauffé via une énergie moins coûteuse.

En résumé, la conception proposée permet de réguler la température de départ tout en séparant l’eau froide du retour de l’eau chaude excédentaire qui est alors dédiée au stockage, nous avons donc les avantages des deux montages « décharge » et « mélange », tout en ayant recours à des réservoirs de chaleur récupérés :

  • le débit dans les émetteurs est sensiblement constant ;
  • la température de départ vers les émetteurs est régulée (mitigée) ;
  • le débit dans la chaudière est constant (rendement maxi) ;
  • la température de stockage est toujours la plus haute disponible ;
  • le réservoir de chaleur est quasiment gratuit et peut être constitué de différents cumulus faciles à manipuler et à transporter individuellement.

Le pilier central de la conception proposée : la vanne à quatre voies à cinq ports

Afin de bénéficier du débit constant dans les émetteurs, du débit constant dans la chaudière, du stockage à la température maximale ainsi que de la régulation fine de la température de départ, cette conception utilise ce que l’on peut appeler rigoureusement, une vanne à quatre voies à ports de retours séparés. Elle est réalisée à l’aide de deux vannes à trois voies (même s’il est inexact de les nommer ainsi, pour les raisons évoquées dans cet article), couplées mécaniquement.

Avec cette vanne, nous bénéficions des avantages d’une vanne à quatre voies conventionnelle, mais sans mélanger l’eau froide provenant des émetteurs de l’eau chaude excédentaire dédiée au stockage.

Inconvénients de la conception proposée

  • En cas de demande de stockage total (sans alimentation du circuit des radiateurs) ou de demande d’utilisation directe (sans circulation dans le stockage), on obtient deux circuits hydrauliques ne communicant plus entre eux, à l’exception des fuites qui existent dans les vannes trois voies. Cela peut créer des différences de pression, qui ne sont pas critiques mais qui imposeraient, selon la qualité et le type des vannes trois voies, l’utilisation de deux vases d’expansion distincts.
  • La conception gère intégralement les pressions dans le circuit, il ne peut donc, tel que dessiné ici, gérer qu’une seule gamme de température pour un seul circuit. On pourrait néanmoins palier ce problème via l’utilisation d’une bouteille de découplage hydraulique (bouteille casse pression ou bouteille de mélange), mais dans ce cas il faudra ajouter des circulateurs et des vannes régulées pour chaque circuit : dans un tel cas, la régulation fine du circuit primaire perd tout son intérêt. Notez que généralement, les bouteilles de découplage hydrauliques sont de dimensions relativement réduites en comparaison d’un ballon de stockage. Ainsi, les mouvements turbulents et de convections ne permettent pas une stratification aussi précise que dans un grand ballon. Cela signifie que si l’on cherche à optimiser l’utilisation de la chaudière (à bois) et/ou d’un chauffage solaire en minimisant la température de retour, il est très difficile de choisir un point de mesure de température stable donnant une cohérence au projet. Plus exactement, il est difficile de localiser et d’intercepter l’eau la plus froide dans la bouteille. On rencontre plutôt ce genre de système dans de grandes installations munies chaudières fioul ou gaz. La température est alors souvent mesurée sur le retour de la chaudière elle même, comme dans une installation conventionnelle, sans réserve de chaleur.
  • En cas de positions extrêmes de la vanne à quatre voies à retours séparés, des phénomènes de circulations à contresens peuvent survenir. Cela implique la présence de clapets anti-retour à certains endroits. Ceci est induit par l’absence de découplage hydraulique entre les deux pompes. En conséquence, les deux pompes principales doivent être dimensionnées de façon identique. Si la chaudière est très puissante, la pompe de circulation de cette dernière doit être adaptée, mais, pour que le système soit équilibré et que les flux se fassent dans le sens voulu, la pompe du circuit des émetteurs devra être identique et éventuellement inutilement trop puissante.

Remarques complémentaires

  • Ce système est prévu pour être équipé d’une partie commande (microcontrôleur, automate programmable ou PC selon vos préférences) qui gère l’état des vannes motorisées selon des grandeurs de températures captées à différents endroits : par exemple, lorsque la chaudière à bois est à court de combustible, la température de cette dernière chute, et la partie commande peut décider automatiquement de passer sur l’exploitation de la réserve.
  • Deux circulateurs couvrent les fonctions principales de stockage, alimentation du circuit des émetteurs (radiateurs, planchers chauffants, etc.). Le circulateur 17, ne fonctionne que ponctuellement, lors de l’utilisation de la chaleur du stockage pour produire l’eau chaude sanitaire.
  • Au vu du coût de l’énergie bois, on peut décider, pour plus de confort, de maintenir le ballon d’eau chaude sanitaire à sa température de consigne à toute heure tant que la chaudière bois est en fonctionnement. Ce serait moins pertinent et plus économique/écologique de gérer la production d’E.C.S. par plages horaires si l’on fait usage d’une autre énergie, plus coûteuse (fioul, gaz, électricité, etc.).
  • Le retour des chaudières nécessitant un recyclage ne peut se faire que via l’utilisation d’un échangeur, compte tenu du fait que les circulateurs poussent l’eau de retour dans la chaudière. Mais d’une certaine manière, l’échangeur permet d’éviter la présence d’un circulateur supplémentaire si l’on considère que le principe premier de cette installation (double vanne trois voies) en nécessite obligatoirement deux.

