Canalisations de Gaz Naturel [PDF]

Zitiervorschau

Fonds de formation professionnelle de la construction

MANUEL MODULAIRE CHAUFFAGE CENTRAL

MODULE 7: INSTALLATIONS AU GAZ , VOLUME 1

CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

AVANTPROPOS

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

AVANTPROPOS Situation Bien qu’il existe déjà plusieurs publications sur le chauffage central, celles-ci sont trop souvent théoriques ou même dépassées. La rédaction d’un manuel pratique s’imposait donc pour répondre à une demande certaine. Le ‘Manuel modulaire Chauffage central’ a été rédigé à la demande du FFC (Fonds de Formation professionnelle de la Construction), à l’initiative de l’UBIC (organisation professionnelle des installateurs de chauffage central), sous la houlette de son président honoraire, Roland Debruyne, et avec le soutien de la BOUWUNIE (la fédération flamande des PME de la construction). Les chapitres des modules traitant du gaz ont été rédigés en collaboration avec l’ARGB (Association Royale des Gaziers Belges). Certains éléments que l’on retrouve dans le manuel “L’installateur sanitaire” (publication du FFC) ont été harmonisés en concertation avec les rédacteurs de ce manuel. Notre comité de rédaction se compose de personnes motivées issues de l’enseignement, de la formation professionnelle et d’entreprises de chauffage. Notre ouvrage de référence est constitué de différents modules et s’inspire du profil professionnel. Ainsi, nous retrouvons des volumes axés sur l’exécution (monteurs), alors que d’autres chapitres sont orientés vers l’entretien (techniciens) ou le développement de l’installation (installateurs). La structure actuelle en modules et volumes se retrouve dans le classeur. Elle s’adapte aux besoins de la formation et à l’évolution des techniques. Notre manuel veut offrir au lecteur une approche plus visuelle du sujet et alterne pour cela les textes et les illustrations. Nous voulons rester proches de la réalité et nous en tenir aux principes de l’apprentissage des compétences. Voilà pourquoi nous accordons la préférence à une orientation pratique dans la description de chaque thème. Néanmoins, nos volumes ne reprennent pas d’exercices pratiques puisque ce ne sont pas des manuels scolaires.

Autonomie vis-à-vis de la formation Cet ouvrage de référence est développé de façon à être accessible à différents groupes cibles. Nous sommes partisans de la formation permanente: ce manuel pourra être consulté aussi bien par un élève d’une école secondaire que par un apprenant en formation continue, par un demandeur d’emploi en formation ou par un monteur de chauffage central désirant rester informé. L’installateur qui veut se rappeler certaines techniques y trouvera lui aussi son compte.

Une approche intégrée Pour éviter les redites, nous avons choisi de consacrer, dans chaque volume, un chapitre particulier aux sciences appliquées. Nous essayerons d’intégrer le plus possible des thèmes tels que la sécurité, la santé et l’environnement. Ceux-ci pourront néanmoins être abordés séparément, si nécessaire. Les normes et les publications du CSTC seront traitées dans la même optique. L’installation durable sera intégrée dans les différents modules. Robert Vertenueil, Voorzitter fvb-ffc Constructiv

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Rédaction Coordination:

Patrick Uten

Groupe de travail: Paul Adriaenssens Inge De Saedeleir Gustaaf Flamant René Onkelinx Jacques Rouseu Chris De Deyne

@ Fonds de Formation professionnelle de la Construction, Bruxelles, 2012. Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation, sous quelque forme que ce soit, réservés pour tous les pays. D/2012/1698/09

Textes:

Paul Adriaenssens Gustaaf Flamant Kurt Goolaerts Tony Kempeneers Bart Thomas Patrick Uten Patrick Uten et les autres membres du groupe de travail CERGA sous la direction de l’ARGB.

Dessins:

Thomas De Jongh + ARGB

Remarques Vous pouvez adresser toutes vos remarques, questions et suggestions au: FFC Rue Royale 132 1000 Bruxelles Tel.: 02 210 03 33 Fax: 02 210 03 99 www.laconstruction.be Le contenu des volumes est réparti de manière bien identifiable à l’intention de 3 groupes: monteur (M), technicien (T) et installateur (I).

TABLE TABLEDES DE MATIÈRES MATIÈRES

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

TABLE DES MATIÈRES 1. LE GAZ NATUREL  DE SON ORIGINE JUSQU’À LA DISTRIBUTION MTI ............ 9 1.1 Origine du gaz naturel.................................................... 9 1.2 Transport................................................................................. 9 1.2.1 Transport par gazoducs ................................................ 9 1.2.2 Transport par navire ...................................................... 9 1.3 Stockage .............................................................................. 10 1.4 Distribution ......................................................................... 11 1.4.1 Réseau à Haute Pression (HP)) ................................... 11 1.4.2 Réseau à Moyenne Pression (MP) ............................. 11 1.4.3 Réseau à Basse Pression (BP) .................................... 12

2. GRANDEURS PHYSIQUES ............................... 13 2.1 Pression et mesurage de pression [MTI] .......... 13 2.1.1 Généralités .................................................................... 13 2.1.2 Pression absolue, pression atmosphérique et surpression .................................................................... 2.1.3 Mesurage de pression avec un manomètre .........

2.2 2.3 2.4 2.5

14 14 16 17 17

Température [TI] ............................................................. Densité [TI] ......................................................................... Débit volume [TI] ........................................................... Relation entre la pression, la température et le volume [TI] .............................................................. 18 2.6 Point d’ébullition - tension de vapeur point de rosée [TI] ......................................................... 19

3. PROPRIÉTÉS DU GAZ NATUREL TI .. 21 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

Composition du gaz naturel .................................... 21 Le gaz naturel n’est pas toxique............................ 22 Le gaz naturel est plus léger que l’ai .................. 23 Le gaz naturel est inodore et incolore .............. 23 Le gaz naturel est inflammable et explosif..... 24 3.5.1 Le gaz naturel est inflammable................................. 24 3.5.2 Le gaz naturel est explosif ......................................... 24 3.6 Symboles, unités et abréviations .......................... 25 3.6.1 Symboles chimiques .................................................. 25 3.6.2 Unités .............................................................................. 25 3.6.3 Abréviations / symboles ........................................... 25 3.7 Résumé ................................................................................. 26

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE..................... 27 4.1 Normes [MTI]..................................................................... 27 4.2 Matériaux et modes d’assemblage [MTI] ........ 28

4.2.1 Généralités .....................................................................

28 4.2.2 Conditions de sécurité ............................................... 28 4.2.3 Acier ............................................................................... 30 4.2.4 Cuivre ............................................................................. 35 4.2.5 Polyéthylène (PE) ........................................................ 39 4.2.6 Robinetterie ................................................................ 42 4.3 Mise en œuvre des tuyauteries – Généralités .. 43 4.3.1 Raccords et tés [MTI].................................................... 43 4.3.2 Robinets de sectionnement [MTI] ........................... 43 4.3.3 Colliers [MTI] .................................................................. 44 4.3.4 Protection extérieure des tuyauteries [MI] ............ 44 4.3.5 Continuité électrique [TI] ........................................... 47

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES..... 49 5.1 Placement des tuyauteries gaz dans un bâtiment [MI] ............................................................. 49 5.1.1 Parcours et accessibilité des tuyauteries [NBN D51-003 § 4.3] .................................................... 5.1.2 Configurations

49 ............................................................ 49

5.1.3 Conditions particulières aux colonnes montantes dans un bâtiment ................................... 55 5.1.4 Compteur de passage

................................................ 56

5.1.5 Conditions particulières à la mise en oeuvre d’un flexible métallique .............................................

56

5.1.6 Raccordement des appareils d’utilisation aux installations intérieures .............................................

57

5.2 Placement de tuyauteries à l’extérieur d’un bâtiment [MI] ......................................................... 61 5.2.1 Tuyauteries au-dessus du sol à l’extérieur d’un bâtiment .........................................................................

61 5.2.2 Tuyauteries enterrées en-dehors d’un bâtiment . 62 5.2.3 Tuyauteries enterrées en-dessous d’un bâtiment . 64

6. ESSAIS ET CONTRÔLE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE MTI .... 65 6.1 Généralités .......................................................................... 65 6.2 Nettoyage de l’installation ....................................... 65 6.3 Essai d’étanchéité ........................................................... 66 6.3.1 Essai d’étanchéité à l’aide d’air ou d’azote .............. 67 6.3.2 Essai d’étanchéité à l’aide du compteur gaz ......... 68 6.3.3 Critères d’étanchéité .................................................. 69 6.4 Purge...................................................................................... 70 6.5 Etanchéité des jonctions ........................................... 70 6.6 Purge d’une installation ............................................. 71

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TABLE TABLEDES DE MATIÈRES MATIÈRES

6.7 Ouverture et fermeture sans danger d’un compteur gaz ................................................................. 72 6.8 Dimensions des tuyauteries et perte de charge admissible.................................................. 73 6.9 Résumé ................................................................................ 73 6.10 Mise en service de l’installation.......................... 74

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I .... 75 7.1 Calcul d’une installation intérieure à basse pression .................................................................. 75 7.1.1 Généralités .................................................................... 75 7.1.2 Pertes de charge ......................................................... 75 7.1.3 Pertes de charge linéaires ......................................... 76 7.1.4 Pertes de charge locales ........................................... 77 7.1.5 Diminution ou augmentation de la perte de charge due à une différence de hauteur ..............

