Chauffe-eau, phase 1 – surplus d’énergie solaire

J’ai acheté récemment un chauffe-eau Nautic-Therm Stehend ME 230V 330W 20L de la marque Elgena. C’est un chauffe-eau électrique (petit volume, petite résistance) qui peut fonctionner avec le surplus d’énergie solaire l’été, ou avec les calories du poêle l’hiver :

  • Volume 20L : On consomme 15 à 20L d’eau/j/p donc 20L d’eau chaude c’est largement trop pour nous. Mais ça a un peu d’inertie alors on peut avoir 2 jours d’eau chaude en cas de mauvais temps…
  • Résistance électrique 330W : le convertisseur de mon installation solaire permet 700W, comme ça j’ai un peu de marge pour le reste…
  • Échangeur de chaleur : pour plus tard brancher le poêle dessus…

A la base c’est un chauffe-eau de camion : l’échangeur est initialement conçu pour récupérer les calories du moteur (le liquide de refroidissement circule et la chaleur du moteur qui roule réchauffe l’eau). De mon côté, cet échangeur servira à chauffer l’eau l’hiver avec une circulation autour du poêle… mais ça sera plus tard… bien plus tard… phase 2…

La limite de l’utilisation d’un chauffe-eau de camion, c’est qu’il va falloir restreindre la pression à 2,5bar MAX (indiqué dans la notice) car ils ne sont pas faits pour être connectés au réseau (au moins 3 – 4 bar), mais pour fonctionner avec des petites pompes dans les camions… Il suffit pour cela d’ajouter un limitateur de pression avec manomètre pour s’assurer d’être dans les clous.

Installation

L’installation du chauffe-eau est faite « le plus haut possible » (au plus proche du plafond), non loin du poêle (à ~2m50) dans la prévision de son raccordement sur celui-ci l’hiver (par thermosiphon, d’où la hauteur…)

Bon c’est facilement résumé en 5 photos mais y’a eu : test de mise en eau (ha mince ça fuit), réparation, test de mise en eau, (ha mince ça fuit…) … … Bref, je suis nul en plomberie.

Test température des parois

Après allumage durant 2h voilà les températures extérieures constatées.

Tout ça me fait dire qu’il n’est pas si mal isolé, mais qu’une petite couche en plus ne serait pas de trop (dans le futur), et qu’en cas de canicule, il faudra que le chauffe-eau reste éteint pour ne pas ajouter des °C inutilement dans la maison (on a d’autres moyen de faire chauffer de l’eau en cas de canicule, un bidon en plein soleil ça monte vite en température, encore plus avec une marmite dans le four solaire…)

Combien de temps pour chauffer l’eau ?

Combien de temps ce ballon va-t-il mettre à chauffer toute son eau en admettant qu’on parte d’une eau complètement froide (ce qui est rarement le cas, l’eau est souvent encore chaude de la veille). Les données dans le détails :

  • 80°C c’est la température max du chauffe-eau
  • 15°C c’est la température estimée de l’eau dans le réseau d’eau (même si c’est variable)
  • 330W la résistance électrique de mon chauffe-eau
  • 20L c’est la capacité du chauffe-eau
  • 1,5106Wh c’est la puissance nécessaire pour monter 1L d’eau de 1°C (en théorie c’est plutôt 1,162Wh pour monter 1L d’eau d’1°C, mais en admettant une efficacité énergétique de 70% pour un chauffe-eau électrique ça monte à 1,5106Wh pour monter 1L d’eau à 1°C.)

( (80°C-15°C) x (1,5106Wh x 1000) x 20L ) / (330Wh / 1000) = 5,9h

Ce ballon de 20L avec sa résistance de 330W met donc 5h54 à chauffer une eau froide à 80°C.

