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Remplacement des chaudières dans

les immeubles d’appartements

Xavier Kuborn

7 octobre 2014

Avec le support de la guidance technologique ‘éco-construction et développement durable’ de la Région de Bruxelles-Capitale subsidiée par l’Institut Bruxellois pour la Recherche et l’Innovation (InnovIRIS)

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Le nœud du problème : le fonctionnement des

chaudières

Analyse de la situation : anciens immeubles

d’appartements

L’évolution des chaudières

Les conduits de fumée

Les solutions pour le remplacement des

chaudières

3

Le local d’installation et le conduit de fumée doivent être adaptés à la chaudière

La chaudière produit de la fumée

La chaudière utilise de l’air comburant

Le local doit être ventilé

NBN B 61-002

4

Le conduit de fumée est-il compatible ? Le tirage est-il suffisant ?

Comment assurer l’amenée d’air comburant ?

La ventilation est-elle suffisante ?

Le local d’installation et le conduit de fumée sont-ils adaptés à la nouvelle chaudière ?

5

Un défaut d’air comburant et une mauvaise évacuation de la fumée

peuvent dégrader la qualité de la combustion et provoquer des

intoxications au CO.

Les conséquences d’un mauvais fonctionnement peuvent être graves

6

Une ventilation trop faible ne permet pas d’évacuer l’humidité et les

odeurs. Le climat intérieur peut se dégrader, avec apparition de

condensation et prolifération de moisissures.

Les conséquences d’un mauvais fonctionnement peuvent être graves

7

1) Vérifier la compatibilité de la chaudière avec le local

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Le nœud du problème : le fonctionnement des

chaudières

Analyse de la situation : anciens immeubles

d’appartements

L’évolution des chaudières

Les conduits de fumée

Les solutions pour le remplacement des

chaudières

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Immeubles en ville alimentés en gaz naturel

Chaudières atmosphériques (type B)

Raccordées à une cheminée, généralement en tirage naturel

Coupe tirage (+ sécurité anti-refoulement)

Analyse de la situation

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Analyse de la situation

Conduits de fumée maçonnés, individuels et collectifs

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Analyse de la situation

Inspection préalable des conduits pour :

• vérifier leur état

• connaitre leur configuration (coudes,…)

• vérifier la correspondance appartement/débouché

• vérifier le type d’appareil raccordé (surprises !)

1 ?

2 ?

Fumée ? Ventilation ?

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1) Vérifier la compatibilité de la chaudière avec le local

2) Déterminer les caractéristiques du conduit et des raccordements

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Le nœud du problème : le fonctionnement des

chaudières

Analyse de la situation : anciens immeubles

d’appartements

L’évolution des chaudières

Les conduits de fumée

Les solutions pour le remplacement des

chaudières

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Les appareils récents sont plus performants et plus sûrs

Les nouvelles chaudières à condensation sont plus performantes et

moins polluantes. En 30 ans, 30%↗ pour le rendement et 70%↘ pour

les polluants

Les nouvelles chaudières sont étanches (prise d’air extérieure). Le risque

de refoulement et d’intoxication au monoxyde de carbone est limité

Les chaudières sont raccordées à des conduits d’évacuation spécifiques

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Une chaudière à condensation est toujours plus performante (qu’une autre chaudière)

Des échangeurs de chaleur résistants à la corrosion permettent le

refroidissement de la fumée jusqu’à condensation de la vapeur d’eau

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Une chaudière étanche n’interagit pas avec l’environnement intérieur d’un appartement

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Les chaudières à condensation sont récentes

Les premiers modèles sont apparus au milieu des année 1980.

Les ventes ont décollées vers la fin des années 1990.

Il existe toujours un marché pour les chaudières sans condensation pour

des raisons économiques (et techniques)

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Le remplacement d’un appareil doit être envisagé tôt ou tard

Les chaudières à gaz ont une durée de vie comprise entre 15 et 20 ans

Dans un immeuble de 1960, les chaudières ont déjà été remplacées

La remplacement est effectué en fin de vie ou lorsqu’une évolution

technique le justifie

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Non-étanche, rendement <80%

En résumé : les anciennes chaudières atmosphériques sont dépassées

ON/OFF ou faible modulation

Flux permanent, même hors service risque de refoulement

Tirage naturel, non résistant à la condensation

250°C dépression

Air prélevé dans le local d’installation

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Etanche, rendement jusqu’à 107%

En résumé : les chaudières étanches à condensation sont bien plus performantes…

Large plage de modulation : 30-100%

<70°C Dépression ou surpression

Air comburant prélevé à l’extérieur

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1) Vérifier la compatibilité de la chaudière avec le local

2) Déterminer les caractéristiques du conduit et des raccordements

3) Opter, si possible, pour une chaudière à condensation

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…mais leur raccordement nécessite la rénovation du conduit de fumée maçonné

La diminution de la température de la fumée (250°C 30-70°C) réduit

le tirage thermique et augmente le risque de condensation.