77 7.2 Procédure de calcul...................................................... 78 7.2.1 Réalisation du schéma de l’installation ................. 78 7.2.2 Détermination de l’appareil le plus défavorisé ... 79 7.2.3 Détermination des diamètres des tuyauteries .... 80 7.2.4 Vérification de la perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil ........

80 7.3 Tableaux et abaques .................................................... 81

8. EXEMPLES DE CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I ................................................ 97 8.1 Exemple 1 ......................................................................... 97 8.1.1 Réalisation du schéma de l’installation ................. 97 8.1.2 Détermination de l’appareil le plus défavorisé ... 98 8.1.3 Détermination des diamètres des tuyaux ............ 99 8.1.4 Vérification de la perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil .........

99 8.2 Exemple 2 ...................................................................... 100 8.2.1 Réalisation du schéma de l’installation .............. 100 8.2.2 Détermination de l’appareil le plus défavorisé 100 8.2.3 Détermination des diamètres des tuyaux ........ 100

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

8.4.3 Utilisation du tableau des pertes de charge unitaires .....................................................................

104 8.5 Exemple de feuille de calcul ............................... 106 8.5.1 Schéma ...................................................................... 106 8.5.2 Détermination de l’appareil le plus défavorisé 106 8.5.3 Détermination des diamètres des tuyaux ........ 107 8.5.4 Vérification de la perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil

... 107

9. ANNEXE A: DÉTERMINATION DU DIAMÈTRE D’UNE TUYAUTERIE ALIMENTANT UN SEUL APPAREIL D’UTILISATION MTI .......................................... 109 9.1 Objectif ............................................................................. 109 9.2 Base..................................................................................... 109 9.3 Utilisation du tableau............................................... 109 9.3.1 UNE SEULE tuyauterie sur UN SEUL appareil .... 109 9.3.2 Ajouter UN appareil sur une installation existante ....................................................................

110

10. ANNEXE B: DÉBITS HORAIRES EN GAZ NATUREL MTI.......................................... 111 10.1 Débit de gaz sur base de la puissance nominale ........................................................................ 111 10.2 Débit en gaz naturel de quelques appareils d’utilisation .............................................. 111

11. ANNEXE C: TERMES TECHNIQUES 11.1 Unités de longueur, surface et volume ...... 11.2. Pression ........................................................................ 11.3 Température ............................................................... 11.4 Densité ......................................................................... 11.5 Débit-volume ........................................................... 11.6 Symboles chimiques ............................................. 11.7 Abréviations / symboles ..................................... 11.8. Energie / chaleur / combustion .................... 1.8.1. Unités .........................................................................

115 115 115 115 115 116 116 116 117 117

8.2.4 Vérification de la perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil

.. 101 8.3 Solution 1........................................................................ 102 8.3.1 Détermination des diamètres des tuyaux ......... 102 8.3.2 Vérification de la perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil

.... 102 8.4 Solution 2 ........................................................................ 103 8.4.1 Détermination des diamètres des tuyaux ......... 103 8.4.2 Vérification de la perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil

.... 103 7

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

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TABLE DES MATIÈRES

1. LE GAZ NATUREL  DE SON ORIGINE JUSQU’À LA DISTRIBUTION MTI

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

1. LE GAZ NATUREL  DE SON ORIGINE JUSQU’À LA DISTRIBUTION MTI 1.1 Origine du gaz naturel Le gaz naturel que nous utilisons aujourd’hui a pris naissance, il y a 600 millions d’années, à partir de restes végétaux et animaux. L’exploration géologique et l’analyse de la structure du sous-sol permettent de déterminer la position des couches qui pourraient contenir du gaz naturel et/ou du pétrole. Après des forages d’essai et d’évaluation effectués à l’aide d’un derrick, en vue de déterminer l’importance du gisement et sa qualité, on détermine la méthode de production. Le gaz brut est acheminé par des gazoducs, lorsque cela est nécessaire, vers une usine de traitement.

1.2 Transport 1.2.1 Transport par gazoducs Un gazoduc est constitué par des tubes d’acier soudés les uns aux autres, qui sont protégés soigneusement par un revêtement extérieur. Le gaz naturel épuré est transporté vers les zones de consommation de deux manières: t
transport par gazoducs terrestres Il s’agit de conduites enterrées à une profondeur suffisante, qui transportent des volumes considérables de gaz naturel sous une pression importante – par ex. le gaz naturel hollandais acheminé de Slochteren jusqu’en Belgique. t
transport par gazoducs sous-marins Il s’agit de conduites ancrées au fond de la mer – par ex. le gaz naturel norvégien acheminé à Zeebrugge par le «Zeepipe».

1.2.2 Transport par navire Des navires méthaniers transportent le gaz naturel, liquéfié dans le pays d’origine, vers la zone de consommation. Le gaz naturel est liquéfié à la pression atmosphérique et à une température de –162°C et regazéifié dans la zone de consommation.

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MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

1. LE GAZ NATUREL  DE SON ORIGINE JUSQU’À LA DISTRIBUTION MTI

La liquéfaction réduit de 600 fois le volume du gaz naturel par rapport à son état gazeux, ce qui justifie cette méthode du point de vue économique. Actuellement, ce sont des méthaniers qui transportent du gaz naturel liquéfié (GNL) – entre autres du Qatar – jusqu’au port de Zeebrugge.

par ex. le MÉTHANIA, d’une capacité de 130.000 m³ GNL (GNL = Gaz Naturel Liquide / LNG = Liquid Natural Gas)

1.3 Stockage Pour assurer une bonne modulation des approvisionnements en gaz, il faut disposer d’un volume de stockage de gaz relativement important. En Belgique, nous disposons de plusieurs grands sites de stockage de gaz: à Zeebrugge et à Dudzele (sous forme liquide – citernes), à Loenhout (sous forme gazeuse – couches aquifères profondes), et à Anderlues et à Péronnes (sous forme gazeuse – anciennes mines de charbon).

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1. LE GAZ NATUREL  DE SON ORIGINE JUSQU’À LA DISTRIBUTION MTI

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

1.4 Distribution La Belgique importe deux types de gaz naturel: t
le type L (le groupe des gaz naturels à bas pouvoir calorifique); t
le type H (le groupe des gaz naturels à haut pouvoir calorifique). Le gaz de Slochteren (Pays-Bas) est du type L tandis que les gaz de la Mer du Nord et du Qatar sont du type H. Pour la réception et le transport de gaz naturel sur le territoire belge, on dispose d’une infrastructure étendue. Une partie importante du gaz naturel importé est transportée par des gazoducs de transit qui connectent le réseau belge aux pays limitrophes: la France, le Grand-Duché de Luxembourg, l’Allemagne et la Grande Bretagne. Au cours du transport, le gaz naturel «frotte» contre les parois des gazoducs et sa pression chute progressivement. La perte de charge est, entre autres, proportionnelle à la distance parcourue. Le réseau (transport et distribution) part donc de niveaux de pression relativement hauts qu’il faut abaisser progressivement pour fournir à chaque client la pression optimale pour ses appareils d’ utilisation. Selon l’Arrêté Royal du 28 juin 1971, les réseaux sont subdivisés suivant la pression maximale de service(1) en:

1.4.1 Réseau à Haute Pression (HP) Les réseaux de transport à HP fonctionnent à des pressions de service qui dépassent 1 500 kPa (15 bar).

1.4.2 Réseau à Moyenne Pression (MP) Les installations des entreprises de distribution publique de gaz naturel comportent des stations de réception, de comptage et de détente de gaz alimentées par le réseau de transport à une pression ne dépassant pas 1 500 kPa (15 bar). Le gaz y est odorisé et transporté vers les cabines de distribution ou les cabines des clients industriels. Le gaz est détendu en cascade à divers niveaux de moyenne pression qui varient de 1500 kPa (15 bar) à 800 kPa (8 bar) et 500 kPa (5 bar), selon les distances à parcourir et les débits à fournir. On parle de moyenne pression si la pression

(1) Pression maximale de service (dans les normes EN, indiquée comme MOP – Maximum Operating Pressure): la pression maximale dans un réseau dans les conditions normales d’exploitation. “Des conditions normales d’exploitation” signifie qu’il n’y a ni disfonctionnement ni perturbation du débit de gaz.

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MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

1. LE GAZ NATUREL  DE SON ORIGINE JUSQU’À LA DISTRIBUTION MTI

maximale de service admissible est supérieure à 100 hPa (100 mbar) et ne dépasse pas 1 500 kPa (15 bar).

1.4.3 Réseau à Basse Pression (BP) Dans les cabines de quartier, la pression est réduite à la basse pression – 100 hPa (100 mbar) ou 20 hPa/25 hPa (20 mbar/25 mbar). Le réseau basse pression, constitué par les canalisations qui distribuent le gaz naturel aux consommateurs (domestiques, artisanaux et PME) par l’intermédiaire de branchements et de compteurs, est un réseau bouclé afin d’éviter des fluctuations de pression et de garantir l’approvisionnement. Enfin, la pression en aval du compteur chez le client domestique doit toujours être de 20 hPa (20 mbar) ou 25 hPa (25 mbar) car c’est la pression de service des appareils d’utilisation commercialisés en Belgique. La pression requise pour le gaz de type L est de 25 mbar (25 hPa) et pour le gaz de type H, elle est de 20 mbar (20 hPa). Si l’entreprise de distribution réduit la pression à 100 mbar (100 hPa) dans la cabine de quartier, elle doit placer un écrêteur en amont du compteur, pour ramener la pression de distribution à la pression de service des appareils d’utilisation (20 mbar ou 25 mbar).