Le chauffage solaire et le chauffage basse température

Le chauffage solaire est connu principalement pour la production de l’eau chaude sanitaire, mais peut aussi contribuer au chauffage de l’habitation. La subtilité réside dans le fait que la température maximale que peut produire à un certain moment le chauffe-eau solaire peut ne pas suffire à obtenir un flux de chaleur dans le bon sens. C’est à dire, venant du chauffe eau solaire pour rentrer dans l’eau chaude du circuit et ainsi contribuer à réaliser des économies de combustible (bois, fioul, gaz, selon votre chaudière principale).

En effet, si l’eau chaude du circuit de retour (provenant des radiateurs) est à une température toujours supérieure à celle produite par le chauffe-eau solaire, vous ne pourrez pas transférer l’énergie solaire dans votre circuit de chauffage. Pourtant, dans un tel cas, votre chauffe-eau solaire peut tout à fait être en train de produire de l’énergie.

Si la température extérieure est de 12°C et que l’eau sortant du chauffe-eau solaire est à 25 °C, cela signifie bel et bien qu’il récupère de l’énergie. Mais, si l’eau de retour du circuit de chauffage est à une température supérieure ou égale à 25°C, alors, l’énergie solaire ne rentrera pas dans le circuit de chauffage. Ainsi, on comprend l’utilité du chauffage dit « basse température » utilisant des planchers chauffants ou de très grands radiateurs. Plus la température de l’eau de retour sera basse (au minimum théoriquement égale à la température à l’intérieur du logement), plus une source hydrothermique simple (sans pompe à chaleur) sera susceptible d’y ajouter de l’énergie.

En théorie, si les déperditions dans les chauffe-eaux solaires étaient nulles, la température ne cesserait d’y croitre, pour peu qu’il y ait toujours de la lumière. Ainsi, la température finirait par systématiquement être supérieure à la température du circuit de retour, à débit nul (utiliser l’intermittence de la circulation d’eau, peut être une solution). Cependant, dans la réalité, les capteurs solaires ont des déperditions, d’autant plus fortes que la température est élevée. Il faut veiller à ce qu’ils ne deviennent pas des radiateurs réchauffant l’extérieur en puisant l’énergie dans le circuit de chauffage primaire.

Il existe une solution permettant d’exploiter plus efficacement l’énergie produite par le chauffe eau-solaire : ce n’est autre que la pompe à chaleur. Moyennant un apport d’énergie électrique par exemple, elle permettrait de pomper l’énergie thermique solaire. On pourrait tout à fait alimenter un « petit » réservoir intermédiaire en eau à température modérée dans lequel on ne pomperait la chaleur solaire que de façon intermittente.

Remarques complémentaires sur le fonctionnement de l’échangeur solaire

L’échangeur solaire est installé en amont de la chaudière à bois (laquelle peut être d’autre nature : gaz, fioul, etc.) parce qu’il a pour but, lorsque la production solaire est insuffisante, de préchauffer l’eau de retour. De cette façon, nous soulageons la chaudière principale. Si la chaudière principale voit une eau plus chaude lui revenir, sa propre régulation (calorstat et trappe de tirage, dans le cas d’une chaudière à bois conventionnelle) réduira sa puissance, induisant une réduction de consommation de combustible.

Entre l’échangeur solaire et la chaudière, nous devons donc installer une vanne trois voies. Cette vanne a pour but de bypasser la chaudière principale, dans le cas où le chauffage solaire est suffisant. En effet, si nous laissions l’eau chauffée par le soleil traverser une chaudière à l’arrêt, cette dernière génèrerait ce que l’on appelle des pertes par balayage. En effet, le foyer demeurant chaud, un phénomène de convection naturelle induirait un tirage. La circulation d’air dans le foyer refroidirait alors ce dernier. Nous pourrions être tenté de simplifier le système en utilisant une trappe de coupure de tirage située dans le conduit de fumées. Une telle trappe devrait impérativement être équipée d’un détecteur afin qu’il n’y ai pas d’oubli d’ouverture lors de la remise en marche de la chaudière. Cependant, même avec un tel dispositif, on maintiendrait un foyer chaud générant des déperditions dans la pièce où se situe la chaudière. Ce phénomène est sans conséquence en saison de chauffage, puisque la chaudière contribuerait à réchauffer le local où elle se situe. Il n’en n’est pas de même en saison estivale. Le phénomène de chauffage parasite en été serait encore plus conséquent si la chaudière était en fait une cuisinière chaudière. L’énergie solaire réchaufferait la cuisine ! Nous préconisons donc l’utilisation d’une vanne trois voies (ou deux vannes couplées mécaniquement) fonctionnant en tout ou rien, selon la saison. Ainsi, il est possible, sans risque de réchauffer l’intérieur, d’utiliser une cuisinière chaudière ou tout autre type de poêle hydraulique/bouilleur.

