« Cherchez pas la flaque, vous la verrez jamais. » Le technicien d’exploitation dit ça en montrant le trottoir, à l’aplomb d’une conduite posée sous 60 cm de remblai et emballée dans une mousse qui ne laisse rien filtrer. Une fuite de réseau de chaleur ne remonte pas : elle s’évapore dans le sable avant d’arriver en haut. Ce qu’on surveille n’est donc pas le sol, mais la résistance électrique de deux fils de 1,5 mm² noyés dans l’isolant du tube.
Un réseau de chaleur fonctionne en boucle fermée : la même eau part de la chaufferie, dépose sa chaleur dans chaque immeuble raccordé et revient se faire réchauffer. Le boîtier qui interroge les fils de détection était vissé à côté de l’armoire électrique que j’étais venu contrôler, dans un local de quinze mètres carrés en pied d’immeuble où il faisait 28 °C un matin de novembre.
1 · Le collecteur de départ. Un conducteur de chaufferie pour tout le site, en astreinte la nuit et le week-end.
- Entre
- L’eau du retour général, revenue entre 50 et 60 °C selon la saison.
- Il s’y passe
- L’eau est reprise en température et renvoyée dans la conduite aller, à un régime que l’automate calcule sur la température extérieure et non sur la demande des immeubles.
- Avec
- Un collecteur de départ, des pompes de circulation à variateur de fréquence, un dispositif de maintien de pression avec son appoint d’eau adoucie.
- En
- Départ entre 65 °C en mi-saison et 110 °C par grand froid, sous 16 à 25 bars.
- Sort
- De l’eau traitée, adoucie et dégazée, qui part pour plusieurs kilomètres de tube.
- Ce qui rate
- L’appoint d’eau qui se déclenche plus souvent que la semaine d’avant. C’est presque toujours le premier signe d’une fuite quelque part sur le réseau, et il arrive avant toute alarme. Le conducteur relève le compteur d’appoint et compare.
2 · La conduite aller enterrée. Personne. Le poste est aveugle et n’est surveillé que depuis un boîtier électronique posé en bout de réseau.
- Entre
- L’eau du départ, dans un tube d’acier noir P235GH timbré à 25 bars, de DN 20 à DN 1200.
- Il s’y passe
- L’eau avance en perdant quelques degrés sur la longueur, et le tube s’allonge en même temps qu’il chauffe.
- Avec
- Un tube pré-isolé conforme à la NF EN 253 : acier au centre, mousse polyuréthane rigide injectée autour, gaine polyéthylène haute densité à l’extérieur, livré en longueurs droites de 6 ou 12 mètres.
- En
- La mousse tient 0,027 W/(m·K) à 50 °C, pèse au moins 60 kg/m³ et se dégrade au-delà de 140 °C.
- Sort
- L’eau arrive au pied de l’immeuble un peu moins chaude qu’elle n’est partie.
- Ce qui rate
- La mise à l’eau de l’isolant, c’est-à-dire l’humidité qui gagne la mousse par une gaine percée, souvent par le godet d’une pelle venue faire autre chose. La résistance entre les fils de détection et le tube s’effondre, l’alarme part, et l’exploitant a des semaines devant lui pour organiser l’ouverture.
3 · Le poste de livraison. L’exploitant du réseau, qui reste propriétaire de tout ce qui est en amont des brides de l’échangeur, dans un local qui appartient à la copropriété.
- Entre
- Deux tubes qui traversent le mur du local, l’aller et le retour, avec leur passage de cloison étanche.
- Il s’y passe
- L’eau passe un filtre à tamis, puis une vanne de régulation deux voies qui l’étrangle plus ou moins selon ce que demande la boucle du bâtiment, et un compteur enregistre ce qui a été pris.
- Avec
- Un compteur d’énergie thermique : un débitmètre monté sur le retour, deux sondes de température appairées, un calculateur qui multiplie le débit par l’écart.
- En
- Un local de 10 à 20 m², avec puisard, porte coupe-feu et armoire électrique munie de sa coupure d’urgence.
- Sort
- Un débit réglé, et un index de kilowattheures que les deux parties liront de la même façon.
- Ce qui rate
- Le colmatage du tamis, quand les résidus de soudure et la rouille du chantier finissent de se déposer. La perte de charge grimpe, le débit tombe, l’immeuble tiédit. Le technicien ferme les deux vannes d’isolement, dépose la crépine, la rince et la remonte en vingt minutes.
4 · L’échangeur à plaques. Rien ni personne en marche. Un technicien d’exploitation passe devant, relève et repart.