BP

MP A

0

MP C

500 mbar 100 mbar

12

MP B

HP 15 bar

5 bar

supérieure à 15 bar

2. GRANDEURS PHYSIQUES

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

2. GRANDEURS PHYSIQUES 2.1 Pression et mesurage de pression [MTI] 2.1.1 Généralités La pression exercée par un fluide est obtenue en divisant la force pressante par l’aire projetée située dans un plan perpendiculaire à la force. Le symbole de la pression est p (unité: Pascal = Pa), celui de la force est F (unité: Newton = N), et celui de la surface est S (unité: m²). Il résulte de la définition ci-dessus que la pression peut se calculer par la formule:

p

F S

Principe de Pascal Pour tout fluide, gaz ou liquide, en état interne de repos, la pression est la même dans toutes les directions. De plus, la pression est uniforme dans un même plan horizontal. Unités L’unité du système international SI de la pression est le Pascal (Pa). Les unités de force et d’aire sont respectivement le Newton (1 N = 1 kg · m/s²) et le mètre carré (m²). Le Pascal est donc la pression uniforme qui, agissant sur une surface plane de 1 m², exerce une force totale de 1 N, perpendiculairement à cette aire. A 1 Pa = 1 N/m²

vide

10,33 m

vide

76 cm

1 atm

1 atm

eau

mercure Résultat d’une pression de 1 atm

Dans l’industrie gazière, la pression est exprimée généralement en bar, avec la subdivision mbar (millibar). 1 bar = 1 000 mbar 1 bar = 105 Pa =100 000 Pa A 100 Pa = 1 mbar 1 atm (atmosphère) = 760 mmHg (colonne de mercure) 1 atm = 1 013 mbar = 1,013 bar Les anciennes unités qui ne sont plus reprises dans le système SI sont: 1 mmHg (colonne de mercure) = 13,59 mmH2O 10 mmH2O (colonne d’eau)  1 mbar  100 Pa 1 mmH2O (colonne d’eau) = 9,81 Pa = 9,81 x 1/100 mbar = 0,0981 mbar A 1 mbar = ± 10,19 mmH2O A 1 atm = 1 013 mbar = 10,326 mmH2O (une colonne d’eau de 10,326 m).

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MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

2. GRANDEURS PHYSIQUES

2.1.2 Pression absolue, pression atmosphérique et surpression Les applications gazières se situent presque toujours dans la pression atmosphérique de l’ambiance. Par «la pression dans l’installation intérieure est de 25 mbar», on entend: «la pression dans l’installation intérieure est de 25 mbar plus élevée que la pression atmosphérique autour de l’installation.»

La pression de 25 mbar est dite pression effective, ou encore parfois pression relative ou surpression. La somme de la surpression et de la pression atmosphérique est la pression réelle ou pression absolue dans la tuyauterie. Dans certaines équations mathématiques, il faut cependant toujours utiliser la pression absolue. Le rapport entre ces deux grandeurs est donné par la relation: pression absolue = pression atmosphérique + surpression

dans laquelle “pression atmosphérique” est la pression atmosphérique réelle de l’ambiance. La pression atmosphérique dans les conditions normales (au niveau de la mer) est de 1 013 mbar; c’est la pression de référence. Dans la plupart des applications dans notre région, la différence entre la pression atmosphérique réelle et la pression atmosphérique normale peut être négligée. Toutefois une correction est nécessaire dans certaines applications, par ex., lorsqu’il y a une différence de hauteur importante dans l’installation.

2.1.3 Mesurage de pression avec un manomètre La surpression se mesure au moyen d’un manomètre. Manomètre à liquide Le manomètre le plus répandu est le manomètre à liquide. Ce type de manomètre est constitué d’un tube en verre ou en plastique courbé en U, dans lequel on verse un liquide. En état de repos, les deux branches sont soumises à la pression atmosphérique et le niveau dans les deux branches sera identique. Ce niveau correspond au point zéro. Si l’une de ces branches est raccordée à la conduite de gaz, le liquide dans cette branche descend sous l’effet de la pression du gaz et s’élève dans l’autre branche toujours soumise à la pression atmosphérique. La différence entre les deux niveaux est une mesure de la surpression du gaz dans les tuyaux. 14

2. GRANDEURS PHYSIQUES

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

L’échelle de ces manomètres peut être graduée en Pa (Pascal), en bar ou en

m .bar

Attention La surpression mesurée correspond à la pression de la colonne de liquide déplacée. L’indication de la réglette graduée dépend donc de la nature du liquide utilisé dans le tube en U. Il faut veiller à utiliser le même liquide lorsqu’on ajoute ou remplace le liquide dans le manomètre, sans quoi la lecture est faussée.

Manomètre à liquide

Micro-manomètre La mesure des petites valeurs de surpression ou de dépression, comme par exemple celle mesurée à un brûleur ou dans un conduit de cheminée, doit être réalisée à l’aide d’un micro-manomètre. Ce manomètre peut être manomètre incliné, ce qui permet une lecture plus précise.

Micro-manomètre Distance AB plus grande que A’B’ pour une même pression.

Manomètre de Bourdon Les pressions importantes – pressions au-delà de 100 mbar – sont mesurées à l’aide d’un manomètre métallique dit manomètre de Bourdon. Ce type de manomètre comprend un tube métallique en forme de crosse à parois ovalisées plus ou moins épaisses, qui se 15

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

2. GRANDEURS PHYSIQUES

déforme sous l’action de la pression. Cette déformation amplifiée actionne une aiguille qui se déplace devant un cadran gradué. Ce type de manomètre ne mesure que les valeurs de pression positive. Important Comment mesurer la pression à l’entrée d’un appareil d’utilisation? S’il n’y a pas d’écoulement de gaz dans la tuyauterie – pas de débit –, la pression du gaz (surpression) est la même aussi bien au début qu’au bout de la tuyauterie, quelle que soit la longueur. Attention: Ne mesurez qu’après stabilisation de la pression. La pression exercée par le gaz en mouvement – il y a un débit – sur la paroi intérieure de la tuyauterie diminue au fur et à mesure à cause du frottement contre la paroi A perte de charge. Manomètre de Bourdon

Pour mesurer correctement la pression à l’entrée d’un appareil d’utilisation, il faut le faire au débit maximal de l’appareil. C’est la seule façon de mesurer la perte de charge exacte entre le compteur et l’appareil et de savoir si la pression à l’entrée de l’appareil convient pour son fonctionnement optimal.

2.2 Température [TI] La température est une grandeur physique décrivant l’état thermique d’un corps.

Unités L’unité SI de la température usuelle est le degré Celsius – symbole °C. Le 0 de l’échelle Celsius correspond à la température de passage de l’eau pure de l’état solide (la glace) à l’état liquide (l’eau). Le 100 de l’échelle correspond à la température d’ébullition de l’eau pure. Ces mesures se font à la pression atmosphérique normale = 1 013 mbar. Un degré Celsius (°C) correspond à la fraction 1/100 de l’écart entre 0 °C et 100 °C. L’unité SI de la température thermodynamique est le Kelvin – symbole K. Le 0 de l’échelle de température Kelvin correspond au «zéro absolu» (plus froid est impossible!) c’est-à-dire à –273,15 °C. Sur les deux échelles (celle de Kelvin et celle de Celsius), la distance entre deux valeurs est la même. A si la température augmente de 1 °C, elle augmente aussi de 1 K. A 273,15 K = 0 °C 100 °C = 373,15 K

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2. GRANDEURS PHYSIQUES

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

2.3 Densité [TI] La densité d’un gaz est le quotient de la masse d’un certain volume de gaz par celle du même volume d’air sec dans d’égales conditions de pression et de température – encore appelée “densité relative”.

Symbole: d A La densité n’a pas d’unité. Gaz naturel : d = 0,62 à 0,64 Air :d=1 Propane : d = 1,56 Butane : d = 2,09 A Le gaz naturel est plus léger que l’air. A Le butane et le propane sont plus lourds que l’air.

2.4 Débit volume [TI] Le débit-volume est le volume de liquide ou de gaz déplacé par unité de temps par ex. lors d’un écoulement dans un tuyau.

Unités Unité SI: m³/s (mètre cube par seconde) Unités dérivées: t
l/h : litre par heure t
m3/h : mètre cube par heure A 1 m3/h = 1 000 l/h Exemple: un compteur à membrane est un instrument de comptage pour des volumes. On lit le nombre de litres de gaz qui passent par le compteur en 1, 2, 5, 10 ou 60 minutes. Ensuite, pour obtenir le débit en m³/h, on multiplie respectivement par 60, 30, 12, 6 ou 1 le chiffre trouvé. La mesure est d’autant plus exacte que le temps d’observation est long. Comment lit-on des volumes en litres sur un compteur à cadran à rouleaux? Le cadran à rouleaux d’un compteur à membrane et d’un compteur à pistons rotatifs a, en fonction de son débit maximal, trois ou deux chiffres après la virgule. Les chiffres à droite de la virgule sont en rouge. Sur un cadran à rouleaux avec trois chiffres après la virgule, le nombre formé par ces trois chiffres est le nombre de litres. Par ex.: au cadran à rouleaux 47126,023, on lit: 47 126 mètres cubes et 23 litres.

