Qu’est-ce qu’un cumulus ou ballon d’eau chaude ?

Rédigé par Pierre MORANT

Publié le 21 janv. 2022, mis à jour le 25 sept. 2024

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Qu'est-ce qu'un cumulus ou ballon d'eau chaude ?

Vous utilisez au quotidien l’eau chaude sanitaire. C’est elle qui sort des robinets de votre foyer. Sans chaudière ni chauffe-eau instantané, une maison a besoin d’un cumulus pour assurer sa production. Mais qu’est-ce qu’un cumulus ou ballon d’eau chaude ? Cet appareil est un mélange de bouilloire et de thermos. Fait pour chauffer l’eau et la stocker, le ballon d’eau chaude a des caractéristiques très différentes de celles du chauffe-eau.

Les caractéristiques techniques du cumulus

Le cumulus ou ballon d’eau chaude a des caractéristiques très différentes du chauffe-eau. Celui-ci produit l’eau chaude à la demande, alors que le principe de fonctionnement du ballon d’eau chaude est de produire d’avance l’eau chaude pour la stocker. Voyons quels sont les éléments qui composent cet équipement sanitaire.

Les cumulus sont des réservoirs d'eau

Le cumulus ou ballon d’eau chaude est d’abord un gros réservoir d’eau. Chaque type d’appareil a ses particularités, mais tous les ballons à accumulation ont une cuve en tôle (souvent émaillée) recouverte d’un isolant thermique et d’un habillage blanc. Cette cuve résiste à la pression et assure le stockage de l’eau chaude. Le chauffe-eau quant à lui ne stocke pas d’eau, il la chauffe instantanément dès qu’une personne ouvre le robinet.

Un ballon d'eau chaude a souvent une résistance électrique

La résistance utilise l’énergie électrique chauffer l’eau. Deux grands types de résistances électriques existent :

  • résistance blindée ou thermoplongée : au contact de l’eau du réservoir ;
  • résistance stéatite : glissées dans un fourreau au contact de l’eau du réservoir.

N.B : certains ballons d’eau chaude utilisent une autre énergie(chauffe-eau à gaz à accumulation, chauffe-eau solaire, ballon d’eau chaude thermodynamique). Tous, sauf le chauffe-eau à gaz, ont une résistance électrique d’appoint.

Un cumulus a besoin d'un groupe de sécurité

Le groupe de sécurité est la pièce maîtresse du cumulus. C’est un élément obligatoire, qui se situe sous le ballon d’eau chaude, dont le prix est raisonnable compte tenu de ses nombreux avantages (de 15 à 50 €). Un groupe de sécurité fournit les fonctions suivantes :

  • soupape de sécurité et de contrôle de la pression intérieure du cumulus ;
  • clapet antiretour pour éviter que l’eau du ballon reparte vers le réseau ;
  • vanne de vidange de l’eau du ballon.

Le cumulus ou ballon d'eau chaude a une anode

L’anode a pour fonction de ralentir le développement de la corrosion à l’intérieur du réservoir du cumulus. En effet, le stockage de l’eau permanent, le principe de l’accumulation, de montée en température favorisent la rouille. Sans anode, la durée de vie d’un cumulus (10 ans) se raccourcit. Plusieurs types d’anodes existent :

  • l’anode en magnésium (la plus répandue) ;
  • l’anode en titane de type ACI ;
  • l’anode hybride (titane ACI et magnésium).

Le thermostat et la sonde de température

Le système de production/accumulation que représente un cumulus ne serait pas complet sans ces deux pièces : le thermostat et la sonde. La sonde est à l’intérieur du ballon, son rôle est de contrôler en permanence la température de l’eau. Les thermostats sont à l’extérieur du cumulus, sous le ballon, dans un capot en plastique. Reliés à la sonde, ils fournissent l’énergie au ballon quand l’eau a besoin de chauffer (électricité, air, gaz).

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Quel est le principe de fonctionnement du cumulus ?

Pour répondre à la question « qu’est-ce qu’un cumulus ou ballon d’eau chaude ? », il faut savoir comment il marche. Le fonctionnement d’un ballon d’eau chaude est très différent du chauffe-eau. Le ballon utilise l’énergie pour produire la chaleur. Celle-ci se transmet à l’eau de la cuve du cumulus (par le biais de la résistance, du brûleur ou d’un échangeur de fluide caloporteur). Le réservoir du ballon conserve l’eau à bonne température toute la journée pour que les occupants de la maison aient de l’eau chaude à disposition

La production d'eau chaude

Un ballon d’eau chaude électrique génère des économies d’énergie. Grâce à un contacteur heures creuses/hures pleines, il chauffe l’eau quand le prix de l’électricité est le plus bas. Entre 21 h 30 et 7 h 30, il fournit l’alimentation électrique à la résistance, qui chauffe la réserve d’eau contenue dans le ballon. Le ballon thermodynamique, le chauffe-eau solaire et à gaz génèrent des économies plus importantes.

L'accumulation d'eau chaude

Une fois que l’eau sanitaire contenue dans le ballon est suffisamment chaude, le thermostat coupe l’alimentation en énergie. La fonction de stockage du ballon prend le relais. La constitution du cumulus garantit le principe de l’accumulation tempérée de l’eau. Le ballon conserve l’eau chaude entre deux phases de chauffe, donc toute la journée.

