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Activité 5 – Vieillissement des chaudières et coûts d'entretien SITUATION PRO

Chapitre 1 — Statistique à deux variables | 1ère Bac Pro | Mathématiques | ⏱ 35 min

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026, 23:19

Objectifs :

Situation – entretien d'un parc de chaudières en copropriété

Sébastien, technicien de maintenance énergétique chez Énergies Bagnoletaises, suit le coût annuel d'entretien de 6 chaudières gaz à condensation installées dans des copropriétés. Pour anticiper son budget et conseiller les syndics, il étudie le lien entre l'âge d'une chaudière et son coût de maintenance.

Document 1 – Coût annuel moyen d'entretien (relevé sur le parc)

Données et entreprise simulées à des fins pédagogiques.

ChaudièreABCDEF
Âge \(x\) (années)24681012
Coût \(y\) (€/an)200290410510600720

Document 2 – Hypothèses du scénario

Repères documentaires : l'entretien annuel d'une chaudière est obligatoire ; les conseils relatifs à son remplacement restent indicatifs. Sources consultées le 3 septembre 2026 : Service-Public.fr, « Entretien annuel de la chaudière » ; Anah, guide des aides financières 2026 pour vérifier les aides et leurs conditions selon la situation.

Problématique : À partir de quel âge une chaudière coûte-t-elle trop cher à entretenir, et faut-il la remplacer ?

Question 1 APP

Identifier la variable explicative \(x\) et la variable expliquée \(y\). Préciser leurs unités. Quelle est la taille de la série ?

Variable \(x\) : âge de la chaudière, en années.

Variable \(y\) : coût annuel d'entretien, en €.

La série comporte \(n = 6\) couples \((x_i\,;\,y_i)\).

Question 2 REA

Calculer les coordonnées du point moyen \(G(\bar{x}\,;\,\bar{y})\) du nuage.

\(\bar{x} = \dfrac{2+4+6+8+10+12}{6} = \dfrac{42}{6} = \mathbf{7}\) ans

\(\bar{y} = \dfrac{200+290+410+510+600+720}{6} = \dfrac{2\,730}{6} = \mathbf{455}\) €/an

Point moyen : \(G(7\,;\,455)\).

Question 3 REA

À la calculatrice (mode statistiques à 2 variables), déterminer l'équation \(y = ax + b\) de la droite de régression et le coefficient \(r\).

Vérifier que la droite passe par \(G\).

La calculatrice donne : \(a \approx \mathbf{51{,}9}\) ; \(b \approx \mathbf{92}\).

Équation : \(\mathbf{y = 51{,}9\,x + 92}\).

Vérification : \(51{,}9 \times 7 + 92 = 363{,}3 + 92 = 455{,}3 \approx 455\) ✓ (la droite passe par \(G\), aux arrondis près).

\(r \approx \mathbf{0{,}999}\). Très proche de 1 : forte corrélation positive, le modèle linéaire est excellent.

Question 4 ANA

Interpréter dans le contexte la valeur de \(a\) et celle de \(b\).

\(a = 51{,}9\) €/an : dans ce jeu de données, une année d'âge supplémentaire est associée à environ 52 € de coût annuel en plus. Cette association ne prouve pas, à elle seule, que l'âge explique tout l'écart observé.

\(b = 92\) € : valeur donnée par le modèle pour \(x = 0\). Comme aucune chaudière neuve ne figure dans les observations, il s'agit d'une extrapolation du modèle, et non d'un tarif réel ou réglementaire.

Question 5 REA

Estimer le coût d'entretien pour une chaudière de 9 ans. S'agit-il d'une interpolation ou d'une extrapolation ?

\(y = 51{,}9 \times 9 + 92 = 467{,}1 + 92 = \mathbf{559{,}1}\) €/an.

9 ans est dans la plage des données observées \([2\,;\,12]\) → interpolation. L'estimation est généralement moins risquée qu'une extrapolation, mais sa qualité dépend encore du modèle et du contexte.