Cadran à rouleaux avec 3 chiffres après la virgule

Pour un cadran à rouleaux avec deux chiffres après la virgule, on obtient le nombre de litres en multipliant par 10 le nombre à droite de la virgule.

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MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

2. GRANDEURS PHYSIQUES

Par ex.: au cadran à rouleaux 000000,79 on lit: zéro mètre cube et 790 litres. Pour obtenir une lecture plus précise, on doit faire une évaluation du nombre de litres à l’aide des graduations existantes entre deux chiffres consécutifs (dans notre cas, la troisième graduation sur les 5 entre les chiffres 9 et 0), à 796 litres.

2.5 Relation entre la pression, la température et le volume [TI] Les matières peuvent se trouver en 3 «états» ou «phases». Les trois «états» les mieux connus pour l’eau sont: «solide» (glace), «liquide» (eau) et «gazeux» (vapeur d’eau). A Une matière peut se transformer d’une phase à l’autre par l’ajout ou le retrait de chaleur (à pression constante). Par exemple, l’eau «bout» (en ajoutant de la chaleur) et se transforme de la phase liquide à la phase gazeuse ou phase vapeur (vapeur d’eau). La vapeur d’eau condensera en eau (refroidir = extraction de chaleur). D’une manière analogue, dans une bouteille de gaz, le propane et le butane se transforment de l’état liquide à l’état gazeux et vice versa. L’état d’une matière dépend de sa pression et de sa température.

A Par ailleurs la transformation de phase peut aussi être réalisée par augmentation de pression (comprimer le gaz) ou par diminution de pression (le gaz est détendu) – à température constante. Pour rappel: à la pression atmosphérique, le gaz naturel devient liquide à une température de –162 °C (température du gaz liquide dans un méthanier).

Quand on dit qu’une certaine quantité de gaz prend un certain volume, il faut toujours préciser la pression et la température de ce gaz.

Convention 1 m³ normal – symbole 1 m³(n) - de gaz naturel est un volume de 1 m³ de gaz naturel dans les conditions normales caractérisées par une pression absolue de 1 013 mbar et une température de 0 °C (ou 273,15 K).

18

Mètre cube «normal» Le gaz naturel est, comme tous les gaz, fortement compressible, et ceci à l’inverse des liquides et des matières solides qui sont à peine compressibles. Le gaz naturel est stocké et distribué à des pressions très différentes – de 20 mbar à 200 bar – (variation de 1 à 10 000). La quantité de particules de gaz qui se trouvent dans 1 m³ augmentera donc très fort dans le cas d’une telle augmentation de pression. Étant donné que la quantité d’énergie est liée à la quantité des particules de gaz, il faut définir une convention concernant le volume de ces particules. Afin de comparer des volumes de gaz, il faut donc établir une définition plus précise d’une quantité de 1 m³.

2. GRANDEURS PHYSIQUES

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

2.6 Point d’ébullition – tension de vapeur – point de rosée [TI] Quand on ajoute, à une pression constante, de l’énergie à un liquide, la température de ce dernier augmente et le liquide passe à l’état gazeux ou en phase vapeur. Au moment où la température augmente jusqu’à un certain degré (point d’ébullition), toute l’énergie ajoutée sera utilisée pour l’évaporation du liquide – le liquide «bout». L’eau atteint le point d’ébullition à la pression atmosphérique (1 013 mbar) à une température de 100 °C. Lors de la combustion du gaz naturel, de l’eau apparaît (2). Étant donné que cette eau se forme à une température très supérieure au point d’ébullition de l’eau, elle sera transformée immédiatement en vapeur. La pression de la vapeur d’eau dans les produits de combustion – la tension de vapeur – varie en fonction de la température de la vapeur d’eau. A une température déterminée, cette pression atteint une valeur maximale: la tension de vapeur maximum ou le point de saturation. La vapeur d’eau se condense alors et passe de la phase gazeuse à la phase liquide. Ce niveau de température est appelé le point de rosée.

(2) Pour plus d’informations, voir le module 7 volume 2 Installations au gaz: combustion et appareils.

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3. PROPRIÉTÉS DU GAZ NATUREL TI

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

3. PROPRIÉTÉS DU GAZ NATUREL TI t
t
t
t


Le gaz naturel n’est pas toxique. Le gaz naturel est plus léger que l’air. Le gaz naturel est inodore et incolore. Le gaz naturel est inflammable et explosif.

3.1 Composition du gaz naturel Les gaz qui sont commercialisés comme combustibles sont composés généralement de plusieurs éléments gazeux. Un gaz pur à 100 %, par ex. le méthane, est rarement utilisé comme combustible. On peut déterminer la concentration en volume de chacun des éléments d’un gaz composé. Le tableau 1 donne la composition et les concentrations volumétriques (valeurs moyennes) des différents gaz naturels distribués en Belgique.

Atome C

Atome H

Un atome de CH4

Remarquons que: t
le composant principal de tous les gaz naturels est le méthane – (CH4). t
les 6 premiers composants du tableau 1 sont des hydrocarbures – gaz combustibles qui fournissent l’énergie et qui sont formés d’éléments chimiques: le carbone et l’hydrogène. t
le «Slochteren enrichi» comporte 87,743 % d’hydrocarbures, les autres gaz naturels entre 95,02 % et 99,17 %. t
le pourcentage d’azote (N2) pour le gaz de Slochteren est considérablement supérieur à celui des autres gaz naturels. Par conséquent, ce gaz contient moins de gaz combustibles et donc moins d’énergie. t
le gaz naturel de Slochteren est classé comme «gaz L» (L = Low = à bas pouvoir calorifique) parfois nommé «gaz pauvre». Les gaz naturels de la Mer du Nord et d’Algérie/Qatar sont classés comme «gaz H» (H = High = à haut pouvoir calorifique), parfois nommés «gaz riches».

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MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

3. PROPRIÉTÉS DU GAZ NATUREL TI

Tableau 1 – Composition volumétrique moyenne (valeurs moyennes de 2008) Composants du gaz

Slochteren enrichi (Poppel) % 82,996

Mer du Nord (‘s Gravenvoeren) % 87,743

Qatar (Zeebrugge)

3,624

Gaz labo G25 (*)

% 92,960

Mer du Nord Stattoil (Zeebrugge) % 89,398

Gaz labo G20 (*) Méthane pur % 100

86

5,632

5,689

5,358

-

-

0,633

1,173

0,417

1,198

-

-

0,209

0,332

0,097

0,359

-

-

0,051

0,075

0,006

0,079

-

-

0,045

0,061

-

0,052

-

-

1,419

1,751

-

1,334

-

-

Monoxyde de carbone (CO)

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

10,985 0,039

3,213 0,020

0,001 0,829 -

2,203 0,019

-

14

Méthane (CH4) Ethane (C2H6) Propane (C3H8) Butane (C4H10) (ISO et normal) Penthane (C5H12) (ISO et normal) Hydrocarbures lourds (C5+) Dioxyde de carbone (CO2)

Hydrogène (H2) Oxygène (O2) Azote (N2) Hélium (He)

%

-

(*) Les gaz G 20 et G 25 sont des gaz de référence qui sont utilisés pour les essais de combustion des appareils d’utilisation. Ils permettent d’utiliser le même gaz dans tous les laboratoires et d’obtenir ainsi des résultats comparables.

3.2 Le gaz naturel n’est pas toxique Le gaz naturel ne comprend pas d’éléments toxiques. Ne pas confondre avec: t
asphyxie par manque d’air; t
intoxication au CO (monoxyde de carbone) qui peut survenir à la suite de la combustion incomplète, du manque d’air primaire ou de l’encrassement du brûleur.

22

3. PROPRIÉTÉS DU GAZ NATUREL TI

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

3.3 Le gaz naturel est plus léger que l’air Si du gaz naturel risque de s’échapper pendant des travaux dans un local non ventilé, on prendra toutes les dispositions pour assurer une bonne aération permanente avant d’entamer les travaux.

Du point de vue de la «sécurité lors de l’exécution de travaux», on peut donc poser que: t
dans un espace non ventilé, le gaz naturel qui s’échappe s’accumule toujours dans la partie la plus haute du local; t
pour évacuer le gaz naturel du local, il suffit de mettre ce local en contact direct avec l’air libre par des orifices situés le plus haut possible A aération. Attention Le butane et le propane sont plus lourds que l’air A il faut donc prendre d’autres mesures de sécurité.

Comparaison de l’évacuation de gaz naturel et de butane/propane d’un espace 10 m3

10 m3

10% à 0% en secondes

minutes heures

1 m3 gaz naturel

1 m3 butane/propane

Évacuation par l’ouverture d’aération supérieure naturelle.

Pas d’évacuation par l’ouverture d’aération supérieure naturelle. Aspiration par le point le plus bas nécessaire.

3.4 Le gaz naturel est inodore et incolore Mais Le gaz naturel est rendu perceptible pour les utilisateurs par addition d’un odorant (= odorisation).

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MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

3. PROPRIÉTÉS DU GAZ NATUREL TI

THT = tétrahydrothiophène Scentinel E (mélange de mercaptans) Odorisation du gaz naturel

Mélange trop pauvre

Mélange inflammable

5%

Mélange trop riche

15%

0% gaz

100% gaz Seuil du taux de perception du gaz naturel: à partir de 1% de gaz dans l’air.

