Réduire les coûts d’investissement et d’exploitation grâce à des robinets peu gourmands en eau – tout en respectant les certifications BREEAM et DGNB

Une analyse des données climatiques du service météorologique allemand comme base théorique

Le thème de ce travail de fin d’études réalisé pour l’IUT de Westphalie du Sud a été donné par le Dr. Peter Arens et était le suivant : ‚Trinkwasser-Installation: Die Auswirkungen eines reduzierten Trinkwasserverbrauchs im wachsenden Anspruch der Trinkwasserhygiene’ (« Installation d’eau potable – Les effets d’une consommation d’eau potable réduite à l’heure oµ les exigences en matière d’hygiène de l’eau potable ne cessent d’augmenter »). Pour la partie théorique de ce travail, Luca Güsgen s’est penché sur une évaluation des données climatiques du service météorologique allemand (DWD).

Augmentation du nombre de journées chaudes et consommation d’eau plus élevée

Les données climatiques du DWD montrent, entre autres, une nette augmentation de + 2,2 K de la tendance linéaire des températures entre 1881 et 2022 (ill. 1). Au contraire, il n’existe encore aucune tendance montrant une réduction des quantités de précipitations. Sur la base des moyennes annuelles des anomalies de précipitations entre 1881 et 2022, on remarque que, même si les quantités de précipitations diminuent actuellement légèrement en Allemagne en été, elles augmentent cependant nettement en hiver (ill. 2 et 3).

Ceci pourrait rassurer, mais – selon les calculs des modèles climatiques actuels – il faut compter sur le fait que les précipitations en été vont diminuer de jusqu’à 40 %, alors qu’elles pourraient augmenter en hiver et en automne, indique encore le travail de fin d’études. Dans leurs calculs, les auteurs Krahe/Nelson (2020) tablent quant à eux sur une augmentation globale des précipitations de 2,5 %. Cependant, les quantités d’eau disponibles baisseront pour leur part d’environ 10 % car le taux d’évaporation des surfaces agricoles et plans d’eau va quant à lui augmenter en raison des températures. Dans ce contexte, il faut également tenir compte du fait que les besoins en eau de l’agriculture vont nettement augmenter.

Certifications LEED, BREEAM et DGNB – La prudence de mise dans les bâtiments existants

Les trois principaux systèmes utilisés pour la certification des bâtiments écologiques – LEED, BREEAM et DGNB – encouragent la réduction de la consommation d’eau dans les nouvelles constructions, ainsi que dans les bâtiments existants, mais ne tiennent absolument pas compte des questions relatives à la préservation de la qualité de l’eau. En tout, la réduction de la consommation d’eau varie entre 2,3 et 10 % selon le système de certification. Le Dr. Peter Arens attire ici l’attention avec insistance sur un point : « Je ne peux que déconseiller de réduire le débit des robinets de prélèvement sous le débit calculé lors du dimensionnement des canalisations dans les bâtiments existants. Si, par exemple, la consommation d’eau d’un bâtiment existant est réduite de jusqu’à 50 %, ceci peut avoir des conséquences sur la qualité de l’eau potable. En effet, des prélèvements insuffisants dans une installation d’eau potable existante, pourraient entraîner – pour ainsi dire – un « engorgement » de l’eau potable, ce qui pourrait entraîner une concentration de composants matériels et une prolifération exagérée des bactéries. »

L’expert en hygiène de l’eau potable ajoute : « Il faut également se demander si un robinet pour lavabo avec un débit de 1,32 l/min., comme le requiert la certification LEED, permet réellement d’économiser plus d’eau qu’un robinet présentant un débit de 3 l/min. ; en effet, on a toujours besoin d’une certaine quantité d’eau pour, par exemple, éliminer la totalité du savon présent sur nos mains. Avec un robinet offrant un débit de 1,32 l/min., chaque lavage dure donc simplement plus longtemps, ce qui ne permet pas de réaliser des économies, mais nuit seulement clairement au confort de l’utilisateur. » Les économies prescrites par la certification ne sont donc pas automatiquement vouées au succès et peuvent même nuire à l’hygiène de l’eau potable dans les bâtiments existants.

