A5 Production ECS

8/16/2019 A5 Production ECS

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OOBBJJ EETT Cet ouvrage est destiné aux professionnels qui interviennent surles installations de production d’eau chaude sanitaire (ECS)électrique des bâtiments résidentiels et tertiaires.

Il présente de manière illustrée les points clés pour :•••• concevoir une installation nouvelle,•••• réaliser la mise en service,•••• assurer l’entretien et la maintenance d’une installation d’ECS.

Cet ouvrage accorde une place importante à la limitation du risquesanitaire lié au développement des légionelles. Il présentenotamment les exigences de l’arrêté du 30 novembre 2005,applicable depuis le 15 décembre 2006, qui vise à limiter ce risqueainsi que les brûlures par l’ECS.

Cet ouvrage traite aussi les aspects de maîtrise desconsommations d’énergie et de confort liés aux installationsd’ECS.

Il a été élaboré par le COSTIC (Centre d’Etudes et de FormationGénie Climatique Equipement Technique du Bâtiment) grâce ausoutien et à la participation :•••• de la FFB, Fédération Française du Bâtiment,•••• et d’EDF, Electricité de France,dans le cadre de leur partenariat.

Des représentants des organisations professionnelles :•••• UCF-FFB, Union Climatique de France - Fédération Française

du Bâtiment,•••• FFIE, Fédération Française des Installateurs Electriciens,

ont participé à sa réalisation.


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SSOOMMMMAAIIRREE

PARTIE 1 : CONCEPTION

Régler les températures...................................................... 4Prévenir le risque légionelle................................................5Choisir une solution de production d’ECS individuelle........6Choisir une solution de production d’ECS solaire collective............................................................................................ 8Concevoir la production d’ECS collective .........................10Dimensionner la production d’ECS...................................12Choisir les matériaux de la distribution d’ECS…. .............14Concevoir la distribution d’ECS ........................................ 16Equiper la boucle d’ECS…………………………..……….. 18Choisir les épaisseurs de calorifuge de la boucle.............19Dimensionner la boucle d’ECS ......................................... 20Prévenir les risques de brûlure ......................................... 22

Limiter l’entartrage ............................................................ 24Prévenir la corrosion…………...........................................26Traiter l’eau .......................................................................28

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PARTIE 2 : MISE EN SERVICE

Mettre en service l’installation………………………………30

PARTIE 3 : ENTRETIEN / MAINTENANCE

Adapter l’entretien en fonction du niveau de risque..... ….32Gérer les risques sanitaires ..............................................33Entretenir les postes de traitement d’eau .........................34Entretenir les ballons d’ECS .............................................36

Entretenir la distribution d’ECS………. .............................37Surveiller les installations……………................................38

PARTIE 4 : EN SAVOIR PLUS

Textes de référence .......................................................... 40Pour en savoir plus ........................................................... 42Quelques adresses utiles..................................................44


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CONCEPTION

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RREEGGLLEERR LLEESS TTEEMMPPEERRAATTUURREESS

CCEE QQUUEE DDIITT LLAA RREEGGLLEEMMEENNTTAATTIIOONN Arrêté du 30 novembre 2005 (*) modifiant l’article 36 de l’arrêté du 23 juin 1978 applicable à partir du 15 décembre 2006 aux nouvellesinstallations d’ECS (production et distribution neuves)

•••• Si stockage < 400 l et volume entre leballon et le point le plus éloigné ≤≤≤≤ 3 l

•••• Si stockage < 400 l et volume entre leballon et le point le plus éloigné > 3 l

•••• Si stockage ≥≥≥≥ 400 l et volume entre le ballon et le point le plus éloigné > 3 l

(*) voir pages 10, 17 et 22

CONCEPTION

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Les Legionella se retrouventtransportées jusqu’aux pui-sages aprèsarrachage debiofilms.

