Dans une première partie, sera présenté une description de l’installation ainsi que son principe de fonctionnement (chauffage/ECS), avant et après rénovation. Dans un second temps, un descriptif, étape par étape, de la réhabilitation de la production de chaleur/distribution sera exposé sous la forme de fiches 7 « Opération » et 1 fiche « reportage photos ».
Chaque fiche « Opération » précise :
- Le périmètre d’intervention
- La nature des travaux engagés
- La durée
- Les points de vigilance
- Le coût
Pour illustrer ces différents points, nous nous sommes appuyés sur les travaux réalisés sur la copropriété située au 57 rue Auguste Lançon à Paris. Cette opération est parvenue à inclure un plan de rénovation thermique dans ses travaux d’entretien courant.
Cette copropriété avait initialement envisagé un changement de chaudière fioul ainsi qu’un simple ravalement de la façade sans travaux sur l’enveloppe. A la suite de plusieurs échanges, le choix a été pris d’intégrer des travaux d’isolation sur l’enveloppe du bâtiment et d’associer à la future chaufferie gaz du solaire thermique collectif. L'ouvrage rénové parvient finalement au niveau BBC Rénovation. Il est possible de retrouver une revue détaillée des travaux sur la page suivante de notre site.
Remarques : Bien que certaines étapes soient spécifiques à cette opération de rénovation, la majorité des informations et points de vigilance exposés, présentent un caractère générique, inhérents à toute conversion énergétique d’une chaufferie fioul à gaz.
Description avant rénovation
Caractéristiques de la copropriété
Datant des années 1970, cet immeuble est composé d’un bâtiment comprenant un sous-sol surélevé, d’un rez-de-chaussée et neuf niveaux. L’ossature de ce bâtiment est en béton avec une toiture terrasse dotée d’une isolation thermique moyenne, toutes les parois vitrées sont en simple vitrage.
Le chauffage ainsi que la production d’eau chaude sanitaire étaient assurés par une chaufferie alimentée en fioul domestique, située en terrasse, qui s’étendait sur une surface au sol d’environ 12 m² et une hauteur sous plafond voisine de 2,50 m. Cette chaufferie était équipée de deux chaudières. Une sous-station de production d’eau chaude sanitaire était présente en sous-sol de la résidence assurant une production instantanée via un échangeur à plaques. La distribution de chaleur dans les 32 appartements était effectuée par des panneaux de sol basse température 45/35°C), la répartition est de 2/3 par le sol et de 1/3 par le plafond.
La cuve fioul d’une contenance de 15 000 litres était quant à elle située dans une soute de stockage en sous-sol de la résidence.
Principe de fonctionnement du chauffage et de l’ECS
Les anciennes chaudières étaient équipées de brûleurs fioul pilotés par des thermostats double réglages situés sur le tableau de bord des chaudières.
Une bouteille casse pression positionnée entre les deux chaudières permettait une irrigation en permanence des chaudières par l'intermédiaire d'une pompe de charge située sur les retours chaudières et raccordées sur la bouteille casse pression ; ce principe de fonctionnement ne constituait pas une cascade chaudière, les chaudières étant pilotées à température constante. La seule régulation était celle permettant de faire varier la température départ des panneaux de sol desservant les appartements par l'intermédiaire d'une vanne trois voies située en amont des pompes chauffage. Le réseau fonctionnait en basse température c'est-à-dire entre 28 et 45 degrés et cette température était régulée par une sonde extérieure.
Les panneaux de sol chauffage des appartements étaient raccordés sur les colonnes passant dans les locaux des vides ordures. Ces panneaux de sol pouvaient théoriquement être équilibrés par l'intermédiaire de tés de réglage situés sur les départs et les retours des appartements. Afin d'éviter toute montée en température du réseau panneaux de sol, une sonde de limitation de température était située sur le départ. Un bypass était également présent entre départ et retour du réseau, celui-ci était positionné au niveau de vanne trois voies et de l'aspiration des pompes chauffage.
L'expansion était assurée par un vase sous pression d'azote de 100 litres située en chaufferie. Le complément d'eau du circuit chauffage était assuré par une alimentation eau froide avec disconnecteur et vanne d'arrêt positionnés en chaufferie.
Concernant la production d’ECS, une pompe primaire positionnée en sous-station ECS alimentait, depuis la chaufferie terrasse, une bouteille casse pression également installée en sous-station. Ce primaire disposait d’une température de 70/80 degrés. Un échangeur à plaques était raccordé sur cette bouteille, et fournissait de l'eau à une température constante de 59 degrés. La distribution dans les appartements était assurée par deux pompes de bouclage, une troisième pompe positionnée dans le couloir de cave desservait les salles de bains côté rue Auguste Lançon, un compteur d'eau froide alimentait cette production.
Remarque : l'installation ne disposait pas de traitement d’eau sur l'alimentation eau froide ou de pots à boues magnétiques.
