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Une génération de circulateurs à la pointe de l’efficacité énergétique

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Une génération de circulateurs à la pointe de l’efficacité énergétique

Dans le tertiaire (ici, un collège à Besançon), les circulateurs devront impérativement être raccordés à la gestion technique du bâtiment, afin que le responsable d’exploitation puisse acquérir leurs données en temps réel.Depuis le 1er janvier 2013, seuls sont autorisés sur le marché les circulateurs dont l’indice d’efficacité énergétique est inférieur ou égal à 0,27.

© Doc. KSB

Au même titre que les générateurs de chauffage, les circulateurs représentent un poste important de la consommation énergétique. Aussi les fabricants ont-ils introduit, dès les années 1990, des technologies plus performantes, devançant même la réglementation européenne.

À terme, la directive ErP (Energy related Products), qui sert l’objectif européen d’efficacité énergétique (-20 % à l’horizon 2020 par rapport à 2008, année de référence), visera tous les équipements de génie climatique. Gros consommateurs d’électricité spécifique, les circulateurs de chauffage et de climatisation ont été les premiers à s’inscrire dans ce mouvement. Car les principaux fabricants ont fait preuve d’une anticipation peu coutumière. « Entre 1990 et 2000, ils ont développé de nouvelles technologies - moteurs synchrones à aimants permanents, variation de vitesse, moteurs à rotor noyé -, qu’ils ont valorisées grâce à un étiquetage énergétique basé sur le volontariat, révèle Christophe Bochaton, responsable technique et environnement de l’association Profluid. Les fabricants ont ensuite présenté leur référentiel à la Commission européenne. »

Un nouveau palier en 2015

Au classement matérialisé par le lettrage A, B, C, D et E a ainsi succédé un indicateur de performance, sous l’impulsion de la Commisssion européenne. L’indice d’efficacité énergétique (IEE), sans unité, est censé rendre compte du rendement d’un circulateur à différents points de fonctionnement. Désormais, est imposée une valeur limite à tout produit mis sur le marché, afin d’éliminer, en deux étapes, les moins performants d’entre eux.
En effet, depuis le 1er janvier 2013, tout circulateur commercialisé doit afficher un IEE inférieur ou égal à 0,27. Et ce seuil passera à 0,23 au 1er janvier 2015. Initialement, l’échéance devait également cibler les circulateurs intégrés aux générateurs, mais un délai de six mois a été accordé aux fabricants de chaudières et de pompes à chaleur. Selon Christophe Bochaton, « ce délai leur a été accordé afin qu’ils puissent reconfigurer tout ou partie de leurs appareils et, peut-être aussi, pour leur laisser la possibilité d’écouler leur stock ».
La directive ne prendra donc toute son ampleur qu’à la fin de l’année prochaine, et notamment à travers le marché de la rénovation, où le gisement d’économies est le plus important.
Enfin, outre l’objectif communautaire d’efficacité énergétique, la nouvelle génération de circulateurs de chauffage répond à l’une des exigences de la RT 2012, puisque la consommation d’électricité des auxiliaires est comptabilisée dans le ratio de 50 kWhep/ m2.an.

Résidentiel, tertiaire : à chaque segment son circulateur

Soumis à une réglementation plus exigeante, les fabricants de circulateurs ont généralisé les technologies offrant les meilleurs rendements. Plus resserrée, la concurrence repose désormais sur les fonctionnalités en matière de régulation et de contrôle-commande. Si le secteur résidentiel peut se contenter de modèles d’entrée de gamme, les locaux tertiaires requièrent des circulateurs capables de s’intégrer à une gestion technique du bâtiment (GTB).

