Couvertures et abris de piscine : comparatif technique

La couverture solaire est faite pour la chaleur et l'évaporation, la couverture de sécurité pour porter une charge, la couverture d'hiver pour la période de salissure et de gel, la couverture à lames pour un usage automatique quotidien, et l'abri télescopique pour prolonger la saison. Le tableau ci-dessous met ces cinq types en regard sur sept critères.

La ligne du tableau la plus souvent mal lue est celle de la couverture de sécurité. La couverture de sécurité de type filet porte une charge, mais n'isole pas et ne réduit pas sérieusement l'évaporation ; elle ne suffit pas seule dans un projet visant un objectif thermique. A l'inverse, la couverture solaire retient la chaleur de la manière la plus économique, mais ne supporte pas le poids d'un enfant qui y tombe, et gêne même la visibilité car elle ferme la surface. Dans les projets visant les deux objectifs à la fois, on combine soit une couverture de sécurité de type bâche, soit une couverture à lames avec une barrière séparée.

Parmi elles, le poste le plus important est l'évaporation, et la raison en est l'enthalpie de vaporisation de l'eau. L'enthalpie de vaporisation de l'eau est de 40,66 kJ/mol à 100 °C, soit 2 257 J/g par unité de masse ; cette énergie représente plus de cinq fois l'énergie nécessaire pour chauffer la même quantité d'eau de 0 °C à 100 °C. Autrement dit, chaque kilogramme d'eau évaporé emporte avec lui environ 2 257 kJ d'énergie hors de la piscine.

Ce chiffre est facile à rendre concret. Supposons qu'une piscine extérieure de 32 m2 de surface perde 5 mm d'eau par évaporation en une journée d'été ; cela représente 5 kg par mètre carré, soit 160 kg d'eau au total. L'énergie emportée est de 160 x 2.257 = 361.120 kJ, soit environ 100 kWh. L'énergie nécessaire pour chauffer la même piscine de 1 °C en une nuit, avec 48 m3 d'eau et une chaleur spécifique de 4,18 kJ/kg·K, est d'environ 56 kWh. La perte d'évaporation d'une seule journée équivaut donc au travail de chauffage de deux degrés. Comme la couverture arrête directement cette perte, entre 50 et 70 % de la perte de chaleur totale disparaît pendant les nuits où la piscine reste fermée.

La seconde conséquence de l'évaporation concerne la chimie de l'eau. L'eau évaporée part pure, laissant dans la piscine les sels dissous et les produits chimiques ; l'eau d'appoint, elle, apporte sa propre dureté et ses propres solides dissoutes totaux. Dans une piscine exploitée avec couverture, la quantité d'appoint diminuant, l'augmentation des solides dissous totaux ralentit et la charge d'entretien de la piscine diminue. Pour la même raison, la consommation de stabilisant et de chlore baisse également ; la quantité de rayonnement ultraviolet atteignant la surface fermée étant réduite, la dégradation du chlore libre par photolyse ralentit.

Techniquement, elles remplissent des fonctions différentes. La couverture d'hiver est une bâche opaque qui protège la piscine des feuilles, de la poussière et des précipitations ; elle est fixée sur les bords par corde, sac de sable ou boudin d'eau, l'eau s'y accumule en surface, et elle n'a pas de charge portante définie. Si un enfant ou un animal monte sur cette couverture, elle s'effondre sous lui.

La couverture de sécurité, en revanche, est un système tendu, ancré au sol, conçu pour porter une charge. Elle possède deux références internationales : la norme française NF P90-308 définit la performance des couvertures et bâches de sécurité utilisées sur les piscines privées enterrées ; la norme américaine ASTM F1346 est le cahier des charges de performance des couvertures de sécurité pour piscines, spas et bains à remous. Les deux normes fonctionnent sur une logique similaire : la couverture doit porter une charge statique déterminée, ne laisser aucune ouverture entre le bord et le sol par laquelle un enfant pourrait passer, et ne pas permettre à une personne montant sur elle de glisser en dessous. Pour qu'une couverture soit considérée comme couverture de sécurité, on attend du fabricant un rapport d'essai selon l'une de ces deux normes ; il ne suffit pas qu'elle soit « une bâche épaisse ».

Trois classes se distinguent en pratique. La classe basse à un point le plus haut sous 1 m, non praticable au bord de la piscine ; elle ferme la surface de l'eau, prolonge la saison et est, dans la plupart des communes, considérée comme un élément de jardin. La classe moyenne se situe entre 1 et 1,8 m ; on peut entrer dans la piscine et se déplacer courbe sur le bord. La classe haute dépasse 1,8 m, on y marche debout et elle se comporte de fait comme une construction ; formant un espace clos, elle nécessite, au regard de l'urbanisme, un permis de construire ou au moins une déclaration simplifiée de construction dans la plupart des communes. Si cette classe n'est pas choisie au début du projet, il devient impossible de modifier la hauteur une fois le béton du rail coulé.