La notion d’échangeur ultime

L’échangeur ultime est un émetteur, c’est à dire un radiateur, aérotherme ou plancher chauffant n’ayant aucune régulation. Il reçoit l’eau de fin de circuit qui n’a pas été recyclée. C’est l’eau de retour ultime, plus sa température sera basse, plus le retour total (additionné de l’eau froide du fond de la réserve) aura une température basse. Plus la température de retour sera basse, plus il sera possible de valoriser l’énergie solaire, comme expliqué précédemment. Il est tout à fait possible, dans le cas d’une maison équipée d’une VMC double flux, d’insérer un échangeur eau/air après l’échangeur de la VMC. Cet échangeur peut tout à fait être mixte et recevoir en saison estivale de l’eau froide provenant d’un serpentin enterré dans le sol. On pourrait alors bénéficier du principe d’un puit provençal pour rafraichir l’air intérieur. Sa position sur le retour de la vanne cinq voies n’est pas choisie au hasard. Il faut bien comprendre le mécanisme de chauffe et de régulation dans les locaux. Moins les émetteurs consommeront de chaleur, plus il y aura de rebouclage (se reporter au schéma, rebouclage = chemin pompe 6 – vanne trois voies 4.2 – émetteurs 5), donc moins il y aura de retour traversant l’échangeur ultime et plus il y aura de stockage dans la réserve. Ce fonctionnement est cohérent : moins l’échangeur ultime 20 est alimenté, moins il chauffe les locaux. Si l’on avait placé l’échangeur ultime 20 avant la pompe 10, par exemple, le fonctionnement aurait été potentiellement incohérent. Plus on aurait eu de retour de la réserve, surtout si elle est entièrement chaude, plus on aurait chauffé l’air entrant par la ventilation, alors que le stockage maximal survient précisément quand le rebouclage est minimal, c’est à dire quand les locaux sont à la température demandée. Enfin, lorsque le retour total traversant la pompe 10 est chaud, cela signifie que le besoin en chaleur est comblé, puisque le bas de la réserve est chaud. Nous pouvons donc avoir la conscience tranquille si le chauffage solaire ne parvient plus à faire rentrer de chaleur dans le système dans une telle situation.

Avertissements

Le schéma proposé ci-dessous ne mentionne pas les accessoires de sécurité indispensables dans une installation de chauffage hydraulique telles que les soupapes de sécurité thermiques, soupapes différentielles, vannes de remplissage et autres accessoires tels que les pots à boues. Il conviendra donc de le compléter par les éléments de sécurité « normaux » que « l’on retrouve habituellement » dans les circuits hydrothermiques.

Schéma

Table de fonctionnement

Cette table de fonctionnement est fondamentale, c’est elle qui permet de concevoir le programme de l’automate pilotant l’installation de chauffage et de comprendre le comportement des composants passifs ne nécessitant pas de pilotage. Pour toute remarque ou information complémentaire, vous pouvez nous contacter via le formulaire.

Alternative n°1

Peut-être que certains d’entre vous auront remarqué que, d’une part, la pompe 10 et la pompe 17 ont leur aspiration au même emplacement théorique, et que d’autre part ces deux pompes ne sont jamais supposées fonctionner simultanément. Cela signifie qu’il est possible de se débarrasser de la pompe 17, moyennant l’ajout d’une dérivation à la sortie de la pompe 10 et d’une vanne motorisée ou d’une électrovanne. Le clapet anti-retour 18 ne serait également plus nécessaire. On peut toutefois noter que le comportement d’une pompe et d’un clapet anti-retour est « monostable ». Cela signifie qu’en cas de dysfonctionnement de la pompe, il ne se passe rien : le clapet reste fermé. En revanche, en cas de défaillance d’une vanne motorisée, cette dernière pourrait tout à fait rester bloquée en position ouverte. Pour ne pas perturber le fonctionnement du circuit de chauffage dans un tel cas, il serait alors nécessaire de détecter la position de cette vanne pour en informer l’automate. Avec une électrovanne monostable, le problème ne se poserait plus, il suffirait d’alimenter la vanne + la pompe 10 pour transférer l’eau d’un ballon à l’autre. Enfin, la disposition mécanique de l’installation peut aussi être un critère de choix d’un système plutôt qu’un autre. La disposition spatiale côte à côte du réservoir d’eau chaude sanitaire et de la réserve peut être propice à l’utilisation d’une pompe supplémentaire (version représentée sur le schéma). C’est à vous de choisir le compromis idéal en tenant compte du coût des composants nécessaires aux différentes versions, de la complexité du programme, du nombre d’entrées sorties automate, de la réalisation mécanique (aspect plomberie), mais aussi des opportunités d’acquisition d’un matériel plutôt qu’un autre.

Conclusion

Une fois de plus, il ne faut pas hésiter à inventer soi même, surtout lorsqu’il s’agit de systèmes, comme ce circuit de chauffage, faisant appel à des principes d’hydraulique très simples. Proposer une structure ou un schéma d’un système, sauf erreurs, revient en réalité à proposer le cahier des charges auquel il répond. Dans ce cas, nous nous étions imposé le fait d’obtenir presque tous les avantages des différents montages courants, et la non utilisation de ballons de stockage de chaleur spécifiques relativement coûteux.

