Évaluer la rentabilité d’une amélioration [ECS]

Sommaire

Évaluer la rentabilité d'une amélioration [ECS]

Quelques ratios de consommation

Le point de départ consiste sans doute à évaluer les m³ d’eau chaude sanitaire consommés.

Il est extrêmement variable d’une institution à l’autre.

Dans la littérature spécialisée, on retrouve soit des ratios moyens par bâtiments types (bureaux, hôpitaux, …) soit des débits tirés des points de puisage que l’on peut additionner pour générer le débit total.

Données

Pour accéder à des ratios de consommation en eau chaude sanitaire.

Ces chiffres sont très approximatifs. Aussi, seul un compteur est réellement efficace dans ce domaine.

Mesures

Pour accéder aux techniques de mesure en eau chaude sanitaire.

Remarque.

Il est fréquent d’additionner les besoins d’eau chaude à 60°C. Si la consommation se fait à une autre température (soit X °C), la formule suivante permet la conversion :

Consommation équivalente à 60°C = Consommation à X °C x (X – 10) / (50)

Par exemple, 100 litres puisés à 45°C génèrent une consommation équivalente de 70 litres à 60°C puisque :

100 x (45 – 10) / (50) = 70

Cette relation est basée sur le fait que l’eau de ville entre dans le bâtiment à 10 °C en moyenne annuelle (5 °C en hiver et 15°C en été).

Budget annuel d’eau chaude sanitaire

Le coût de l’eau froide

En France, le prix moyen du m³ d’eau était de 1,5 € en 1991. Il est passé à 2,5 € en 1997. Soit une hausse de 60 % alors que, sur la même période, l’indice général des prix progressait de 11 %.

En première approximation, une augmentation similaire a eu lieu dans nos régions. Elle est, notamment, la conséquence des nouvelles exigences européennes en matière de préservation de l’environnement et, tout particulièrement, d’épuration des eaux usées.

Aujourd’hui (2016), le prix de l’eau a atteint 4 à 5 €/m³ !

Le coût du chauffage de l’eau

Que coûte le chauffage d’un m³ d’eau ? Partons de l’idée que l’eau est chauffée de 10°C (température moyenne du réseau) à 45°C (température moyenne d’utilisation).

Physiquement, le chauffage d’1 m³ d’eau requiert :

Énergie nette = Volume [m³] x Cap. Therm. de l’eau [kWh/m³.K] x (T°_{eau chaude} – T°_{eau froide}) [K]

Énergie nette = 1 [m³] x 1,163 [kWh/m³.K] x (45 – 10) [K]

Energie nette = 40,7 kWh/m³

Le prix de revient du kWh variant entre 0,0625 € (chauffage fuel ou gaz, rendement compris, ou chauffage électrique de nuit au tarif Haute Tension) et 0,16 € (chauffage électrique de jour au tarif Basse Tension), le coût du chauffage d’1 m³ d’eau chaude sanitaire est donc compris entre 2,5 et 6,5 € par an.

Au total (eau + chauffage), un prix de revient de 7 à 11 € du m³ est à considérer, suivant les cas.

Pour simplifier, retenons pour un bâtiment tertiaire, un prix moyen de 9 € du m³, moitié pour l’eau, moitié pour son chauffage.

Cela met la douche (40 l à 45°C) à 0,36 € et le bain (150 l à 45°C) à 1,35 € !

Le budget annuel de l’eau chaude sanitaire

Sur base de la consommation annuelle, il est possible de calculer le coût (eau + chauffage) qui lui est lié :

Coût = consommation d’eau [m³/an] x 9 [€/m³]

Prenons un exemple simple : la consommation domestique et donc le budget “eau chaude sanitaire” d’un ménage.

On estime à 35 litres à 60°C/jour/personne, les consommations en eau chaude domestique. Soit pour une année :

35 [litres/jour/pers] x 4 [pers/ménage] x 330 [jours/an] x 0,001 [m³/litre] = 46,2 [m³/an]

L’énergie pour chauffer cette eau s’exprime par :

46,2 [m³/an] x 1,163 [kWh/m³.K] x (60 – 10) [K] = 2 687 kWh/an

Le prix de revient du kWh variant entre 0,0625 € (chauffage fuel ou gaz, rendement compris) et 0,16 € (chauffage électrique de jour), le coût du chauffage de l’eau chaude sanitaire d’un ménage est donc situé entre 168 et 430 € par an.

Ce à quoi il faut ajouter les 46,2 x 4,5 = 208 € d’achat de l’eau froide.

Cette évaluation est très approximative. Elle peut cacher des coûts nettement plus élevés si le rendement de production est désastreux (… ce qui est parfois le cas en été !).
On se base alors sur les formules :

Energie brute = Energie nette / Rendement global de l’installation d’ECS

Coût = Energie brute x Coût du kWh

Toute la difficulté réside dans l’estimation du rendement de l’installation existante. Pour faciliter les calculs, un petit logiciel est à disposition.

Calculs

Pour accéder à un logiciel d’évaluation du coût de l’eau chaude sanitaire.

Rentabilité d’une amélioration

Une amélioration est financièrement rentable si l’investissement consenti est remboursé par l’économie réalisée, dans un temps court, et en tout cas inférieur à la durée de vie probable de la nouvelle installation.

Une amélioration est toujours écologiquement rentable.

Investissement

Le prix de revient d’une installation d’eau chaude sanitaire (matériel et main d’œuvre) est spécifique à l’installation et à son contexte.

Il faut tenir compte également des modifications éventuelles aux équipements annexes : l’installation électrique, l’installation de chauffage, le génie civil éventuel,…

Cet investissement peut être amorti dans le temps en fonction de la durée de vie des équipements.

Dans le programme RAVEL (Suisse), on propose les durées de vie suivantes pour les équipements :

	Durée d’amortissement
Chauffe-eau (électrique, à gaz, à serpentin, avec pompe à chaleur)	15 ans
Petite cogénération au gaz naturel	15 ans
Installation solaire	20 ans
Conduites d’eau froide	40 ans
Conduites d’eau chaude	25 ans

Coût de maintenance

Les frais annuels d’entretien et de maintenance (ou frais d’exploitation, sans le coût de l’énergie) comprennent les charges salariales ainsi que le coût du matériel de maintenance et d’entretien (y compris service, nettoyage et surveillance).

Dans le programme RAVEL (Suisse), on propose d’évaluer ce poste sous forme d’un pourcentage de l’investissement :

	Coût de maintenance
Accumulateur électrique	2 %
Chauffe-eau à gaz	3 %
Accumulateur à serpentin	2 %
Accumulateur avec pompe à chaleur	3 %
Petite cogénération au gaz naturel	7 %
Installation solaire	2 %
Conduites d’eau froide	1 %
Conduites d’eau chaude	2 %

Économie d’énergie liée à l’amélioration

Pour évaluer la consommation prévisible après intervention, il est possible d’appliquer la même démarche que dans l’évaluation de la situation initiale.

Calculs

Pour calculer le coût de l’eau chaude sanitaire après amélioration.

L’économie s’en déduit. Le temps de retour simple de l’investissement (exprimé en années) se dégage du rapport :

Temps de retour = Investissement / (économie d’énergie et d’exploitation)