Eau chaude et heures creuses

L'ECS, l'eau chaude sanitaire, c'est l'eau chaude des robinets, de la douche et de la baignoire — à ne pas confondre avec l'eau du chauffage, qui circule en circuit fermé dans les radiateurs.

Il existe quatre types de production d'eau chaude à connaître.

L'instantané : l'eau est chauffée au moment où elle passe, sans aucune réserve.
L'accumulation : l'eau est chauffée à l'avance et stockée dans une cuve isolée. C'est le « cumulus » classique.
Le thermodynamique : une cuve, elle aussi, mais chauffée par une pompe à chaleur qui prend les calories de l'air.
Le solaire : des capteurs exposés au soleil chauffent l'eau, avec un appoint pour les jours sans soleil.

Pour l'électricien, les quatre ont un point commun : il leur faut un circuit, une protection et, souvent, une commande.

Les deux principes s'opposent, et le choix a des conséquences directes sur l'installation électrique.

Le chauffe-eau instantané ne stocke rien. Il doit donc amener l'eau à bonne température pendant les quelques secondes où elle le traverse. Pour y arriver, il lui faut une forte puissance, mais seulement pendant qu'un robinet est ouvert. Avantages : peu encombrant, pas d'eau maintenue chaude pour rien. Inconvénient : un appel de puissance important, qui demande une ligne en conséquence.

Le chauffe-eau à accumulation fait l'inverse. Il chauffe lentement, pendant plusieurs heures, une réserve d'eau qu'il garde au chaud dans une cuve isolée. Sa puissance est modérée. Inconvénient : quand la réserve est vide, il faut attendre. Avantage décisif : comme il stocke, on peut choisir quand il chauffe.

C'est cet avantage qui permet de le faire fonctionner pendant les heures creuses — on y vient à la section 6.

Ouvrons le plus répandu. Un chauffe-eau à accumulation réunit quatre éléments.

La cuve, entourée d'un isolant, garde l'eau chaude pendant des heures. L'eau chaude, plus légère, se rassemble en haut : c'est là qu'on la prélève. L'eau froide arrive par le bas.

La résistance chauffante plonge dans le bas de la cuve. Par effet Joule, elle transforme l'énergie électrique en chaleur.

Le thermostat surveille la température. Quand l'eau a atteint la valeur réglée, il coupe l'alimentation de la résistance ; quand elle a refroidi, il la rétablit. Il comporte aussi une sécurité qui coupe tout en cas de surchauffe anormale.

Le groupe de sécurité, posé sur l'arrivée d'eau froide, est un organe de plomberie, mais tu dois le connaître : en chauffant, l'eau se dilate et la pression monte ; le groupe de sécurité laisse alors s'échapper un peu d'eau. Sans lui, la cuve pourrait éclater.

Chauffer de l'eau avec une résistance consomme beaucoup. Deux solutions vont chercher une partie de la chaleur ailleurs.

Le chauffe-eau thermodynamique contient une petite pompe à chaleur. Elle capte les calories présentes dans l'air — celui du local, ou l'air extérieur — et les transfère à l'eau de la cuve. L'électricité ne sert plus à produire la chaleur, mais à la déplacer : pour la même quantité d'eau chaude, l'appareil consomme environ trois fois moins qu'un chauffe-eau à résistance. Il conserve une résistance d'appoint, pour les grands froids ou les besoins exceptionnels.

Le chauffe-eau solaire fait circuler un fluide dans des capteurs posés sur le toit. Chauffé par le soleil, ce fluide réchauffe à son tour l'eau de la cuve. L'énergie est gratuite, mais elle dépend du temps : un appoint, souvent électrique, prend le relais quand le soleil manque.

Ne confonds pas ces capteurs avec des panneaux photovoltaïques : ils produisent de la chaleur, pas de l'électricité.

Côté tableau, le chauffe-eau a droit à un circuit spécialisé : une ligne pour lui seul.

Les valeurs à connaître : des conducteurs de 2,5 mm², protégés par un disjoncteur de 20 A, derrière un interrupteur différentiel de sensibilité 30 mA, comme tous les circuits du logement.

Vérifions avec un exemple. Un chauffe-eau de 2 300 W sous 230 V appelle un courant I = P / U = 2 300 / 230 = 10 A. Le disjoncteur de 20 A et le 2,5 mm² conviennent largement.

Le chauffe-eau ne se branche pas sur une prise de courant : il se raccorde à poste fixe, par une sortie de câble ou une boîte de connexion.

Souviens-toi aussi du module 11 : dans la méthode aval, le calibre du disjoncteur du chauffe-eau compte en entier pour le choix de l'interrupteur différentiel, parce qu'il chauffe longtemps à plein régime.

Certains contrats d'électricité proposent deux prix : les heures pleines et les heures creuses, moins chères, placées surtout la nuit. Un chauffe-eau à accumulation, qui peut chauffer quand on veut, a tout intérêt à ne fonctionner que pendant les heures creuses.

Pour cela, on place sur son circuit un contacteur heures creuses, aussi appelé contacteur jour/nuit. C'est un interrupteur commandé à distance. Comme le télérupteur du module 18, il a une bobine (bornes A1-A2) et un contact de puissance, placé en série avec le chauffe-eau. Mais il n'est pas bistable : son contact reste fermé tant que la bobine est alimentée, et s'ouvre dès qu'elle ne l'est plus.

C'est le compteur qui alimente la bobine, au début des heures creuses, et qui cesse de l'alimenter à la fin.

En façade, une manette à trois positions. Auto : le contacteur suit le signal du compteur. 0 : arrêt, le chauffe-eau est coupé. I : marche forcée, le chauffe-eau chauffe tout de suite, quelle que soit l'heure.

Comme pour le télérupteur, on distingue deux circuits.

Le circuit de commande. Le compteur possède un contact, entre deux bornes repérées C1 et C2. Il se ferme pendant les heures creuses. On câble : la phase, protégée par un disjoncteur de 2 A, va à la borne C1 ; de la borne C2, on rejoint la borne A1 de la bobine ; la borne A2 est reliée au neutre. Quand le contact C1-C2 se ferme, la bobine est alimentée.

Le circuit de puissance. Du disjoncteur de 20 A, la phase et le neutre traversent les contacts de puissance du contacteur, puis vont au chauffe-eau, en 2,5 mm². Le conducteur de protection, lui, va directement au chauffe-eau.

Deux disjoncteurs, donc : le 2 A pour la commande, le 20 A pour la puissance. Si le chauffe-eau ne chauffe plus la nuit mais fonctionne en marche forcée, c'est le circuit de commande qu'il faut contrôler.