Tenir compte de débits calculés réduits (DIN 1988-300) lors de la planification

Afin de réaliser des économies substantielles dans les nouvelles constructions, il est impératif de tenir compte des débits calculés réduits des robinets de prélèvement. Ceux-ci entraînent en effet des installations d’eau potable « plus fines » et donc moins onéreuses. Conformément au tableau 2 de la norme DIN 1988-300, il existe trois groupes de pressions dynamiques minimales et débits calculés et seules les valeurs des tableaux sont généralement enregistrées dans les logiciels de planification des installations d’eau potable. Dans la note de bas de page relative au tableau 2, sous « Remarques importantes », il est cependant également indiqué que les débits calculés peuvent être supérieurs ou inférieurs aux valeurs du tableau 2. Il y est également fait mention du fait que les planificateurs doivent utiliser les débits calculés réelles et pas seulement ceux enregistrés dans le logiciel :

Exemple pratique – Nouveau calcul pour un bâtiment d’habitation comprenant six unités d’utilisation

Le travail de fin d’étude de Luca Güsgen reprend un exemple pratique pertinent, avec les calculs et potentiels d’économie correspondants. Sur la base des débits calculés pour les robinets d’écoulement et WC économiques disponibles sur le marché (tab. 1) et des valeurs reprises dans le tableau 2 de la norme DIN 1988-300, il a établi un calcul comparatif pour un immeuble d’habitation comptant six unités de logement (ill. 4).*

La comparaison ciblée entre les deux dimensions les plus importantes montre à quelle point la réduction des coûts d’investissement peut être importante dans les plus grands bâtiments. Avec des débits calculés réduits, il est possible de renoncer totalement à la dimension DN25 dans ce bâtiment de 6 unités de logement et même la dimension DN25 peut être réduite en longueur. L’économie s’élève ainsi à environ 78 % pour ces deux dimensions : celle-ci était de 1596 € auparavant pour s’établir à 358 € par la suite. En effet, les grandes dimensions de tuyaux, connecteurs, isolants et colliers de fixation contribuent de manière surproportionnelle aux coûts pour les grands bâtiments. En résumé, il est à noter que, malgré les conditions-cadres défavorables mentionnées ci-dessus, les coûts d’investissement pour ce bâtiment pourraient être réduits d’encore 17 % environ ou 642 €. Les prix bruts des tuyaux de cuivre, connecteurs à serrer, isolants et colliers de fixation ont été utilisés pour cette comparaison.

Autres économies importantes lors de l’exploitation

D’autres potentiels d’économie se révèlent également lors de l’exploitation. D’une part, une consommation d’eau réduite eintraîne directement les coûts annuels pour l’eau et les eaux usées à la baisse. Les coûts énergétiques baissent également car moins d’eau potable doit être chauffée et maintenue à température lors de sa circulation. Ces coûts énergétiques n’ont cependant pas été pris en compte dans le cadre de ce travail de fin d’étude. « Ils découlent cependant indirectement d’une contenance réduite », explique le Dr. Peter Arens. « Cette dernière est réduite d’environ 40 % pour ce bâtiment, calculés uniquement sur la base des mètres de tuyaux en cuivre utilisés. Cette réduction du volume d’eau d’environ 40 % réduit également la quantité d’eau devant être rincée en cas de simulation d’une exploitation conforme, p. ex. pendant les vacances. » Pour ne pas devoir déclencher ces rinçages manuellement, mais bien les automatiser de manière à gagner du temps et économiser de l’eau, un système de gestion d’eau, tel que le SWS de SCHELL, peut être utile.

Une planification avec des valeurs réduites permet de diminuer les coûts d’investissement et d’exploitation

Les trois principaux systèmes de certification écologique des bâtiments – LEED, BREEAM et DGNB – reprennent le thème de l’eau potable comme catégorie propre au sens d’« économies d’eau ». Cependant, aucun de ces trois systèmes ne tient compte de la thématique de l’hygiène de l’eau potable. « C’est pourquoi de telles affirmations doivent être remises en question », explique le Dr. Peter Arens. Le prélèvement d’eau dans les bâtiments existants, par exemple, ne peut pas être diminué sous les débits calculés repris dans la norme DIN 1988-300 au risque de mettre en danger l’hygiène de l’eau potable. En effet, ceci provoquerait un « engorgement » de l’eau potable dans l’installation, avec d’éventuels risques consécutifs pour la santé. Le prélèvement d’eau dans les bâtiments existants ne peut donc être réduit que de manière limitée par des dispositifs d’économie d’eau (voir ici également).