Tous les clients sur le réseau de distribution reçoivent du gaz naturel odorisé. La plupart des clients raccordées directement sur le réseau de transport de Fluxys reçoivent du gaz naturel non-odorisé.

3.5 Le gaz naturel est inflammable et explosif 3.5.1 Le gaz naturel est inflammable t
t


en présence d’oxygène (dans l’air); en augmentant l’énergie. CH4

Triangle de feu à trois conditions

CH4 + 2O2 œ CO2 + 2H2O + chaleur

t° énergie d’activation

oxygène

3.5.2 Le gaz naturel est explosif Explosion = une combustion très rapide

t
t
t
t
t
t


24

Le gaz naturel se mélange à l’air A formation d’un mélange inflammable Accumulation du mélange gaz/air dans un local fermé Allumage sur un point A propagation rapide du feu dans toutes les directions Augmentation subite de la chaleur dans le local fermé Très grande augmentation de la pression Explosion.

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

3. PROPRIÉTÉS DU GAZ NATUREL TI

3.6 Symboles, unités et abréviations Déroulement d’une explosion Allumage mélange gaz/air ’ Augmentation subite de la chaleur ’ Augmentation de la pression ’ Explosion

3.6.1 Symboles chimiques t
t
t
t
t
t
t
t
t


C CO CO2 CH4 H2 O2 H 2O N2 NOx

: carbone : monoxyde de carbone : dioxyde de carbone : méthane (gaz naturel) : hydrogène : oxygène : eau (vapeur d’eau) : azote : oxydes d’azote

3.6.2 Unités t
t
t
t
t
t


m m2 m3 1 m3(n) K J

t


W

t


kWh

: unité de longueur; : unité de surface; : unité de volume; 1 m3 = 1 000 dm3 = 1 000 litre; : 1 m3(n) = 1 m³ à 0 °C et 1 013 mbar (1 atmosphère); : Kelvin = unité de température; 0 °C = 273,15 K; : Joule; unité d’énergie; multiple: 1 MJ = 1 000 kJ = 1 000 000 J; : Watt = unité de puissance; 1 W = 1 J/s; 1 kW = 1 000 W; : kilowattheure = unité d’énergie; 1 kWh = 3,6 MJ; 1 MJ = 0,2778 kWh.

3.6.3 Abréviations / symboles t
t
t
t


d S DN Gaz L

: densité (d’un gaz); nombre sans dimension : surface : diamètre nominal (toujours en mm) : Gaz «Low» à bas pouvoir calorifique, par ex. le gaz de Slochteren 25

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

3. PROPRIÉTÉS DU GAZ NATUREL TI

t
t
t
t
t
t
t
t


Gaz H : Gaz «High» à haut pouvoir calorifique, par ex. le gaz de la Mer du Nord et du Qatar HS : pouvoir calorifique supérieur (s de supérieur) Hi : pouvoir calorifique inférieur (i de inférieur) RHT : Résistance à Haute Température (650 °C pour le gaz naturel) GPL : Gaz de Pétrole Liquéfié; le propane et le butane commercial ou LPG (Liquefied Petroleum Gas) LEL : Low Explosion Limit = limite inférieure d’inflammabilité MOP : Maximum Operating Pressure = pression maximale de service VMC : Ventilation Mécanique Contrôlée

3.7 Résumé t


t


t


t
t


26

Dans les applications techniques gaz, l’unité la plus souvent utilisée pour désigner la pression est le bar, le mbar en étant l’unité dérivée. La pression du gaz à l’entrée d’un appareil d’utilisation (surpression) est mesurée à l’aide d’un manomètre lors du débit maximal de l’appareil. La comparaison des différents gaz en ce qui concerne leurs caractéristiques énergétiques doit toujours s’effectuer sous les mêmes conditions de référence – le plus souvent à une pression de 1 013 mbar et à une température de 0 °C. Le principal composant du gaz naturel est le méthane. Il n’est pas toxique, est plus léger que l’air et est inflammable/explosif. Sécurité: lors de l’accumulation d’un mélange de gaz/air dans un local fermé, la combustion se fait de façon incontrôlable. Une forte chaleur, qui ne peut se libérer de ce local fermé, survient rapidement A explosion.

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE 4.1 Normes [MTI] Les normes NBN D51-003 et NBN D51-004 pour les installations intérieures fixent une série d’impositions relatives aux tuyauteries. Elles décrivent les matériaux autorisés et leur mode de raccordement et d’installation. Quelques définitions préliminaires apporteront plus de clarté. Pression maximale de service (MOP – Maximum Operating Pressure) La pression maximale dans une installation intérieure dans les conditions normales d’exploitation. Conditions normales d’exploitation signifie qu’il n’y a ni interruption ni perturbation du débit de gaz.

Installation intérieure La tuyauterie et ses accessoires (tuyaux, accessoires et raccords) en aval du compteur. NOTE: une partie de l’installation intérieure peut être une canalisation enterrée à l’extérieur d’un bâtiment ou une tuyauterie apparente, fixée contre un mur extérieur.

Installations intérieures neuves ou parties neuves d’installations intérieures On considère comme partie neuve d’une installation intérieure entre autres une nouvelle canalisation placée pour alimenter un appareil supplémentaire, une partie de la canalisation remplacée parce qu’elle se trouve en mauvais état, l’adaptation de la canalisation lorsqu’on déplace un appareil dans un autre local, etc. L’adaptation éventuelle à la canalisation lorsqu’on remplace l’appareil existant par un appareil neuf n’est pas considérée comme une partie neuve d’installation. Ceci n’empêche pas que les matériaux, les assemblages et les accessoires utilisés (par exemple le robinet d’arrêt de gaz) doivent répondre aux exigences de la NBN D51-003.

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MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

Placement – Remplacement Par placement, on entend l’installation d’un nouvel appareil dans une nouvelle installation intérieure. De plus il est possible de placer un appareil supplémentaire ou de remplacer un appareil existant par un nouvel appareil, de même sorte ou non. Pour ces cas, la norme NBN D51-003 reprend également des prescriptions.

4.2 Matériaux et modes d’assemblage [MTI] 4.2.1 Généralités Avant assemblage des tubes, leur propreté intérieure et l’absence de bavures doivent être vérifiées. L’assemblage de pièces en cuivre (ou laiton ou bronze) et de pièces en acier crée un couple galvanique en cas de contact avec de l’humidité (par ex. par le mur ou le sol). Un très faible courant électrique apparaît, provoquant ainsi la corrosion de l’acier. Les précautions sont prises pour éviter ces effets nuisibles, par ex. en isolant ces assemblages avec des bandes de protection ou des manchons thermorétractables pour empêcher des contacts avec l’humidité (voir pages suivantes + NBN D51-003 § 4.5.1.1).

4.2.2 Conditions de sécurité [NBN D51-003 § 4.2] L’ensemble des éléments de l’installation intérieure (les tuyauteries, les accessoires et les assemblages, robinet d’arrêt compris) doit: t
présenter une résistance mécanique et chimique suffisante et adaptée aux sollicitations auxquelles ils peuvent être soumis en fonctionnement normal, notamment de par leur mode d’assemblage; t
à l’intérieur d’un bâtiment, être résistant à haute température (type RHT). Résistance à haute température – type RHT Aptitude que possède un accessoire, un appareillage ou un assemblage à conserver son étanchéité, lorsqu’il est soumis selon la norme NBN EN 1775 (Annexe A, Clause B) à un programme thermique. Conditions RHT: température = 650 °C, pendant 30 min A fuite < 150 l/h 28

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Aussi longtemps que la température pendant l’incendie est ≤ 650 °C: A fuite de gaz limitée, pas d’accumulation de gaz A risque réduit d’explosion.

Dès que la température pendant l’incendie devient > 650 °C: A fuite de gaz plus importante possible A mais pourtant allumage direct A risque limité d’explosion.

A NE PAS utiliser de tuyauteries en PE, PEX ou multicouches (multi-layer – par ex. Alu-PEX) pour la partie de l’installation intérieure dans un bâtiment. A Tuyauteries en plomb dans une installation intérieure: à remplacer. A Pas de soudure à l’étain. A Ne pas utiliser de robinets d’eau uniquement les robinets gaz agréés RHT.

Pour les tuyauteries, les raccords, les robinets, les compteurs de gaz, etc., cette exigence ne pose pas de problèmes. Ils sont tous disponibles en version RHT dans le commerce (cf. NBN S 21-207 § 3.1.4 pour des solutions équivalentes). D’autres appareils, tels que les vannes magnétiques, par exemple, ne sont pas toujours disponibles en exécution RHT.

Essai RHT sur un article qui ne satisfait pas aux exigences

Pour ces éléments, il y a lieu d’adopter une des solutions suivantes: t
Le matériel est placé dans une armoire dont le volume ne dépasse pas 0,2 m³ et dont les parois ont un degré de résistance au feu(3) EI(4) d’au moins 30 minutes (matériel EI 30). t
Le matériel est placé dans un espace présentant un degré de résistance au feu accru, c.-à-d. des parois El 120 (minimum 2 heures) et des portes El60 (minimum 1 heure). Les locaux conformes aux normes NBN D 51-001 (locaux pour postes de détente) ou NBN B 61-001 (chaufferie pour chaudières de chauffage central ≥ 70 kW) répondent à cette exigence.

