Surpresseur collectif — débit, HMT et réservoir

Dimensionnez un groupe de surpression sanitaire (EF/ECS) pour immeuble collectif : débit probable de pointe DTU 60.11, HMT décomposée terme à terme, configuration n+1, réservoir à vessie et alertes réglementaires sourcées.

Comment dimensionner un surpresseur collectif ?

Un groupe de surpression se définit par trois grandeurs : le débit probable de pointe que l'immeuble peut appeler, la hauteur manométrique totale (HMT) que les pompes doivent fournir, et le volume du réservoir à vessie qui limite le cyclage des moteurs. Contrairement aux sélecteurs des fabricants, orientés catalogue et mono-marque, l'outil déroule la méthode normative en affichant chaque formule avec les valeurs de votre projet — de quoi justifier chaque chiffre dans un CCTP ou face à un contrôleur.

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Débit probable de pointe (NF DTU 60.11)

On cumule les débits de base de tous les appareils (tableau 1 du DTU), puis on applique le coefficient de simultanéité collectif y = 0,8/√(x−1). En avant-projet, la méthode forfaitaire par logement type (tableaux fabricants) donne le même ordre de grandeur en trois saisies — l'outil affiche les deux résultats en parallèle pour contrôle.

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HMT : ce que les pompes doivent vaincre

La HMT additionne la hauteur géométrique, les pertes de charge linéaires et singulières et la pression résiduelle visée au point le plus défavorisé, puis déduit la pression minimale garantie par le distributeur. Si le résultat est négatif, la ville suffit : pas de surpresseur.

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Réservoir à vessie et pressions de consigne

En vitesse fixe, le réservoir stocke assez d'eau entre la pression d'enclenchement Pe et de déclenchement Pd pour que le moteur ne dépasse pas son nombre de démarrages horaires admissible. En vitesse variable, 24 à 50 L suffisent.

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Vérifications réglementaires

Pression maxi aux étages bas (réducteurs, zonage au-delà de 6 étages), protection anti-retour NF EN 1717, matériaux ACS, température ECS anti-légionelle : l'outil génère les points de vigilance avec leur source réglementaire.

Les formules utilisées

Coefficient de simultanéité collectif

y = 0,8 / √(x − 1)

y : coefficient appliqué au débit brut · x : nombre total d'appareils installés (hors WC à chasse directe) · valable pour x > 5 · hôtels : y × 1,25

Hauteur manométrique totale

HMT = Hgéo + Jr + Js + Pr Pa

Hgéo : hauteur géométrique (m) · Jr : pertes linéaires (mCE) · Js : pertes singulières des organes en tête (mCE) · Pr : pression résiduelle visée · Pa : pression amont garantie (0 si bâche) · 1 bar = 10,2 mCE

Réservoir à vessie (Caleffi, Hydraulique 7)

V = 6 × (Q × 60 / a) × (Pd + 1) / (Pd − Pe)

V : volume total (L) · Q : débit de la pompe qui cycle (l/s) · a : démarrages horaires max du moteur (10 à 30/h selon la puissance) · Pe / Pd : pressions d'enclenchement / déclenchement (bar) · (Pd + 1) : pression absolue (loi de Mariotte)

Puissance hydraulique

P = Q × HMT / 367

P : puissance hydraulique (kW) · Q : débit (m³/h) · HMT en mCE · diviser ensuite par le rendement de pompe (≈ 0,45-0,70) puis de moteur (≈ 0,80-0,90) pour la puissance électrique

Exemple complet : surpresseur pour un immeuble R+8 de 30 logements

Déroulons la méthode sur un cas réel, celui que le calculateur pré-remplit : un immeuble de 8 étages sur un niveau de sous-sol, 30 logements de type T3/T4 (équipement Ex. 2 : évier, lavabo, baignoire, bidet, WC, lave-linge, lave-vaisselle, soit 1,35 l/s de débit de base par logement), alimenté par un réseau public garanti à 2,5 bar, avec compteur, disconnecteur BA et filtre en tête. Objectif : 3 bar au point de puisage le plus défavorisé. Chaque ligne ci-dessous est calculée par le moteur de l'outil.

