IND-UT-125 : osmose inverse en chaufferie vapeur, jusqu’à 2 700 kWh cumac par kW

Dans une chaudière vapeur, l’eau se vaporise mais les sels dissous qu’elle contenait ne partent pas avec la vapeur. Calcium, magnésium, silice, chlorures restent dans le ballon et s’y concentrent à chaque kilogramme de vapeur produit. Au-delà d’une certaine concentration, l’eau mousse, la vapeur entraîne des gouttelettes, le tartre se dépose sur les tubes. Pour tenir la concentration sous la limite admise par le constructeur, l’exploitant purge : il évacue à l’égout une fraction de l’eau du ballon, à la température de saturation, souvent bien au-dessus de 150 °C. Chaque litre purgé emporte la chaleur qu’il a fallu pour le porter là.

Le débit de purge nécessaire se déduit directement de la salinité de l’eau d’appoint. Plus l’eau entrante est chargée, plus vite le ballon atteint sa limite, plus il faut purger. Un adoucisseur classique échange le calcium et le magnésium contre du sodium : il supprime le tartre, mais la quantité totale de sels dissous reste la même. L’eau sort adoucie mais tout aussi conductrice, et la purge reste élevée.

L’osmose inverse pousse l’eau à travers une membrane qui retient la grande majorité des ions dissous ; la déminéralisation fait passer l’eau sur des résines cationiques et anioniques qui les captent. Dans les deux cas, la conductivité de l’eau produite, qui mesure sa teneur en ions, s’effondre. C’est pour cela que la fiche fixe un seuil en conductivité, 50 µS/cm : c’est la pureté de l’eau d’appoint qui autorise à concentrer davantage dans le ballon avant de purger.

Les économies viennent de trois côtés : la purge, qui peut être divisée par plusieurs et avec elle les pertes de chaleur et d’eau traitée ; l’encrassement, parce qu’une eau sans dureté ni silice maintient l’échange thermique au niveau d’origine ; le conditionnement chimique, moins sollicité. La fiche convertit l’ensemble en kWh cumac sur dix ans, en tenant compte de la zone géographique du site et du nombre d’heures de production de vapeur dans l’année.

Le bénéficiaire est l’exploitant d’un site industriel qui produit de la vapeur pour son procédé : agroalimentaire, chimie et pharmacie, papeterie, textile, blanchisserie industrielle, traitement de surface. La fiche classe l’opération dans le secteur industrie ; c’est la nature du site qui compte, pas la taille de l’entreprise.

La chaufferie doit avoir une puissance thermique nominale totale inférieure à 20 MW. La fiche renvoie pour cette notion à la rubrique 2910 des installations classées : puissance fixée et garantie par le constructeur, exprimée en PCI, consommable en marche continue. C’est une puissance d’entrée, celle du combustible brûlé, et elle est totale : la lecture prudente additionne toutes les chaudières de la chaufferie, secours comprise. Une chaufferie de 20 MW tout rond est hors champ, le texte dit inférieure, pas inférieure ou égale.

La mise en place doit être réalisée par un professionnel. La fiche n’exige aucune qualification particulière : en pratique un traiteur d’eau ou un chauffagiste industriel qui fournit, installe et met en service l’équipement. Une osmose achetée et raccordée par le service maintenance du site expose donc le dossier à un refus sur ce point. Enfin, comme pour toute opération CEE, le mandataire ou l’obligé qui valorise les certificats doit être intervenu au plus tard le jour de l’engagement.

• Éligible : site industriel, chaudières vapeur, chaufferie de puissance thermique nominale totale inférieure à 20 MW, osmose inverse ou déminéralisation sur résines posée par un professionnel, eau d’appoint traitée à 50 µS/cm au plus.
• Exclu : traitement installé sur une chaudière de secours, adoucisseur seul, chaudière d’eau chaude, chaufferie de 20 MW ou plus.

