Schéma de principe
Semi-instantané Cliquez un organe pour le réglerBesoins consécutifs vs production
période de 2 h · mode Semi-inst.Pour chaque durée, la courbe orange donne l'énergie la plus forte puisée d'affilée sur la journée. L'écart vertical maximal avec la droite de production est le stock utile à embarquer ; la droite pointillée doit rester au-dessus de la courbe. La production démarre après 2 min de réaction.
Courbe puissance-volume
semi-instantané · a = 0,5Tous les points de la courbe tiennent les mêmes besoins : plus de puissance, moins de volume. Cliquez un ballon pour retenir ce couple. La puissance comprend les pertes du ballon (plafond du règlement) et de la boucle.
Mis à jour le
Comment dimensionner une production d'eau chaude sanitaire ?
Dimensionner une production d'ECS, c'est trouver le couple volume de stockage / puissance qui tient les pointes de puisage sans surdimensionner. La NBN EN 12831-3 (2017) le fait par les courbes cumulées : on compare, sur toutes les durées, l'énergie puisée à celle que la production peut fournir. La norme attend des valeurs nationales, et en 2024 le guide de conception COOCK SWW 2.0 de Buildwise constatait encore l'absence de méthode reconnue en Belgique : l'outil applique ce principe avec des données publiques, citées à chaque étape.
La courbe des besoins consécutifs
Pour chaque durée d, de quelques minutes à la journée, on retient l'énergie la plus forte puisée d'affilée. Énergie+ l'appelle la courbe des besoins consécutifs. L'outil la construit de trois façons : à partir d'un profil de soutirage européen pour un logement, à partir des logements d'un immeuble, ou à partir de pointes mesurées que vous saisissez. Les volumes sont ramenés à 60 °C par la règle de mélange :
Énergie puisée
E : énergie (kWh) · 1,163 : capacité thermique de l'eau (Wh/(L·K)) · V60 : volume puisé ramené à 60 °C (L) · Tef : eau froide (°C), 10 °C selon Buildwise et Énergie+
Le profil de soutirage européen
Le règlement (UE) n° 814/2013 sur l'écoconception des chauffe-eau définit dix journées types, de 3XS à 4XL. Chacune liste ses puisages de 07:00 à 21:45 avec leur énergie et leur débit : c'est sur elles qu'un chauffe-eau est testé et étiqueté. L'outil soutire chaque puisage à son débit, à la température de production, minute par minute, puis cherche pour chaque durée la fenêtre la plus chargée de la journée.
Semi-instantané : la courbe puissance-volume
Un ballon de volume V garde un stock utile Q. La production démarre après son délai de réaction tr(2 minutes dans WaterDim) et ajoute une énergie proportionnelle au temps. La puissance minimale est celle qui garde la droite de production, augmentée du stock, au-dessus de la courbe des besoins :
Stock utile du ballon
Q : stock utile (kWh) · a : part utile du ballon · V : volume du ballon (L) · Tec : température de production (°C) · Tef : eau froide (°C)
Puissance nette minimale
P : puissance transmise à l'eau (kW) · E(d) : besoins consécutifs sur la durée d (kWh) · d et tr en minutes · la production doit aussi refaire la journée en 24 h
En répétant le calcul pour chaque taille de ballon, on obtient la courbe puissance-volume. Tout couple situé sur la courbe ou au-dessus tient les besoins. Buildwise recommande de partir de la puissance disponible pour lire le volume : l'outil retient le plus petit ballon compatible.
Accumulation : stocker la journée
Le ballon stocke toute l'énergie de la journée, et une faible puissance le recharge en quelques heures. Énergie+ donne la puissance de reconstitution :
Puissance de reconstitution (Énergie+)
P : puissance (kW) · V : volume du ballon (L) · Tec − Tef : écart de température (K) · tr : durée de recharge (h) · ÷ 0,9 : pertes pendant la charge · Pboucle : pertes de la boucle (kW)
Énergie+ conseille au moins 10 à 12 W par litre de stock. À 50 K d'écart, cela correspond à une recharge en 6 heures ; en 8 heures, on tombe à 8 W par litre.
Instantané : la pointe la plus brève
Sans ballon, la production doit suivre seule le puisage le plus intense. Pour un profil européen, c'est le plus fort débit du profil chauffé de Tef à Tec. Pour des besoins relevés par périodes, Énergie+ retient l'énergie des 10 minutes les plus chargées :
Puissance instantanée (Énergie+)
E10min : besoins des 10 minutes de pointe (kWh) · × 6 : passage à l'heure · Pdis : pertes de distribution, dont la boucle (kW)
Du volume utile au volume réel
Seule la partie du ballon située au-dessus de la sonde de charge reste garantie chaude. Buildwise double donc le volume utile quand la sonde est à mi-hauteur (a = 0,5). Énergie+ retient a = 0,8 à 0,95 pour une charge bien stratifiée et jusqu'à 0,45 avec un fort brassage. La puissance doit en outre couvrir les pertes à l'arrêt du ballon et celles de la boucle. L'outil prend pour le ballon le plafond du règlement 814/2013 (S = 16,66 + 8,33 × V0,4 W) ; la fiche du produit donne souvent mieux.