Production de Chaleur
- 2 chaudières de 1990 et d’une puissance unitaire de 214 kW
- 2 soupapes de sécurité par chaudière
- 1 vanne de chasse par chaudière
- 1 brûleur/chaudière fonctionnant au fioul
- 1 vanne d’isolement sur canalisation d’alimentation fioul par brûleur
- 1 clapet anti-retour par brûleur
Circuit primaire
- 1 bouteille casse pression équipée de deux purgeurs grand débit et d’une vanne de chasse
- 1 pompe de charge par chaudière
- 2 vannes d’isolement par pompes
- 1 pressostat manque d’eau
Circuit chauffage panneaux de sol
- 1 vanne trois voies de régulation avec servomoteur
- 2 pompes de circulation
- 2 vannes d’isolement par pompe
- 1 vanne de bipasse entre départ et retour sur circuit panneaux de sol
- 1 sonde de limitation de température sur le départ
- 1 régulateur électronique
- 1 thermomètre
Divers
- 1 armoire électrique
- 1 vase d’expansion sous pression d’azote
- 1 bâche fioul de 200 litres équipée d’un pressostat de charge raccordé sur les brûleurs
- 1 alimentation d’eau froide appoint circuit chauffage comprenant :
- 1 disconnecteur
- 1 détendeur de pression
- 2 vannes d’isolement
- 1 tableau électrique coupure extérieur chaufferie
Production d’eau chaude sanitaire (sous-station)
- 1 bouteille casse pression équipée d’une vanne de purge
- 1 pompe de circulation
- 1 préparateur de production d’eau chaude sanitaire instantané d’une puissance de 180 kW
- 1 vanne 3 voies de régulation avec servo moteur
- 1 groupe de pompes
- 1 pompe de bouclage ECS
- 1 pompe de bouclage ECS (secours)
Pompe de transfert – bouclage ECS (sous-sol)
1 pompe de transfert de bouclage de marque SALMSON aliment les salles de bains, côté rue Auguste LANCON
Local pompe de transfert fioul (local annexe – sous-sol)
- 1 jauge fioul pneumatique (cuve de 15000 litres emmurée)
- 2 pompes de transfert fioul sur socle
- 1 filtre fioul
Distribution et émetteurs
Colonne montantes chauffage (1/logement) – départ en parties communes et retour en logement
Serpentin en acier noir noyé dans la dalle béton
Planning prévisionnel
Réhabilitation de la production de chaleur/Distribution
L’audit de l’installation existante à montrer, à plus d’un titre, que la production de chaleur assurée par le système au fioul apparaissait vétuste et énergivore. En effet, la puissance installée n’était plus adaptée pour répondre au futur besoin du bâtiment après travaux d’isolation. D’autre part, l’absence d’isolant au niveau des colonnes de chauffage, situées en partie commune, était source de déperditions significatives. Enfin, les organes d’équilibrage (pieds de colonnes et tés de réglages trames de planchers chauffants) étaient obsolètes et ne permettaient de contrôler correctement l’apport de chaleur dans les logements.
Solution préconisée :
En lieu et place des deux anciennes chaudières fioul (2 x 214 kW), trois chaudières murales gaz à condensation ont été installées en cascade d’une puissance unitaire de 60 kW. La puissance totale installée a été dimensionnée pour répondre aux besoins après réhabilitation de l’enveloppe du bâtiment. Pour minimiser les puissances d’appel (puissance chaufferie diminuer pour optimiser les coûts de fourniture, maintenance, fonctionnement et de remplacement ultérieur), il a été préconisé de changer le type de production d’eau chaude sanitaire et de passer sur de l’accumulée.
L’énergie solaire a également été retenue dans le cadre de l’étude préalable, afin d’atteindre plus facilement le niveau BBC Rénovation, tout en permettant des économies de charges sur la production d’eau chaude sanitaire. Une enquête a été menée auprès des occupants, afin d’évaluer les soutirages d’ECS au sein de la copropriété et ainsi permettre son dimensionnement au plus juste. Des capteurs solaires auto-vidangeables (surface de 25 m2) ont été préconisés pour éviter tout problème de surchauffe de l’installation solaire en période estivale. Le taux de couverture solaire estimé est de 35 %.
Concernant le mode l’émission de la chaleur au sein des logements, il a été fait le choix de conserver les planchers chauffants d’origine, jugés en bon état. Seul un désembouage a été effectué. En accord avec le conseil syndical, la température de consigne en hiver a été fixée à 20 °C. Les besoins thermiques ont été calculés avec l’exploitant pour chacune des façades en conséquence. S’il n’a pas été possible d’introduire une régulation de température pièce par pièce, les réseaux de distribution ont fait l’objet d’un rééquilibrage (remplacement des pieds de colonnes montantes et des coudes de réglage au départ des planchers chauffants). La mise en œuvre d’un calorifuge performant sur les colonnes montantes en parties communes permet de limiter les pertes en ligne.
Principe de mise en œuvre d’une installation gaz en lieu et place d’une installation fioul
En amont de tout travaux, le maitre d’ouvrage doit faire réaliser un diagnostic amiante par une entreprise spécialisée sur l’intégralité des lieux d’intervention (cordons d’étanchéité, tresses éléments de chaudières, joints de brides…).
Suivant le résultat, les démarches administratives (CRAMIF, inspection du travail…), nature de l’intervention, qualification des interventions et gestion des déchets peuvent varier (sous-section 3 ou 4).
Reportage photos
Cheminement gaz
Planning de raccordement gaz (GRDF)
Les travaux chaufferie se sont réalisés pendant l’été (hors période de chauffe). Pour assurer la production d’eau chaude sanitaire, il a été mis en place, dans la sous station, une production électrique provisoire.
Production d’Eau Chaude Sanitaire
Canalisation gaz
La conduite d’alimentation de chaufferie de gaz est fixée sur le mur béton avec un supportage à rupteur de pont thermique. Lors de la pose, les échafaudages du lot ravalement ont été utilisés.
- Pose des supports sur le mur béton,
- Isolation des murs avec finition par le lot façade,
- Mise en œuvre des canalisations gaz
Chaufferie
Organe d’équilibrage
La mise en place d’organes d’équilibrage performants permet de mieux maitriser la chaleur dans les logements et ainsi améliorer le confort des occupants.
Sous-station finalisée
Solaire (préchauffage ECS)