Le montant en kWh cumac est le produit de deux termes : un coefficient lu dans un tableau à double entrée, et P, la somme des puissances utiles nominales des chaudières concernées par le traitement d’eau, en kW. Le tableau croise quatre zones géographiques, A, B, C et D, avec quatre modes de fonctionnement du site : 1x8h, 2x8h, 3x8h avec arrêt le week-end et 3x8h sans arrêt le week-end.

Les zones ne sont pas les zones climatiques H1, H2 et H3 du reste du catalogue. La fiche les définit par une liste de départements qui lui est propre et ne dit pas sur quel critère : la zone A regroupe notamment la Bretagne, le Massif central, les Vosges, les Pyrénées-Atlantiques, les Hautes-Pyrénées et la Corse ; la zone D réunit huit départements dont le Nord, le Pas-de-Calais, la Moselle et l’Hérault. Une hypothèse plausible est la minéralisation de l’eau brute, puisque plus l’eau est chargée, plus le passage à une eau à 50 µS/cm réduit la purge ; mais la fiche n’en dit rien, et seule la liste des départements fait foi.

Zone A : départements 2A, 2B, 03, 12, 15, 19, 22, 23, 29, 35, 42, 43, 47, 48, 49, 50, 53, 56, 58, 63, 64, 65, 70, 74, 87, 88 et France d’outre-mer. Zone B : 01, 02, 04, 06, 11, 14, 17, 24, 26, 27, 38, 39, 45, 55, 76, 77, 78, 80, 83, 84, 89, 95. Zone C : 07, 08, 09, 10, 13, 16, 18, 21, 25, 28, 30, 31, 32, 33, 36, 37, 40, 41, 44, 46, 51, 52, 54, 61, 66, 67, 68, 69, 71, 72, 75, 79, 81, 82, 85, 86, 90, 92, 93, 94. Zone D : 05, 34, 57, 59, 60, 62, 73, 91. Tous les départements métropolitains sont classés, aucun ne figure deux fois.

P se lit sur la plaque signalétique de chaque chaudière, ou à défaut sur un document du fabricant. La fiche précise qu’il s’agit de la puissance utile nominale : la puissance thermique maximale garantie par le constructeur comme pouvant être délivrée au fluide caloporteur en marche continue. C’est une puissance de sortie, inférieure à la puissance d’entrée en PCI qui sert au seuil de 20 MW. Sur une plaque qui donne les deux, ou un débit de vapeur en tonnes par heure, il faut retenir la puissance utile en kW et garder la plaque au dossier. Seules les chaudières raccordées au traitement et hors secours entrent dans P.

À rythme égal, la zone D vaut environ neuf fois la zone A : 2 700 contre 300 en 3x8h continu, 650 contre 70 en 1x8h. À zone égale, le passage du 1x8h au 3x8h sans arrêt multiplie le coefficient par un peu plus de quatre. Entre la case la plus basse, 70, et la plus haute, 2 700, le rapport est de 38,6.

Premier cas, une laiterie du Finistère, zone A, en 2x8h, avec deux chaudières vapeur de 2 000 kW utiles chacune et une troisième en secours. L’osmose alimente la bâche commune, donc les deux chaudières en production : P vaut 4 000 kW et la secours reste dehors. 160 × 4 000 = 640 000 kWh cumac. Deuxième cas, une usine agroalimentaire du Nord, zone D, en 3x8h sans arrêt le week-end, avec une seule chaudière de 3 500 kW utiles : 2 700 × 3 500 = 9 450 000 kWh cumac. La chaudière est à peine plus grosse, le volume est presque quinze fois plus élevé.

Troisième cas, une blanchisserie industrielle des Hauts-de-Seine, zone C, en journée seulement, 1x8h, avec une chaudière de 1 200 kW utiles : 460 × 1 200 = 552 000 kWh cumac. Quatrième cas, un site chimique du Rhône, zone C, en 3x8h avec arrêt le week-end, avec deux chaudières de 4 000 et 6 000 kW utiles raccordées à une déminéralisation : P vaut 10 000 kW, et 1 400 × 10 000 = 14 000 000 kWh cumac. Il faut ici vérifier le seuil : 10 000 kW utiles correspondent à une puissance thermique nominale en PCI d’environ 11 MW, la chaufferie reste sous les 20 MW.