TransfertDDééppôôtt Croissance Arrachage

Tartre Corrosion

Biofilms Matériaux (âge, état, nature)

Qualité eau(matières organiques,métaux, minérauxbiocides résiduels)Régime hydrauliqueTempérature

PPRREEVVEENNIIRR LLEE RRIISSQQUUEE LLEEGGIIOONNEELLLLEE

LLIIMMIITTEERR LLEESS FFAACCTTEEUURRSS DDEE RRIISSQQUUEE Les paramètres à maîtriser, lors de la conception et de l’entretiende l’installation, pour limiter le développement des biofilms, au seindesquels les micro-organismes prolifèrent, sont :•••• Les températures

Les légionelles se multipliententre 20-25°C et45°C avec un optimum vers 35°C. Aux alentoursde 45°C, la multiplication se ralentit. En dessousde 20°C, les légionelles sont à l’état dedormance.Les durées pour réduire de 90% une populationde Legionella pneumophila en suspension sontestimées à environ 6 h à 50°C, 45 s à 60°C et30 s à 70°C. En pratique, il faut majorer trèsfortement ces valeurs pour tenir compte de l’effetprotecteur des biofilms et des dépôts.

•••• La corrosion et l’entartrageLes dépôts de tartre et les produits de corrosion créent des« zones de niche » favorables au développement des biofilms. Lesdépôts de fer et de zinc ont aussi un rôle nutritionnel.

•••• Les vitesses de circulationLa stagnation et les faibles vitesses favorisent la croissance desbiofilms.


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CONCEPTION

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CCHHOOIISSIIRR UUNNEE DDEE PPRROODDUUCCTTIIOONN

LLeess cchhaauuffffee--eeaauu éélleeccttrriiqquueess iinnddiivviidduueellss Les chauffe-eau verticaux sont àpréférer aux horizontaux qui présen-tent un volume interface plus importantentre l’eau chaude et l’eau froide à destempératures intermédiaires favora-bles aux développements bactériens.

Les chauffe-eau à double puissanceou à chauffe accélérée permettent unréchauffage rapide du volume pourrépondre à des besoins exceptionnels.

Les petits chauffe-eau de moins de 50 litressont particulièrement bien adaptés pour un postede puisage isolé.

LLeess cchhaauuffffee--eeaauu tthheerrmmooddyynnaammiiqquueess

Ce sont des pompes à chaleur (PAC)dédiées à la production d’ECS. Ils sontdotés d’une résistance électriqued’appoint afin d’atteindre des tempéra-tures suffisantes.Certaines PAC utilisées pour le chauf-fage des maisons peuvent assureraussi un préchauffage de l’ECS.

Attention à l’accessibilité des systèmes pour l’entretien

LLeess ss yyss ttèèmmeess ddee pprroodduuccttiioonn iinnss ttaannttaannééeeIls peuvent être choisis pour un poste de puisagetrès rarement utilisé.

CONCEPTION

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SSOOLLUUTTIIOONN DD’’EECCSS IINNDDIIVVIIDDUUEELLLLEE LLeess cchhaauuffffee--eeaauu éélleeccttrrooss oollaaiirreess iinnddiivviidduueellss ((CCEESSII)) Pour économiser jusqu’à 60% de l’énergie nécessaire à laproduction annuelle d’ECS.Pour répondre aux nouveaux objectifs de la réglementationthermique de 2005 visant à une diminution de la consommationénergétique dans les bâtiments neufs.

Dans une maisonneuve, installer enpriorité un systèmeà appoint intégré,pour un encombre-ment moindre.

Dans une maison existante , installerun système àappoint séparéou intégré.

L’arrêté du 30 novembre 2005 impose des limitations detempératures au niveau du stockage d’ECS si le volume du ballonest supérieur ou égal à 400 litres (voir pages 4 et 10).

Pour en savoir plus :Guide pour l’installateur - Eau chaude sanitaire solaire : Individuelet collectif - COSTIC, ADEME, FFB

CESI à appoint électrique séparé

CESI à appoint électrique intégré


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CONCEPTION

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CCHHOOIISSIIRR UUNNEE DDEE PPRROODDUUCCTTIIOONN DD’’EECCSS

En collectif, pour les petites installations, les schémas adoptéssont analogues à ceux rencontrés dans l’individuel (voir pageprécédente).Pour les installations de plus grande taille, avec en général unesurface de capteurs supérieure à 40 m², l’échangeur assurant leréchauffage du ballon solaire est extérieur au stockage.