Du fait de la directive ErP, l’offre de produits s’est nivelée par le haut. Anticipant l’entrée en vigueur de ladite directive, les fabricants, assez peu nombreux, ont renouvelé l’ensemble de leurs gammes, pour remplacer leurs circulateurs devenus obsolètes par des modèles bien plus économes en énergie. « Tous les circulateurs actuellement sur le marché sont du niveau de la classe A [de l’ancien système d’étiquetage], voire au-delà, souligne Christophe Bochaton, responsable “technique et environnement” de l’association Profluid. Tous intègrent les technologies les plus économes en énergie : moteurs à aimants permanents, capteurs de débit et de pression, etc. Dès lors, la différence en termes de performance énergétique est beaucoup moins importante qu’entre un ancien circulateur de classe A et un autre de classe D. » La seule substitution des moteurs asynchrones par des moteurs synchrones à aimants permanents génère une économie d’énergie de l’ordre de 20 %. Avec un variateur électronique de vitesse, ce gain peut se hisser jusqu’à 80 %.

La régulation électronique de série

De là à dire que tous les circulateurs se valent, il y a un pas. Rien que sur l’indice d’efficacité énergétique (IEE), on constate des disparités, certains produits dépassant de manière très sensible les exigences de la directive ErP à l'horizon 2015 (soit un IEE inférieur ou égal à 0,23). Par ailleurs, focaliser sur le seul aspect énergétique mènerait à occulter des paramètres tout aussi importants. À commencer par la régulation, tributaire de l’électronique embarquée. Si tous les circulateurs « ErP ready » intègrent désormais une carte électronique de régulation, les fonctionnalités proposées seront plus ou moins élaborées, selon les modèles. Un circulateur d’entrée de gamme proposera un basculement mode jour-mode nuit, ou la fixation d’un débit limite. La montée en gamme s’accompagne de fonctionnalités plus fines : régulation de la courbe de pression proportionnelle (par la variation de vitesse de rotation du moteur) ; régulation à pression constante, à vitesse constante, voire à température constante pour les boucles d’eau chaude sanitaire. Les circulateurs les plus basiques répondent tout à fait aux besoins du secteur résidentiel (maison individuelle et logement collectif), notamment par l’intermédiaire des chaudières et pompes à chaleur avec circulateurs intégrés qui, à terme, seront mises à niveau dans le cadre de la directive ErP.

La connectivité, un critère haut de gamme

Les bâtiments tertiaires requièrent de franchir un cap supplémentaire, celui du contrôle-commande. « Dans tous les cas de figure, les circulateurs sont à haute efficacité énergétique, rappelle Nicolas Roy, chef de produit “circulateurs collectifs” chez Salmson. Mais il existe d’autres critères de choix, des options de pilotage permises, en plus de l’électronique embarquée, par le raccordement à une gestion technique du bâtiment. » Les hôpitaux, les bureaux et les autres locaux commerciaux nécessitent un monitoring constant. Les circulateurs, au même titre que les organes techniques, seront donc impérativement raccordés à des bus de terrain, par des connectiques prévues à cet effet ; cela, de sorte qu’ils puissent communiquer leur état de fonctionnement à la GTB. Ils pourront également être pilotés à distance, la plupart en filaire, grâce au bus de terrain. Mais certains, déjà, le sont également en wifi (chez Xylem notamment, voir le tableau page suivante).
Comme tous les équipements techniques du bâtiment, la connexion sans fil est l’une des pistes d’amélioration des circulateurs. « Nous explorons cette voie, confirme Nicolas Roy. Nous avons commencé par nous intéresser à l’infrarouge - utilisé dans le circulateur Magna 3. Mais il présente le désavantage d’être unidirectionnel, tandis qu’un signal radio émet dans toutes les directions. » Peut-être une tendance à venir, mais qui n'a pas encore vu le jour.
Concevoir un réseau de chauffage implique de dimensionner les circulateurs en adéquation avec les besoins théoriques maximaux de chauffage et de rafraîchissement (lire l'encadré page précédente). Le progrès amené par les circulateurs à variation électronique de vitesse réside dans le fait qu’ils peuvent réduire leur vitesse de rotation (et donc, le débit du fluide), lorsque les pertes de charges augmentent sur le circuit (fermeture d’une vanne ou d’un robinet thermostatique). À charge, pour le bureau d’études, de déterminer le nombre et la répartition des circulateurs sélectionnés : plusieurs organes de petite puissance à chaque pallier d’étage, ou un circulateur de plus grande puissance en pied d’immeuble.

Tableau des fabricants

N°336

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