La réduction du tirage peut être compensée mécaniquement. Le conduit

doit être étanche pour limiter les fuites (surpression) ou infiltrations

(dépression)

La condensation nécessite l’utilisation de matériaux adaptés et un

dispositif d’évacuation des condensats.

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Le nœud du problème : le fonctionnement des

chaudières

Analyse de la situation : anciens immeubles

d’appartements

L’évolution des chaudières

Les conduits de fumée

Les solutions pour le remplacement des

chaudières

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Les anciens conduits maçonnés sont mal adaptés aux appareils modernes

Ils sont conçus pour le tirage naturel (faible dépression) et les

températures de fumée élevées

Ils ne sont pas étanches :

• fuites en cas de surpression

• infiltrations en cas de dépression

Ils sont incompatibles avec la condensation

Source : ARGB

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Les anciens conduits maçonnés sont mal adaptés aux appareils modernes

Ils doivent généralement être abandonnés ou tubés

Tubage : rigide, flexible, thermo-durcissant

En fonction du conduit maçonné existant (longueur, dévoiements,…)

…et du budget

Source : Poujoulat Source : Ecothermia

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Le tubage doit être stabilisé dans l’ancien conduit maçonné

Le tubage est maintenu mécaniquement par des

accessoires de soutien, des espaceurs,…

Le tubage doit être stable pour éviter les contacts avec la

trémie, les contacts entre conduits, les contre-pentes,…

Source : Muelink

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L’ancien conduit maçonné joue le rôle de gaine technique/trémie

La trémie doit être propre, sèche, éventuellement ventilée et ne peut

contenir d’autres éléments : descentes d’eau, conduites de gaz, câbles

électriques,… (NBN B 61-002)

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Les conduits de fumée doivent être adaptés aux caractéristiques des chaudières

Leur diamètre est calculé selon la puissance de chauffe

Un marquage permet de connaître leur domaine d’utilisation

EN13063-2 T200 P1 W 1 G50

Résistant aux condensats

Adapté pour la surpression

Conduit Inox

Tmax de service Résiste au feu de cheminée, doit être placé à 50mm d’un matériau combustible

Convient pour le gaz

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1) Vérifier la compatibilité de la chaudière avec le local

2) Déterminer les caractéristiques du conduit et des raccordements

3) Opter, si possible, pour une chaudière à condensation

4) Rénover le conduit pour qu’il soit compatible avec la chaudière

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Le nœud du problème : le fonctionnement des

chaudières

Analyse de la situation : anciens immeubles

d’appartements

L’évolution des chaudières

Les conduits de fumée

Les solutions pour le remplacement des

chaudières

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Hauteur, nombre de façades, proximité d’autres bâtiments,…

Position de l’espace d’installation par rapport aux façades

Les possibilités de rénovation dépendent du type d’immeuble

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Concerne d’avantage les bâtiments peu élevés : difficulté technique ↘

Propriétaire unique : prise de décision plus rapide

Pas d’interaction entre appareils : choix technique plus simple

Remplacement d’appareils raccordés sur des cheminées individuelles maçonnées

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Choix de la solution selon la place disponible et le tracé du conduit

C5

C9

C3 concentrique, dissocié

Possibilité de ventilation de l’appartement et amenée d’air comburant

via l’espace entre le conduit et la gaine maçonnée

Remplacement d’appareils raccordés sur des cheminées individuelles maçonnées

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Pour assurer l’amenée d’air comburant, la section libre doit être au

moins 1,5 x plus grande que la section utile d’évacuation de la fumée

(Syllabus Cerga)

Remplacement d’appareils raccordés sur des cheminées individuelles maçonnées

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La mise en œuvre du remplacement d’un appareil ne peut endommager

le conduit de fumée d’un autre appareil ou perturber son bon

fonctionnement

Remplacement d’appareils raccordés sur des cheminées individuelles maçonnées

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Remplacement d’appareils raccordés sur des cheminées collectives maçonnées

Concerne d’avantage les grands immeubles : difficulté technique ↗

Beaucoup d’appareils raccordés et risque d’interaction : choix technique

délicat

Nombreux propriétaires

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Remplacement d’appareils raccordés sur des cheminées collectives maçonnées

Le tubage concerne tous les appareils raccordés simultanément

Tubage réduction de la section disponible « non tubée »

Tubage impossible de garantir le tirage des appareils « non tubés »

Problème technique et socio-économique

Section “non-tubée”

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Remplacement d’appareils raccordés sur des cheminées collectives maçonnées

Socio-économique :

Parfois plus de 100 appartements/immeuble

Revenus modestes

Certains appareils sont neufs (conformes ou non !)

Technique :

Conduit shunt de plus de 50m avec dévoiements

Jusqu’à 12 appareils par conduit (parfois d’avantage !)

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Principe général de prévention incendie

Les traversées d’éléments de construction (parois, murs, planchers)

résistants au feu ne peuvent affaiblir la résistance au feu de l’élément de

construction.

Exigence réglementaire pour les bâtiments neufs (après A.R. 1994)

Règle de bonne pratique pour les bâtiments antérieurs

La trémie constitue potentiellement une paroi résistante au feu !