SSttoocckkaaggee ss oollaaiirree cceennttrraalliisséé,, aappppooiinntt cceennttrraalliiss éé iinnttééggrréé Cette configurationest mise en oeuvrelorsque lesbesoins d’ECSsont limités.

SSttoocckkaaggee ss oollaaiirree cceennttrraalliisséé,, aappppooiinntt cceennttrraalliiss éé ss ééppaarréé Ce schéma est adopté lorsque le volume de stockage est plusimportant. Il permet aussiun encombrementmoindre enhauteur.

(*)

(*)

(*) Le premier régulateur peut être remplacé par un interrupteur crépusculaire

CONCEPTION

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SSOOLLUUTTIIOONN SSOOLLAAIIRREE CCOOLLLLEECCTTIIVVEE D’autres solutions sont également proposées.

SSttoocckkaaggee ss oollaaiirree ddiivviisséé,, aappppooiinntt iinnttééggrréé

SSttoocckkaaggee ss oollaaiirree nnoonn ss aanniittaaiirree Pour limiter les risques sanitaires, des solutions avec stockagesolaire non sanitaire commencent à être développées.

Pour en savoir plus :Guide pour l’installateur - Eau chaude sanitaire solaire : Individuelet collectif - COSTIC, ADEME, FFBGuide de conception des installations d'ECS solaires collectivesindividualisées - CSTB, ADEME, EDF - en préparation

Il permet uneindividualisation des charges d’ECSet une suppression duréseau de distributiond'ECS collectif.

Il requiert unéquilibrage précis et une accessibilitéaux organes de réglagedans les partiescommunes.


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CONCEPTION

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T

Ajouter une pomped'homogénéisationafin de réchaufferl’ensemble du volu-me stocké.

Fixer la consignedu réchauffeur deboucle de manièreà maintenir enpermanence unetempérature d’aumoins 50°C.

Raccorder les ballons d'ECS en série .

Un raccordement en parallèle multiplieles volumes interfaces eau chaude/eaufroide à des températures intermédiaireset peut, de par les déséquilibres hydrau-liques, générer un inconfort.

CCOONNCCEEVVOOIIRR DD’’EECCSS

LLIIMMIITTEERR LLEESS ZZOONNEESS AA DDEESS TTEEMMPPEERRAATTUURREESS FFAAVVOORRAABBLLEESS AAUUXX

DDEEVVEELLOOPPPPEEMMEENNTTSS BBAACCTTEERRIIEENNSS

Utiliser de préférence un réchauffeurde boucle afin de ne pas engendrer destempératures de stockage trop faibles.Cette configuration est néanmoins pluspénalisante sur le plan tarifaire.Choisir de préférence comme réchauf-feur de boucle, un ballon de petitecapacité moins sensible aux dépôtsqu’un réchauffeur tubulaire.

Arrêté du 30 novembre 2005 : Si le volume total de stockageest ≥≥≥≥ à 400 litres, l'eau contenue dans les ballons de stockage,à l'exclusion des ballons de préchauffage, doit être :- en permanence à une température ≥≥≥≥ à 55 °C en sortie .- ou être portée à une température suffisante au moins une fois

par 24 h (60 min à 60°C , 4 min à 65°C ou 2 min≥ à 70 °C).

CONCEPTION

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LLAA PPRROODDUUCCTTIIOONN CCOOLLLLEECCTTIIVVEE

PPRREEVVOOIIRR LL’’EENNTTRREETTIIEENN DDÈÈSS LLAA CCOONNCCEEPPTTIIOONN

Des thermomètres pour contrôler les températures d’ECSen sortie de production et éventuellement dans la partiehaute des ballons. Des sondes de température peuvent être

prévues aux mêmes emplacements si le bâtiment est équipéd’un système de gestion technique du bâtiment.La température d’ECS est un paramètre essentiel à contrôler

pour limiter les risquesde développement

de légionelles.Une trappe de visiteou, à partir de 1000 l,trou d’homme d’aumoins 50 cm, indispen-sable pour le nettoy-age et l’inspection duballon.

