Plomberie et chauffage

La plomberie est l'art d'acheminer différents fluides (eau, gaz, fluides frigorifiques...) à l'intérieur de bâtiments. Etymologiquement, plomberie est dérivé de plomb car historiquement les canalisations d'acheminement d'eau étaient réalisées dans ce matériau (dès la Rome antique). De nos jours, nous savons que le plomb est dangereux pour la santé (risque de saturnisme) et il est abandonné au profit d'autres matériaux :

l'acier (généralement pour les gazoducs ou oléoducs de forte dimension)
le polyéthylène pour les canalisation de transport d'eau et de gaz
le polychlorure de vinyle (PVC) pour l'alimentation en eau et les canalisations d'évacuation d'eaux usées
la fonte pour l'évacuation d'eaux usées
le cuivre pour l'alimentation en eau

Nos réalisations

Canalisations

Actuellement, les matériaux les plus utilisés pour les canalisations sont le polyéthylène, le PVC et le cuivre dont nous résumons ici les principaux avantages et inconvénients :

Le cuivre permet de réaliser d'acheminer de l'eau et du gaz. Il est remarquablement stable et résistant mais plus cher que les autres matériaux.
Le polyéthylène est également résistant, résiste à la corrosion et à l'entartrage. Il faut toutefois faire attention aux phénomènes de dilatation liés aux changements de températures qui imposent des courbes de cintrage limitées et des raccords spécifiques.
Le PVC est sans doute la matériau le plus facile à manipuler pour réaliser des canalisations. Le PVC peut être utilisé pour l'alimentation en eau et également pour l'évacuation d'eaux usées ou d'eaux de pluie des gouttières). Le PVC est sujet à la dilatation selon les températures.

Robinetterie

Les canalisations d'eau chaude et froide alimentent la robinetterie des points d'eau du bâtiment. Ces points d'eau peuvent être :

des toilettes avec un mécanisme de chasse d'eau
des éviers ou lavabos avec des robinets classiques ou des mitigeurs thermostatiques
des baignoires, douches ou bidets équipés de robinets classiques ou mitigeurs thermostatiques

Il existe aussi des robinets avec dispositifs de détection automatique de présence.

Traitement de l'eau

L'eau distribuée peut être traitée par différents systèmes afin d'améliorer certaines de ses caractéristiques :

Adoucissement de l'eau par résine. Les adoucisseurs remplacent les ions calcium de l'eau par des ions sodium. Il en résulte que l'eau est moins susceptible d'entartrer les canalisations et machines, l'eau est plus douce et permet un meilleur lavage des vêtements (moins de consommation de détergent). L'eau est également moins irritante et désséchante pour la peau. Toutefois il est déconseillé de boire l'eau adoucie car celle-ci est plus sodée et peut poser des problèmes pour les personnes souffrant d'hypertension ou d'insuffisance cardiaque. Il est donc conseillé d'adoucir le circuit d'eau chaude (plus vulnérable au tartre) plutôt que le circuit d'eau froide.
Adoucisseur à polyphosphanates. Ce type d'adoucisseur se présente sous la forme de cartouches contenant des cristaux de polyphosphanates. Les polyphospanates forment des composés avec le calcaire le rendant moins susceptible de se fixer sur les canalisations ou les appareils ménagers. Il existe toutefois des risques pour la santé (mal quantifiés) à boire une eau ainsi traitée.
Osmose inverse de l'eau. Elle peut être utilisée pour réduire la concentration en ions de l'eau (ions sodium, calcium, magnésium...). Elle permet aussi de supprimer les particules et polluants (nitrates, pesticides). Les cartouches de filtration et membrane doivent être changés régulièrement. D'autre part un osmoseur est très consommateur en eau : pour 1 litre d'eau purifiée, plusieurs litres d'eau chargées en solutés peuvent être rejetées.
Traitement de l'eau par champ magnétique. Cela permet de réduire l'entartrage des canalisations par le calcaire ; les effets d'un traitement par champ magnétique restent toutefois modestes mais présente l'avantage d'être très simple et économique à mettre en œuvre (installation d'un clip aimanté).
Filtres au charbon actif sur robinet ou carafe (Brita, CleanSui...). Ces filtres améliorent la potabilité de l'eau en réduisant la concentration en métaux lourds et pesticides. Ils ont l'avantage de ne nécessiter aucun travaux de plomberie et de ne pas affecter la minéralisation de l'eau (indispensable pour la potabilité).

Chauffage central

Un système de chauffage central est composé d'un réseau de radiateurs reliés par des canalisations d'eau chaude à une chaudière centrale chargée de chauffer l'eau circulant dans les radiateurs. Dans certaines situations (utilisation d'une pompe à chaleur avec ventilo-convecteurs), ce système peut également servir à refroidir le bâtiment en cas de fortes chaleurs.