ÉtapeCalculRésultat
Débit brut cumulé30 logements × 1,35 l/s40,5 l/s
Coefficient de simultanéitéy = 0,8 / √(210 − 1)0,0553
Débit probable de pointe40,5 × 0,0553 — contrôle forfaitaire KSB : 8 m³/h2,24 l/s · 8,07 m³/h
Hauteur géométrique9 niveaux (8 étages + sous-sol) × 2,70 m24,3 m
Pertes de chargeJr : 0,30 × 9 niveaux · Js : compteur 2,0 + disconnecteur 4,5 + filtre 1,52,7 + 8 mCE
HMT du groupe24,3 + 2,7 + 8 + 30,625,540,1 mCE ≈ 3,9 bar
Groupe recommandé8,1 m³/h ≤ 20 m³/h → config. 2+12 × 4 m³/h — moteurs 1,1 kW
Pressions de consignerefoulement requis 6,43 bar → Pe / Pd, 30 démarrages/h max6 / 7,5 bar
Réservoir à vessieV = 6 × (1,12 × 60 / 30) × (7,5+1)/(7,56) = 76 L80 L — prégonflage 5,8 bar

L'analyse réglementaire complète le dimensionnement : à l'arrêt des pompes, la pression de déclenchement (7,5 bar) s'applique presque entièrement aux niveaux bas — des réducteurs de pression sont donc obligatoires sur les étages où elle dépasse le seuil DTU de 4 bar, et le bâtiment dépassant 6 étages appelle une réflexion de zonage (art. R.1321-58 du CSP). En vitesse variable, le même projet se contenterait d'un réservoir de 24 L. Reproduisez ce calcul avec vos propres données dans le calculateur en haut de page.

Débits de base des appareils (NF DTU 60.11, tableau 1)

Le calcul du débit brut part des débits de base normalisés de chaque appareil sanitaire, en eau froide. Ce sont les valeurs qu'utilise le mode expert du calculateur ; les WC à robinet de chasse directe, très consommateurs (1,5 l/s), sont traités hors coefficient de simultanéité, avec un nombre forfaitaire d'appareils fonctionnant en même temps.

AppareilDébit de base (l/s)Équivalent (l/min)
Évier / timbre d'office0,212
Lavabo0,212
Lave-mains0,16
Bidet0,212
Baignoire0,3320
Douche0,212
WC à réservoir de chasse0,127
WC à robinet de chasse directe(hors coefficient y)1,590
Urinoir à robinet individuel0,159
Bac à laver0,3320
Lave-linge0,212
Lave-vaisselle0,16
Poste d'eau 1/2"0,3320
Poste d'eau 3/4"0,4225

Valeurs reproduites d'après les guides fabricants publics (KSB, Delabie), concordantes avec le tableau 1 du NF DTU 60.11 — l'édition AFNOR d'août 2013 fait foi.

Débits forfaitaires par nombre de logements (méthode rapide)

En avant-projet, les guides fabricants donnent directement le débit instantané probable en m³/h selon le nombre de logements et leur niveau d'équipement : Ex. 1 = 5 appareils (évier, lavabo, douche, WC, lave-linge), Ex. 2 = 7 appareils (+ baignoire, bidet, lave-vaisselle, la douche devenant baignoire), Ex. 3 = 9 appareils (+ douche et 2ᵉ WC). C'est la méthode de contrôle que le calculateur affiche en parallèle du calcul DTU — les deux concordent à quelques pourcents près.

LogementsEx. 1 — 5 app. (m³/h)Ex. 2 — 7 app. (m³/h)Ex. 3 — 9 app. (m³/h)
103,84,75,6
205,36,67,9
306,589,6
407,59,311,1
508,410,412,4
609,211,413,6
7510,312,815,2
10011,914,717,6
15014,518,221,5
20016,820,824,8
25018,723,227,8

Source : guide de la surpression KSB (tableau A). Entre deux lignes, le calculateur interpole linéairement ; au-delà de 250 logements ou pour un tertiaire hétérogène, utilisez le mode expert par appareils.

Réservoir : démarrages admissibles et volumes normalisés

En vitesse fixe, le réservoir à vessie n'est pas un stock d'eau : son rôle est de limiter la fréquence des démarrages du moteur, qui chauffe à chaque appel de courant. Plus le moteur est puissant, moins il tolère de démarrages horaires — et plus le réservoir doit être gros. Le volume calculé est ensuite arrondi au volume commercial supérieur.

