Durée de vie, criticité, renouvellement

Un équipement ne meurt pas à une date fixe : son risque de panne monte avec l'âge, son entretien s'alourdit, et un jour la réglementation ou le marché des pièces décide à sa place. Ce chapitre distingue les trois durées de vie, décrit l'usure par la loi de Weibull, classe les équipements par criticité, calcule l'âge de remplacement le moins coûteux, puis bâtit le plan pluriannuel de renouvellement du plateau de bureaux. Coûts, durées et cotes sont des valeurs d'exemple.

78.1 Trois durées de vie

L'EN 13306:2017 appelle durée de vie utile, en substance, l'intervalle qui va de la mise en service au moment où le bien ne répond plus aux besoins de l'utilisateur, que la cause soit technique, économique ou l'obsolescence. Ces trois causes donnent trois durées qu'il faut distinguer.

Durée de vie technique

Le bien ne peut plus remplir sa fonction ni être réparé : corps de chauffe percé, bouteille rongée par la corrosion. C'est la seule que l'on ne choisit pas.

Durée de vie économique

Le bien marche encore, mais le garder une année de plus coûte plus cher que de le remplacer. On la calcule (78.5) ; elle est presque toujours plus courte que la durée technique.

Durée de vie réglementaire ou d'obsolescence

Un texte interdit de l'entretenir ou de le remplacer à l'identique, ou ses pièces ne sont plus fournies : fluide frigorigène, régulation (78.6).

Les tables publiées (annexes de normes d'évaluation économique, guides d'exploitation, données de fabricants) donnent des durées usuelles, c'est-à-dire des durées moyennes constatées sur un grand nombre d'appareils. Le modèle du chapitre prend des valeurs d'exemple de cet ordre de grandeur : 20 ans pour une chaudière et pour le groupe d'eau glacée, 12 ans pour un circulateur, 15 ans pour une vanne motorisée, un vase d'expansion et une régulation numérique, 18 ans pour un ventilateur, 25 ans pour un récupérateur à plaques et 35 ans pour une bouteille de découplage. Une durée usuelle n'est ni une garantie ni une échéance : la moitié environ des appareils la dépasse. Pour un projet, on prend la source applicable et on la cite.

78.2 La courbe en baignoire et la loi de Weibull

Le taux de défaillance d'un parc suit souvent la courbe en baignoire : élevé au début (défauts de montage), bas pendant la vie utile (pannes au hasard), il remonte quand l'usure domine. Le chapitre 71 a mesuré la fiabilité par le MTBF et la disponibilité ; on regarde ici la branche de droite, celle qui décide du remplacement.

La loi de Weibull décrit cette branche avec deux paramètres. Le paramètre de forme β dit si le risque monte avec l'âge : β = 1 donne un risque constant, β > 1 un risque qui croît. Le paramètre d'échelle η, en années, se déduit de la durée usuelle L si l'on prend L pour moyenne.

R(a) est la probabilité qu'un appareil neuf fonctionne encore à l'âge a. La grandeur utile à l'exploitant est q(a), le risque qu'un appareil qui a atteint l'âge a subisse dans l'année une défaillance terminale, celle qui impose le remplacement. Pour une chaudière (L = 20 ans, β = 3, d'où η = 22,40 ans), q vaut 0,06 % à 1 an, 0,81 % à 5 ans, 2,90 % à 10 ans, 6,22 % à 15 ans, 10,62 % à 20 ans et 15,94 % à 25 ans. À sa durée usuelle, la chaudière a encore 49,1 % de chances de fonctionner. Une chaudière de 16 ans qui marche encore a une durée de vie résiduelle médiane qui la mène jusqu'à 22,8 ans : avoir survécu allonge l'espérance.

Pour un organe à β = 1, comme beaucoup de cartes électroniques, remplacer un appareil âgé par un neuf n'abaisse pas le risque : la préventive à âge fixe n'a alors aucun sens (chapitre 71).

78.3 Criticité : la grille AMDEC

L'analyse des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité (AMDEC) est décrite par l'IEC 60812:2018. Pour chaque mode de défaillance principal, on note la fréquence F, la gravité G de l'effet sur le service et la difficulté de détection D.

Ce produit, l'indice de priorité de risque, a une limite connue : deux combinaisons très différentes donnent le même C. Il faut lire les trois cotes, pas seulement leur produit. La grille ci-dessous est propre au cours ; elle n'est tirée d'aucune norme.