Violence apparente et violence réelle

Introduction

Avant d’expliquer la différence entre la violence réelle et la violence subjective, il nous faut définir la violence. Les définitions sont nombreuses. Il en existent qui ne mentionnent précisément que le caractère apparent : c’est à un dire une agitation apparente d’une personne ou de forces physiques diverses. Par exemple, une personnes injurieuse et frénétique sera considérée comme violente. Mais la violence est aussi définie comme étant un état des choses qui est susceptible de détruire ou décrit aussi parfois l’action de destruction qui permettrait de changer une situation (pour ne pas dire, résoudre un problème !).

Sévérité, rationnel et émotionnel

Pour définir séparément les deux types de violences que nous mentionnons dans le titre de cet article, nous devons introduire la notion de gravité. C’est à dire que nous nous baserons sur les conséquences d’une dite violence afin d’en déterminer le caractère bénin ou dangereux. En effet, nous proposons de séparer la notion de violence en deux catégories : celle dont les conséquences sont graves de celle dont les conséquences sont négligeables. L’adjectif grave reste défini selon vos valeurs, lesquelles peuvent différer entre les individus.

Considérons une violence de type verbale. Si une personne, quel que soit le contexte, hurle en injuriant ouvertement un autre individu (contexte aléatoire, lieu de travail, débat télévisé, etc.), nous pouvons, et nous admettrons, que nombreux sont ceux qui qualifieraient cette situation de violente, nous en ferons de même. Dans ce cas précis, il s’agit d’une violence qui est directement perceptible par les spectateurs. Elle a pour conséquence de générer un stresse ponctuel ainsi que d’éventuelles sensations de vexation et de frustration chez les personnes environnantes. Davantage sans doute, chez la personne qui est directement ciblée par ces violences verbales. Cependant, si, bien évidemment, la situation n’en vient pas aux mains -ce qui est le propre des Hommes responsables- nous pouvons considérer que cette violence est d’importance mineure car ses conséquences réelles sont passagères et minimes. Certes, d’un point de vue émotionnel, visuel, etc., une altercation verbale demeure impressionnante, elle est effectivement marquante. En revanche, si une violence est habituelle, répétée, le stresse généré chez les personnes environnantes la subissant peut alors finir par avoir des conséquences extrêmement graves : cela peut mener à de l’hypertension, de la dépression, des maladies psychologiques et physiques diverses. C’est le cas de certaines situations de harcèlement, dans lesquelles de petites violences insidieuses, « légères », subtiles, par leur accumulation, finissent par altérer la santé de la victime.

Cependant, une situation de harcèlement peut tout à fait être induite par des comportements manipulatoires d’une personne ne générant à aucun moment de violences apparentes : c’est le propre des « bons » manipulateurs, qui génèrent des situations de stresse en se prémunissant de tout reproche, par une violence de type apparente inexistante. Ces personnes, se revendiquent alors non violentes parce qu’elles ne considèrent que la définition apparente de la violence. Des phrases, des propos prononcés dans un calme olympien peuvent être dévastateurs, générer des frustrations et des angoisses sur le long terme, pouvant avoir une influence néfaste sur la santé d’autrui, jusqu’à provoquer des suicides par exemple. Les conséquences d’une telle violence peuvent alors être qualifiées de « graves » ou « sévères ». Si vous souhaitez des exemples (vaste sujet) nous vous conseillons de vous reporter à de nombreux ouvrages au sujet de la communication pour apprendre à détecter la rhétorique manipulatoire des harceleurs.

Violence directe et violence indirecte

Nous avons expliqué ci-dessus la différence qui existait entre la violence perçue de façon émotionnelle de celle qui ne peut être perçue que de façon rationnelle. Considérons maintenant deux exemples :

  • Exemple 1 :

Vous êtes visuellement spectateur d’un acte de violence, par exemple, d’un meurtre au couteau, il va de soi que les images sont particulièrement choquantes. Ainsi, toute personne aux « valeurs modernes moyennes » -du moins c’est ce que nous pensons- serait en accord avec l’idée de condamner le meurtrier à l’emprisonnement, par exemple.

  • Exemple 2 :

Considérons maintenant un homme politique, dirigeant un pays. Si cet homme politique prend une décision, par exemple, de faire interdire l’usage de certains médicaments capables de guérir d’une maladie épidémique dangereuse, il va de soi que de nombreuses personnes vont décéder, dans le pays dirigé par ce politicien. Mais ces personnes qui décèdent ne se voient pas directement « tomber dans les rues », et on ne voit pas stricto sensu, l’homme politique « poignarder » ces gens dans la rue. Pourtant, la responsabilité est bien réelle. Elle est simplement passée visuellement au second plan, parce qu’entre le décès des gens et l’interdiction du médicament, il existe un élément intermédiaire : la maladie épidémique. Dans un tel cas, le fait d’emprisonner le politicien ci mentionné ne fait pas l’unanimité.

