Le traitement d’air est un poste essentiel puisqu’il représente entre 50 et 60 % des consommations énergétiques d’une piscine publique. C’est donc le premier poste sur lequel il faut travailler quand on souhaite réaliser des économies significatives.

Au sein d’un établissement aquatique, le traitement de l’air a de l’influence sur différents paramètres. Les bassins intérieurs sont sujets à l’évaporation de grands volumes d’eau qui, d’une part, peuvent générer des phénomènes importants de condensation pouvant provoquer une dégradation rapide des revêtements, des structures et des équipements, et d’autre part, peuvent engendrer une pollution de l’air intérieur par un climat trop humide ou/et trop chargé en chlore et oxydants. “Premièrement, le traitement de l’air a des conséquences sur le confort des usagers et du personnel afin de maintenir des conditions de fréquentation optimales : une température de 27 à 28 °C et une hygrométrie de 60 à 70 % d’humidité relative. Deuxièmement, sur la protection du bâtiment et des équipements (menuiserie, visserie, casiers, robinetterie…) en limitant les phénomènes de condensation, notamment sur les espaces situés au nord, au contact de l’air plus froid. Enfin, sur la maîtrise des consommations d’énergie puisque c’est le poste le plus énergivore pour un équipement aquatique” introduit Grégory Masson, responsable du marché piscine au sein de la société Denco Happel.

Des équipements sur mesure pour couvrir l’ensemble des besoins toute l’année

En amont, il est important de bien réfléchir au système le plus adapté pour couvrir l’ensemble des besoins à traiter, quelle que soit la période de l’année et la fréquentation instantanée, sans surconsommer ni surinvestir. Arnaud Volpilière, président d’EcoEnergie, explique :”Nous accompagnons les bureaux d’études au quotidien afin de les conseiller dans le bon dimensionnement des systèmes de traitement d’air et de déshumidification en se posant les bonnes questions : quels types de bassins doit-on traiter (surfaces, fréquentations, activités pratiquées, températures de l’air et de l’eau souhaitées, plages d’ouverture…) ? Quelle est la quantité d’air neuf hygiénique à garantir ? Quel est le taux de brassage minimum nécessaire afin de limiter les risques de zones “mortes” et bénéficier d’une bonne homogénéité de l’air dans le hall bassins ? Quels sont les déperditions statiques du hall bassins qu’il faudra couvrir pour maintenir une température idéale, même au plus fort de l’hiver ?”

Et Fabrice Bertot, responsable de développement pour l’activité piscines chez ETT, ajoute : “Il est primordial de bien définir les besoins en amont. Nos systèmes sont conçus, développés et fabriqués en France, ce qui nous offre une grande souplesse industrielle pour des systèmes adaptés à chaque projet. Aussi au-delà des systèmes de déshumidification, il est indispensable d’avoir une bonne diffusion de l’air au sein du bâtiment. La plus efficace consiste à souffler un air chaud et sec en partie basse le long des parois et d’effectuer deux-tiers de la reprise de l’air en partie basse (à cause des chloramines) et un tiers en hauteur”.

Modulation d’air neuf avec récupération d’énergie (MAN)

Historiquement, les systèmes de traitement d’air et de déshumidification pour les piscines étaient en tout air neuf (TAN) : aucun air repris n’était recyclé ce qui était très énergivore et ne pouvait garantir un niveau de confort satisfaisant. Ce type de système est obsolète, mais il y a encore 10 à 15 % des piscines publiques françaises qui restent équipées de cette technologie dépassée. Désormais, les systèmes de traitement d’air double flux sont privilégiés. On parle alors de systèmes de traitement d’air et de déshumidification par modulation d’air neuf (MAN) avec récupération d’énergie. “Pour faire simple, pour les déshumidificateurs par modulation d’air neuf, le transfert de calories entre l’air extrait, chaud et humide, et l’air neuf, froid et sec, peut être réalisé via différents types de récupérateur d’énergie sur l’air qui présentent chacun des avantages et des inconvénients à prendre en compte sur chaque projet : les échangeurs à batteries à eau glycolée (batteries constituées de tubes en cuivre et d’ailettes en aluminium reliés par un circuit de tuyauteries) avec une efficacité thermique comprise entre 40 et 80 %, les échangeurs à caloducs (enceinte hermétiquement scellée, contenant un fluide frigorigène) avec une efficacité thermique comprise entre 40 et 60 %, les échangeurs à plaques (deux couloirs où l’air chaud et humide croise l’air froid et sec) avec une efficacité thermique comprise entre 50 et 85 % et les échangeurs rotatifs (roue avec des alvéoles qui captent l’air chaud et le transfèrent vers l’air froid) avec une efficacité thermique comprise entre 50 et 85 %” explique Arnaud Volpilière. L’encombrement, l’efficacité, la longévité, l’accessibilité pour la maintenance, le prix, le retour sur investissement, la pertinence par rapport aux caractéristiques du projet (ex : situation géographique, découvrabilité…) sont autant de critères pour le choix du type de récupérateur adéquat.

