Comment les programmes de traitement de l'eau permettent de réduire les coûts énergétiques et de prolonger la durée de vie des équipements dans les installations industrielles et commerciales

Réponse rapide : un programme de traitement de l'eau destiné aux applications industrielles et aux installations CVC, correctement mis en œuvre, peut réduire la consommation d'énergie de 5 à 15 %, prolonger la durée de vie des chaudières et des groupes frigorifiques, et limiter au maximum les interventions de maintenance imprévues. Ce résultat s'explique par la maîtrise du tartre et de l'encrassement sur les surfaces d'échange thermique. Voici ce que cela implique pour vos coûts d'exploitation et votre plan d'investissement.

Lorsque les responsables des opérations et les gestionnaires d’installations cherchent des moyens de réduire les coûts énergétiques, le traitement de l’eau dans les secteurs industriels et du CVC (chauffage, ventilation et climatisation) est rarement la première solution qui vient à l’esprit. La modernisation de l’éclairage, la mise à niveau des systèmes d’automatisation des bâtiments et le remplacement des équipements mécaniques ont tendance à dominer les discussions. Le traitement de l’eau reste en retrait, souvent considéré comme un coût d’entretien plutôt que comme un levier de performance.

Cette vision des choses coûte cher aux entreprises. Un programme de traitement de l'eau bien conçu ne se contente pas d'assurer la propreté des installations. Il améliore directement le rendement thermique, réduit la consommation de combustible et d'électricité, et prolonge la durée de vie utile d'équipements dont le remplacement est coûteux. Les résultats sont mesurables, l'investissement est modeste par rapport au retour sur investissement, et les avantages s'accumulent au fil du temps.

Le lien entre la qualité de l'eau et la consommation d'énergie

La plupart des réseaux d'eau industriels et commerciaux utilisent l'eau pour le transfert de chaleur, notamment dans les chaudières, les refroidisseurs, les tours de refroidissement, les systèmes hydroniques en circuit fermé et les pompes à chaleur. L'efficacité de ce transfert de chaleur dépend fortement de la composition chimique de l'eau et des conditions qu'elle engendre au sein du réseau. Une eau non traitée ou mal traitée peut être à l'origine de trois problèmes principaux qui nuisent directement à l'efficacité du réseau.

Formation de tartre

Lorsque des minéraux dissous, principalement du calcium et du magnésium, se précipitent hors de la solution et se déposent sur les surfaces d'échange thermique, il en résulte la formation de tartre. Le tartre est un isolant thermique. Même une fine couche réduit considérablement la vitesse à laquelle la chaleur se propage à travers une surface, ce qui oblige le système à fournir un effort supplémentaire pour atteindre le même rendement.

Les données du secteur sont unanimes : 1,5 mm de tartre sur la surface d'un échangeur thermique peuvent augmenter la consommation d'énergie de 10 à 15 %. Pour une installation fonctionnant toute l'année, cette surconsommation d'énergie représente un coût significatif, et non une simple erreur d'arrondi.

Corrosion

L'eau non traitée peut être corrosive. Au fil du temps, la corrosion détériore les canalisations, les raccords, les échangeurs de chaleur et d'autres composants du système. Les produits de corrosion, notamment les particules de rouille, ainsi que d'autres débris en suspension, peuvent circuler dans le système et s'accumuler sur les surfaces de transfert thermique, réduisant ainsi l'efficacité du transfert de chaleur. Ils contribuent également à la formation de biofilms, ce qui entraîne des pertes d'efficacité supplémentaires et des risques biologiques.

Encrassement microbiologique

Les algues, les bactéries et les biofilms prolifèrent dans les systèmes d'eau qui ne bénéficient pas d'un contrôle biologique adéquat. Dans les tours de refroidissement en particulier, l'encrassement microbiologique peut réduire considérablement l'efficacité de l'échange thermique et obliger à augmenter la consommation d'énergie des pompes et des ventilateurs pour compenser cette perte. S'il n'est pas traité, l'encrassement réduit la durée de vie des équipements et accélère le processus de corrosion.