  • Bilan :

Dans le premier cas du meurtrier au couteau : émotionnel et rationnel concordent. On sait que le meurtrier et coupable puisqu’on la vu (au sens propre du terme), et la violence de la scène nous pousse davantage à la condamnation immédiate du meurtrier. Dans le second cas, on ne voit pas directement le politicien en train de tuer. Pourtant, le politicien n’est pas moins coupable, et c’est l’absence d’image directe suscitant des réactions émotionnelles qui explique la moindre motivation à le faire condamner.

Il est indispensable de lutter contre la paresse intellectuelle et la bestialité qui incitent les personnes à ne pas comprendre la sévérité de certaines situations. Un esprit rationnel et logique devrait alors être davantage choqué par l’exemple 2 que par l’exemple 1. Trop de personnes continuent d’utiliser des attributs primitifs bestiaux dans leurs prises de décisions et dans leurs motivations, à la place de l’intelligence qui différencie normalement l’homme de l’animal…

Violence et bestialité

Nous arrivons maintenant à une définition de la bestialité. L’homme se différencie essentiellement de l’animal par sa conscience, mais aussi par sa capacité à analyser les conséquences à longs termes de ses propres actes, ainsi que sa capacité à anticiper des réactions en chaines d’événements liés par la causalité. En d’autres termes, la raison et l’analyse rationnelle dont l’homme est capable, lui permettent théoriquement d’anticiper la conséquence « finale » ou « éloignée » d’un fonctionnement comprenant plusieurs étapes intermédiaires. (NDLR : le terme « bestialité » peut se référer à de nombreux éléments relatifs au caractère animal, dans cet article nous utiliserons la définition ci évoquée). L’exemple que nous avons donné précédemment est très simple : le politicien sait qu’il y a une épidémie, de plus, il sait qu’il existe des médicaments pour soigner la maladie épidémique, donc il sait qu’en interdisant ces médicaments, des personnes risquent de décéder, comparativement à une situation où ces médicaments seraient utilisés. Comme un être humain est conscient, capable d’effectuer des analyses rationnelles basées sur l’étude des liens de causes à effets, qualifier ces surcroits de décès d’homicides volontaires par « négligence volontaire » fait parfaitement sens.

L’homme a l’aptitude, par son intelligence, à déjouer un piège à rongeurs, par exemple. Le rongeur lui, « n’ayant aucune notion de mécanique », ne comprend pas le danger qu’il court en s’approchant du dispositif. Certains oiseaux, les corneilles notamment, sont capables d’analyser des mécanismes simples. Des expériences on été conduites et ont montré que les corneilles parvenaient à déduire l’ordonnancement d’actions nécessaire au déverrouillage d’une friandise prisonnière d’un mécanisme nécessitant plusieurs étapes intermédiaires. Parfois, on peut se surprendre à rencontrer des êtres humains n’arrivant pas au niveau intellectuel des corneilles, ou ne souhaitant pas y être par paresse intellectuelle ! Nous pouvons noter que l’expression « je ne crois que ce que je vois » peut être critiquée en disant qu’elle incite à la non réflexion, à la non anticipation. (En revanche, « je ne vois que ce que je crois » est une spécialité des adeptes de la gauche en politique). En effet, énormément de faits sont bien réels sans que nous puissions les percevoir de façon directe, par les cinq sens. Qu’il s’agisse des phénomènes de l’infiniment petit (biologie, mécanique quantique, etc.) tout comme ceux qui se cachent derrière le caractère indirect des liens de causes à effets.

Ainsi, entre autres, les personnes qui :

  • ne respectent pas les distances de sécurité sur la route,
  • négligent la vitesse excessive sur la routes,
  • utilisent des machines diverses sans respecter les règles de sécurité,
  • font des choix politiques basés sur le court terme,
  • ne s’inquiètent que lorsque la violence est apparente,
  • etc.,

peuvent être incroyablement plus violentes de façon néfaste, de façon réelle, que celles qui génèrent des agitations apparentes.

En revanche, une personne agitée visuellement, qui serait qualifiée de violente par les bêtes émotionnées, mais qui saurait garder la raison et le rationnel en priorité, n’infligera pas de conséquences graves à son entourage. De plus, dans le domaine des choix politiques, il n’est pas acceptable, par respect pour ses propres enfants et petits enfants, de se complaire dans des choix émotionnels à court terme. La réceptivité émotionnelle est une faille bestiale que les médias utilisent constamment à des fins de manipulation.

Si la bestialité dans la violence apparente a une définition commune, elle n’est pas forcément des plus graves en termes de conséquences. La bestialité définie par l’incapacité à anticiper des conséquences dans des raisonnements à étapes multiples, ou, à long terme, est potentiellement bien plus dangereuse. Il est important d’en être conscient et d’expliquer ces phénomènes. Malheureusement, nombreux sont ceux pour qui la raison ne parvient pas à dépasser les émotions primitives : sur la route, au travail ou même avant d’aller voter.