Fréquence F

Lue sur q à l'âge actuel : 1 sous 2 %, 2 de 2 à 5 %, 3 de 5 à 10 %, 4 à 10 % et plus. Elle vieillit avec l'appareil : la grille se refait chaque année.

Gravité G

1 sans effet ; 2 service tenu, au plus 1 % de l'énergie non fournie ; 3 perte d'une fonction de confort ou plus de 1 % de l'énergie non fournie ; 4 arrêt de toute la production ou de l'air neuf, risque pour les personnes ou manquement réglementaire.

Détection D

1 dérive mesurée, alarme avant la défaillance ; 2 alarme à la défaillance ou constat au contrôle périodique ; 3 effet indirect seulement (inconfort) ; 4 défaut caché jusqu'à l'accident (corrosion interne).

La criticité ne sert qu'à décider. Le cours lie chaque classe à une décision : vert (C ≤ 6), maintenance corrective acceptée et pas de stock ; jaune (C ≤ 12), préventive de la gamme et pièces d'usure en stock ; orange (C ≤ 24), surveillance renforcée ou pièce de secours en stock, et remplacement au plan sous trois ans ; rouge (C de 27 à 64), action immédiate, par une redondance ou un remplacement l'année suivante.

Exemple 1 : grille du parc du plateau en 2026. Les âges, durées et cotes G et D sont des exemples ; F vient de q à l'âge de 2026.

C1, C2 : chaudières ; P1, P2 : pompes primaires ; BT : bouteille de découplage ; V3 : vanne trois voies et servomoteur ; VE : vase d'expansion ; GF : groupe d'eau glacée ; VS, VR : ventilateurs de soufflage et de reprise ; RC : récupérateur ; RG : régulation, automate et gestion technique.

1. La grille compte 1 case verte, 4 jaunes, 6 orange et 1 rouge. La régulation est rouge : 10,88 % de risque de panne dans l'année à 16 ans, une panne qui arrête tout, et un défaut souvent vu d'abord par l'inconfort.
2. Les deux pompes sont identiques, mais P2 a 16 ans (q = 22,05 %) et P1 5 ans (q = 4,69 %) : P2 passe orange, P1 reste jaune. La criticité suit l'âge, pas le catalogue.
3. La bouteille est orange avec la fréquence la plus basse du parc (0,81 %) : sa fuite par corrosion est grave et cachée. La décision est une inspection qui fait passer D de 4 à 2, par exemple une mesure d'épaisseur au contrôle, plutôt qu'un remplacement : C tombe de 16 à 1 × 4 × 2 = 8, jaune.

78.4 La redondance abaisse la gravité

La chaufferie du plateau a deux chaudières qui couvrent chacune 75,8 % de la pointe (chapitre 71 et le modèle commun du cours). La redondance ne change ni l'âge ni la fréquence de panne d'une chaudière ; elle change ce que la panne coûte au service, donc G, et le surcoût S d'une panne.

Exemple 2 : la criticité d'une chaudière avec et sans secours. On compare la chaufferie réelle à une variante où chaque chaudière ne couvre que 50 % de la pointe.

1. Avec secours, une chaudière seule fournit 36,11 kW pour une pointe de 47,61 kW. Elle tient la charge des heures occupées jusqu'à −4,4 °C. Si l'autre reste en panne toute la saison, il manque 226 kWh sur 77 474, soit 0,29 %, sur 55 h. G = 2, et la chaudière C1 de 16 ans cote 3 × 2 × 2 = 12 : jaune.
2. Sans secours, une chaudière fournit 23,81 kW et ne tient plus la charge occupée au-dessous de 2,1 °C. Une saison avec une seule chaudière laisse 3 968 kWh non fournis, 5,12 % de la chaleur annuelle, sur 845 h. G = 3 : C1 cote 18, orange. Une pompe primaire arrête sa chaudière, elle prend la même gravité : P2 passe à 4 × 3 × 3 = 36, rouge.
3. Sans secours, la grille compte 1 case verte, 1 jaune, 8 orange et 2 rouges. La panne d'une chaudière coûte aussi plus cher : 5 000 € au lieu de 1 500 € dans l'exemple (chaudière mobile, intervention urgente). L'âge optimal de remplacement passe de 24 à 20 ans et le coût annuel équivalent de 1 223 à 1 335 €/an.

Le secours se paie une fois, à l'investissement ; il rapporte chaque année en gravité, en urgence évitée et en âge de remplacement repoussé. C'est le levier le plus direct sur une case rouge.