- Entre
- Le réseau d’un côté, la boucle d’eau chaude de l’immeuble de l’autre, séparés par des tôles d’inox de moins d’un millimètre.
- Il s’y passe
- La chaleur traverse la plaque, l’eau ne la traverse pas : les deux circuits ne se mélangent jamais, et l’immeuble ne reçoit pas une goutte de l’eau du réseau.
- Avec
- Un échangeur à plaques en inox, brasées ou serrées sur joints entre deux bâtis.
- En
- Environ 5 K de pincement sur un appareil propre, c’est-à-dire l’écart qui reste entre l’entrée du primaire et la sortie du secondaire.
- Sort
- Côté immeuble, une boucle partie vers les radiateurs. Côté réseau, une eau retombée autour de 50 °C.
- Ce qui rate
- L’encrassement des plaques, un dépôt de quelques dixièmes de millimètre qui suffit à faire monter le pincement. Le retour du réseau se réchauffe, et par grand froid l’immeuble n’a plus toute sa puissance. On détartre en circuit fermé, ou on démonte le faisceau plaque par plaque.
5 · Le retour au collecteur général. Le conducteur de chaufferie, qui lit l’écart aller-retour sur le même écran depuis son bureau.
- Entre
- Les retours de toutes les sous-stations, mélangés dans un seul collecteur.
- Il s’y passe
- L’eau tiède se rassemble, et sa température dit à elle seule si le réseau travaille bien.
- Avec
- Un collecteur de retour, une sonde, le débitmètre général et le compteur d’appoint.
- En
- Autour de 40 °C d’écart avec l’aller sur un réseau bien réglé, la moitié sur un réseau qui souffre.
- Sort
- L’eau repart vers les pompes et le cycle recommence, sans jamais avoir quitté le circuit.
- Ce qui rate
- Le retour chaud, le défaut le plus banal et le plus coûteux du métier. Pour livrer la même chaleur avec moitié moins d’écart, il faut faire passer deux fois plus d’eau, donc pousser les pompes et rouvrir les vannes de tous les autres.
Quarante degrés d’écart entre l’aller et le retour font passer deux fois moins d’eau que vingt
La chaleur livrée par un réseau est le produit de deux choses : le débit d’eau et l’écart de température entre ce qui arrive et ce qui repart. Doubler l’un permet de diviser l’autre par deux. Un réseau réglé sur 40 °C d’écart transporte la même puissance qu’un réseau réglé sur 20, avec la moitié de l’eau dans le tube.
Le gain se lit sur le compteur électrique des pompes. La puissance absorbée d’une pompe centrifuge ne baisse pas proportionnellement à sa vitesse, elle s’effondre. Des variateurs de fréquence posés sur des pompes à vitesse fixe divisent à peu près par deux la consommation électrique du poste.
La température de départ joue dans le même sens. Abaisser le régime de 15 °C retire environ 16 % des pertes de distribution : un tube enterré perd d’autant plus qu’il est chaud par rapport au sol. Les réseaux anciens circulaient en 90 °C aller pour 70 au retour ; les tracés récents descendent vers 75 et 35, ce qui divise leurs pertes par deux.
Sous 100 kilohms, il y a de l’eau dans la mousse et personne n’a rien vu en surface
Deux fils de cuivre de 1,5 mm² courent dans l’isolant sur toute la longueur du réseau, l’un nu, l’autre étamé blanc. Ils ne chauffent rien et ne mesurent aucune température : la mousse polyuréthane sèche est un isolant électrique, la mousse humide ne l’est plus, et la résistance entre le fil et le tube d’acier chute dès que l’eau arrive. La NF EN 14419 fixe les exigences de ces systèmes de surveillance ; les fils, eux, sont posés en usine pendant l’injection de la mousse.
Un boîtier interroge le circuit en permanence et déclenche sous un seuil réglé par défaut à 100 kilohms. À ce stade, aucune trace en surface. Aucune baisse de pression. Rien qui se voie.
Reste à savoir où. Le boîtier ne donne qu’une alarme ; c’est un réflectomètre à impulsion, branché en bout de circuit, qui envoie une onde dans le fil et chronomètre son écho pour rendre une distance. Chaque circuit est limité à 2 500 mètres, avec un point de mesure tous les 500 mètres de fil au maximum, faute de quoi la localisation perd sa précision.
Chaque jonction se reprend à la main avant l’injection de la mousse : un fil rouge en capteur, un vert en retour, sertis avec 10 mm de conducteur dans le connecteur. Un fil qui touche le tube d’acier fabrique un défaut permanent, indiscernable d’une vraie fuite.