Violence réelle : quelques exemples routiers

La distance de sécurité sur la route est un exemple très concret de violence indirecte mais réelle. Beaucoup ne comprennent pas qu’en cas d’obstacle sur la chaussée, ou de toute autre raison nécessitant un freinage d’urgence, le non respect de la distance de sécurité peut être fatal. Les bêtes émotionnées incapables de comprendre qu’indirect ne signifie pas irréel peuvent être vites surprises en cas de problème. Le sujet de la distance de sécurité sur la route mériterait sans doute un article à part entière. Il y a encore probablement trop d’accidents imputés à tors à la vitesse excessive qui sont en réalité des accidents de distance de sécurité non adaptée, et dans lesquels la vitesse excessive aurait pu être sans conséquences.

Ainsi, il va de soi qu’éblouir avec ses feux de croisement la personne que l’on suit de trop près ou faire courir un risque de blessures mortelles en « collant » le véhicule qui se trouve devant vous, est une forme de violence réelle, aux conséquences potentielles très graves, contrairement à une altercation verbale classée sans suite. Nombreuses sont les personnes à être particulièrement violentes sans même s’en apercevoir (bêtes émotionnées). Sauf si l’on se considère comme « sataniste », il faut remettre de l’ordre dans ses priorités et dans ses valeurs. Des blessures physiques ou la mort d’un être humain doivent être évitées impérativement, bien avant des frustrations, vexations et stresses passagers provoqués par des faits mineurs de violence apparente. Hélas, il y a beaucoup de bêtes émotionnées qui ne comprennent pas les conséquences potentielles très graves de leurs comportements.

Conclusion

Pour le commun des mortels, il est évident que la priorité absolue, est d’éviter tant que possible la souffrance et la mise en péril d’autrui, du moins, nous l’espérons, car cela fait parti de nos valeurs. L’idéal étant de ne générer aucune violence d’aucune sorte, ni apparente, ni réelle. Mais, beaucoup, sans s’en apercevoir, génèrent des situations nuisibles, tuent par leur incapacité à comprendre les causes à étapes multiples. La violence routière est l’exemple que nous avons principalement utilisé car la route est un environnement où un échantillon assez représentatif du peuple peut être rencontré par la plupart d’entre nous. Il faut impérativement enseigner les lois de la physique ainsi que la détestation de la paresse intellectuelle. Car, outre la primitivité intellectuelle bestiale, la volonté consciente d’omettre certaines réflexions est une cause de la non considération des conséquences indirectes des comportements.

Compresseur avec élimination du risque de contamination.

Introduction

Dans le cadre du stockage pressurisé de certains gaz, comme le gaz de bois (gaz mortel), le biogaz ou encore le dihydrogène, il est très important d’éviter la contamination de le réserve par de l’air. En effet, comprimer du dioxygène avec un gaz inflammable peut, en plus de réduire la quantité d’énergie stockée dans la réserve, transformer cette dernière en véritable bombe. Nous avions déjà proposé un article sur la recontextualisation des compresseurs de réfrigérateurs, adaptés à l’évitement des contaminations car totalement étanches, mais procurant un débit limité. Nous ne pourrions pas, par exemple, faire fonctionner un gazogène de dimensions usuelles avec un seul de ces compresseurs. Avec la solution que nous proposons, il est possible d’utiliser un compresseur courant, bon marché, tels que ceux destinés à l’air, tout en surveillant le risque de fuites (ou plutôt d’intrusion) à l’admission. De plus, le moteur qui entrainerait ce compresseur pourrait être de toute nature : électrique, thermique, hydraulique, etc. Veuillez noter que le système ci dessous ne mentionne pas les soupapes de sécurité et autres clapets anti retour qu’il conviendra d’ajouter comme dans toute installation de compression.