40

Mise en œuvre de la traversée pour des appareils étanches (type C)

Pas d’exigence

Rigide et incombustible

Laine de roche

Rigide et incombustibleØ≤125mm

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Mise en œuvre de la traversée pour des appareils étanches (type C)

Pas d’exigence

Rigide et incombustible

Laine de roche

Rigide et incombustible Ø≤80mm

≥40mm

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Classe de résistance au feu de la traversée

Exigence E30 :

Paroi de la gaine technique EI60

Paroi extérieur des conduits incombustible inox, alu,…

Exigence E60 :

Paroi de la gaine technique EI120

Paroi extérieur des conduits incombustible + Tfusion > 727°C inox,…

43

Importance du resserrage à la laine de roche

Resserrage sur toute la longueur de la traversée

Laine de roche bien comprimée

Øpercement = Øconduit + (20-50mm)

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Un tubage par appareil dans la trémie

Chaudière sans coupe-tirage : le débit de fumée à évacuer ↘

Fumée en surpression : le débit de fumée ↗ pour même diamètre

Exemple :

Appareil Tirage (Pa) Diamètre (mm)

B11 -3 130

C5 +250 60

45

Placer des conduits de 60mm dans un ancien shunt de 200x200mm

En théorie 9, en pratique 4 ?

Pour un même tirage, le diamètre du conduit ↗ si sa longueur ↗

46

C5

C9

C3 concentrique, dissocié

Possibilité de ventilation de l’appartement et amenée

d’air comburant via l’espace entre le conduit et la trémie

Placer des conduits de 60mm dans un ancien shunt de 200x200mm

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Interaction et recirculation entre débouchés en toiture

Une distance minimale doit être respectée entre un débouché de

conduit de fumée et une ouverture d’amenée d’air

Facteur de dilution (NBN B 61-002) :

P = 20kW

h = 0,1m

L > 5,5m !

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Interaction et recirculation entre débouchés en toiture

L > 5,5m

Soit uniquement des débouchés de fumée

Soit des dispositifs spécifiques pour plusieurs conduits

Source : Muelink

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L’ensemble des appareils est raccordé à un nouveau conduit collectif

Le nouveau conduit est situé :

• dans l’ancien conduit maçonné

• dans une nouvelle trémie

• en façade

« possibilité » d’utiliser simultanément

l’ancien et le nouveau conduit pour étager les

remplacements

remplacement simultané

50

L’ensemble des appareils est raccordé à un nouveau conduit collectif

Appareils de type C4

Variantes selon le raccordement

concentrique ou dissocié (CLV, 3CE)

51

L’ensemble des appareils est raccordé à un nouveau conduit collectif

Appareils de type C8

Le diamètre du conduit placé en

trémie est plus petit

52

Appareils de type C1

Raccordement direct en façade

Conduits concentriques ou dissociés

Autre possibilité : ventouse

53

Accessibilité pour placement ?

Règlements d’urbanisme ?

Facteur de dilution (p/r amenée d’air, fenêtres) ?

Endommagement des façades par la fumée ?

Autre possibilité : ventouse

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Installation d’un ventilateur d’extraction au sommet du conduit

Solution de la « dernière chance » :

• Pour sécuriser un conduit avec un tirage défaillant

• Pas d’appareils à condensation (au mieux à haut rendement)

• Perte thermique par ventilation (fonctionnement continu du ventilateur)

Autre possibilité : ventilateur d’extraction

55

Problème d’équilibrage des débits :

• diaphragme sur chaque conduit de raccordement

• Dépression importante et infiltration dans le conduit + déséquilibre

Dispositif obligatoire de sécurité collectif

Autre possibilité : ventilateur d’extraction

56

Autre possibilité : production centralisée

Chaufferie généralement située en toiture (en rénovation)

évacuation de la fumée simplifiée

57

Unité satellite en remplacement d’une chaudière.

Par exemple : logotherm, collindi, SATK

Autre possibilité : production centralisée

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Passage du chauffage individuel vers collectif : quelques points d’attention

Colonne d’eau et pression statique

Thermosiphon et dimensionnement du circulateur

Dimensionnement des vases d’expansion (automatique)

Ancienne cheminée = gaine technique ? Impossible si les

chaudières individuelles restent opérationnelles durant les

travaux

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Existe-t-il des solutions alternatives aux chaudières à gaz ?

Les chaudières à gaz présentent de nombreux avantages :

fiables, bon marché, puissance toujours disponible,…

D’autres systèmes sont potentiellement plus performants et

plus écologique : géothermie, pompe à chaleur, cogénération,

solaire,…

Ils sont actuellement plus chers et plus complexes à mettre

en œuvre

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Remplacement des chaudières dans

les immeubles d’appartements

Xavier Kuborn

7 octobre 2014

Avec le support de la guidance technologique ‘éco-construction et développement durable’ de la Région de Bruxelles-Capitale subsidiée par l’Institut Bruxellois pour la Recherche et l’Innovation (InnovIRIS)