(3) Voir aussi le module 7, chapitre 2: Appareils au gaz naturel: Combustion et installation. (4) La désignation El remplace l’ancienne Rf qui indiquait la résistance au feu des structures, des parois et des portes. Elle représente: t
la classe E = étanchéité d’un élément structurel formant compartiment par rapport au feu; t
la classe I = isolation thermique – elle vient toujours compléter la classe E dont elle est indissociable.

29

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

t


L’accessoire qui n’est pas RHT est protégé par un clapet de sécurité thermique du type RHT placé immédiatement en amont de l’accessoire qui n’est pas RHT. Il y a lieu de tenir compte du fait que la plupart des clapets de sécurité thermique ont une perte de charge importante. De ce fait, cette solution n’est pas toujours applicable dans des installations à basse pression (20 ou 25 mbar); Remarque Les clapets de sécurité thermique et les clapets de sécurité de surdébit (intégrés ou non dans un robinet de sectionnement) et les raccords rapides (en combinaison ou non avec un flexible métallique RHT) doivent répondre à une norme européenne. Comme cité ci-dessus, ils doivent aussi être résistants à haute température (être du type RHT) s’ils sont utilisés à l’intérieur d’un bâtiment. La perte de charge maximale admise est celle des robinets d’arrêt de la norme NBN EN 331 de même diamètre nominal. La plupart de ces matériaux commercialisés actuellement ne répondent pas à cette exigence dans une installation de 20 mbar ou 25 mbar, à cause d’une perte de charge interne trop importante.

t


L’accessoire qui n’est pas RHT est placé en-dehors du bâtiment. Une solution alternative consiste à placer une vanne magnétique en aval du robinet d’arrêt de l’appareil. La vanne ne fait alors plus partie de l’installation intérieure mais de l’appareil d’utilisation. Dans ce cas, c’est la norme NBN EN 746 «Equipements thermiques industriels – Prescriptions de sécurité» qui s’applique. Cette norme stipule les prescriptions relatives à une ligne gaz. Selon cette norme, les éléments d’une ligne gaz doivent être agréés CE mais ne doivent pas être de type RHT.

S’il s’agit d’un élément porteur du bâtiment, on utilise la classe R qui indique la résistance ou la stabilité au feu. L’indication de la classe est suivie d’un nombre qui exprime la durée de la propriété en question. Le nombre de minutes est identique pour toutes les classes après lesquelles ce nombre figure. Exemple: EI 30 = classe E et I pendant 30 minutes.

4.2.3 Acier [NBN D51-003 § 4.1.2] Les tubes en acier répondent aux prescriptions des normes NBN A 25-103, NBN A 25-104 ou NBN EN 10208-1. Les tubes galvanisés répondant à la norme spécifique NBN EN 10240 sont autorisés, la galvanisation ne constituant qu’un mode de protection contre la corrosion du tube. Les tubes galvanisés doivent évidemment répondre aux caractéristiques des normes pour les tubes en acier citées ci-dessus.

30

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Les exigences dépendent des modes d’assemblage pour les tubes en acier.

Exigence générale: l’étanchéité doit être assurée par un contact métal sur métal.

Les assemblages suivants répondent à cette exigence: t
assemblage fileté avec étanchéité dans le filet; t
assemblage par raccord trois pièces à joint métal sur métal; t
assemblage par brides; t
soudage.

Assemblage fileté avec étanchéité dans le filet Seuls des tubes filetables épais de la série nommée «forte» ou «moyenne» peuvent être assemblés par ce type de raccordement. Les assemblages filetés avec étanchéité dans le filet sont normalisés et doivent être conformes à la norme NBN EN 10226-1. Assemblages filetés

Les raccords en fonte malléable sont du type renforcé (à bourrelet) et répondent aux prescriptions de la norme NBN EN 10242. Le filetage extérieur est conique et le filetage intérieur est cylindrique. L’étanchéité de cet assemblage fileté est réalisée grâce au contact métal-métal du filet intérieur cylindrique et du filet extérieur conique. t
t
t


Filetage cylindrique extérieur et intérieur: interdit Filetage conique extérieur et intérieur: interdit Filetage extérieur conique trop court: interdit

Raccord renforcé à bourrelet

Raccord renforcé à bourrelet

Filetage cylindrique trop court INTERDIT

Filetage cylindrique - cylindrique INTERDIT

Détail

Filetage conique - conique INTERDIT

31

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

Étanchéité du filetage: elle est obtenue par l’utilisation d’un produit d’étanchéité qui compense les irrégularités du filetage. Ce produit d’étanchéité répond à une des normes suivantes: t
composition d’étanchéité anaérobe (matériaux d’étanchéité qui durcissent au contact de l’oxygène): NBN EN 751-1 (par ex. Loctite); t
composition d’étanchéité non durcissante: NBN EN 751-2 en combinaison éventuelle avec de la laine d’acrylique (par ex. Kolmat); t
bandes en PTFE non fritté de la classe GRp: NBN EN 751-3 (par ex. bandes de Teflon d’une épaisseur minimale de 0,1 mm). Produits d’étanchéité

L’emploi de filasse hygroscopique, par exemple le chanvre naturel, est interdit.

Assemblage par raccord trois pièces à joint métal sur métal Pour les raccords trois pièces métalliques, dits “raccords Union”, l’étanchéité est assurée par un contact métal sur métal constitué par des surfaces coniques ou sphéroconiques, comme dans la figure ci-dessous. Une étanchéité supplémentaire peut être réalisée par un joint torique placé dans un logement fermé après serrage.

32

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Les raccords trois pièces en fonte malléable répondent aux spécifications de la norme NBN EN 10242).

Raccords trois pièces

Raccord trois pièces avec joint plat – interdit

Assemblage par brides Le matériau des joints d’étanchéité est choisi en fonction de l’emplacement de la bride. A l’intérieur des bâtiments, l’assemblage par brides doit être du type résistant à haute température (type RHT).

Assemblage par brides à des tuyaux en acier Assemblages soudés de tubes et accessoires en acier. Les tubes en acier sont de qualité soudable. Les raccords et robinets en acier à souder sont de qualité soudable, appropriée au procédé mis en œuvre et ayant des caractéristiques de soudabilité comparables à celles des tubes en acier. Assemblage par brides à un tuyau en acier

Les tubes en acier galvanisé ne peuvent pas être assemblés par soudage. Le métal d’apport doit être approprié au matériau de base (en particulier à celui des tubes, accessoires et robinets), au procédé de 33

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

soudage (cf. les normes de la série NBN F 31) et à la méthode de soudage utilisée (notamment montante et descendante). Procédés de soudage utilisés: t
à l’arc; t
au chalumeau; t
soudure TIG. Technique de soudage utilisée: t
bout à bout Les opérateurs doivent être formés pour réaliser des assemblages soudés.

Remarque Une formation supplémentaire est parfois nécessaire, en particulier pour les opérateurs qui ne réalisent pas régulièrement de tels assemblages. La formation doit être donnée par des instructeurs qui ont une ample connaissance pratique et théorique des modes opératoires. Les instructeurs doivent maîtriser les applications actuelles et nouvelles. Ils doivent être capables d’analyser les raisons des défauts et d’organiser la formation supplémentaire nécessaire qui en résulte. La formation peut inclure une formation «on the job», sous la supervision d’un opérateur expérimenté. La formation, adaptée au mode d’assemblage, doit inclure au minimum les sujets suivants: t
les matériaux et les épaisseurs de paroi des tubes et des accessoires; t
le contrôle visuel des soudures; t
des notions concernant les méthodes des essais destructifs et non destructifs; t
le choix, le traitement, le stockage et l’utilisation des tubes, accessoires, métaux d’apport et gaz; 34

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

t
t
t
t
t
t
t
t


MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

l’équipement approprié (appareillage de soudage, pinces et outillage divers); l’influence des conditions climatiques sur la qualité des soudures; la préparation et la propreté des extrémités des tubes et des accessoires; la protection personnelle, la protection de tiers et de l’environnement. Il est souhaitable que la formation donne à l’opérateur: la possibilité d’effectuer régulièrement des assemblages conformément aux procédures correspondantes; une connaissance des procédures de sécurité et de leur mise en œuvre; une appréciation de ce que peut entraîner l’exécution de joints non satisfaisants.

Il convient de démontrer que la formation est adaptée au travail à exécuter sur le terrain. Il y a lieu, en particulier, de contrôler que la soudure ne se situe pas «sur» la zone de raccordement mais qu’elle pénètre sur toute l’épaisseur de la paroi du tuyau. Le brasage des tubes en acier est interdit.

4.2.4 Cuivre [NBN D51-003 § 4.1.2] Les tubes en cuivre répondent aux prescriptions de la norme NBN EN 1057. Qualités: t
R220: les tubes à l’état recuit – ils sont disponibles en rouleau pour certains diamètres; t
R250: les tubes à l’état demi-écroui – ils sont disponibles en longueurs droites; t
R290: les tubes à l’état écroui – ils sont disponibles en longueurs droites mais on ne les trouve presque pas en Belgique. Pour le cuivre, le diamètre est conventionnellement le diamètre extérieur réel des tubes, en millimètres. La limite inférieure de l’épaisseur nominale de paroi des tubes en cuivre selon le diamètre extérieur et le type d’assemblage utilisé est donnée au tableau 2. L’utilisation de tubes de diamètres extérieurs autres que ceux mentionnés au tableau ci-dessous est interdite. Les tubes sont marqués Exemple: Cu – EN 1057 – R220 – 12=1,0.