C’est à pas grand chose près ce que j’ai constaté en pratique. Et encore une fois, normalement on ne part jamais d’une eau froide, l’eau est encore un peu chaude de la veille…

Allumage automatique avec le surplus d’énergie solaire

Avec mon installation solaire électrique autonome j’ai développé PvMonit qui me permet de monitorer mon installation et de gérer le surplus d’énergie (router l’énergie) quand il y en a…

Voilà les scripts qui allument le chauffe-eau quand :

  • Le régulateur est en mode « float » (fin de charge)
  • La puissance mesurée sur la batterie est supérieure à 0 (sinon ça veut dire que la batterie est en décharge)

En Blockly :

En PHP :

// Retour par défaut
// 1 relai éteint
// 2 relai allumé
$retour_mod = 1;
// Pour l'affichage dans le log
$retour_log = null;
if (MpptFlo($data['CS'], 60)) {
  // Si le relai 1 c'est allumé puis éteint, c'est à nous...
  if (($data['P']) > 0) {
    $retour_log = 'Le régulateur est à Float et on ne tire pas sur les batteries, il y a donc de l\'énergie potentielle inutilisé, on allume !';
    $retour_mod = 2;
  }
}
print('Le MOD est décidé à : ' . $retour_mod);
print('Retour de log : ' . $retour_log);

Bien entendu il est aussi possible d’ajouter d’autres paramètres conditions comme « la température de la pièce » et si celle-ci passe au dessus de 25°C, laisse le chauffe-eau à l’arrêt pour éviter la surchauffe de la maison…

Les effets sur la consommation journalière

Mon installation solaire autonome est dimensionnée pour 1kWh/j et avec la gestion du surplus d’énergie et l’arrivé du chauffe-eau, au mois de septembre j’arrive à exploiter jusqu’à 4kWh/j d’énergie solaire (sans plus de matériel, sans plus d’investissement…). Bien sûr ce ne sera pas possible toute l’année (particulièrement décembre, janvier, février par chez moi).

L’amortissement de mon installation solaire est d’autant plus conséquent…

Cuisine Ikémoi

Et oui, parce que construire en rond c’est bien, c’est beau, c’est pertinent (j’en parle ici), mais si tu veux optimiser un peu l’espace, faut faire ses meubles soi-même…. Soit ! Une partie importante dans ma maison c’est la cuisine, c’est donc parti pour sa conception.

Pour faciliter le travail, je me suis dit que j’allais la faire en panneaux de bois. J’ai trouvé dans un magasin de destockage des panneaux (2 feuilles de contreplaqué avec au milieu du massif) à 35€ le panneau de 15mm, 120cm x 250cm (c’est 2 fois moins cher que « neuf » pour du peuplier, à épaisseur égale). J’ai tout fait avec ces panneaux (9 au total soit 315€ + 2 plaques de médium pour les fonds de meubles, 2 chutes de plan de travail à 15€ pièce). A ça s’ajoutent 4 coulisses à tiroir {~7€ pièce) , un vérin à 10€, quelques charnières (mais une bonne partie de récup’) et des vis… ça monte peut être à 370€ mais pas plus… Pour une cuisine sur mesure, c’est honnête, par contre c’est au moins 1 mois de travail (peu d’angles droits…).

Le dessin théorique

Les placards suspendus sont fixés sur des poteaux. Si on veut les fixer au mur, il faut avoir prévu des montants de bois noyés dans l’enduit terre, ce que je n’ai pas fait…

C’est parti pour le meuble de gauche :

Et meuble du bas à droite :

Les meubles suspendus :

Les tiroirs :

Le tourniquet de l’angle, je n’en suis que moyennement satisfait donc je ne détaille pas trop (avec le poids, ça ne tourne pas bien…). Faudrait faire une V2 mais voici la V1 :

Petit plus : un placard égouttoir à vaisselle (apparemment, ça serait Finlandais). Un placard égouttoir, c’est fait pour ranger sa vaisselle non essuyée et qu’elle continue de sécher « rangée », du coup il n’y a rien à traîner sur le bord de l’évier + rien à re-ranger quand c’est sec (ce que je n’arrive pas à m’astreindre à faire, donc l’égouttoir est toujours plein au bord de l’évier). Ce placard est étanche grâce aux chutes d’EPDM de la toiture, il y a une pente et une évacuation des eaux vers les eaux usées.