Ce que l'outil reprend de la NBN EN 12831-3
La NBN EN 12831-3 est payante et ses paramètres (profils de puisage, volumes, températures, facteurs de charge des ballons) doivent être fixés au niveau national. Le projet OptiDim de Buildwise (2020-2022) visait à fournir ces valeurs belges ; ses profils, mesurés dans des immeubles belges, alimentent aujourd'hui WaterDim. Voici la part de la norme que l'outil applique, et celle qu'il laisse de côté.
Repris
- Le principe des courbes cumulées : comparer les besoins cumulés à la production pour fixer le couple puissance-volume, du chauffe-eau instantané au grand ballon d'accumulation.
- Le pas d'une minute, que la norme prévoit à côté du pas horaire et que WaterDim emploie aussi.
- Les profils de soutirage européens, que l'annexe informative de la norme reprend heure par heure (tableau B.1, profils « adaptés de l'EN 50440 »).
Non repris
- Les formules détaillées de la courbe de production : point d'enclenchement de la sonde, pertes du ballon au fil du temps, différence entre ballon à charge stratifiée et ballon mélangé. L'outil les résume par la part utile a et la puissance nette.
- Les valeurs par défaut de l'annexe B pour les catégories de bâtiments et les besoins par usage. Buildwise juge qu'elles ne permettent pas toujours un dimensionnement précis sans annexe nationale.
- Les méthodes de calcul des besoins annuels d'énergie, par surface ou par tableaux, sans objet pour le dimensionnement.
Les profils de soutirage du règlement (UE) n° 814/2013
Les six profils proposés dans l'outil, ramenés à 60 °C avec une eau froide à 10 °C. La puissance instantanée est celle du plus fort débit du profil, chauffé de 10 à 60 °C. Le nombre de personnes compare le volume journalier aux 25 à 35 litres par personne et par jour à 60 °C mesurés par Buildwise : un profil d'essai est plus chargé qu'une journée moyenne.
| Profil | Énergie (kWh/j) | À 60 °C (L/j) | Plus fort puisage | Instantané (kW) | Personnes |
|---|---|---|---|---|---|
| M | 5,845 | 101 | 1,4 kWh à 6 L/min | 20,9 | 3 à 4 |
| L | 11,655 | 200 | 3,605 kWh à 10 L/min | 34,9 | 6 à 8 |
| XL | 19,07 | 328 | 4,42 kWh à 10 L/min | 34,9 | 9 à 13 |
| XXL | 24,53 | 422 | 6,24 kWh à 16 L/min | 55,8 | 12 à 17 |
| 3XL | 46,76 | 804 | 12,04 kWh à 48 L/min | 167,5 | 23 à 32 |
| 4XL | 93,52 | 1 608 | 24,08 kWh à 96 L/min | 334,9 | 46 à 64 |
Immeubles : les logements standards de Buildwise
WaterDim convertit chaque logement en logements standards selon son nombre de chambres et le parc. Le guide d'utilisation donne aussi l'occupation moyenne, qui sert ici au bilan annuel avec les 25 à 35 litres par personne mesurés par Buildwise. Exemple du guide : 10 appartements de deux chambres, 3 de trois et 2 de quatre font 15 logements standards en parc privé, 18 en parc social.
| Logement | Privé : occupation | Privé : équivalence | Social : occupation | Social : équivalence |
|---|---|---|---|---|
| Studio | 1,2 | 0,6 | 1,2 | 0,6 |
| 1 chambre | 1,4 | 0,7 | 1,4 | 0,7 |
| 2 chambres | 1,9 | 0,9 | 2,1 | 1,0 |
| 3 chambres | 2,3 | 1,1 | 3,0 | 1,4 |
| 4 chambres | 2,7 | 1,3 | 3,7 | 1,8 |
| 5 chambres ou plus | 2,9 | 1,4 | 3,9 | 1,9 |
Les pointes de puisage d'un immeuble ne sont pas publiées en Belgique. En option, l'outil les estime par les formules du guide français ADEME/COSTIC 2016 (Vp = a × Nb, de 10 minutes à 8 heures, établies à partir de 10 logements standards). C'est une méthode française, signalée comme telle dans l'outil : pour un projet belge, comparez avec WaterDim, gratuit, dont les courbes reposent sur des mesures faites en Belgique depuis 2011.