Une vanne de vidange et de chasse¼ de tour, de diamètre important, enpoint bas de ballon, avec une

évacuation dotée d’une garde d’airsuffisante, indispensable pour pouvoireffectuer les chasses périodiques.

Un robinet deprélèvement enpoint bas deballon pour effec-tuer les analyseslégionelles.


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CONCEPTION

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5 10 15 20 25 30 4035

pH8,5

8,0

7,5

7,0

6,5

1 0 ° C 2 0 ° C 3 0 ° C 4 0 ° C

6 0 ° C

8 0 ° C

AGRESSIVITE

ENTARTRAGE

Degrés TACou Degrés TH pour les eaux adoucies par permutation

LLIIMMIITTEERR

EEVVAALLUUEERR LLEE PPOOTTEENNTTIIEELL DD’’EENNTTAARRTTRRAAGGEE Pour décider de la mise en œuvre ou non d’un posted’adoucissement, déterminer le pouvoir entartrant de l’eau à partirde ses caractéristiques (pH, TAC, TH,…). Pour cela, l’utilisation dela méthode de Poirier et Legrand est recommandée.

En première approche, les courbes de pH d’équilibre de Tillmans,ci-après, permettent de savoir simplement si l’eau estagressive,neutre ou entartrante (pour des eaux d’une dureté supérieure à5°f et dont les sels dissous sont constitués essent iellement debicarbonate de calcium).

Exemple :pH = 7,5TAC = 15°f

A 20°C, l’eauest agressive.A 60°C, elleest entartrante.

CONCEPTION

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Le placer à l’abrides sources decontamination,dans un localventilénon sur-chauffé, horsgel et muni d’unpoint d’eau pota-ble.

LL’’EENNTTAARRTTRRAAGGEE

AAGGIIRR SSUURR LLEE CCHHOOIIXX DDEESS RREESSIISSTTAANNCCEESS •••• Choisir de préférence une résistance électrique

dont le flux thermique, c’est à dire la puissanceémise par unité de surface, est inférieur à 5W/cm². L’entartrage sera sensiblement plus faible.

•••• Sur les grosses capacités, préférer l’usage deplusieurs résistances afin de limiter le fluxthermique.

Par ailleurs, plus la température de production est élevée plus lerisque d’entartrage est important.

IINNSSTTAALLLLEERR UUNN AADDOOUUCCIISSSSEEUURR

•••• Ne pas traiter toute l’eau froide , dans le cas d’une installationcollective.

••••Maintenir une dureté résiduelle en sortie d’adoucisseur,généralement entre 8°f et 15°f. Une eau trop adouci e peuts’avérer corrosive, si le pH est faible (8,5).


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MISE EN SERVICE MISE EN SERVICE


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MISE EN SERVICE

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MMEETTTTRREE EENN SSEERRVVIICCEE

MMEETTTTRREE AAUU PPOOIINNTT La mise au point est une phase trop souvent négligée, elle estpourtant indispensable pour satisfaire les objectifs de sécurité vis àvis des risques sanitaires, de disponibilité, d’économie et deconfort. Elle consiste principalement àvérifier, mettre en marche,régler et mesurer .•••• Vérifier la conformité de l’installation.•••• Vérifier les plans (absence de bras mort).•••• Réaliser les essais d’étanchéité.•••• Régler l’installation :

- Les pressions, les températures,les débits.

- Les postes de traitement d’eau….

•••• Procéder aux essais de fonctionne-ment :- Vérifier les pressions après le

surpresseur et les réducteurs.- Contrôler les appareils de mesure

à demeure.- Mesurer les températures en

sortie de ballon.- Mesurer les températures sur

chaque départ et retour de boucle.