35

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

Tableau 2 – Limite inférieure de l’épaisseur nominale de paroi des tubes en cuivre selon le diamètre extérieur et le type d’assemblage [NBN D 51-003 § 4.1.2 – Tableau 2] Diamètre extérieur (mm) 12 – 15 – 18 – 22 28 35 – 42 54

Raccord à sertissage Brasage fort Raccord à compression Limite inférieure de l’épaisseur nominale de paroi (mm) 1 1 1 1 1 1,5 1 Interdit Interdit 1,2 Interdit Interdit

Les types d’assemblage utilisés pour les tubes en cuivre sont: t
les raccords à compression t
les raccords à sertissage t
le brasage fort

Raccord à compression [NBN D51-003 § 4.1.3 + § 4.5.1.2 + § 4.5.1.3.2] Les raccords et accessoires à compression (raccords bicônes) sont entièrement en cuivre ou en alliage de cuivre. La bague de sertissage n’est pas fendue. Une liste des raccords agréés est disponible sur le site web www.gaznaturel.be. Ils ne sont admis que pour l’assemblage de tubes en cuivre et jusqu’au diamètre extérieur DN 28 compris. La dimension nominale de l’accessoire doit être identique à celle du tube sur lequel il est utilisé. La bague de sertissage doit posséder deux épaulements qui empêchent un écrasement excessif du tube en cuivre et permettent à cette bague de se centrer sur le tube en fin de serrage.

Raccord à compression – Modèle «LONG» pour le gaz

36

L’écrou de serrage doit réaliser le soutien du tube en-dehors de la bague de sertissage, sur une longueur utile au moins égale à 0,7 fois le diamètre extérieur du tube.

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Raccord à compression – modèle «COURT» pour l’eau – interdit pour le gaz

Dans un assemblage par raccord à compression de tubes en cuivre de qualité R 220 (recuit – disponibles en rouleau), il faut utiliser un renfort interne tubulaire (dit «buselure»).

Raccord à sertissage [NBN D51-003 § 4.1.3 + § 4.5.1.2 + § 4.5.1.3.3 + § 4.5.2.3] En attendant la publication d’une norme européenne relative aux raccords à sertissage, la spécification de l’ARGB 2001/2 «Spécification des raccords à sertissage pour installations de gaz»(5) peut servir à définir les qualités de ces raccords. On reconnaît les raccords à sertissage agréés par l’ARGB au label de qualité AGB-BGV. Une liste de ces raccords est disponible sur le site web www.gaznaturel.be. Les raccords et accessoires à sertissage doivent comporter les marquages suivants sur leur paroi extérieure: t
Le nom du fabricant et/ou la marque déposée; t
La pression nominale en bar, précédée de l’indication PN, avec une PN minimale de 0,2 bar; t
le diamètre extérieur en millimètres du tube en cuivre sur lequel le raccord doit être monté; t
les indications suivantes, à la fois indélébiles et permanentes (même après sertissage et essai RHT): t
Les lettres «GT» (approprié au Gaz et ayant réussi l’essai Thermique c.-à-d. du type RHT); t
La barre de division «/» suivie de la pression (en bar) utilisée lors de l’essai RHT.

(5) Cette reference n’est plus valable. Le site cerga.be conseille quelques marques de raccords marqués AGB-BGV. IL existe une NBN EN 1057: Cuivre et alliages de cuivre – Tubes ronds sans soudure en cuivre pour l’eau et le gaz dans les applications sanitaires et de chauffage = EN 1057:2006

37

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

Le marquage doit être indélébile et suffisamment lisibles pour permettre un contrôle aisé après assemblage. Afin d’éviter toute confusion avec des raccords analogues (par ex. pour l’eau), un raccord conçu pour le gaz doit comporter, sur les deux côtés, un rectangle de couleur jaune.

Raccord à sertissage à gauche: joint torique noir/ raccord à sertissage pour l’eau à droite: joint torique jaune ou gris/ raccord à sertissage pour le gaz

Lors de l’opération de sertissage, il ne peut y avoir écrasement excessif du tube de cuivre. Le sertissage doit néanmoins être suffisant pour garantir la tenue mécanique de l’assemblage, par ex. lorsqu’il est soumis aux sollicitations statiques qui peuvent s’exercer sur l’installation en utilisation normale: flexion, torsion, traction et vibrations.

Machine de sertissage

38

L’opération de sertissage: t
Cette opération doit assurer la déformation contrôlée et permanente des éléments en cours de sertissage. L’état final du sertissage doit être conforme aux prescriptions du fabricant du raccord à sertir. t
N’utiliser les raccords à sertissage qu’avec les tuyaux (épaisseur de paroi, dureté et diamètre extérieur) pour lesquels ils ont été agréés; n’utiliser que les raccords à sertissage agréés pour le gaz (pas ceux pour l’eau par ex.); t
N’utiliser que les mâchoires et les machines de sertissage qui sont recommandées par le fabricant du raccord de sertissage. La garantie du fabricant n’est applicable que si l’installateur respecte cette prescription. t
Il est absolument indispensable de faire procéder à l’entretien périodique de la machine et des mâchoires comme prescrit par le fabricant. Une mâchoire usée donne une déformation insuffisante avec un risque de fuite. Un entretien insuffisant de la machine diminue la pression de sertissage, avec comme conséquence une déformation insuffisante du raccord et un risque de fuite.

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Limites d’utilisation: t
Les raccords et accessoires doivent être utilisés conformément aux instructions d’utilisation qui leur sont obligatoirement jointes. On peut les utiliser uniquement pour assembler des tubes en cuivre conformes à la norme NBN EN 1057, avec une épaisseur de paroi tel qu’indiqué au tableau 2 et un diamètre extérieur inférieur ou égal à DN 28. La dimension nominale de l’accessoire est identique à celle du tube sur lequel il est utilisé. t
Le raccordement entre un tube en acier et un tube en cuivre est interdit à l’aide d’un raccord comprenant ce mode d’assemblage. t
Cette méthode peut uniquement être appliqué lorsque la pression de service est inférieure ou égale à 100 mbar.

Assemblages brasés de tubes et accessoires en cuivre ou alliage de cuivre Les assemblages brasés de tubes en cuivre (aussi bien les tubes recuits que demi-écrouis et écrouis) en amont du robinet d’arrêt de l’appareil d’utilisation sont réalisés par brasage fort. Brasage fort Brasage à l’aide d’un métal d’apport dont la température de fusion est supérieure à 450 °C. Seuls les accessoires préformés à braser par capillarité répondant à la norme NBN EN 1254-1 ou à la norme NBN EN 1254-4 peuvent être utilisés. L’opérateur doit avoir des connaissances suffisantes concernant le matériel et la technique de brasage fort utilisés (cf. la formation des soudeurs). Il y a lieu de contrôler minutieusement que la brasure forte a été réalisée sur toute la circonférence du tube. On contrôlera en particulier la partie du tube qui se trouve contre le mur.

4.2.5 Polyéthylène (PE) [NBN D51-004 § 5.3 + addendum 1] Le branchement sans raccord sur un tuyau en cuivre et l’élargement de tels tuyaux, en préparation du brasage fort, sont interdits

Interdit dans les installations intérieures – le PE n’est pas RHT. Les tubes et accessoires en PE ne sont autorisés que dans les parties enterrées de l’installation intérieure et jusqu’à une pression de service de 5 bar (par ex. entre le compteur placé à l’alignement de la propriété dans une armoire compteur et la traversée de façade du bâtiment). Seuls les tubes et accessoires en PE type «gaz naturel» peuvent être utilisés. Les tubes sont conformes à la norme NBN EN 1555-2, avec marquage en jaune avec, entre autres, le mot «GAS»/»GAZ». 39

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

Assemblages autorisés: t
électrosoudage; t
soudage bout à bout; t
assemblage mécanique résistant à la traction.

Électrosoudage Les manchons électriques doivent répondre aux prescriptions de la norme NBN EN 1555-3. Cette technique peut être réalisée: t
pour tous les diamètres extérieurs nominaux entre DN20 et DN200; t
par un soudeur agréé, ayant suivi une formation de la norme NBN T 42-011 et en possession d’un passeport d’électrosoudage valable; t
avec une machine à souder appropriée qui répond aux exigences de l’ARGB – une liste des machines à souder agréés est disponible sur le site web www.gaznaturel.be.

Électrosoudage: machine à souder + électrosoudage d’une selle de dérivation

Soudage bout à bout Cette technique peut être réalisée: t
pour les diamètres extérieurs nominaux à partir de DN110; t
par un soudeur qualifié, ayant reçu une formation suivant la norme NBN T 42-011 et en possession d’un passeport valable de soudage bout à bout; t
à l’aide d’une machine à souder appropriée qui répond aux exigences de l’ARGB – une liste des machines à souder bout à bout agréés est disponible sur le site web www.gaznaturel.be.

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4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Exécution d’un soudage bout à bout

Assemblages mécaniques résistants à la traction t


Assemblage mécanique résistant à la traction acier-PE

“Résistant à la traction”: lorsqu’on soumet à une force de traction croissante le raccordement entre le tube en PE et un accessoire métallique (en acier ou en cuivre) ou entre deux tubes en PE, ce raccordement ne présente pas de manque d’étanchéité avant que n’apparaisse un rétrécissement dans le tube en PE.

