BAR-TH-139 : 14 600 kWh cumac par kW de pompe équipée d’un variateur de vitesse

Une pompe centrifuge obéit à des lois de similitude que tout chauffagiste connaît de pratique. Quand on réduit sa vitesse de rotation, le débit baisse en proportion, la pression baisse au carré, et la puissance absorbée baisse au cube. Faire tourner une pompe à 80 % de sa vitesse, c’est fournir 80 % du débit en consommant environ la moitié de l’électricité. À 50 % de vitesse, la puissance tombe autour d’un huitième. Ce cube est toute la raison d’être de la fiche.

Or une pompe de chauffage collectif est dimensionnée pour le jour le plus froid de l’année, tous robinets thermostatiques ouverts. Le reste de la saison, les robinets se ferment et la pompe, à vitesse fixe, continue de pousser à plein régime contre des vannes fermées : la pression monte, les robinets sifflent, l’eau tourne en boucle par les soupapes de décharge, et l’électricité consommée ne produit aucun confort. Le variateur mesure la pression différentielle ou le débit, et ralentit le moteur pour ne fournir que ce que le réseau demande.

En surpression d’eau sanitaire, le mécanisme diffère mais la perte est la même. Sans variateur, le groupe démarre et s’arrête au gré d’un pressostat et d’un ballon tampon, avec des démarrages en pleine charge. Avec variateur, la pompe maintient une pression de consigne constante en adaptant sa vitesse au soutirage : à trois heures du matin, elle tourne à peine.

Le variateur module la fréquence et la tension d’alimentation du moteur sans toucher à l’hydraulique : un coffret, un capteur de pression, un câblage. C’est pourquoi la fiche compte la puissance du moteur, et non le débit ou la hauteur manométrique : c’est le moteur qui consomme, c’est lui que le variateur fait travailler moins.

Le bénéficiaire est celui qui porte l’opération sur le système collectif : syndicat des copropriétaires représenté par son syndic, bailleur social, propriétaire unique d’immeuble locatif ou gestionnaire d’une résidence avec services. Le point commun est que la pompe dessert plusieurs logements ; une pompe de chauffage de maison individuelle n’entre pas dans le champ.

L’immeuble doit être existant. La fiche n’exige rien sur son ancienneté, son mode de chauffage ou son énergie : gaz, fioul, réseau de chaleur ou pompe à chaleur collective sont dans le même cas dès lors qu’une pompe de circulation fait tourner l’eau dans les colonnes. Le groupe de surpression est éligible qu’il y ait ou non du chauffage collectif.

La pompe peut être existante ou neuve. Le cas le plus fréquent est l’ajout d’un variateur sur un moteur en place, à l’occasion d’une rénovation de la régulation ou d’un remplacement de chaudière. Le second est la pose d’une pompe neuve avec variateur en coffret ou intégré, ce que la fiche appelle une « pompe intégrant un système de variation électronique de vitesse ». Dans les deux cas, le travail est réalisé par un professionnel, condition expresse du point 3.

Un point que la fiche n’écrit pas : elle vise une pompe existante « dépourvue de VEV » ou neuve, et ne dit rien d’une pompe neuve qui remplacerait une pompe déjà équipée d’un variateur. L’esprit du texte est d’apporter la variation de vitesse là où elle n’existait pas ; la lecture prudente est de ne pas engager ce type de dossier.

Le point 5 de la fiche tient en une ligne : 14 600 kWh cumac par kW, multiplié par la puissance nominale P du moteur de la pompe, en kW. Ni zone climatique, ni tranche de puissance, ni coefficient d’usage. Chauffage, conditionnement d’ambiance ou surpression : le kW vaut la même chose.

La puissance P à retenir est celle qui figure sur la plaque signalétique du moteur de la pompe : ni la puissance hydraulique, ni la puissance absorbée mesurée, ni la puissance du variateur. À défaut de plaque lisible, la fiche admet la puissance indiquée sur un document issu du fabricant, ce qui sera souvent le cas d’une pompe intégrant son variateur.

Quand l’opération équipe plusieurs pompes, P est la somme des puissances nominales des moteurs effectivement équipés d’un variateur. Une pompe de secours laissée à vitesse fixe ne compte pas, même jumelée à une pompe équipée. Le plafond de 630 kW s’applique à la pompe ; la fiche ne fixe pas de plafond explicite sur la somme, mais en résidentiel les moteurs se comptent en unités ou en dizaines de kW.

Premier cas, le plus courant : une copropriété de 24 logements chauffée au gaz, avec une pompe de distribution à rotor sec de 1,5 kW en chaufferie, à vitesse fixe depuis sa pose. L’installateur ajoute un variateur en coffret avec un capteur de pression différentielle : 14 600 × 1,5 = 21 900 kWh cumac. Modeste, mais pour un chantier d’une journée sans toucher à l’hydraulique, le rapport entre certificats et travaux est bon.

Deuxième cas : une tour de 14 étages dont le groupe de surpression comprend deux pompes de 4 kW fonctionnant en alternance, toutes deux équipées d’un variateur à pression constante. P est la somme des deux moteurs, 4 + 4 = 8 kW, et 14 600 × 8 = 116 800 kWh cumac. Une seule pompe équipée, et on aurait compté 4 kW.