78.5 Coût annuel équivalent et âge optimal

Garder un appareil longtemps étale son prix sur plus d'années, mais l'entretien, les pertes de performance et le risque de panne croissent avec l'âge. Le coût annuel équivalent (CAE) d'un appareil neuf gardé T ans ramène ces postes actualisés à une annuité constante : c'est l'annuité équivalente au coût global actualisé que calcule l'EN 15459-1:2017, dont cette édition ne présente plus elle-même la forme annualisée.

I est le prix posé, M(a) l'entretien de l'année d'âge a, E(a) la perte de performance par rapport au neuf, S le surcoût d'une panne (urgence, dégâts, inconfort) et i le taux d'actualisation, 4 % dans l'exemple. L'âge optimal T_opt minimise le CAE. On le retrouve par le coût marginal : on garde l'appareil une année de plus tant que M(a) + E(a) + q(a)·S reste sous le CAE minimal. La formule garde l'appareil jusqu'à T et compte la panne comme un surcoût ; le budget de 78.7 traite exactement le remplacement après panne.

Exemple 3 : l'âge optimal d'une chaudière. Prix posé 9 000 €, entretien M(a) = 300 + 25a €/an, surcoût de panne 1 500 €, gaz à 0,10 €/kWh PCS : autant de valeurs d'exemple.

1. Chaque chaudière brûle 40 435 kWh PCS par an, la moitié des 80 869 kWh de la chaufferie, soit 4 043 €. L'encrassement des surfaces d'échange, pris à 0,5 % de leur conductance par an d'âge avec le modèle du chapitre 72, fait perdre 0,79 % de gaz à 10 ans, soit 32 €/an, et 1,98 % à 20 ans, soit 80 €/an.
2. FRC(4 %, 20) = 0,07358 : sur 20 ans, l'achat pèse 662 €/an.
3. Le CAE vaut 2 378 €/an pour T = 5 ans, 1 538 pour 10 ans, 1 311 pour 15 ans, 1 237 pour 20 ans, 1 223 pour 25 ans et 1 238 pour 30 ans.
4. Le minimum tombe à T_opt = 24 ans : 1 223 €/an, dont 590 d'annuité, 541 d'entretien, 34 de pertes et 57 de risque. Contrôle par le coût marginal : 1 180 € pour la 24^e année, sous le minimum, et 1 228 € pour la 25^e, au-dessus.
5. Le fond est plat : tout âge de 21 à 29 ans reste à moins de 1 % du minimum. L'âge optimal donne une fenêtre, pas une date.

Chaudière de l'exemple 3, en €/an ; exploitation = entretien + pertes + risque. Les totaux sont arrondis séparément.

Exemple 4 : l'âge optimal d'un circulateur. Prix posé 1 200 €, entretien 20 + 8a €/an, surcoût de panne 500 €. Il absorbe 50 W pendant les 4 910 h de la saison, soit 245,5 kWh et 49,1 € par an à 0,20 €/kWh, et l'usure ajoute 1 % d'électricité par an d'âge.

1. CAE : 369 €/an à 4 ans, 242 à 8 ans, 217 à 12 ans, 218 à 16 ans, 229 à 20 ans.
2. T_opt = 14 ans : 216 €/an, dont 114 d'annuité, 67 d'entretien, 2,9 de pertes et 33 de risque. Coût marginal : 215 € pour la 14^e année, 232 € pour la 15^e.
3. De 12 à 15 ans, on reste à 1 % du minimum. La perte d'électricité ne décide presque rien.

Les sensibilités montrent ce qui pèse. Avec un taux de 2, 4 ou 8 %, l'âge optimal vaut 23, 24 ou 28 ans pour la chaudière et 13, 14 ou 15 ans pour le circulateur : un argent cher fait garder plus longtemps. Un gaz deux fois plus cher avance la chaudière à 23 ans, pour un CAE de 1 257 €/an. La pente de l'entretien domine : doublée, elle donne 19 et 11 ans ; divisée par deux, 29 et 16 ans. Un historique d'entretien bien tenu vaut plus qu'une hypothèse de prix.

78.6 À la panne, à âge fixe ou à l'âge optimal ; l'obsolescence

Trois règles de renouvellement s'opposent. À la panne, on garde l'appareil jusqu'à sa défaillance terminale. À âge fixe, on le remplace à sa durée usuelle. À l'âge optimal, on le remplace à T_opt, ou plus tôt s'il tombe en panne. Le remplacement préventif à l'âge, déjà vu au chapitre 71 pour les roulements, ne paie que si deux conditions tiennent ensemble : un risque qui croît (β > 1) et une panne qui coûte nettement plus qu'un remplacement programmé.