La raison du choix du polycarbonate n'est pas une seule propriété, mais la combinaison de trois. Sa densité de 1,20 à 1,22 g/cm3 le rend deux fois plus léger que le verre de même épaisseur ; sa résistance au choc est élevée et il ne produit pas d'éclats tranchants en cas de casse d'une plaque pleine ; sa transmission de lumière visible est supérieure à de nombreux types de verre, ce qui évite un éclairage artificiel de jour à l'intérieur de l'abri ferme. Sa plage de température de service allant de -40 °C à 115-130 °C, aucune limite n'est jamais approchée dans aucun climat de Turquie. En revanche, même si son coefficient de conduction thermique est inférieur à celui du verre, un panneau à une seule couche n'est pas un élément isolant ; l'augmentation de température à l'intérieur de l'abri vient non pas de l'isolation mais de la coupure du vent et de l'effet de serre.

Dans une piscine extérieure non chauffée, le rôle de la fermeture est de prolonger la saison ; dans une piscine chauffée, il entre directement dans le calcul de combustible, car une piscine chauffée exploitée sans couverture restitue par évaporation, chaque nuit, l'essentiel de la chaleur gagnée. Dans toute résidence accessible aux enfants, la décision se prend d'abord selon le critère de charge portante, avant la performance thermique.

Le climat oriente la décision dans un second temps. Sur les côtes méditerranéenne et égéenne, les températures hivernales sont élevées et l'ensoleillement long ; la combinaison couverture solaire et pompe à chaleur y prolonge la saison d'avril à novembre, et l'abri télescopique prend tout son sens dans les villas cherchant un usage à l'année. Sur la côte de la mer Noire, l'humidité relative étant élevée toute l'année, la perte par évaporation est relativement faible, mais les précipitations et la charge de feuilles sont importantes ; la couverture de sécurité de type filet, laissant passer l'eau, y pose moins de problèmes que le type bâche. En Anatolie centrale et orientale, l'écart de température entre le jour et la nuit est important ; la perte nocturne étant déterminante, la couverture à lames ou l'abri télescopique bas sont nettement plus efficaces que la couverture solaire. Dans les provinces à forte charge de neige, la couverture solaire et la couverture d'hiver ne sont jamais laissées seules sur la piscine en hiver.

Au cahier des charges, le système de fermeture n'est pas mentionné en une seule ligne. Le type de système, la dimension nette de la surface à fermer, le mode d'entraînement et l'indice de protection du moteur, la norme de référence et la demande de rapport d'essai pour les couvertures de sécurité, l'épaisseur des panneaux et la couche UV, l'alliage et la trempe du profile ainsi que le détail du rail et le drainage pour l'abri télescopique, le type et le nombre d'ancrages sont écrits comme des postes distincts. Du côté de l'exploitation, une clause est également ajoutée : la fréquence de nettoyage de la couverture et la manière de doser les produits chimiques lorsque la couverture est fermée. Les gaz qui s'accumulent sous la surface fermée et la concentration de chlore qui augmente usant le matériau de la couverture avec le temps, cette clause fait partie du plan d'entretien de la piscine.

En France, après la réglementation rendant obligatoire un équipement de sécurité pour les piscines privées, la famille de normes NF P90-306 à NF P90-309 a été établie, définissant séparément les barrières, alarmes, abris et couvertures ; NF P90-308 est la partie couvertures et bâches de cette famille. Aux États-Unis, ASTM F1346 remplit la même fonction, sous la forme d'un cahier des charges de performance pour les piscines et les spas. Les deux textes utilisent des dispositifs d'essai différents, mais posent les mêmes deux questions : la couverture porte-t-elle le poids d'un adulte, et un enfant peut-il s'infiltrer par le bord.

Du côté des matériaux, deux composants sont déterminants. Le polycarbonate est un plastique technique utilisé dans le secteur du bâtiment pour les coupoles d'éclairage, les surfaces remplaçant le verre plat ou courbe, les plaques de toiture et les écrans anti-bruit ; l'abri télescopique est le transfert de cet acquis au-dessus de la piscine. Du côté de l'aluminium, l'alliage 6063 est l'alliage le plus courant de l'industrie de l'extrusion et est utilisé dans les profiles de fenêtres, de portes et de toitures ; l'ossature porteuse de l'abri télescopique est fabriquée selon la même logique de profile. Dans les couvertures à lames, l'ingénierie repose sur la géométrie du profile creux qui combine flottaison et isolation dans une seule section.

La conclusion commune aux cinq systèmes est la suivante : la fermeture de piscine est la seule mesure passive qui vise directement le poste le plus important du bilan thermique de la piscine, et son principe de fonctionnement n'est pas l'isolation thermique mais l'empêchement du changement de phase. C'est pourquoi, quel que soit le type choisi, la valeur du système se mesure par la durée pendant laquelle il reste ferme ; une couverture laissée ouverte dix heures par jour ne donne jamais la valeur indiquée sur son catalogue, quelle qu'elle soit.