Le lien est direct : une eau correctement traitée permet d'éviter la formation de tartre, de dépôts et d'encrassement microbiologique sur les surfaces d'échange thermique, garantissant ainsi un fonctionnement efficace des équipements. La baisse du rendement thermique et l'augmentation de la consommation d'énergie qui peuvent résulter d'un contrôle insuffisant de ces conditions se répercuteront sur vos factures d'énergie.

Ce qu'apporte un programme de traitement de l'eau adapté aux systèmes CVC

Réduction de la consommation de carburant et d'électricité

Lorsque les surfaces d'échange thermique sont propres et fonctionnent conformément à leur conception, votre équipement atteint le rendement prévu. Les chaudières atteignent plus rapidement la température de consigne et effectuent moins de cycles. Les groupes frigorifiques atteignent leur coefficient de performance nominal. Le maintien de la propreté du remplissage des tours de refroidissement et d'une bonne répartition de l'eau contribue également à une dissipation efficace de la chaleur et à la performance globale du système.

Les économies d’énergie réalisées grâce au traitement de l’eau dans les installations industrielles et commerciales ne relèvent pas de la théorie. Le programme Eco de Pace, qui comprend EndoTherm, un additif hydronique à base de tensioactifs, a fait l’objet d’une vérification indépendante démontrant qu’il permettait de réduire la consommation d’énergie jusqu’à 15 % dans des systèmes hydroniques correctement entretenus. Dans le cadre d'un projet pilote validé mené avec la ville de Kingston, EndoTherm a permis une réduction moyenne de 12,3 % de la consommation de gaz naturel dans deux installations municipales, ce qui a représenté une économie de 5 172 mètres cubes de combustible et évité 9 683 kg d'émissions de CO₂e, avec un retour sur investissement atteint en moins de deux ans.

Prolongation de la durée de vie des équipements

Les équipements industriels et de CVC représentent un investissement important. Les chaudières, les refroidisseurs et les tours de refroidissement dont la composition chimique de l'eau est correctement contrôlée ont généralement une durée de vie plus longue que les équipements fonctionnant dans des conditions similaires mais dont le traitement de l'eau est inadéquat. Les modes de défaillance sont prévisibles : piqûres dues à la corrosion, points chauds provoqués par le tartre, dégradation accélérée par les biofilms ; ils sont en grande partie évitables.

Prolonger la durée de vie d’une chaudière ou d’un groupe frigorifique de cinq à dix ans permet de reporter considérablement les dépenses d’investissement. Pour les entreprises qui gèrent des plans d’investissement à long terme, le traitement de l’eau constitue l’un des postes budgétaires les plus justifiables : les coûts sont connus, les résultats sont documentés et l’alternative s’avère plus coûteuse.

Moins d'interventions de maintenance imprévues

La maintenance réactive engendre des coûts bien supérieurs à ceux de la réparation elle-même. Elle perturbe l’activité, affecte les locataires et les occupants, et révèle souvent des dommages secondaires qui auraient pu être détectés plus tôt grâce à une surveillance régulière. Un programme de traitement de l’eau comprenant des visites d’entretien régulières et l’enregistrement des données vous offre une vision continue de l’état du système, ce qui permet de détecter les problèmes à un stade précoce, lorsqu’ils sont encore peu coûteux à résoudre.

La différence entre un traitement proactif de l'eau et le remplacement d'urgence d'un échangeur thermique réside presque toujours dans les données : plus précisément, dans le fait de savoir si quelqu'un a examiné les résultats des échantillons de corrosion et les tendances en matière de qualité de l'eau, ce qui a permis de prendre des mesures correctives avant que des conditions défavorables ne contribuent à une détérioration plus importante du système ou à une panne.

Le rôle du suivi et des données

Un programme de traitement de l'eau bien géré permet de recueillir des données précieuses sur la composition chimique de l'eau, les résidus de traitement, les taux de corrosion, l'activité microbiologique et d'autres paramètres clés. L'analyse des tendances de ces résultats au fil du temps permet d'évaluer les performances du traitement, d'identifier les changements dans l'état du système et de déterminer les cas où des mesures correctives ou des analyses plus approfondies pourraient s'avérer nécessaires.