Nomenclature explicative

  • 1. Bac thermiquement isolé et rempli d’huile.
  • 2. Compresseur d’air conventionnel.
Compresseur d’air conventionnel bicylindre aluminium/fonte
  • 2.1 Port d’admission d’air.
  • 2.2 Port de refoulement.
  • 3. Chaine de transmission.
  • 3.1 Poulie réceptrice : la poulie d’origine est souvent à gorge trapézoïdale, et, qui plus est, munie d’un ventilateur. Pour fonctionner dans le bain d’huile, elle devra impérativement être remplacée par un pignon à chaine.
  • 3.2 Carter de protection anti éclaboussures : il peut être pertinent d’utiliser un arbre de transmission intermédiaire, puisque les projections d’huile se feraient essentiellement dans le plan de la chaine (défini par les axes des pignons).
  • 4. Moteur d’entrainement : ce dernier peut être de toute technologie, ce n’est qu’un concept qu’il conviendra d’adapter à votre contexte.
  • 5. Tube de visualisation du niveau d’huile du compresseur.
  • 5.1 Port de remplissage d’huile du compresseur, dans sa configuration normale.
  • 5.2 Œilleton de contrôle du niveau d’huile du compresseur, dans sa configuration normale. Ici, il n’est plus utilisé, il est mentionné à titre indicatif.
  • 5.3 Port de vidange du compresseur : il est utilisé ici pour relier le bas du tube de visualisation 5.1, permettant ainsi la vidange depuis l’extérieur du dispositif.
  • 5.4 Détecteur inductif : il peut être doublé afin de détecter à la fois un niveau trop faible, au cas où la pression d’arrivée du gaz serait en mesure de refouler l’huile dans le bac 1, aussi bien qu’un niveau trop haut, lequel supposerait une migration de l’huile contenue dans le bac 1 vers le carter du compresseur.
  • 5.5 Flotteur avec aimant ou masse métallique embarquée, il permet d’activer le ou les détecteurs inductifs mentionnés ci-dessus.
  • 5.6 Vanne de vidange du compresseur.
  • 5.7 Vanne de remplissage d’huile du compresseur.
  • 5.8 Pot de remplissage d’huile du compresseur.
  • 5.9 Vanne d’isolement et d’équilibrage des pressions : elle permet d’isoler l’arrivée de gaz lors de l’opération de correction du niveau d’huile du compresseur et permet de mettre le carter d’huile du compresseur dans une atmosphère de gaz, à la même pression qu’à l’admission.
  • 5.91 Vanne de mise à l’air libre : elle permet de chasser la gaz qui doit se déplacer lorsque l’on corrige le niveau d’huile. Il est pertinent de la coupler mécaniquement à la vanne 5.9 afin d’éviter une fuite de gaz.
  • 6. Tube de visualisation du niveau d’huile du bac 1.
  • 6.1 Flotteur avec aimant ou masse métallique embarquée, il permet d’activer le détecteur inductif 6.2 en cas de niveau d’huile faible. La migration de l’huile du carter du compresseur vers le bac 1 est déjà gérée par le tube 5 et ses accessoires. Une baisse du niveau d’huile dans le bac 1 peut être synonyme d’une fuite à l’admission. Ce phénomène pourrait survenir avec de l’air sans l’immersion dans l’huile que nous proposons dans le cadre de cet article.
  • 6.2 Détecteur inductif.
  • 6.3 Reniflard de mise à l’air libre.
  • 6.4 Vanne de vidange du bac 1, il permet aussi d’évacuer les précipités ainsi que l’eau qui pourrait se retrouver en fond de cuve.
  • 7. Échangeur thermique : il permet de réutiliser les calories récupérées par l’huile sur la culasse du compresseur. Cette réutilisation peut prendre place dans n’importe quel contexte : préchauffage d’eau chaude sanitaire ou chauffage des locaux, etc.
  • 8. Détecteur de gaz (en cas de fuite)
  • 9. Enceinte de protection : elle permet d’éviter la contamination de l’huile par la poussière ambiante et évite les projections d’huile liée aux éventuels remous.
  • 10. Échangeur thermique au refoulement, on pourrait l’attribuer à la partie traitement, mais cette dernière (filtration, séchage, etc.) doit prendre place après le refroidissement du gaz.
  • 11. Déshuileur : il permet de retirer l’huile qui pourrait se retrouver dans le gaz comprimé. En général, un compresseur rejette toujours une petite quantité d’huile mélangé au gaz comprimé au refoulement. Cette huile doit en toute logique être celle du carter de lubrification. Dans notre cas, si une fuite à l’admission se produisait, nous serions susceptible de retrouver de l’huile en provenance du bac d’immersion dans le tube11.
  • 11.1 Détecteur inductif.
  • 11.2 Flotteur avec aimant ou masse métallique embarquée, il permet d’activer le détecteur inductif mentionné ci-dessus.
  • 11.3 Vanne de vidange du tube 11. La vidange de ce tube ne requiert en général pas de vanne de mise à l’air libre supplémentaire, car la conduite est supposée être sous pression où contenir une pression résiduelle (selon la localisation des clapets anti retour notamment).

Conclusion

En ajoutant une astuce technologique à une autre, préexistante, nous pouvons nous affranchir de certaines nécessités. Nous pourrions en effet être tentés d’utiliser un compresseur haut de gamme spécialisé dans les « gaz sensibles », mais beaucoup trop couteux en terme de pièces détachées et d’acquisition. Dans ce cas, la gestion de l’immersion dans l’huile est une solution « détournée » relativement facile à mettre en œuvre. Ainsi, il devient possible de gérer les risques plutôt que de conclure à l’impossibilité (en sécurité) de comprimer des « gaz sensibles » dans un contexte où la ressource financière est insuffisante pour l’acquisition de matériels spécialisés.

Dégazeur de radon

Introduction

Le radon est un gaz radioactif naturellement présent dans les sols, il est issu de la désintégration du radium. Il existe des cartes vous permettant de connaitre le potentiel radon de votre commune. Le risque principal d’exposition, le plus souvent évoqué, n’est autre que l’habitat intérieur. Nous vous invitons à vous renseigner au sujet des moyens de limiter la concentration de radon dans l’air intérieur. Nous suggérons, pour notre part, une particularité technique rarement évoquée au sujet de la ventilation des locaux : utiliser une V.M.C. double flux, mais en mettant l’habitat en légère surpression (le ventilateur d’injection devant être légèrement plus puissant que celui d’extraction). En effet, en utilisant une V.M.C. simple flux, l’habitat est en légère dépression, les gaz contenus dans le sol ont alors tendance à migrer plus facilement dans les caves et les maçonneries poreuses. C’est le contraire avec une légère surpression. Toutefois, il vaut mieux ventiler même en simple flux, plutôt que de n’avoir aucune solution. Le risque d’accumulation du radon est ainsi évité.