Accumulation, semi-instantané ou instantané
Les trois modes tiennent les mêmes besoins ; ils échangent du volume contre de la puissance. Valeurs de l'exemple ci-dessous : profil XL, eau froide à 10 °C, production à 60 °C, ballon à sonde à mi-hauteur.
| Accumulation | Semi-instantané | Instantané | |
|---|---|---|---|
| Ce que l'on stocke | La journée entière | Les pointes | Rien |
| Volume / puissance | 750 L — 8,1 kW | 300 L — 1,0 kW | 0 L — 34,9 kW |
| Générateur adapté | Résistance électrique la nuit | Chaudière, pompe à chaleur | Chaudière ou échangeur de forte puissance |
| Point de vigilance | Encombrement, brassage complet du ballon à chaque charge | Puissance réellement disponible à 60 °C | Appels de puissance ; écarté avec une pompe à chaleur |
Exemple : chauffe-eau thermodynamique et profil XL
Une maison s'équipe d'une pompe à chaleur qui transmet 2 kW à l'eau. Le ballon a un échangeur interne et une sonde à mi-hauteur (a = 0,5). Eau froide à 10 °C, production à 60 °C, réactivité de 2 minutes. Toutes les valeurs ci-dessous sont celles que l'outil affiche pour cette saisie.
- Besoins — le profil XL puise 19,07 kWh par jour, soit 328 L à 60 °C. Les 10 minutes les plus chargées en demandent 4,42 kWh (le plus gros puisage, à 10 L/min), l'heure la plus chargée 8,94 kWh.
- Courbe puissance-volume — 3,8 kW avec 200 L, 2,3 kW avec 250 L, 1,0 kW avec 300 L, pertes du ballon comprises. Sous 40 L, le ballon se viderait avant que la production ne réagisse.
- Couple retenu — la pompe à chaleur de 2 kW impose le premier ballon sous la ligne : 300 L pour 1,0 kW.
- Les deux autres modes — en accumulation, 750 L rechargés en 6 heures avec 8,1 kW ; sans ballon, 34,9 kW pour suivre ce puisage de 10 L/min.
- Légionelle — production à 60 °C : la recommandation de Buildwise est tenue. Reste à vérifier sur la fiche de la pompe à chaleur qu'elle atteint 60 °C sans appoint.
Légionelle : 60 °C de production
Les seules exigences chiffrées belges sont celles des meilleures techniques disponibles (BBT) légionelle, traduites par Buildwise. Elles sont obligatoires en Flandre pour les installations neuves des bâtiments accessibles au public visés par l'arrêté du 9 février 2007 : soins, maisons de repos, écoles, crèches, hôtels, sport. Aucune règle équivalente n'existe en Wallonie ni à Bruxelles ; pour un logement privé, Buildwise recommande tout de même 60 °C au ballon.
| Point de l'installation | BBT légionelle |
|---|---|
| Production | 60 °C au moins en permanence, sauf brèves pointes ; réduction nocturne admise en risque modéré |
| Ballon de stockage | Tout le volume, fond compris, à 60 °C pendant 1 h : chaque jour (risque élevé), chaque semaine (risque modéré) |
| Points de puisage | 55 °C au moins dans les 60 secondes ; 70 °C possibles pour la désinfection thermique |
| Bains et douches | 43 °C au plus (hôpitaux, maisons de repos, écoles), 38 °C (crèches), par mitigeur thermostatique |
| Eau froide | Sous 25 °C |
Comment ce calcul est vérifié
Le moteur de cet outil est couvert par 65 tests automatisés, construits sur des références extérieures à l'outil et non sur ses propres sorties.
- Les profils sont ceux du règlement européen. Pour les dix profils, la somme des puisages redonne l'énergie journalière publiée, de 0,345 kWh pour le 3XS à 93,52 kWh pour le 4XL.
- Ils sont recoupés avec la NBN EN 12831-3. Ramenés heure par heure, les profils XXS, XS, M, L, XL et XXL redonnent le tableau B.1 de la norme à 0,05 point de pourcentage près, soit l'arrondi du tableau publié.
- La méthode des courbes cumulées est vérifiée par le calcul direct. Sur un puisage de durée connue, puissance et stock suivent la formule exacte. Chaque couple puissance-volume proposé tient la courbe des besoins sur toute durée, d'une minute à 24 heures.
- Les données belges sont reprises de leurs sources. Les exemples du guide WaterDim redonnent 15 et 18 logements standards, la règle de mélange du guide de conception COOCK SWW 2.0 redonne ses 98 litres à 60 °C, et les formules d'Énergie+ sont réécrites indépendamment du moteur.
