Piscine : évaporation, déshumidification et chauffage du bassin

Tout le génie climatique d'une piscine découle d'un seul phénomène : l'évaporation du plan d'eau. La fine couche d'air au contact de l'eau est saturée d'humidité à la température de l'eau ; l'ambiance du hall, plus sèche, absorbe en permanence cette vapeur. Ce flux de vapeur est à la fois la charge de déshumidification que doit traiter la centrale de traitement d'air (sous peine de condensation et de corrosion de la charpente) et la première perte thermique du bassin (chaque kg d'eau évaporé prélève ≈ 0,68 kWh de chaleur latente sur l'eau).

Pour un bassin couvert, la profession utilise la formule de Bernier :

• Mevap : débit d'évaporation en kg/h ;
• S : surface du plan d'eau en m² ;
• n : taux d'occupation en baigneurs par m² de plan d'eau — le terme 16 correspond au bassin au repos, le terme 133 × n à l'agitation des baigneurs ;
• We : humidité absolue de l'air saturé à la température de l'eau (kg d'eau / kg d'air sec) ;
• Was : humidité absolue de l'air saturé à la température ambiante, et Ga l'humidité relative de l'ambiance (le produit Ga × Was représente l'humidité absolue de l'air du hall).

Pour un bassin de plein air, c'est le vent qui gouverne l'échange de masse ; l'outil applique la formule classique des plans d'eau ventilés :

avec v la vitesse du vent en m/s au ras du plan d'eau. À conditions égales, un bassin extérieur évapore 3 à 5 fois plus qu'un bassin couvert : l'air y est plus sec, plus froid et constamment renouvelé.

La vapeur émise par le bassin doit être évacuée au rythme où elle est produite, sinon l'humidité du hall dérive. Le moyen le plus simple — et le plus économique en hiver — est le balayage par air neuf : on introduit de l'air extérieur sec et on extrait l'air ambiant humide. Le débit se déduit d'un bilan massique de vapeur d'eau sur le hall :

où Wamb et Wext sont les humidités absolues de l'ambiance et de l'air extérieur (en kg/kg d'air sec), le résultat étant un débit massique d'air sec converti en m³/h aux conditions du hall. Deux garde-fous s'imposent :

• le débit d'air neuf ne descend jamais sous le minimum hygiénique réglementaire — 22 m³/h par occupant dans les piscines couvertes (Règlement Sanitaire Départemental Type) ;
• quand l'air extérieur devient plus humide que l'ambiance (été orageux), le bilan change de signe : l'air neuf ne peut plus déshumidifier et une pompe à chaleur de déshumidification doit prendre le relais.

C'est pourquoi les centrales de traitement d'air de piscine modernes combinent modulation d'air neuf, batterie de déshumidification thermodynamique et récupération de chaleur sur l'air extrait — le calcul ci-dessus fournit le débit et la charge de dimensionnement de ces équipements.

Le réchauffeur d'eau doit couvrir deux situations distinctes, et c'est la plus exigeante qui dimensionne l'échangeur :

• La première mise en température : élever tout le volume du bassin de la température de l'eau de ville (10–15 °C) à la consigne, en général sur 48 à 72 heures :

• Le maintien en régime établi : compenser l'évaporation (chaleur latente, poste dominant), le réchauffage de l'eau neuve d'appoint (au moins 30 L par baigneur et par jour dans les piscines recevant du public — arrêté du 19 décembre 2025) et, en plein air, la convection avec l'air et le rayonnement vers le ciel nocturne.

L'outil détaille chaque poste et retient la puissance maximale. En pratique, on retrouve l'ordre de grandeur bien connu des exploitants : un bassin couvert bien régulé perd 150 à 250 W par m² de plan d'eau, un bassin plein air venté peut dépasser 500 W/m² — d'où l'intérêt majeur de la couverture isotherme hors ouverture.

Soit un bassin couvert de 250 m² et 500 m³ (eau à 28 °C, hall à 29 °C / 65 % HR, 25 baigneurs simultanés, 300 baigneurs par jour), air extérieur de base −5 °C / 90 % :

• Évaporation : n = 25/250 = 0,1 baigneur/m², soit Mevap = 250 × (16 + 13,3) × (0,0241 − 0,65 × 0,0256) ≈ 55 kg/h (plus de 1 300 litres par jour) ;
• Air neuf de déshumidification : ΔW = 16,4 − 2,2 = 14,2 g/kg, soit ≈ 3 400 m³/h — bien au-dessus du minimum hygiénique de 550 m³/h (25 × 22 m³/h) ;
• Maintien du bassin : 37 kW d'évaporation + 7 kW d'eau neuve ≈ 44 kW ;
• Première chauffe : 500 m³ élevés de 16 K en 48 h ≈ 194 kW — c'est elle qui dimensionne l'échangeur (ou impose d'allonger la durée de montée).