Pour le circulateur en régime établi, sans actualisation, la durée moyenne de vie vaut 12,00 ans et une panne coûte 1,42 fois un remplacement programmé. Remplacer à la panne coûte 214 €/an ; remplacer à 13 ans, 205 €/an, soit 4,1 % de moins. Le gain est mince : pour un circulateur secouru, la règle de la panne reste défendable. Il en va autrement quand S est élevé.

Exemple 5 : la régulation dont les pièces disparaissent. L'automate de 16 ans a 10,88 % de risque de panne dans l'année. Une régulation neuve coûterait 15 000 € ; son âge optimal est de 18 ans et son CAE de 2 739 €/an.

1. Tant que les cartes de rechange existent, une panne coûte 6 000 € de plus qu'un remplacement programmé. Garder l'automate une année de plus coûte 2 613 €, moins que le CAE d'une neuve : on le garde.
2. Sans pièces, ce qui arrive en 2028 dans l'exemple, une panne impose un remplacement en urgence avec un arrêt long : le surcoût passe à 24 000 €. À 16 ans, la 17^e année coûterait alors 4 571 €, plus que le CAE d'une neuve ; en 2028, à 18 ans, elle coûte 5 038 €. Il faut remplacer, et l'âge optimal tombe à 12 ans.

Le fluide frigorigène crée la même rupture par un texte. Le groupe d'eau glacée du plateau contient 14,4 kg de R32, de PRP 675, soit 9,72 t éq. CO₂, contrôlé tous les 12 mois selon le chapitre 72. Le règlement (UE) 2024/573 interdit, par son article 11 et son annexe IV, point 7 d), de mettre sur le marché à partir du 1^er janvier 2027 des refroidisseurs de plus de 12 kW dont le fluide a un PRP de 750 ou plus, sauf exigence de sécurité. Le R32 passe sous ce seuil. Un groupe au R410A, de PRP 2 087,5 (30,06 t éq. CO₂ pour la même charge), pourrait encore être entretenu, mais pas remplacé à l'identique : son renouvellement change de technologie, donc de prix et de date. L'article 13 n'interdit l'entretien qu'avec des fluides de PRP de 2 500 ou plus, et son seuil de 750, à partir de 2032, exclut les refroidisseurs : le R410A peut encore servir à l'entretien du groupe existant.

78.7 Le plan pluriannuel de travaux

Le plan pluriannuel de renouvellement rassemble tout ce qui précède : pour chaque équipement, l'âge, la classe, la règle choisie et l'année de remplacement, puis le budget de chaque année. La figure 78.1 le montre sur le plateau.

Le plan affiché ne programme que les remplacements décidés : à l'âge de la règle, ou à la date médiane de défaillance pour la règle de la panne. L'espérance y ajoute les pannes antérieures ; le modèle la calcule par une chaîne de Markov sur l'âge, où un appareil d'âge a tombe en panne dans l'année avec la probabilité q(a) et repart neuf.

Exemple 6 : le budget de renouvellement sur 20 ans, de 2026 à 2045. Parc avec secours, taux de 4 %, coûts d'exemple ; espérances.

1. À la panne : 185 396 € de renouvellement, soit 9 270 €/an, et 151 600 € d'entretien et de pertes ; valeur actuelle de l'ensemble 227 807 €. L'année la plus chargée, 2039, ne demande que 9 802 € : le budget est lissé, mais subi.
2. À âge fixe : 200 578 € de renouvellement et 123 746 € d'entretien et de pertes, le parc étant plus jeune ; valeur actuelle 222 037 €. Les âges se regroupent : 2040 demande 39 805 €, l'année où le groupe d'eau glacée atteint sa durée usuelle.
3. À l'âge optimal : 181 470 € de renouvellement et 135 928 € d'entretien et de pertes ; valeur actuelle 215 699 €, la plus basse. Le plan ne programme que 59 200 € de remplacements ; le reste est l'espérance des pannes avant l'âge optimal, qui dépasse souvent la durée usuelle. L'année 2028 porte 19 547 € : ventilateur de soufflage et régulation.
4. Sans secours, la règle optimale coûte 187 124 € de renouvellement et 219 104 € en valeur actuelle.
5. L'écart de valeur actuelle entre la règle optimale et la panne vaut 13 258 € à 2 %, 12 109 € à 4 % et 5 986 € à 8 % : le classement ne change pas, l'écart si.