Les systèmes thermodynamiques (THERMO)

Depuis plusieurs années, pour les centres aquatiques disposant de grandes surfaces de plans d’eau, les systèmes de traitement d’air thermodynamiques sont souvent retenus pour leur efficacité énergétique et le confort qu’ils peuvent apporter aux occupants toute l’année, y compris en période estivale. Quel que soit le type de procédé de déshumidification thermodynamique choisi, celui-ci sera toujours associé à une modulation d’air neuf qui fera le complément de déshumidification nécessaire et qui assurera l’apport d’air neuf hygiénique pour les occupants et le bâtiment.

Fabrice Bertot nous explique le procédé thermodynamique privilégié par la société ETT : “la déshumidification est assurée par l’action du cycle frigorifique de la pompe à chaleur (détente directe) associé à un récupérateur à haut rendement énergétique (roue ou caloduc). Celui-ci effectue une première récupération de calories, permettant de réaliser une économie d’énergie importante et de réduire de 30 à 50 % la taille des compresseurs et la consommation électrique. L’air extrait est déshumidifié par l’action conjointe du caloduc et de l’évaporateur. Selon les besoins de déshumidification, la régulation du système assure le dosage progressif d’air neuf. Le renouvellement d’air neuf permet de déconcentrer l’ambiance en chloramines. La régulation ETT permet d’optimiser le fonctionnement en mode déshumidification ou en pompe à chaleur et d’obtenir ainsi les conditions de confort optimales quelques soient les conditions extérieures”.

La philosophie d’EcoEnergie pour les systèmes thermodynamiques est encore différente : “Sur nos systèmes thermodynamiques, la performance énergétique est maximale car l’air déshumidifié est toujours valorisé à 100 % (le recyclage est total, il n’y a pas de rejet vers l’extérieur) et l’unité thermodynamique à eau glacée externe (aucun fluide frigorigène dans la veine d’air) utilisée fonctionne en permanence, 24h sur 24, 7 jours sur 7, toute l’année. Cela permet de valoriser de manière constante sa production de chaleur à la fois pour le réchauffage du mélange air neuf et air repris, le préchauffage de l’eau chaude sanitaire mais également pour le chauffage de l’eau des bassins. De plus, nous choisissons à la fois des récupérateurs d’énergie sur l’air à très haut rendement et des groupes moto-ventilateur très performants et d’une grande fiabilité ce qui permet à nos systèmes thermodynamiques d’optimiser les économies d’énergie, à tous les niveaux, à la fois thermique mais également électrique” indique Arnaud Volpilière.

De son côté, la société DencoHappel propose deux types de systèmes utilisés en piscine publique : Cairpool et Cairfricostar. “Avec notre système Cairfricostar, pour déshumidifier, l’air du hall de piscine est refroidi en dessous du point de rosée. Ceci se produit en partie dans un récupérateur à deux étages et selon le modèle, avec l’évaporateur de la pompe à chaleur. L’air déshumidifié est ainsi partiellement extrait à l’air extérieur ou mélangé à l’air neuf frais pour être réchauffé par l’entrée d’air neuf du récupérateur. Préchauffé par le condenseur, l’air frais est chauffé davantage avec les calories récupérées par la pompe à chaleur, et par conséquent l’air neuf de la piscine est plus chaud que l’air extrait. Les composants internes du Cairfricostar sont conçus dans l’objectif d’une efficacité énergétique et permettent de garder le besoin en énergie électrique à un niveau réduit” présente Grégory Masson.