La plateforme e-Service Reporting de Pace met à la disposition des responsables d’installations une bibliothèque de rapports d’entretien historiques et de données historiques sur le traitement de l’eau, ce qui facilite l’analyse des tendances historiques.  La technologie de surveillance RemoteLink fournit des données en temps réel provenant directement des contrôleurs de traitement de l’eau, ce qui étend la visibilité sur les données de traitement entre les visites d’entretien programmées et permet aux équipes des installations de surveiller les paramètres opérationnels clés et d’identifier les changements dès qu’ils se produisent. Ensemble, ces outils offrent une vue d’ensemble complète des performances du programme de traitement de l’eau, en particulier lors de la gestion de plusieurs systèmes au sein d’une grande installation ou d’un portefeuille immobilier.

Traitement de l'eau et conformité réglementaire

Les économies d'énergie et la durée de vie des équipements sont les résultats sur lesquels se concentrent la plupart des gestionnaires d'installations, mais un troisième aspect prend de plus en plus d'importance : la conformité réglementaire. Les villes et les provinces canadiennes lient de plus en plus les émissions et la performance énergétique des bâtiments aux permis d'exploitation et aux programmes d'incitation. Le traitement de l'eau contribue directement à la fois aux objectifs d'émissions et d'efficacité énergétique.

Une chaudière dont la composition chimique de l'eau est correctement contrôlée et dont les surfaces d'échange thermique sont propres permet de préserver son rendement, réduisant ainsi la quantité de combustible nécessaire pour obtenir la même puissance thermique.  Les tours de refroidissement et les systèmes d’eau de condensation exempts de tartre, de dépôts et d’encrassement microbiologique sont mieux à même de maintenir un rejet de chaleur efficace et les performances globales du système de refroidissement, réduisant ainsi les besoins énergétiques supplémentaires pouvant résulter d’un transfert thermique dégradé. Pour les installations situées en Ontario, en Colombie-Britannique et au Québec, où les exigences en matière de déclaration des émissions des bâtiments se renforcent, cette documentation présente une réelle valeur qui va au-delà de la simple facture énergétique.

Établir l'analyse de rentabilité

Pour les responsables d'installations qui doivent justifier un investissement dans le traitement de l'eau auprès des propriétaires ou des bailleurs de fonds, les éléments clés d'une analyse de rentabilité sont les suivants :

• Dépenses énergétiques actuelles liées aux systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) et aux systèmes de production, ainsi qu’au carburant et à l’électricité
• L'amélioration estimée du rendement grâce au traitement peut aller de 5 % à 15 % pour les systèmes présentant déjà du tartre ou des dépôts.
• Calendrier de remplacement des équipements et report des coûts d'investissement
• Coûts d'entretien réactif évités sur la base des données historiques
• Programmes d'incitation ou remises disponibles pour les améliorations avérées en matière d'efficacité énergétique

Un programme de traitement de l'eau destiné aux systèmes CVC, correctement mis en œuvre, peut générer un retour sur investissement mesurable grâce à l'optimisation de l'efficacité énergétique, à la réduction des coûts d'entretien et à la protection contre les pannes prématurées des équipements.

Choisir le bon partenaire

Le traitement de l'eau est une discipline technique. La chimie mise en œuvre dépend de la qualité de l'eau de votre installation, des matériaux de construction et des conditions d'exploitation. Une erreur – un inhibiteur inadapté, un biocide inapproprié ou des paramètres de contrôle mal choisis – peut causer plus de dégâts que l'absence totale de traitement.

Depuis plus de 40 ans, Pace Solutions accompagne des installations industrielles, de production et commerciales partout au Canada. Notre équipe de service s'appuie sur des technologues certifiés en traitement de l'eau (CWT), et nos programmes reposent sur une connaissance approfondie des systèmes que nous traitons. Si votre site exploite des systèmes sans programme de traitement de l'eau documenté, ou si votre programme actuel n'a pas fait l'objet d'une révision récente, contactez votre représentant régional Pace pour une évaluation de votre site.