Problèmes d’air dans les installations hydraulique !

De nos jours, la plupart des circuits de chauffage et de climatisation sont des systèmes en circuits fermés. L’oxygène peut néanmoins entrer dans les circuits par l’intermédiaire de différents matériaux intégrés aux installations comme les flexibles, ou encore les raccords, qui sont étanches à l’eau mais pas imperméable à l’oxygène. L’air peut être aussi introduit quand un circuit hydraulique est en dépression (manque d’eau), il peut également provenir de l’eau de remplissage de l’installation, qui contient une faible quantité d’air dissous.

 

En plus de l’air, d’autres gaz tels que l’hydrogène ou le méthane peuvent être présents dans les installations et les détériorer. La formation de ces gaz peut être provoquée par réaction au contact de divers matériaux.

Les gaz dans l’eau peuvent se présenter sous forme dissoute ou sous forme de bulles libres. S’il y a une surabondance en gaz (air, azote, hydrogène) dans l’eau, les gaz dissous se libèrent sous forme de bulles.

Sous l’influence de la pression et de la température, les poches d’air peuvent en partie se dissoudre dans l’eau, ce qui entraîne une saturation en gaz excessive de l’eau. La diminution de solubilité qui en découle provoque la libération des bulles qui seront véhiculés dans toute l’installation. La vitesse d’écoulement de l’eau dans les tuyaux rendra difficile leurs séparations.

Remplissage et poche d’air : lors du remplissage de l’installation, l’eau pousse l’air vers le haut (l’air étant logiquement plus léger). Donc, cet air va s’accumuler dans les zones supérieures de l’installation puis sera mélangé avec l’eau lors de la mise en service des pompes de circulation.

Les molécules de gaz s’imbriquent dans les molécules d’eau, seule les différences de pression et de température d’une installation permettent leur libération sous forme de bulles des gaz appelées gaz dissous.

Nombreuses et très petites, elles sont presque invisibles à l’œil nu. Ces microbulles sont transportées par l’écoulement mais s’accumulent également au contact de corps étrangers présents dans l’eau afin de former des bulles plus grandes. Lorsqu’elles adhèrent à certaines surfaces, la séparation sera encore plus difficile. La présence de microbulles a pour conséquence de rendre l’eau de couleur blanchâtre voir laiteuse.

 

La présence d’air peut provoquer un ensemble de désagréments voir de dysfonctionnements, du bruit, un mauvais rendement de l’installation, une exploitation coûteuse, une circulation perturbée, de la corrosion, des fuites, des défauts d’équilibrages du réseau.

L'air ou tout gaz engendre du bruit dans l’installatio et plus particulièrement au passage des vannes, au niveau des tuyauteries et des terminaux comme les radiateurs ou les ventilo-convecteurs. Qui n’a jamais entendu le bruit caractéristique du radiateur qui "glougloute".

La présence d’air est nuisible au transfert de chaleur. Cela peut provoquer le dysfonctionnement par exemple des radiateurs aux étages supérieurs d’un bâtiment lorsque la quantité d’air est importante, entraînant partiellement l’arrêt de la circulation. Mais cela cause aussi une réduction d’échange par l’action isolante des bulles d’air sur les surfaces de chauffe.

Les bulles d’air nuisent à la circulation. L’air et l’eau ne font pas bon ménage. Ainsi, la capacité thermique du caloporteur se réduit et l’instabilité de l’écoulement entraînera des pertes de charges ainsi qu’un manque d’irrigation aux endroits thermiquement ou hydrauliquement sensibles.

La corrosion détériore petit à petit la matière constituant un réseau hydraulique. Ceci peut provoquer à la fois les dépôts de rouille (magnétite) et l’érosion par action de molécules corrosives et abrasives. Les bulles d’air multiplient le risque d’érosion. Ainsi, certains organes peuvent être détériorés, générateurs de chaleur, les pompes à cause de la cavitation et les vannes de réglage (usure prématurée).

Afin de remédier aux problèmes d’air, plusieurs options s’offrent aux techniciens. Voici quelques exemples :

C’est l’organe le plus commun pour évacuer l’air dans les installations de climatisation et de chauffage.

D’une façon automatique, les purgeurs évacuent les gaz accumulés vers l’extérieur. Pour ce faire, l’eau doit pouvoir stagner au risque de voir les gaz entraînés par l’écoulement de l’eau. C’est la raison pour laquelle les purgeurs installés directement sur des conduites ne purgent que très rarement lorsque les pompes de circulations fonctionnent. En présence d’air le flotteur muni d’un pointeau ce trouve en partie basse du purgeur ce permet d’évacuer l’air, quand la pression de l’eau est suffisante le flotteur est en partie haute et le pointeau ferme le purgeur. Ils permettent aussi d’aérer le circuit hydraulique pour faciliter la vidange de l’installation.

Les séparateurs d’air classiques consistent par action centrifuge (perturbations) à ralentir d’une manière drastique la vitesse d’écoulement de l’eau. Les bulles d’air présentes sont alors séparées de l’eau, et elles seront évacuées à l’extérieur, de préférence au moyen d’un purgeur automatique.

Ils peuvent être conçus de manière très compacte. Ils sont adaptés au dégazage en fonctionnement. Différents principes de fonctionnement peuvent être associés, tels que la présence de corps étrangers destinés à former des bulles plus grandes, le ralentissement de la vitesse d’écoulement ou bien les dispositifs de guidage servant à soutenir les forces ascensionnelles pour permettre la séparation par action centrifuge. 

Le vase d’expansion a pour rôle d’absorber, de compenser la dilatation de l’eau et de maintenir la pression constante en tout point du réseau. Faites très attention au choix du modèle de votre vase. Notez bien que la pression de gonflage du vase doit s’adapter à chaque installation de climatisation ou de chauffage, hauteur manométrique, température moyenne. Pour l’installation, il est recommandé que le vase soit doté d’une vessie d’excellente qualité telle que la vessie en caoutchouc de butyle, qui permet une résistance optimale à la pression.