Question 6 ANA

Estimer le coût pour une chaudière de 18 ans. Pourquoi cette estimation est-elle moins fiable que la précédente ?

\(y = 51{,}9 \times 18 + 92 = 934{,}2 + 92 = \mathbf{1\,026{,}2}\) €/an.

18 ans est hors de la plage \([2\,;\,12]\) → extrapolation, risquée.

En réalité, au-delà de 12 ans le modèle linéaire n'est probablement plus valable : grosse panne, remplacement obligatoire de pièces majeures, coûts non linéaires. La chaudière peut aussi être mise au rebut avant 18 ans.

Question 7 VAL

Dans le scénario du document 2, le seuil d'alerte budgétaire est fixé à 700 € par an. À partir de quel âge le modèle atteint-il ce seuil ?

Pour une chaudière âgée de 12 ans, comparer sur 5 ans : le coût de maintien en service prévu par le modèle et le coût d'un remplacement immédiat, entretien compris.

On résout \(51{,}9\,x + 92 = 700\) : \(51{,}9\,x = 608\) → \(x = \dfrac{608}{51{,}9} \approx \mathbf{11{,}7}\) ans.

Le modèle atteint 700 € d'entretien annuel vers 11,7 ans, soit environ 12 ans.

Maintien en service de 12 à 16 ans : \(714{,}8 + 766{,}7 + 818{,}6 + 870{,}5 + 922{,}4 = \mathbf{4\,093}\) € environ.

Remplacement immédiat : \(4\,500 + 5 \times 150 = \mathbf{5\,250}\) € sur 5 ans.

Avec ces seules hypothèses, le maintien en service coûte environ 1 157 € de moins. On ne peut donc pas conclure automatiquement au remplacement : il faut aussi considérer les pannes imprévues, la sécurité, la consommation et le rendement énergétiques, la durée de comparaison et l'incertitude des estimations.

Question 8 COM

Sébastien rédige une note de recommandation aux syndics. 5 lignes maximum.

Note d'aide à la décision — Parc de chaudières
• Tendance observée : le coût annuel d'entretien augmente de l'ordre de 52 €/an d'âge supplémentaire (\(r \approx 0{,}999\)).
• Modèle : \(y = 51{,}9\,x + 92\), valable pour des chaudières de 2 à 12 ans.
• Le seuil d'alerte budgétaire choisi dans le scénario (700 €) est atteint vers 11,7 ans.
• Sur 5 ans, le modèle estime environ 4 093 € de maintenance, contre 5 250 € pour un remplacement immédiat entretien compris.
• Ces montants ne suffisent pas à décider : demander des devis et intégrer pannes, sécurité, consommation, rendement énergétique et durée d'usage prévue.
• Action : lancer une étude technique et financière pour la chaudière F, sans présenter le modèle comme une prescription.

Pour aller plus loin (bonus)

Dans un scénario simplifié, le chauffage actuel coûte 1 800 € par an en énergie. Une PAC coûterait 12 000 € à installer et 900 € par an en énergie ; une chaudière gaz neuve coûterait 4 500 € à installer et conserverait la dépense de 1 800 € par an. En combien d'années l'écart d'investissement serait-il compensé par l'économie annuelle ?

Économie annuelle retenue dans le scénario : \(1\,800 - 900 = \mathbf{900}\) €.

Surcoût PAC vs gaz : \(12\,000 - 4\,500 = 7\,500\) €.

Temps de retour simple : \(\dfrac{7\,500}{900} \approx \mathbf{8{,}3}\) ans.

Ce résultat dépend entièrement des hypothèses : prix futurs de l'énergie, entretien, aides réellement obtenues, durée de vie, performance du logement et coût du financement. Il s'agit d'un scénario, pas d'une promesse d'économie.

À retenir

📚 Cette activité s'appuie sur §4 (Point moyen), §5 (Ajustement affine) et §7 (Interpolation/extrapolation) de la leçon Ch01.