Le deuxième cas donne la mesure de la zone : la même chaudière de 3 500 kW en 3x8h continu installée en zone A aurait donné 300 × 3 500 = 1 050 000 kWh cumac, neuf fois moins. La première chose à lire est donc le numéro de département, la seconde le planning de production.

Une seule condition de la fiche est une performance mesurable : la conductivité de l’eau d’appoint après traitement doit être inférieure ou égale à 50 µS/cm. Ce seuil est bas. Une eau de réseau se situe le plus souvent entre quelques centaines et plus de 1 000 µS/cm, et un adoucisseur ne la fait pas baisser. Une osmose correctement dimensionnée produit un perméat largement sous le seuil ; une déminéralisation à deux lits ou à lit mélangé descend encore plus bas. Le point à surveiller est le mélange : si une partie de l’eau brute ou adoucie contourne le traitement pour compléter un débit, la conductivité de l’appoint remonte et la condition n’est plus tenue.

La fiche ne dit ni où ni quand mesurer cette conductivité, ni qui doit la constater. La lecture prudente consiste à garder au dossier la fiche technique du fabricant qui garantit la conductivité de l’eau produite pour l’eau brute du site, et un relevé de conductivité à la mise en service, consigné dans le procès-verbal de réception.

La fiche exclut la chaudière de secours sans la définir. Le cas simple est clair : une chaudière arrêtée, qui ne démarre qu’en cas de défaillance d’une autre. Le cas moins simple est la rotation, trois chaudières pour un besoin couvert par deux. La lecture prudente ne compte dans P que la puissance qui correspond au besoin effectivement couvert en production, et l’explique avec le schéma de la chaufferie et le régime de marche.

Le mode de fonctionnement du site entre dans le calcul, mais la fiche ne dit pas comment on le justifie. Un planning de production ou une attestation de l’exploitant, cohérents avec les compteurs horaires des chaudières quand ils existent, sont la pièce de bon sens. Déclarer un 3x8h continu pour une chaufferie qui s’arrête le vendredi soir multiplie le coefficient par 2 000 divisé par 1 400 en zone C, soit 1,43, et c’est l’écart qu’un contrôleur ira chercher.

Un dossier IND-UT-125 est simple à vérifier parce que tout se recoupe : la facture nomme la technologie, la plaque donne P, le département donne la zone, le planning donne le rythme, le relevé de conductivité prouve la performance. Les dossiers tombent quand l’un de ces cinq éléments manque ou contredit les autres.

• Conductivité de l’eau d’appoint après traitement supérieure à 50 µS/cm, ou aucun élément au dossier qui l’établisse : la condition de performance de la fiche n’est pas remplie.
• Adoucisseur, filtration, dégazage ou conditionnement chimique facturés comme traitement performant : seules l’osmose inverse et la déminéralisation sur résines sont visées.
• Osmose dimensionnée pour une partie seulement de l’appoint, le reste étant de l’eau adoucie mélangée : la conductivité résultante dépasse le seuil.
• Chaudière de secours comptée dans P, traitement installé uniquement sur une chaudière de secours, ou chaufferie de 20 MW ou plus.
• P calculée sur la puissance PCI, sur le débit de vapeur en tonnes par heure ou sur une estimation, au lieu de la puissance utile nominale de la plaque.
• Mauvaise zone : département du siège au lieu de celui du site, ou zone climatique H1, H2, H3 utilisée à la place des zones A, B, C, D de la fiche.
• Régime de marche surévalué, 3x8h continu déclaré pour une chaufferie qui s’arrête le week-end, sans planning ni relevé horaire.
• Facture muette sur la technologie et sans marque ni référence, ou référence sans document du fabricant qui la rattache à une osmose inverse ou à une déminéralisation.
• 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.