Consigner les différentes opérations de mise aupoint effectuées. Noter, en particulier, dans unefiche récapitulative, les réglages des organesd’équilibrage, ces derniers devant être repérés.

MISE EN SERVICE

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LL’’IINNSSTTAALLLLAATTIIOONN

DD

EE

SS

IINN

FF

EE

CC

TT

EE

RR

LL

’’IINN

SS

TT

AA

LL

LL

AA

TT

IIOO

NN

•••• Rincer pendant 2h à une vitesse

d’au moins 1 m/s.•••• puis désinfecter l’installation :

- retirer et désinfecter les pé-riphériques (douchettes,…)

- remplir le réseau,- ouvrir modérément les exutoiressitués en bout d’antenne,

- injecter la solution désinfectante(chlore et permanganate depotassium). Attention à lacompatibilité avec les matériaux,

- ouvrir chaque exutoire des branches les plus basses vers les

plus hautes jusqu’à apparition de la couleur violet,- isoler le réseau et laisser le temps de contact nécessaire.•••• procéder ensuite aurinçage final :

- rincer énergiquement pendant 2 h,- puis rincer à débit modéré pendant 24 h.

Le règlement sanitaire impose un rinçage et une désinfection desréseaux d’eau avant leur mise ou remise en service validés par uncontrôle analytique.

MMEETTTTRREE EENN MMAAIINN •••• Présenter au client les consignes de bon usage et de bon

entretien et réceptionner l’installation avec lui.•••• Remettre le dossier technique complet de l’installation

indispensables pour assurer l’entretien de l’installation (notices,plans, fiches de mise au point,…).

Chlore :- 100 mg/l pendant 3 h, ou- 50 mg/l pendant 6 h, ou- 25 mg/l pendant 12 h, ou- 15 mg/l pendant 24 h

ENTRETIEN / MAINTENANCE ENTRETIEN / MAINTENANCE


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ENTRETIEN / MAINTENANCE

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AADDAAPPTTEERR LL’’EENNTTRREETTIIEENN EENN FFOONNCCTTIIOONN DDUU NNIIVVEEAAUU DDEE

RRIISSQQUUEE L’entretien et la maintenance des installations d’ECS font l’objet derecommandations spécifiées dans lescirculaires de la DGS etdans le guide technique de maintenance ASTEE-CSTB (partie4).

Les opérations et les fréquences de maintenance et d’entretienpréventif des installations d’ECS sont à adapter en fonction duniveau de risque sanitaire :- de la vulnérabilité des usagers,- des usages de l’eau (douches, ingestion d’eau,…)- des caractéristiques de l’installation,- des résultats des contrôles...

Sur les installations existantes, un diagnostic permettant dedéfinir le programme d’entretien et de maintenance ainsi que lestravaux d’amélioration est recommandé.

Sans une maintenance préventive des installations, les objectifsde sécurité vis à vis des risques sanitaires, disponibilité, économieet confort ne peuvent êtreatteints durablement .

Assurer une traçabilité des opérationsd’entretien. En cas de dérives, cela permet unemeilleure analyse de la situation pour déterminerles mesures à mettre en œuvre.


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GGEERREERR LLEESS RRIISSQQUUEESS SSAANNIITTAAIIRREESS

Il est recommandé de mettre en place une démarche de gestiondu risque. Les procédures mises en œuvre ne doivent pas êtrefigées, elles doivent évoluer en fonction des résultats.

LLIIMMIITTEERR LLEESS FFAACCTTEEUURRSS DDEE RRIISSQQUUEE Pour limiter les risques de développement de légionelles, il estnécessaire d’agir, lors de l’entretien, sur trois niveaux :•••• Maîtriser les températures . •••• Lutter contre la corrosion

et l’entartrage. •••• Eviter la stagnation ou des vitesses insuffisantes.(Circulaire DGS du 22 avril 2002).