Réseau de radiateurs

Les émetteurs de chaleur de l'installation peuvent être reliés en réseau selon deux modes :

En installation mono-tube : les radiateurs sont reliés en série les uns après les autres ; la sortie du radiateur N est connectée à l'entrée du radiateur N+1
En installation bi-tube : deux tubes parcourent le bâtiment sur lesquels viennent se brancher les radiateurs en parallèle ; un tube d'entrée permet d'envoyer l'eau chaude vers les radiateurs et un tube de sortie permet de récupérer l'eau refroidie des radiateurs

Les installations bi-tube sont plus flexibles car elles permettent de régler individuellement le débit d'eau entrant dans chaque radiateur. Il est toutefois possible de régler des débits individuels en mono-tube en installant un système de bypass sur chaque radiateur. Demeure toutefois le principal inconvénient du système mono-tube : les radiateurs de fin de réseau recevront une eau plus froide que les radiateurs de début de réseau ; ils doivent donc être surdimensionnés. En bi-tube, tous les radiateurs reçoivent une eau pratiquement de même température.

En résumé :

Pour une installation neuve, on privilégiera un réseau bi-tube
En rénovation si une installation mono-tube est présente, on utilisera un système de by-pass pour réguler le débit d'eau de chaque radiateur (et donc sa puissance de chauffe)

Chaudière

La chaudière a pour mission de réchauffer l'eau circulant dans le réseau de chauffage. L'eau chauffée circule dans les radiateurs du circuit ; une eau refroidie retourne vers la chaudière. Cette eau est réchauffée de nouveau pour circuler de nouveau dans le réseau.

La chaudière d'un système de chauffage centrale peut également être utilisée pour la génération d'eau chaude sanitaire.

Il existe actuellement de nombreuses technologies de chaudières permettant un chauffage plus ou moins économique avec certaines caractéristiques environnementales. Parmi ces technologies, on compte (non exhaustivement) :

Les chaudières à énergie fossile
- Les chaudières à charbon
- Les chaudières à fioul
- Les chaudières à gaz
  - Les chaudières à gaz basse température
  - Les chaudières à gaz à condensation
  - Les chaudières à gaz à micro-cogénération d'électricité
Les chaudières utilisant la biomasse (énergie organique)
- Les chaudières à bois
  - Les chaudières à buches de bois
  - Les chaudières à granulés de bois (pellets)
- Les chaudières à excréments
Les chaudières électriques
Les pompes à chaleur (PAC)
- Les PAC sol-eau (dites géothermiques)
  - Avec enfouissement superficiel dans le sol (réseau de canalisations de fluide frigorique à environ un mètre de profondeur)
  - Avec enfouissement profond dans le sol (plusieurs centaines de mètres)
- Les PAC eau-eau (captant la chaleur dans les nappes phréatiques ou les rejets d'égout)
- Les PAC air-eau qui puisent la chaleur dans l'air extérieur
- Les PAC air-air qui transfèrent directement la chaleur de l'extérieur vers l'intérieur (sans passer par une chaudière chauffant l'eau, l'air chauffé passe dans une gaine pour être distribué dans les pièces)

Afin de choisir la chaudière la plus adaptée, il est nécessaire de s'informer :

sur la déperdition de chaleur actuelle du bâtiment (il peut être recommandé d'améliorer l'isolation préalablement)
sur le coût d'achat et d'installation de la chaudière (diminué des éventuelles aides environnementales)
sur le coût de fonctionnement sur la durée de vie de la chaudière comprenant :
- le coût de l'énergie (sachant qu'il est difficile de prévoir précisément le coût de certaines énergies sur les années à venir)
- les frais d'entretien

Certaines pompes à chaleur peuvent aussi assurer une fonction de refroidissement grâce à la réversibilité.

Dans certains quartiers, les bâtiments peuvent aussi être reliés à un réseau urbain de chaleur (canalisations dans lesquelles circulent de l'eau chaude). Dans certains cas ces réseaux peuvent être alimentés par des pompes à chaleur géothermiques (sol profond-air).

Points de chauffages décentralisés

Il est possible d'installer des émetteurs de chaleur individuels sans recourir à un système de chauffage central. Il peut s'agir :

de radiateurs utilisant des résistances chauffantes électriques (convecteurs, panneau rayonnants, radiateurs à inertie...)
de radiateurs utilisant des microprocesseurs informatiques pour le chauffage (ces radiateurs sont donc des ordinateurs qui peuvent être utilisés pour réaliser des calculs)
des pompes à chaleurs air-air (il est possible d'utiliser un réseau de gaines pour relier différents émetteurs à une PAC air-air)
des cheminées ou poelles à poele à bois

Un émetteur de chaleur individuel peut venir en complément d'une installation centrale afin de renforcer l'efficacité du chauffage en cas de grand froid ponctuel.

Eau chaude sanitaire

La production d'eau chaude peut être gérée directement par le système de chauffage central. Il est possible aussi d'opter pour des solutions indépendantes :

Le chauffe-eau à résistance électrique qui utilise l'énergie électrique pour chauffer de l'eau stockée dans un ballon ; il s'agit de la solution la plus coûteuse en frais énergétique
Le chauffe-eau thermodynamique qui est une pompe à chaleur extrayant la chaleur de l'air pour la transférer dans l'eau (PAC air-eau spécialisée pour l'eau chaude sanitaire)
Le chauffe-eau solaire qui utilise des panneaux solaires dans lesquels circule un fluide caloporteur transférant la chaleur récupérée par les panneaux vers l'eau à chauffer