Tuyauterie industrielle : notions de DN et PN !

Les tuyauteries en chauffage et climatisation permettent de transporter de l’énergie sous forme de vapeur, d’eau chaude ou d’eau froide. Le fluide (eau pure ou glycolée) est véhiculé via une pompe de circulation, d’un générateur (chaudière, pompe à chaleur, refroidisseur de liquide) vers des émetteurs (ventilo-convecteur, CTA, plancher chauffant).
Une tuyauterie est composée d’un ensemble de tubes, de dérivations et de coudes mais aussi d’un certain nombre d’accessoires, vannes, clapets, d’organes de régulation, etc. !
En fonction du type de fluide, de la pression utile, de la section des tuyaux, l’exécution et l’exploitation des réseaux sont soumis à des contraintes réglementaires plus particulièrement à la Directive Européenne « Équipements Sous Pression » (DESP).
D’autres secteurs d’activités ou intervient la tuyauterie de type industrielle, agroalimentaire, nucléaire, pétrochimique, process.

Matériaux utilisés en chauffage et climatisation

• PVC-C, HTA
• PEHD
• Inox
• Cuivre

Les tubes en acier sont les plus utilisés en chauffage et climatisation et peuvent être :

• en acier inoxydable,
• en acier électrozingué,
• en acier noir (TAN) .

Les matériaux utilisés dans les réseaux hydrauliques ne sont pas de même nature, et n’ont donc pas les mêmes propriétés physiques. Dilatation, résistance à la pression, type de supportage, pertes de charges sont autant de contraintes à évaluer avant de faire un choix.

Notions de Dimension Nominale (DN)

Afin de pouvoir assembler les divers composants entre eux, on a élaboré un système de code numérique appelé DN pour Dimension Nominale.
On utilise couramment de façon impropre le terme de Diamètre Nominale pour le DN, en soit cela ne change rien à son utilisation. Car tous les éléments ayant le même DN pourront être en toute logique raccordés ensemble.
Suivant la norme EN ISO 6708, le diamètre nominal d’un tube quel que soit sa nature correspond toujours à son diamètre intérieur en millimètres. Quant au diamètre extérieur il varie en fonction du matériau qui le compose. Un tube PVC-C pour le même DN n’aura pas le même diamètre extérieur qu’un tube en acier noir.

Equivalence entre diverses appellations usuelle, ancienne, nouvelle !

PN ou Pression Nominale !

C’est une valeur numérique (norme NF E 29-005 , Norme internationale ISO 7268 ), qui permet de spécifier la limite de la pression hydraulique supportée par les tuyaux et les autres éléments du circuit. Le DN permet aussi de caractériser les éléments d’assemblage comme les brides, épaisseur de la bride, nombre de trous, afin de supporter cette pression. Le PN est une valeur de référence en Bar donnée à 20 °C et qui donne la pression maximale admissible à cette température.

À savoir : La pression maximale admissible dans une tuyauterie diminue alors que la température augmente.

Ex : Pour un tube en acier PN 20 (à 20°C - 20 bar) à 50°C la pression max admissible sera de 19,3 Bar alors qu’à 200°C elle ne sera que de 14 Bar.
Plus le diamètre d’un tube est petit, plus il résiste à la pression. A l’inverse plus son diamètre est grand moins il résiste à la pression, l’épaisseur du tube augmentera donc en fonction de son diamètre.

Assemblage des tuyaux en acier et accessoires

La soudure des tubes acier par métal d’apport par brassage autogène ou au TIG représentent les raccordements permanents. Par opposition les raccordements au moyen de brides sont par nature des raccordements non permanents car démontables.

Attardons-nous sur les raccordements à brides, deux pièces de métal usinées libres ou non sont maintenues serrées l’une contre l’autre par des boulons, l’étanchéité entre les deux brides est assurée par un joint plat compressible. Avant le montage d’un joint, veiller à ce que les portées de joint soient parfaitement propres. Le serrage en quinconce des boulons est préconisé afin d’obtenir une compression uniforme du joint.

Types de joint pour les brides :

• Joint PTFE pour toute application alimentaire
• Fibres organiques pour usage général (chauffage, climatisation)
• Joint graphite pour la vapeur, fluides caloporteurs
• Caoutchouc

Quelques mots sur l’isolation des réseaux hydrauliques (TAN)

Afin de limiter les pertes d’énergie et d’éviter les phénomènes de condensation on calorifuge (isole) les tuyauteries et les accessoires des installations de chauffage et de climatisation.

Mise en place de l’isolation dans l’ordre de mise en œuvre.

Isolation des réseaux de chauffage

1. Traitement anti-corrosion (peinture anti-rouille)
2. Isolant
3. Protection mécanique

Isolation des réseaux de climatisation

1. Traitement anti-corrosion (peinture anti-rouille)
2. Isolant
3. Pare-vapeur
4. Protection mécanique

Quelques types d’isolant

Laines minérales, mousses de polyuréthane, polystyrène extrudé, mousse élastomère flexible, polystyrène expansé, mousse polyéthylène, mousse phénolique.