Le tube d’un réseau de chaleur s’allonge de douze millimètres tous les dix mètres
L’acier se dilate d’environ douze millionièmes de sa longueur par degré. Entre une conduite arrêtée à 10 °C et la même à 110, cela fait douze millimètres pour dix mètres de tube, et plus d’un mètre sur un kilomètre. Le tube est enterré, collé à sa mousse et à sa gaine, et le remblai compacté l’empêche de coulisser.
Il faut donc lui ménager du vide là où il pousse. Aux coudes, aux tés et aux lyres, on pose avant remblaiement des coussins de mousse basse densité, doublés quand la course dépasse l’épaisseur d’un seul. Ailleurs on l’empêche au contraire de bouger, par des massifs d’ancrage en béton ferraillé dosé à 300 kg/m³ au minimum. Le réseau n’est pas mis en service avant leur séchage complet.
Le pire cas est le raccord pré-isolé qui traverse un ouvrage maçonné là où un coussin était prévu : la dilatation est bloquée d’un côté, libre de l’autre, et l’effort se concentre sur la soudure. Sur un tracé posé en précontrainte, la tranchée reste ouverte pendant qu’on porte les tubes à une température calculée, et on ne referme qu’après avoir vérifié l’allongement.
La manchette s’enfile avant la soudure, et chaque assemblage s’éprouve à 6 bars minimum
Le tube arrive en longueurs de 6 ou 12 mètres et se soude à l’arc sur le chantier, la mousse et la gaine reconstituées ensuite au droit de chaque jonction. Une règle décide de tout le reste. La manchette de polyéthylène et le passage de cloison en néoprène s’enfilent sur le tube avant le soudage. Après, c’est impossible. On recoupe la soudure qu’on vient de faire.
Chaque assemblage fait sur place est éprouvé avant l’injection de la mousse. L’épreuve hydraulique se fait à l’eau froide, à 1,3 fois la pression de service et jamais sous 6 bars, et on martèle les soudures pendant l’essai pour vérifier qu’elles encaisseront la première montée en température. À défaut d’eau, l’essai se fait à l’air, à 0,2 bar de surpression ou 0,65 bar de dépression, avec un produit moussant passé sur le cordon.
Le contrôle avant remblaiement est visuel, et il est interdit de le sauter. La mousse doit remplir la jonction entière ; si elle ressort par les bandes thermorétractables, la jonction est refaite. Une gaine percée sur plus de 30 centimètres condamne la longueur droite, qu’on tronçonne pour ne garder que le sain.
| Ce qui se mesure | Valeur visée | Écart toléré | Au-delà |
|---|---|---|---|
| Alignement de deux tubes | axe commun | ± 2 cm par longueur de 6 m | coupe reprise |
| Épreuve des soudures | pression de service | 1,3 × PS, minimum 6 bars | jonction refaite |
| Épreuve à l’air | étanchéité | 0,2 bar de surpression | jonction refaite |
| Résistance des fils de détection | circuit sec | seuil à 100 kΩ | alarme, puis réflectométrie |
| Couverture de remblai | remblai fini | 60 cm minimum | tranchée reprise |
Douze minutes de relevé par sous-station, quatre chiffres et deux dates
La visite dure douze minutes quand rien ne cloche. Le technicien ouvre la porte coupe-feu, laisse la chaleur du local sortir dans le couloir, et commence par regarder le sol autour du puisard : une trace sèche de calcaire sous une bride en dit plus qu’un relevé.
Il note ensuite quatre chiffres et deux dates : température d’entrée du primaire, température de retour, index du compteur, pression du secondaire, puis le dernier nettoyage de filtre et la dernière vérification du compteur, portés sur une fiche accrochée à l’armoire. C’est un carnet, comme celui d’un appareil de levage, et il se lit pareil : ce qui n’est pas écrit n’a pas été fait.
Ce qu’il décide seul tient en une ligne : isoler et rincer le filtre, retoucher la courbe de chauffe dans une plage bornée. La vanne de régulation, le compteur plombé et les organes de sécurité remontent à l’astreinte : le compteur ne se démonte pas sans casser un scellé qui engage la facturation des deux côtés.
À la relève, il signale toujours la même chose. Une sous-station qui rend son eau trop chaude. L’immeuble continue de chauffer, personne à l’intérieur ne s’aperçoit de rien, et le surcoût va se diluer dans la consommation des pompes, à l’autre bout du réseau.