- Les tableaux et l'exemple de cette page sont produits par le moteur. Profils, logements standards et chaque valeur de l'exemple sont générés par le calcul et contrôlés : ils ne peuvent pas s'écarter de ce que l'outil affiche.
- Les saisies dégradées et les anciens calculs restent lisibles. Champ vide, texte, température aberrante : aucune valeur affichée n'est vide de sens. Un calcul enregistré avant la version belge se recharge sans erreur.
Références
- NBN EN 12831-3:2017 — Performance énergétique des bâtiments, méthode de calcul de la charge thermique nominale, partie 3 : charge thermique des systèmes de production d'eau chaude sanitaire et caractérisation des besoins. Principe des courbes cumulées. Fiche Buildwise.
- Règlement (UE) n° 814/2013 de la Commission du 2 août 2013 — écoconception des chauffe-eau et des ballons d'eau chaude, JO L 239 du 6 septembre 2013, p. 162. Annexe III, tableau 1 (profils de soutirage) ; annexe II, point 2.1 (plafond de pertes statiques des ballons jusqu'à 2 000 litres) et point 1.3 (eau mélangée à 40 °C). Les mêmes profils servent à l'étiquetage énergétique : règlement délégué (UE) n° 812/2013, annexe VII, tableau 3 (même JO, p. 83).
- EPB Center, feuille de démonstration de l'EN 12831-3 (2021) — reproduit les tableaux de l'annexe B de la norme, dont le tableau B.1 utilisé pour le recoupement. Page de téléchargement.
- Buildwise (CSTC), « Lutte contre le développement des légionelles dans les installations sanitaires neuves — Meilleures techniques disponibles », décembre 2021, § 1.1.3.9 : températures de production, de stockage et de puisage. Document Buildwise.
- Arrêté du Gouvernement flamand du 9 février 2007 relatif à la prévention de la maladie du légionnaire dans des espaces accessibles au public — rend les BBT obligatoires pour ces établissements. Texte sur Justel.
- B. Bleys, « Comment dimensionner mon installation de production d'eau chaude sanitaire ? », CSTC-Contact 2019/2, article 11 : absence d'annexe nationale, DIN 4708-2 et DIN 1988-300 en attendant, sonde à mi-hauteur. Article Buildwise.
- B. Poncelet et B. Bleys, « Eau chaude sanitaire dans les logements collectifs : comment dimensionner le générateur de chaleur ? », Buildwise, article 2023/04.02 : courbes puissance-volume et outil WaterDim. Article Buildwise.
- Buildwise, WaterDim — guide d'utilisation (juin 2026 : logements standards et occupation moyenne) et hypothèses des courbes PV (mars 2026 : eau froide 10 °C, réactivité de 2 minutes, profils du projet OptiDim). Guide · Hypothèses · Projet OptiDim.
- Buildwise, Université d'Anvers et Thomas More, guide de conception COOCK SWW 2.0 (2024, en néerlandais) : 25 à 35 L par personne et par jour à 60 °C, eau froide de 10 °C, règle de mélange, courbe puissance-volume. Ontwerpgids (PDF).
- Énergie+ (UCLouvain, pour la Wallonie) — « Prédimensionner une installation sanitaire tertiaire » et « Dimensionnement de la production d'eau chaude sanitaire en semi-accumulation » : courbe des besoins consécutifs, coefficient a, formules de l'accumulation et de l'instantané, échangeur supérieur à 30 % de la chaudière. Prédimensionnement · Semi-accumulation.
- Option française, pour mémoire : guide ADEME/COSTIC 2016, « Les besoins d'eau chaude sanitaire en habitat individuel et collectif » — formules de pointe Vp = a × Nb, coefficients publiés par Cegibat (GRDF). Guide COSTIC.
- Principe de la NBN EN 12831-3, sans valeurs nationales. Pour un immeuble, les pointes viennent de vos mesures ou, en option signalée, de la méthode française COSTIC. WaterDim reste la référence belge pour les immeubles de 5 à 250 logements standards.
- Le couple affiché est un minimum, sans marge. La puissance est celle réellement transmise à l'eau à la température de production : vérifiez-la sur la fiche du générateur et de l'échangeur, surtout avec une pompe à chaleur.
- La boucle de circulation se calcule à part. Ses pertes sont une donnée d'entrée : obtenez-les avec l'outil Bouclage ECS.
- Pertes des ballons au plafond du règlement 814/2013, valable jusqu'à 2 000 litres et extrapolé au-delà. La fiche du ballon donne sa valeur réelle, souvent plus basse.
Questions Fréquentes (FAQ)
Pour aller plus loin