Dans le cadre de cet article, nous présentons une solution permettant d’éliminer le risque d’inhalation de radon dans les salles d’eau. En effet, le radon est dissout dans l’eau, il s’infiltre dans les réservoirs souterrains et dans les nappes phréatiques dans lesquelles l’eau est pompée. Ce risque n’est pas spécifique aux régions repérées en rouge sur les cartes de l’IRSN. Il est présent dès lors que l’on vous distribue de l’eau issue de réserves souterraines n’ayant pas connu de rupture de pression depuis son pompage. Cette vidéo vous montre une expérience permettant de mesurer l’importance du problème. Si l’eau relâche le radon au moment où elle sort du robinet dans la douche, il est alors évident qu’ajouter une « douche » intermédiaire entre la chute de pression et l’utilisation permet de retirer les gaz dissouts dans l’eau. Le dégazage implique donc de provoquer une chute de pression, c’est en effet cette dernière qui est responsable de la migration des gaz dissouts dans l’eau vers l’air ambiant.

Avec la solution que nous proposons, il est donc nécessaire de recréer de la pression après avoir dégazé l’eau. Nous pouvons proposer au moins trois solutions. La première consiste à placer le réservoir dans les combles, ou, plus exactement au dessus du niveau de prélèvement (point le plus haut de votre réseau d’eau courante). La seconde consiste à utiliser un surpresseur, ce qui implique une dépense d’énergie électrique et une certaine maintenance. Les personnes ayant des puits ou des sources connaissent déjà très bien ce système. Il reste une troisième solution plus originale qui consiste à utiliser la pression du réseau dans un dispositif permettant de la transmettre à l’eau dégazée. Comme toute machine physique, elle génèrera des pertes. Mais, si, par exemple, le pression de l’eau courante à dégazer est d’environ 2 bars, il doit être possible de récupérer l’intégralité du volume à une pression d’environ 1 bar. Cela permet de prendre en compte le rendement, lequel serait alors d’environ 50%. Pour résumer il s’agirait d’une pompe utilisant la pression d’origine comme énergie motrice et repompant l’eau dégazée, il s’agirait d’un surpresseur n’utilisant pas d’électricité, mais nécessitant un réservoir sous pression de la même façon qu’une version à pompe électrique. Enfin, s’il est possible de se contenter de la pression gravitaire donnée par un réservoir situé dans les combles, il est aussi possible de récupérer l’énergie de la pression d’eau pour d’autres applications : vu que seul le débit est facturé, il serait dommage de ne pas la récupérer. Ainsi, nous pouvons imaginer comprimer de l’air, pour les bricoleurs utilisant des outils pneumatiques. Nous publierons probablement un article à ce sujet.

Schéma

Nomenclature explicative

  • 1. Arrivée d’eau courante à dégazer.
  • 2. Robinet à flotteur : il permet de limiter l’alimentation du réservoir 7, il est très fortement recommandé d’ajouter un trop plein pour éviter un potentiel dégât des eaux.
  • 3. Passe cloison étanche à l’eau.
  • 4. Exutoire : il peut avantageusement être constitué d’un aérateur de citerne en laiton, garantissant une répartition homogène de l’eau sur toute la périphérie du cône 5.
  • 5. Cône en acier inoxydable : il est facile de se procurer des cônes à « croquembouche », ce sont des supports qui permettent de réaliser les pièces montées en pâtisserie. La forme conique permet au film d’eau de s’amincir au fur et à mesure de sa descente, ou de se transformer en filets. Plus la couche d’eau est mince et plus le dégazage est efficace.
  • 6. Réservoir du dégazeur : un fut en plastique adapté à la taille du cône peut convenir à sa réalisation.
  • 7. Réservoir gravitaire : ce réservoir à pression atmosphérique serait situé dans les combles. Cela implique que si 3 mètres séparent votre pommeau de douche du réservoir, la pression en sortie sera de 0.3 bars.
  • 8. Sortie d’alimentation vers le réseau d’eau courante.
  • 9. Arrivée d’air : soigneusement filtrée (pour éviter les risques sanitaires), elle peut être soit active, c’est à dire être injectée avec une V.M.C. double flux, soit passive, directement reliée à un filtre à air dans le cas d’une V.M.C. simple flux.
  • 10. Extraction d’air : elle doit être reliée à la V.M.C. (ou à l’extraction de votre V.M.C. dans le cas d’une version double flux).

Conclusion

Le problème du radon dans les salles d’eau est très probablement sous estimé et l’inhalation de radon peut être très significative sur le long terme, surtout lorsque vous aimez chanter longtemps sous la douche. Ce problème est souvent ignoré alors que les conséquences sont graves et les solutions simples. On estime que le radon est en France la seconde cause de cancer du poumon.