Je me suis amusé aussi à intégrer un compost dans le plan de travail. Ce qui fait que quand on coupe les légumes sur celui-ci il n’y a plus qu’à les pousser dans le trou prévu à cet effet. J’ai pris une chute de PVC avec un bouchon (pour pouvoir ouvrir de part en part et rincer) qui se glisse dans un trou sur le plan de travail… rien de plus.

L’heure des finitions… :

  • La crédence en contre plaqué marine peinte avec une peinture maison (vin, œuf, lait et pigments…) puis cirée pour rendre la peinture lessivable.
  • Les poignées sont faites avec des chutes de tripli que je suis venu défoncé sur un bord.

Et voilà le résultat :

Je n’avais pas de machine de menuisier (scie sur table ou autre). J’ai tout fait à la scie circulaire + règle et défonceuse. Du coup, j’ai mis beaucoup de temps et les découpes ne sont pas toutes parfaites… Mais je suis quand même content du résultat !

Lit mezzanine / Cloisons torchis

On s’est fait un lit mezzanine avec les restes de voliges (pour le plancher) et les restes de poteaux de charpente. On l’a faite un peu plus grande qu’une mezzanine classique pour pouvoir mettre du rangement en haut. En dessous de la mezzanine il y a la chambre de « la petite ». Cette chambre d’enfant est cloisonnée en torchis, parce que c’est phoniquement pertinent et c’est pas cher (gratuit ?). Même s’il est prévu une large porte pour apporter un maximum de lumière, j’ai prévu un éclairage LED en 4 points (4 coins) avec variateur de puissance pour un maximum de confort lumineux.

La structure en bois

Avant de faire notre dalle terre, j’ai coulé des plots de 40 x 40 x 20cm de haut aux emplacements des poteaux qui constituent la structure du lit. J’ai fait des coffrages (perdus) remplis de 2 vol de caillou, 1 sable, 1 chaux NHL5.

J’ai ensuite fait ma structure bois avec les chutes de la charpente pour le bois rond, les voliges en douglas (22mm) pour le « plancher » de la mezzanine, et j’ai acheté du 4×20 pour le tour du lit.

Le tour est assemblé avec les poteaux grâce à des tourillons + des équerres (qui seront noyées dans l’enduit).

Pour le plancher, une longue volige en 33mm assemblée sur deux petites de 22 font une travée centrale (mes chutes de voliges en 22 n’était pas suffisamment longues pour aller de bout en bout…).

J’ai coulé un peu de mortier autour des poteaux pour qu’ils ne bougent pas en attendant la dalle de finition.

Le torchis

il y a moult façon de mettre en œuvre du torchis (boule, mèche, plaque…). Nous avons choisie la méthode « mèche » / torche.

Support

Le support a été réalisé en bambou fendu. Parce que le bambou il y en a pas mal autour de nous, il n’y a qu’à se pencher, c’est gratuit. J’ai utilisé un vieux ciseau à bois pour fendre les bambous. Le bambou vient se glisser dans des trous percés dans les poteaux du lit. J’ai ajouté une « tresse » verticale pour apporter un peu de raideur à l’ensemble.

A noter que si vous faites des murs extérieurs, il est conseillé de faire un support en bois ayant une bonne tenue à la putréfaction…

Les mèches / torches

Il faut commencer par faire une barbotine un peu liquide mais pas trop (crémeuse). On place une poignée de barbotine dans une gamate, on attrape un peu de paille (les brins tous dans le même sens) qu’on vient imprégner de barbotine. Ensuite on forme la torche en la pressant / en l’entortillant comme pour l’essorer.

On enroule la torche autour du bambou : par le dessus et on vient la tourner en dessous. On commence de bas en haut et on tâche de serrer les torches au maximum les unes des autres.

L’enduit de finition a été détaillé dans un article dédié. Une fine couche d’enduit de corps a été posée pour aplanir le mur et faciliter la pose de l’enduit de finition.

La porte

La porte a été faite en Tripli parce que même si ça coûte cher, c’est des jolies plaques de bois – et là elles se voient bien – donc on a lâché un billet.