2. Identifier, évaluer ethiérarchiser les risques5. Vérifier, valider les

mesures mises en oeuvre

4. Mettre en œuvre :- les mesures d’entretien- le programme d’amélioration- le plan de surveillance- « le système documentaire »

3. Définir les mesures à court etmoyen termes pour sécuriser les

installations- les mesures d’entretien- le programme d’amélioration- le plan de surveillance- « le système documentaire »

1. Bien connaître les installationssanitaires et leur utilisation

ENTRETIEN / MAINTENANCE ENTRETIEN / MAINTENANCE


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EENNTTRREETTEENNIIRR LLEESS PPOOSSTTEESS

•••• Noter les quantités ajoutées de sel et de produits.•••• Remplacer le filtre en amont dès qu’une coloration apparaît.

•••• Vérifier le bon fonctionnement des postes de traitement d’eauau moins tous les 3 à 6 mois selon le bâtiment. Contrôler :- Les phases de fonctionnement normal et de régénération

de l’adoucisseur.- Les consommations de sel . La consommation de sel en g

par m3 d’eau adoucie divisée par la différence de TH entrel’amont et l’aval de l’adoucisseur en °f (TH eau br ute - THaprès mélange) doit être inférieure ou égale à 30 g.

- Les consommations de produits en ml par m3 d’eauconsommée qui doivent être conformes aux spécifications.

• Réaliser des analyses physico-chimiques tous les 3 à 6 moisselon le bâtiment ou selon l’Avis Technique du produit deconditionnement. Mesurer :- Le TH eau brute, eau adoucie et après mélange eau brute-

eau adoucie ainsi que les chlorures en sortie adoucisseuraprès régénération.

- Au moins la concentration d’un principe actif majoritaire ,

au premier point de puisage. La teneur en phosphates totauxdoit être inférieure à 5 mg/l en P2O5 et l’augmentation de lateneur en silicate inférieure à 10 mg/l en SiO2.

- Le fer total en retour de boucle si l’installation comporte desmatériaux métalliques à base d’acier. Si la valeur dépasse 0,2mg/l ou augmente anormalement, un diagnostic de corrosiondu réseau est recommandé.


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DDEE TTRRAAIITTEEMMEENNTT DD’’EEAAUU

•••• Nettoyer et désinfecter les postes de traitement d’eau (ycompris le bac à sel et le filtre) tous les 6 à 12 mois selon lebâtiment.

•••• Contrôler l’état intérieur des manchettes témoins tous les 6 à12 mois ou selon l’Avis Technique du produit deconditionnement.

•••• Avant une absence prolongée , réaliser une régénération del’adoucisseur dans le cas d’un asservissement volumétrique.


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IL FAUT AUSSI SAVOIR…


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QQUUEELLQQUUEESS AADDRREESSSSEESS UUTTIILLEESS

ADEMEAgence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’EnergieDépartement des Energies Renouvelables500, route des Lucioles - 6 560 Sophia AntipolisTel : 04. 93.95.79.00 - Web :http://www.ademe.fr

AICVFAssociation des Ingénieurs en Climatique, Ventilation et Froid66 rue de Rome - 75008 ParisTel : 01.53.04.36.10 - Web :http://www.aicvf.org

COSTIC Domaine de St Paul - 102 route de Limours - Bât 16 - 78 471 SaintRémy Les Chevreuse Cedex

Tel : 01 30 85 20 10 - Web : http://www.costic.comFFIEFédération Française des Installateurs Electriciens5 rue Hamelin -75 116 ParisTel : 01.44.05.84.00 - Web :http://www.ffie.fr

UCF - FFB

Union Climatique de France - Fédération Française du Bâtiment9 rue La Pérouse - 75 784 Paris Cedex 16Tel : 01.40.69.52.94 - Web :http://www.ucf.fr

UNCP - FFBUnion Nationale des Chambres Syndicales de Couverture et dePlomberie - Fédération Française du Bâtiment9 rue La Pérouse - 75 784 Paris Cedex 16

Tel : 01 40 69 53 07 - Web :http://www.uncp.ffbatiment.fr

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