Le remplissage automatique

Entre deux périodes de chauffe, en cas de puisage d’eau chaude, le ballon se remplit automatiquement d’eau froide. Pour compenser la perte de chaleur, le ballon utilise son énergie principale (soleil, électricité, air) pour maintenir l’eau du ballon aux températures de consignes choisies. Le principe à l’œuvre est celui de la stratification. L’eau s’accumule en couches successives, les couches les plus chaudes sont en haut du ballon, les plus froides en bas.

Utilisation du cumulus ou ballon d'eau chaude

Maintenant que vous connaissez le fonctionnement du ballon d’eau chaude ou cumulus, vous avez probablement envie de savoir si son utilisation est simple. Répondre à la question « qu’est-ce qu’un cumulus ou ballon d’eau chaude ? » suppose d’aborder d’autres sujets. Le raccordement, le réglage de la température et l’entretien permettent de décrire cet équipement sanitaire.

Raccordement du ballon d'eau chaude

Avant de pouvoir utiliser l’appareil, il est nécessaire de l’intégrer dans le système de plomberie de la maison. Sa mise en place n’est ni compliquée ni longue, mais raccorder un ballon d’eau chaude est une tâche à confier à un professionnel. La mise en place d’un ballon d’eau chaude implique l’installation suivante :

  • raccordement à l’alimentation en eau froide ;
  • raccordement au départ d’eau chaude du circuit de la maison ;
  • raccordement à au réseau d’évacuation ;
  • raccordement au tableau électrique.

Réglage de la température de l'eau

Nous avons expliqué qu’un cumulus ou ballon d’eau chaude est un appareil doté d’un thermostat. Ce système permet de régler la température de l’eau stockée dans la cuve plus ou moins facilement suivant le modèle de cumulus. Pour la plupart des ballons d’eau chaude anciens, le réglage suppose de démonter le capot plastique situé sous le ballon, pour accéder au dispositif de réglage. Avec un cumulus récent, le réglage s’effectue via une application et un panneau de commande en façade

Entretien du ballon d'eau chaude

Le cumulus ou ballon d’eau chaude est un appareil de production d’eau chaude robuste. Sa conception simple présente de nombreux avantages. Toutefois, effectuer l’entretien du ballon d’eau chaude régulièrement prolonge sa durée de vie :

  • détartrage complet de l’intérieur du ballon tous les 2 ans ;
  • changement du groupe de sécurité tous les 5 ans ;
  • manœuvre de la vanne de vidange tous les mois.

Cumulus ou ballon d'eau chaude : les différentes déclinaisons

Pour terminer la description du cumulus ou ballon d’eau chaude, voyons enfin les différentes déclinaisons existantes. Répondre à la question « qu’est-ce qu’un cumulus ou ballon d’eau chaude ? » sans parler de capacité du cumulus est impossible. Pour faire le tour complet de la question, il faut également rappeler que différents types de cumulus existent (horizontal, vertical, sur pied ou mural). Nous terminerons par aborder les différentes évolutions des ballons d’eau chaude. Le site officiel particuliers.engie.fr vous en parle également.

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La capacité du ballon d'eau chaude ou cumulus

Un ballon d’eau chaude est un dispositif de stockage. Pour les classer entre eux, les fabricants parlent en « capacité de stockage » exprimée en litres. Les cumulus les plus courants se classent par capacité de stockage :

  • ballon de 50 l ;
  • ballon de 100 l ;
  • ballon de 150 l ;
  • ballon de 200 à 300 l.

Le cumulus est vertical ou horizontal

Un ballon d’eau chaude est le plus souvent vertical et cylindrique. Mais des modèles de ballon d’eau chaude gain de place existent, de capacité restreinte (de 50 à 100 l). Ces modèles de ballons sont récents, vous les trouvez sous l’appellation « ballon d’eau chaude plat ». D’autres sont des modèles horizontaux : leur capacité atteint 200 l.

Un cumulus est sur pied ou s'accroche au mur

En réalité, un ballon d’eau chaude existe en deux versions différentes du point de vue de la fixation. Le ballon d’eau chaude à prix réduit est vertical et se pose sur un trépied ou se fixe au mur (quand le mur le permet). Le ballon d’eau chaude horizontal est plus cher, mais il se fixe également au mur. L’autre grand modèle est le ballon vertical sur socle. Il se pose directement par terre, ses départs et arrivées d’eau sont sur le côté.

Le ballon d'eau chaude connecté, thermodynamique, solaire ou à gaz

Le ballon d’eau chaude thermodynamique est une petite pompe à chaleur air/eau.Il puise dans l’air l’énergie qui permet de chauffer l’eau. Le chauffe-eau solaire tire parti des calories contenues dans les rayons du soleil. Le chauffe-eau à gaz à accumulation utilise le gaz de ville ou de citerne et l’électricité pour l’allumage du brûleur. Le ballon d’eau chaude connecté est un ballon électrique qui propose le pilotage à distance via internet.

Pierre MORANT, Chef de Projet direction technique PROXISERVE

12 ans d’expérience en management de projets, encadrement et gestion de centre de profit.
Responsable depuis 2020 du développement de l’activité Pompes à Chaleur de Proxiserve.
Diplômé de l’ENSTA Paristech en 2009 en énergies renouvelables et nucléaire.

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