La mise en service et la maintenance technique

Dans le cadre d’une construction neuve, il n’y a généralement pas de problème concernant l’emplacement des systèmes de traitement d’air, les bureaux d’études prévoyant un local technique adapté pour accueillir l’ensemble des équipements nécessaires. En revanche, des difficultés peuvent être rencontrées lors d’une rénovation ou d’une réhabilitation, comme l’indique Grégory Masson : “Il y a 20 ou 25 ans, soit la durée de vie d’une centrale de traitement d’air, les normes étaient différentes. Par exemple, aujourd’hui, les débits demandés sont plus conséquents. Nous sommes capables de proposer des équipements sur-mesure : nous livrons la centrale en différents morceaux afin qu’elle soit montée sur site et ainsi être agencée en fonction de l’espace disponible”.

Les trois sociétés interrogées se chargent toujours de la mise en service et de la mise en main de leurs systèmes afin de garantir leur bon fonctionnement et une exploitation optimale par les techniciens de maintenance. De plus, elles proposent aux collectivités ou aux exploitants privés des prestations de services d’accompagnement et de suivi de leurs systèmes (ex : audits réguliers, idéalement une fois par an ; assistance technique à distance…) afin de maintenir un haut niveau de performance énergétique pour réduire les coûts d’exploitation et garantir la meilleure qualité d’air possible pour les occupants et pour le bâtiment. Enfin, elles proposent aussi toutes les trois des outils de contrôle et de gestion à distance de leurs systèmes par internet via tous types de supports informatiques (ordinateurs, tablettes, smartphones…).

Plusieurs points de vérification pour l’entretien et la maintenance

Concernant l’entretien, différentes vérifications régulières sont nécessaires. Tout d’abord, il faut vérifier l’état des filtres par un contrôle visuel mensuel. S’ils sont légèrement encrassés, un nettoyage à l’aide d’un compresseur à air est possible (jamais au jet d’eau). En moyenne, il est nécessaire de les changer deux à trois fois par an, mais parfois davantage si la piscine se trouve dans une ville où le niveau de pollution est élevé. Ce contrôle visuel régulier est nécessaire car si les techniciens de maintenance attendent trop longtemps pour nettoyer ou changer les filtres, les pertes de charge générées vont entraîner des surconsommations électriques et des risques de détérioration du matériel. De plus, il est également important de vérifier les sondes d’humidité et les sondes de température une fois par an. Les premières doivent être remplacées généralement tous les 2 ou 3 ans et les secondes environ tous les 5 ans. Enfin, pour des raisons d’hygiène, un nettoyage des caissons de la centrale de traitement d’air du système est à effectuer au moins une fois par an. De manière générale, une centrale de traitement d’air possède une durée de vie comprise entre 15 et 25 ans, en fonction de sa qualité de fabrication et de la qualité de son entretien et de sa maintenance.

Quels coûts d’investissement et de fonctionnement ?

Il est délicat de généraliser sur ce point car chaque équipement aquatique est unique mais Arnaud Volpilière d’EcoEnergie a accepté de donner quelques notions de coûts : “De manière générale, sans compter le coût de la pose et des raccordements divers réalisés par un installateur qualifié, il faut compter environ 100 000 euros HT pour un système de déshumidification par modulation d’air neuf, 150 000 à 180 000 euros HT pour un système de déshumidification thermodynamique. Au prix du matériel, il faut également ajouter la pose et les différents composants ainsi que les raccordements divers (entre 30 000 et 100 000 euros HT en fonction des systèmes) ainsi que le prix des gaines et de leur installation (entre 50 000 et 150 000 euros HT en fonction des installations). En termes d’économies d’énergie, un système par modulation d’air neuf (MAN) de qualité, bien dimensionné, bien installé, bien exploité et bien entretenu permet d’économiser de façon durable entre 30 et 40 % d’énergie. Un système thermodynamique (THERMO) bien conçu et bien piloté peut, quant à lui, générer jusqu’à 60 % d’économie d’énergie”.