J’ai aussi acheté le système de rails coulissants (30€ l’unité – suspendu par le haut avec un guide en bas). Le truc qui est pénible, c’est de faire la rainure dans le bois en bas quand on est pas dans un atelier de menuiserie… En gros je me suis débrouillé avec l’épaisseur de la lame de scie circulaire mais c’était pas très sécur…

Aménagement / Rangement…

J’ai fait un escalier avec les chutes de voliges en douglas de 33mm qui me restaient du toit. J’ai fait un escalier double pente pour pas encombrer la porte d’entrée (c’était pénible à faire mais ça fait chouette) et des tiroirs à chaque niveau (pas 1 seul angle droit, et pas 2 tiroirs identiques… pfff le temps passé je vous raconte pas…).

Des étagères pour ranger des objets, plein d’objets !!!

Phytoépuration, mise en œuvre

Cet article fait suite à mon article phytoépuration, histoire de SPANC et de dérogation, sauf que là on met les mains dedans…

Nous allons mettre en œuvre un filtre planté FV 3EH (3 équivalents habitant) agréé par Aquatiris, le chantier est en auto-construction. Aquatiris passe faire des visites de contrôle pour valider certaines étapes du chantier.

Poste de relevage

Le terrain n’avait pas suffisamment de pente pour que la gravité suffise… Il nous a fallu passer par un poste de relevage. Celui-ci est là pour mettre l’eau sous pression avec une pompe pour remonter l’eau…  Dans notre contexte d’autonomie électrique et donc de non abondance, il fallait que la pompe consomme peu. Parce que nous ne faisons pas caca dans de l’eau potable, nous avons pu opter pour une pompe à eau claire qui ne consomme que 250W. Pour l’avoir testé, elle vide le poste de relevage de 350L en quelques minutes, c’est parfait (car elle n’est pas longtemps allumée…) ! De plus avec notre consommation d’eau, j’estime qu’on pourrait l’allumer uniquement tout les ~9 jours en théorie. En général (connecté sur un réseau à l’électricité faussement abondante), les pompes de relevage s’allument dès que le niveau d’eau dépasse un certain seuil, c’est automatique. De notre côté, nous avons opté pour une solution manuelle qui nous permet d’allumer la pompe uniquement s’il fait beau (quand les panneaux solaires produisent). Dans ce cas :

  • Le flotteur de déclenchement de la pompe est mis au plus bas
  • Une alarme de trop plein (fonctionnant avec une pile 9V)  va être installé et le flotteur sera mis au 2/3 de la cuve

Le déclenchement de la pompe sera donc manuel et une alarme nous signifiera que c’est presque plein.

Sur notre terrain, l’eau n’est jamais loin. J’ai donc ajouté un puits de décompression à côté du poste de relevage. Sa mise en œuvre est simple, c’est un tuyau à la verticale, à côté du poste de relevage. Ça permet d’éviter une grosse poussée de l’eau sous le poste ce qui aurait pour effet de le faire remonter. J’ai quand même aussi pris la précaution de couler un peu de béton au fond de celui-ci (toujours dans le même but : éviter qu’il ne remonte quand il est vide d’eau, et donc plein d’air).

Le poste de relevage a été installé en amont de la phytoépuration, toujours pour ces mêmes raisons d’économies d’électricité. En effet, s’il est après la phyto, il doit aussi relever les eaux de pluie qui tombent dans le bac… La pluie arrivant plutôt en hiver quand le soleil est plus rare (et l’électricité aussi, pour une installation solaire autonome), ce n’est pas le moment de devoir déclencher fréquemment la pompe…

Mise en œuvre de la phyto

Aquatiris fournit les regards, le bac, le poste de relevage, les vannes, les roseaux et un guide… le reste est à notre charge (tuyaux pvc, granulats…).

Dans le bac étanche, il y a (de bas en haut) :

  • Un épandrain (tuyaux PVC 100 rainuré) qui va vers l’évacuation pour recueillir l’eau filtrée
  • Du gravier 10/20 (20cm)
  • Du gravillon 4/8 (30cm)
  • Du sable (10cm)
  • Des roseaux

Au milieux du bac, il y a une cloison pour le séparer en 2. En amont, il y a un poste de répartition avec des vannes guillotines pour alterner l’écoulement d’un bac à l’autre.

