Comment dimensionner une production d'ECS collective ?
Le dimensionnement d'une production d'eau chaude sanitaire collective consiste à trouver le couple volume de stockage / puissance de production qui couvre les pointes de puisage sans surdimensionner. L'outil applique les méthodes françaises de référence : besoins du guide ADEME/COSTIC 2016, abaques de dimensionnement du guide COSTIC 2019, ratios tertiaires COSTIC 2019, et vérifications sanitaires de l'arrêté du 30 novembre 2005.
Besoin journalier
En résidentiel, le besoin se construit par typologie de logement (valeurs mesurées sur 15 500 logements) ; en tertiaire, par ratio d'unité (lit, chambre, repas, pratiquant…). Les volumes puisés à 40 °C sont ramenés à la température de stockage par équivalence d'énergie :
Équivalence des volumes entre températures
V60 : volume équivalent à 60 °C (L) · V40 : volume puisé à 40 °C (L) · Tef : température d'eau froide (°C, 10 °C en hiver)
Énergie journalière
E : énergie (kWh/j) · 1,163 : capacité thermique de l'eau (Wh/L·K) · V60 : besoin journalier à 60 °C (L) · Tef : eau froide (°C)
Besoin de pointe (formules COSTIC)
En résidentiel, le nombre de logements est d'abord converti en logements standards Ns (référence : T3 social, coefficients 0,6 pour un T1 à 1,8 pour un T5 social). Les volumes de pointe s'en déduisent pour chaque durée :
Pointes COSTIC 2016 (litres à 60 °C, eau froide 9 °C)
Vp : volume de pointe (L à 60 °C) · Ns : nombre de logements standards · valable à partir de 10 logements
En tertiaire, faute de formules universelles, l'outil applique un profil forfaitaire éditable : une part du besoin journalier (35 à 60 % selon l'usage) est consommée pendant la période de pointe. Pour les vestiaires sportifs, la pointe est reconstruite physiquement à partir du nombre de douches et de leur débit (6 L/min en robinetterie temporisée).
Mode accumulation : stocker la journée
Le ballon stocke la totalité du besoin journalier (corrigé du coefficient de stratification a), et une puissance modérée le reconstitue en 6 à 8 heures, typiquement en heures creuses :
Puissance de reconstitution
P : puissance (kW) · V : volume stocké (L) · Tec : température de stockage (°C) · Tef : eau froide (°C) · tr : temps de reconstitution (h) · ÷ 0,9 : pertes pendant la charge
Règle pratique : prévoir au moins 10 à 12 W par litre de stockage. Le volume utile réel vaut a × V : 0,8 par défaut, 0,9–0,95 pour une charge bien stratifiée, jusqu'à 0,45 pour un ballon horizontal en mélange intégral.
Mode semi-instantané : l'abaque COSTIC 2019
Un échangeur à plaques couvre l'essentiel de la pointe, un ballon tampon absorbe les à-coups. Le guide COSTIC 2019 (config. échangeur externe + ballon, 300 ≤ V ≤ 4 000 L) relie puissance et volume :
Couples P–V admissibles (par logement standard)
P : puissance d'échange (kW par logement standard Ns) · V : volume du ballon (L) · 1re formule : circulateur d'échangeur permanent · 2de : circulateur pouvant s'arrêter (avec V > V1)
Volume minimal anti-refroidissement V1
V1 : volume garantissant 55 °C en sortie quand le circulateur redémarre (L) · Vp10min : pointe 10 min (L) · Pboucle : pertes de la boucle ECS (kW)
En tertiaire (pointes espacées), l'outil applique la méthode algébrique COSTIC : l'énergie de la pointe est fournie par le stock utile plus l'échangeur pendant le puisage (délai de mise en régime 5 min en production indirecte), et l'échangeur reconstitue le stock entre deux pointes.
Mode instantané : la pointe 10 minutes
Sans stockage, l'échangeur doit fournir à lui seul la pointe la plus brève :
Puissance instantanée
P : puissance d'échange (kW) · E10min : énergie de la pointe 10 min (kWh) · × 6 : passage de 10 min à 1 h · Pboucle : pertes de la boucle (kW)
La puissance requise est très élevée (souvent 3 à 5 fois celle du semi-instantané), mais il n'y a ni pertes statiques ni stockage soumis à l'arrêté légionelle. Ce mode est incompatible avec une PAC.
Vérifications réglementaires et limites
L'outil vérifie automatiquement l'arrêté du 30/11/2005 (55 °C dès 400 L stockés ou choc thermique quotidien, 50 °C minimum sur le réseau, mitigeurs anti-brûlure), le volume minimal V1, le risque de cycles courts chaudière (viser une puissance ECS > 30 % de la chaudière) et les contraintes PAC. Les besoins réels restant variables (jusqu'à 2,8 fois la moyenne pour 90 % des logements), la fourchette ± écart-type est toujours affichée. Les valeurs tertiaires COSTIC présentent une forte variabilité : un hôtel de 50 chambres va de 3 750 à 18 000 L/j selon le standing — traitez les défauts comme des ordres de grandeur à ajuster, et faites valider le dimensionnement final par un bureau d'études pour les opérations sensibles.
Besoins unitaires de référence (COSTIC)
Valeurs par défaut proposées par l'outil, toutes éditables. Les besoins résidentiels sont issus de la campagne de mesures PACTE ECS (guide ADEME/COSTIC 2016) ; les ratios tertiaires du guide COSTIC/GRDF/ADEME 2019 (3 500 relevés sur 400 sites).
| Usage | Besoin par défaut (à 40 °C) | Source / fourchette |
|---|---|---|
| Logement T1 → T5 (parc social) | 75 → 190 L/j | COSTIC 2016 — ± 60 à 120 L selon le type |
| Hôtel (selon standing) | 125 → 270 L/chambre/j | COSTIC 2019 — forte variabilité (3 750 à 18 000 L/j pour 50 chambres) |
| EHPAD / maison de retraite | 65 L/lit/j | COSTIC 2019 — observé 10 à 95 L selon cuisine/lingerie |
| Hôpital | 90 L/lit/j | COSTIC 2019 — 80 à 100 L/lit/j |
| Vestiaires sportifs | 60 L/pratiquant | COSTIC 2019 — 45 à 75 L (football/rugby en haut de fourchette) |
| Restaurant | 18 L/repas | COSTIC 2019 — 10 à 25 L (cuisine avec vaisselle ECS) |
| Camping / foyer / internat | 54 à 56 L/pers/j | Ratios SOCOL & COSTIC 2016 (56 ± 23 L/pers/j) |
Températures réglementaires — arrêté du 30 novembre 2005
L'arrêté du 30 novembre 2005 (modifiant l'arrêté du 23 juin 1978) encadre les températures de l'ECS dans les bâtiments d'habitation et les ERP, avec un double objectif : détruire la légionelle (quelques heures à 55 °C, 30 minutes à 60 °C) et prévenir les brûlures aux points de puisage.
| Point du réseau | Exigence |
|---|---|
| Stockage ≥ 400 L | ≥ 55 °C en permanence en sortie, ou choc quotidien : 2 min à 70 °C / 4 min à 65 °C / 60 min à 60 °C |
| Réseau de distribution bouclé | ≥ 50 °C en tout point (hors antennes terminales ≤ 3 L) |
| Points de puisage — pièces de toilette | ≤ 50 °C (mitigeur thermostatique) |
| Autres pièces | ≤ 60 °C (jusqu'à 90 °C en cuisines et buanderies d'ERP, avec signalisation) |
Questions Fréquentes (FAQ)
Pour aller plus loin