Troisième cas : la chaufferie d’un grand ensemble de 180 logements, avec deux pompes primaires de 11 kW et une pompe secondaire de 7,5 kW, toutes trois équipées. La somme est 11 + 11 + 7,5 = 29,5 kW, et 14 600 × 29,5 = 430 700 kWh cumac. C’est l’ordre de grandeur où la fiche devient un vrai levier dans un plan de travaux de chaufferie.

Quatrième cas : une résidence climatisée dont le circuit d’eau glacée est alimenté par une pompe de 45 kW. Le variateur piloté par la pression différentielle du réseau donne 14 600 × 45 = 657 000 kWh cumac. À ce niveau, il faut vérifier la classe de rendement du moteur et sa date d’achat : on est au cœur de la tranche où l’exclusion IE2 s’applique.

La condition de fond est dans la dénomination : pompe existante dépourvue de variateur ou pompe neuve, puissance nominale inférieure ou égale à 630 kW. Viennent ensuite deux exclusions qui éliminent plus de dossiers qu’on ne le croit.

La première concerne la classe de rendement du moteur. La fiche exclut toute pompe équipée d’un moteur IE2, au sens du règlement (CE) n° 640/2009 modifié par le règlement (UE) n° 4/2014, achetée entre le 1er janvier 2015 et le 31 décembre 2016 si sa puissance nominale est comprise entre 7,5 kW et 375 kW inclus, ou à partir du 1er janvier 2017 si elle est comprise entre 0,75 kW et 375 kW inclus. La logique est celle de l’écoconception européenne : pour ces moteurs et ces dates, l’association à un variateur est déjà la règle du marché. Si la plaque dit IE2 et que la pompe a été achetée dans la fenêtre visée, il n’y a pas de certificats, quelle que soit la qualité du variateur posé.

La fiche ne dit rien des moteurs IE1 ni des moteurs IE3 ou IE4. Un moteur ancien sans classe affichée ou classé IE1 n’est pas visé par l’exclusion ; un moteur IE3 neuf ne l’est pas non plus à la lettre du texte. Pour une pompe neuve haut rendement, il faut donc pouvoir montrer la classe et la date d’achat.

La seconde exclusion vise les circulateurs à rotor noyé avec variation de vitesse embarquée, ces petites pompes de chauffage dont le rotor baigne dans l’eau du circuit et dont les modèles récents intègrent presque tous une électronique de vitesse. La frontière avec la « pompe intégrant un système de variation électronique de vitesse » admise au point 3 est donc technologique : une pompe à rotor sec, à moteur normalisé accouplé, avec variateur intégré ou en coffret, est dans le champ ; un circulateur à rotor noyé à vitesse variable n’y est pas, même neuf.

Enfin, la mise en place est réalisée par un professionnel. La fiche n’exige aucune qualification particulière, ni étude préalable, ni mesure avant ou après, et ne fixe pas de mode de régulation : pression constante, proportionnelle, température ou débit, tout variateur électronique de vitesse sur le moteur de la pompe répond à la définition.

La pièce centrale est la preuve de réalisation, en pratique la facture. Elle doit mentionner la mise en place d’un système de variation électronique de vitesse sur le moteur d’une pompe existante ou neuve. Si elle se contente d’une marque et d’une référence, il faut la compléter par un document du fabricant établissant que cette référence est un système de variation électronique de vitesse, ou une pompe qui en intègre un. Une ligne « fourniture et pose variateur » sans objet précisé ne remplit pas cette exigence.

La seconde pièce, que la fiche ne liste pas mais que le calcul rend indispensable, est la justification de P : une photographie lisible de la plaque signalétique du moteur, ou le document du fabricant. Elle permet de vérifier à la fois la puissance retenue et la classe de rendement. Avant d’annoncer un volume, il faut donc avoir la liste des pompes équipées avec leur puissance plaque, leur classe IE et, pour les IE2, leur date d’achat. Quand ces points sont calés, le calcul tient en une multiplication et le dossier passe.

• Moteur IE2 acheté dans la fenêtre d’exclusion : entre 2015 et 2016 pour 7,5 à 375 kW, depuis 2017 pour 0,75 à 375 kW. La classe se lit sur la plaque, la date sur la facture d’achat de la pompe.
• Circulateur à rotor noyé à variation de vitesse embarquée : exclu quel que soit son âge, même en remplacement d’un circulateur à vitesse fixe.
• P surévaluée : puissance du variateur ou puissance hydraulique retenue à la place de la puissance nominale du moteur, ou pompe de secours non équipée comptée dans la somme.
• Facture qui ne mentionne ni la mise en place d’un système de variation électronique de vitesse sur le moteur d’une pompe, ni, à défaut, marque et référence complétées par un document du fabricant.
• Pompe existante qui disposait déjà d’un variateur : la fiche vise une pompe « dépourvue de VEV », l’opération n’apporte aucune économie nouvelle.
• Mandataire ou obligé intervenu après la signature du devis : le rôle actif et incitatif doit être établi au plus tard le jour de l’engagement.