Retours

Quand j’ai reçu le devis, j’ai trouvé ça cher : ~4000€, et en plus ça ne comprend même pas les granulats et bon nombre de tuyaux PVC qui vont pourtant à l’intérieur de la filière (que les tuyaux PVC en amont et aval ne soit pas compris dans le prix, je peux le comprendre : c’est différent à chaque fois, c’est à la charge du client). En gros c’est « juste » le prix pour : un gros bac en plastique, le poste de relevage, la pompe de répartition, de prélèvement, des grilles, un bout de géotextile, 2 vannes et 3, 4 joints forsheda… Au total, de notre côté on va s’en sortir pour 4500-5000€ (tout tout compris).

Aquatiris, c’est donc cher (même en auto-construction) et c’est beaucoup de plastique… La phytoépuration reste tout de même l’assainissement qui a le plus de sens pour moi à l’heure actuelle… le moins pire (niveau pollution, durée de vie…) malgré le plastique.

Je conseille l’autoconstruction, c’est franchement facile à faire… C’est d’ailleurs plus une histoire de bras que de tête. Si vous savez vous servir d’une pelle vous avez 95% des compétences, il reste plus qu’a apprendre à coller 2 tubes de PVC entre eux (pas sorcier).

 

Phytoépuration, histoire de SPANC et de dérogation

Pour l’instant, avec la yourte on était plutôt dans la démarche eautarcie.org : pas d’épuration car pas de pollution. C’est à mon sens ce qu’il y a de plus pertinent à faire.

Malgré ça, maintenant que nous avons un terrain et un projet de construction « déclaré », il nous est imposé un système d’assainissement agréé. Le tout à l’égout ne passe pas (sinon il y a obligation de se raccorder) donc nous nous orientons vers une phytoépuration (assainissement par les plantes).

Le système de phytoépuration « eau vivante » était le système idéal pour nous. C’est un système conçu pour les foyers ayant des toilettes sèches, la connaissance s’acquiert en chantier participatif… Parfait ! Le hic c’est qu’il n’a pas d’agrément. Après un premier contact avec le SPANC (organisme qui gère les assainissements) de notre coin, la réponse fût clair :

Aucun système non agréé n’est toléré !

Bon bon…

Du coup nous nous sommes tournés vers un bureau d’étude pour réaliser l’étude de sol nécessaire pour le dossier du SPANC et nous avons choisi de partir sur un système Aquatiris. Notamment parce qu’il on un agrément pour des petites filières : 3EH (Équivalent Habitant).

Ces « EH » (Équivalent Habitant) sont calculés selon différents critères (nombre d’habitants, surface du logement…). 1EH vaut pour ~150L d’eau/j/personne (la moyenne française). Or nous consommons à ce jour moins de 20L d’eau/j/personne. Mais ça ils s’en fichent, c’est le standard qui est pris en compte… Les toilettes sèches étant prises en compte par les normes, elles permettent un calcul à 0,6EH au lieu de 1EH. Par exemple un système prévu pour 3EH toilette à eau, nous permet d’être 5EH avec des toilettes sèches (0,6×5=3).

Seulement voilà, le bureau d’étude avait connaissance d’une nouvelle loi qui obligeait les dimensionnements de filière à minimum 4EH. Après la 3EH exclue de fait, la suivante sur la liste Aquatiris, adaptée à notre terrain, est une filière 5EH…  L’étude conclut que la filière 5EH sera sur-dimensionnée et qu’il faudra l’arroser l’été… Là, je me suis dit qu’on marchait sur la tête : ajouter de l’eau dans notre assainissement parce qu’on en rejette pas suffisamment… C’était pas possible !

On a réussi à obtenir un rendez-vous avec le SPANC (non sans peine) pour lui déposer l’étude en main propre et lui faire part de l’absurdité de la conclusion de l’étude (issue de la lecture stricte des textes). Quelques semaines plus tard, le SPANC donne une suite favorable à notre demande et nous autorise (par dérogation) à installer une 3EH. OUF !!!

Petite victoire mais victoire quand même !