Dans un contrat d'exploitation, le renouvellement relève du poste P3, gros entretien et renouvellement (chapitre 75). Un P3 se juge au début et à la fin du contrat sur un état des lieux contradictoire : inventaire, âge, état et classe de chaque équipement. Une mesure simple est la valeur résiduelle du parc : la part de durée usuelle qui reste à chaque appareil, multipliée par son prix. Au début d'un contrat de 2026 à 2033, le parc du plateau vaut 58 906 € pour 126 400 € à neuf ; avec la règle optimale, il en vaut 55 915 € à la sortie. Cette mesure récompense un parc jeune, pas un parc bien choisi : l'état des lieux relève aussi les classes et les pièces introuvables.

Pour les immeubles en copropriété à destination totale ou partielle d'habitation, la loi n° 65-557 du 10 juillet 1965, à son article 14-2 en vigueur depuis le 1^er janvier 2023, impose un projet de plan pluriannuel de travaux quinze ans après la réception de l'immeuble, actualisé tous les dix ans. Il liste les travaux nécessaires, estime le niveau de performance visé, chiffre et hiérarchise sommairement les travaux et en propose l'échéancier sur dix ans ; il est présenté à l'assemblée générale. Un plateau de bureaux hors copropriété d'habitation n'y est pas soumis, mais la méthode est la même.

À retenir

• Trois durées de vie : technique, économique, réglementaire ou d'obsolescence. Une durée usuelle est une moyenne, pas une échéance.
• Weibull : R(a) = exp[−(a/η)^β] ; q(a), le risque de l'année, monte avec l'âge si β > 1. Chaudière de l'exemple : 2,90 % à 10 ans, 10,62 % à 20 ans.
• C = F × G × D, une décision par classe. La fréquence suit l'âge, la gravité l'architecture, la détection la surveillance : chacune a son levier.
• Deux chaudières à 75,8 % de la pointe laissent 0,29 % de chaleur non fournie si l'une manque toute la saison ; à 50 %, 5,12 %. La chaudière passe de jaune à orange, sa pompe de orange à rouge.
• CAE(T) = FRC × (I + coûts actualisés) ; T_opt = 24 ans pour la chaudière, 14 ans pour le circulateur, avec un fond plat de plusieurs années. La pente de l'entretien pèse plus que le prix de l'énergie.
• Pièces introuvables ou fluide interdit à la remise sur le marché : le surcoût de panne explose et l'âge optimal s'abaisse : 12 ans au lieu de 18 pour la régulation de l'exemple.
• Sur 20 ans, la règle optimale coûte le moins en valeur actuelle (215 699 € contre 227 807 € à la panne). Le plan affiché ne montre que les remplacements programmés ; il faut budgéter l'espérance.

Sources publiques : EN 13306:2017, maintenance, terminologie (NF EN 13306, novembre 2017), définition de la durée de vie utile paraphrasée ; IEC 60812:2018, analyse des modes de défaillance et de leurs effets (AMDE et AMDEC), troisième édition, citée pour la méthode et l'indice de priorité de risque, grille et seuils propres au cours ; EN 15459-1:2017, performance énergétique des bâtiments, procédure d'évaluation économique des systèmes énergétiques (NF EN 15459-1, mai 2017), citée pour le coût global actualisé (le CAE en est l'annuité, forme que l'édition de 2017 ne présente plus), aucune durée de vie ni valeur tirée du texte ; règlement (UE) 2024/573 du 7 février 2024 relatif aux gaz à effet de serre fluorés, articles 11 et 13 et annexe IV, point 7, texte lu sur le site de l'Office des publications de l'Union le 26/10/2026 ; loi n° 65-557 du 10 juillet 1965 fixant le statut de la copropriété des immeubles bâtis, article 14-2, version en vigueur depuis le 1^er janvier 2023 issue de la loi n° 2021-1104 du 22 août 2021, lue sur Légifrance le 26/10/2026 ; R. E. Barlow et F. Proschan, Mathematical Theory of Reliability, 1965, pour le remplacement à l'âge ; formules classiques de l'actualisation et de la loi de Weibull. Installations de référence : le modèle commun du cours ; modèles des chapitres 71 et 72. Tous les nombres viennent du modèle du cours, qui les importe ; les âges, durées usuelles, paramètres de Weibull, cotes, prix, coûts et le taux d'actualisation sont des hypothèses d'exemple.