Puissance moteurDémarrages max « a »
< 3 kW30/h
3 à 5 kW25/h
5 à 7 kW20/h
7 à 10 kW15/h
> 10 kW10/h

Volumes commerciaux courants

24 L60 L80 L100 L200 L300 L500 L750 L1000 L

Prégonflage de la vessie : 0,2 bar sous la pression d'enclenchement Pe. En vitesse variable, le cyclage disparaît : un réservoir de 24 à 50 L (anti-coup de bélier et maintien de pression) suffit quelle que soit la taille du groupe.

Plafonds de démarrages d'après Caleffi (Hydraulique 7, 2019) ; les fournisseurs français retiennent prudemment 10 à 15/h pour les gros moteurs.

Convertir bar et mCE : quelle pression selon la hauteur de l'immeuble ?

Une colonne d'eau de 10,2 m exerce une pression de 1 bar (1 bar = 10,2 mCE en pratique, 10,33 en théorie — l'outil utilise une constante unique pour éviter les écarts d'arrondi). Ce simple rapport donne un ordre de grandeur immédiat : chaque étage « coûte » environ 0,26 bar de pression statique, auxquels s'ajoutent les pertes de charge et la pression résiduelle visée. Le tableau ci-dessous montre pourquoi, avec une ville garantie entre 2,5 et 3 bar, la surpression devient généralement nécessaire dès R+4 / R+5 quand on vise 3 bar au dernier étage.

GabaritHauteur au dernier étagePression statiqueMini requis en pied pour 3 bar en haut*
R+38,1 m0,79 bar3,8 bar
R+616,2 m1,59 bar4,6 bar
R+821,6 m2,12 bar5,1 bar
R+1027 m2,65 bar5,6 bar
R+1540,5 m3,97 bar7 bar

* Hors pertes de charge, sur une base de 2,70 m par étage, pompes au niveau du rez-de-chaussée. Les pertes linéaires (≈ 0,3 mCE par étage) et les organes en tête (compteur, disconnecteur, filtre, adoucisseur) s'y ajoutent — c'est tout l'objet du calcul de HMT du calculateur.

0,8/√(x−1) ou 1/√(x−1) : quelle formule retenir ?

Deux écritures du coefficient de simultanéité collectif circulent. Les guides des fabricants (KSB, Salmson/Wilo, Delabie) et l'usage professionnel dominant appliquent y = 0,8/√(x−1) pour les parties collectives ; certaines transcriptions du § 3.2.1 du DTU énoncent y = 1/√(x−1). L'écart est de 25 % sur le débit calculé — loin d'être anecdotique sur le choix des pompes. L'outil applique 0,8/√(x−1) — l'écriture publiée par les guides de dimensionnement comme celle du DTU, cohérente avec les tableaux forfaitaires fabricants qui servent de contrôle croisé — et affiche toujours le facteur utilisé dans le détail du calcul. Pour une note de calcul opposable, vérifiez l'écriture retenue sur l'édition AFNOR d'août 2013 du NF DTU 60.11.

Le point de vue de la réglementation

Le Code de la santé publique (art. R.1321-58) impose une hauteur piézométrique d'au moins 3 mètres en tout point de mise à disposition à l'heure de pointe, et encadre la mise en œuvre de surpresseurs pour les immeubles de plus de six étages ; le Règlement Sanitaire Départemental type reprend la même exigence. Le NF DTU 60.11 fixe la méthode de calcul des débits et le minimum de 1 bar à l'entrée des logements, la NF EN 1717 la protection contre les retours d'eau (disconnecteur BA en tête d'immeuble), et l'arrêté du 30 novembre 2005 les températures ECS anti-légionelle (≥ 50 °C en tout point du réseau bouclé). En Belgique, les mêmes textes européens (NBN EN 806, NBN EN 1717) s'appliquent, complétés par les prescriptions Belgaqua (PN 10 minimum pour les conduites). Ces résultats restent un pré-dimensionnement : le choix définitif du groupe se valide sur les courbes constructeur au point de fonctionnement, sous la responsabilité du professionnel.

Questions fréquentes sur les surpresseurs collectifs