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MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

t
t
t


Les assemblages mécaniques résistants à la traction doivent répondre aux normes ISO 10383-1 ou ISO 10383-3. Prévoir toujours un support interne adapté à l’épaisseur de la paroi et au diamètre interne du tube en PE. Il est recommandé d’utiliser des raccords de transition prémontés chez le fabricant.

Assemblage résistant à la traction PE-acier, prémonté chez le fabricant

4.2.6 Robinetterie [NBN D51-003 § 4.1.4 + § 4.2 + § 4.4.1 + § 4.4.3 + § 6.4 + § 6.5] Robinet d’arrêt = Robinet de l’installation situé directement en amont d’un appareil d’utilisation.

Les robinets d’arrêt et de sectionnement répondent aux prescriptions de la norme NBN EN 331 et les robinets placés à l’intérieur d’un bâtiment sont de type RHT.

Robinet de sectionnement = Robinet permettant d’isoler une partie de l’installation intérieure.

Robinet de sectionnement

Le label de qualité AGB-BGV prouve que le robinet satisfait aux conditions susdites. En plus des robinets portant le label AGB-BGV, il en existe d’autres qui sont appropriés pour les applications gaz naturel. Ces robinets doivent être conformes à la norme NBN EN 331, avoir la bonne classe de pression et être de type RHT lorsqu’ils sont utilisés dans un bâtiment. L’indication de la norme concernée et le signe RHT («TG» – Température gaz – ou «HTB» – Höhe Temperatür Bestendigkeit) figurent sur le robinet ou sur une attestation jointe. Ils sont de type «quart de tour» et leur organe de manœuvre indique sans équivoque s’ils sont ouverts ou fermés. L’emploi de clefs amovibles est interdit. 42

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

4.3 Mise en œuvre des tuyauteries – Généralités [NBN D51-003 § 4.4.1]

4.3.1 Raccords et tés [MTI] t
t
CHAQUE tuyauterie ou robinet en attente de raccordement d’un appareil est efficacement obturé au moyen d’un bouchon ou d’un bonnet métallique, même si le robinet du compteur est scellé en position fermée.

t


Il y a lieu de prévoir un nombre suffisant de raccords de nettoyage, en particulier aux points bas des tuyauteries verticales. Il y a lieu de prévoir également quelques tés bouchonnés dans l’installation en vue d’éventuelles extensions ou de futurs raccordements d’appareils. En vue de réaliser l’essai d’étanchéité, il y a lieu de prévoir un té obturé au moyen d’un bouchon, en aval et à proximité t
du compteur; t
de la jonction de la partie neuve à la partie existante d’une installation.

4.3.2 Robinets de sectionnement [MTI] Il y a lieu de placer un robinet de sectionnement: t
au départ d’une extension de l’installation intérieure; t
dans chaque bâtiment et chaque unité d’occupation (par ex. appartement, bureau), dès l’entrée de la tuyauterie dans ce bâtiment ou unité d’occupation. bâtiment

Robinet de sectionnement à l’entrée du bâtiment avec un compteur en armoire à l’extérieur

armoire compteur

installation intérieure

té bouchonné obturé au moyen d’un bouchon ou d’un bonnet robinet de sectionnement

43

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

4.3.3 Colliers [MTI] t


Lorsque les tubes sont fixés au mur au moyen de colliers, ceux-ci sont appropriés au diamètre extérieur et au poids des tubes.

t


Il y a lieu de placer un collier à proximité immédiate de chaque robinet, changement de direction ou té. La distance entre deux colliers ne peut excéder 1,20 m pour les tubes en cuivre et 2 m pour les tubes en acier. La canalisation doit être isolée électriquement de ses éléments de fixation si ceux-ci sont constitués d’un métal différent.

Collier isolé électriquement pour des tubes constitués de métaux différents

t


4.3.4 Protection extérieure des tuyauteries [MI] Généralités [NBN D51-003 § 4.11.1] Les tuyauteries sont réalisées en matériaux résistant à la corrosion ou sont protégées contre celle-ci.

Cette protection doit présenter les propriétés suivantes: t
ne pas avoir d’effet nuisible sur les matériaux qui sont en contact avec elle; t
résister au milieu dans lequel elle est utilisée ainsi qu’à l’effet éventuel des matériaux avec lesquels elle est en contact. Ne peuvent être encastrées ou posées sous chape que les tuyauteries protégées par un revêtement synthétique. Ce revêtement doit adhérer au métal, être exempt de pores, être durable et compatible avec les matériaux au contact desquels il se trouve. Il est: t
soit réalisé en usine; t
soit appliqué lors de la pose de la tuyauterie (placement de bandes de protection). Les bandes de protection sont conformes à la norme NBN EN 12068 et leur niveau de protection est de classe A30 ou supérieur. A30 signifie, conformément à la norme NBN EN 12068, qu’il s’agit d’une bande de protection à faible résistance mécanique utilisable jusqu’à une température de 30 °C.

44

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Si le revêtement réalisé en usine est endommagé ou enlevé, il doit être réparé. Avant d’appliquer le revêtement conformément aux instructions du fabricant, la tuyauterie doit être nettoyée de manière à éliminer toute trace d’humidité et de corps étrangers pouvant nuire à l’adhérence ou aux propriétés du revêtement. Revêtement en matière synthétique [NBN D51-003 § 4.11.2] Les tuyauteries en acier dans le bâtiment et dans un endroit sec sont protégées simplement au moyen d’une peinture antirouille. Les tuyauteries en acier galvanisé, installées dans une ambiance où une condensation importante est à prévoir, sont protégées contre la corrosion par un revêtement en matière synthétique comme décrit ci-après. Pour le «revêtement en matière synthétique»: t
de tuyauteries encastrées dans une paroi ou une chape, t
de tuyauteries posées dans des endroits humides, t
pour le raccordement de tuyauteries en cuivre et en acier; t
de tuyauteries enterrées. Il peut notamment être fait usage du t
système «butyl»: la première couche est constituée d’un primer butyl, la deuxième d’une bande butyl appliquée avec un recouvrement de 50 % et la troisième d’une bande de protection mécanique en PE ou en PVC, également avec un recouvrement de 50 %;

Bandes de protection: système «butyl»

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MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

t


système «bandes grasses»: la première couche de bande grasse est appliquée avec un recouvrement de 50 % et la deuxième couche est une bande de protection mécanique en PE ou en PVC appliquée avec un recouvrement de 50 %;

t


système «thermo-rétractable»: un manchon thermorétractable est appliqué à l’aide d’un canon à air chaud ou d’un brûleur «roofing».

Bandes de protection: application de bandes grasses

Bandes de protection: application d’un manchon “thermo-rétractable”

Protection des tuyauteries en cuivre [NBN D51-003 § 4.11.3] Les tuyauteries en cuivre encastrées ou posées sous chape sont protégées comme décrit précédemment. Fourreau [NBN D51-003 § 4.11.4] A chaque traversée d’une paroi (horizontale ou verticale), le passage du tuyau est protégé par un fourreau en métal ou en matière plastique. A la partie supérieure de la traversée d’un plancher exposé à l’humidité (eau de nettoyage), le fourreau présente une saillie d’au moins 5 cm au-dessus du plancher.

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4. MISE EN ŒUVRE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

L’espace annulaire entre le tuyau et le fourreau est rempli d’un matériau non corrosif suffisamment plastique pour assurer l’étanchéité (par ex. une pâte). Les ouvertures pratiquées dans les murs extérieurs sous le niveau du sol en vue du passage des tuyauteries sont bouchées avec un matériau non corrosif suffisamment plastique pour assurer l’étanchéité au gaz (par ex. pâte silicone, mousse PUR).

4.3.5 Continuité électrique [TI] [NBN D51-003 § 4.3.4 + RGIE] Les tuyauteries ne peuvent jamais servir de prise de terre pour une installation ou un appareil électrique.

La continuité électrique de l’installation intérieure métallique doit être assurée. Les tuyauteries doivent être reliées à la liaison équipotentielle du bâtiment, à l’exclusion de celles qui sont protégées ou isolées électriquement.

Liaison équipotentielle

Identification des tuyauteries [MI] [NBN D51-003 § 4.10] Lorsqu’il y a risque de confusion, soit entre tuyauteries, soit sur la nature du fluide véhiculé, les tuyauteries de gaz sont identifiées par un marquage de couleur jaune. L’identification en couleur jaune peut être réalisée par: t
la couleur jaune de l’enrobage en matière synthétique réalisé en usine; t
la mise en peinture jaune sur la canalisation; t
des bandes autocollantes jaunes à distance régulière (par ex. tous les 2 m) et à tous les passages de paroi ou de plancher.

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5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES 5

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

PLACEMENT DES TUYAUTERIES

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES 5.1 Placement des tuyauteries gaz dans un bâtiment [MI] 5.1.1 Parcours et accessibilité des tuyauteries [NBN D51-003 § 4.3] Généralités Le tracé des tuyauteries suit des lignes droites – horizontales, verticales ou selon les arêtes des parois de l’espace où elles sont placées – avec le moins de changements de direction possible. Pour les changements de direction, les courbes sont préférées aux coudes. Le nombre de raccords et de soudures doit être réduit au minimum.

5.1.2 Configurations

Les tuyauteries sont apparentes et accessibles sur toute leur longueur.

Configuration 1: tuyauteries apparentes Les tuyauteries horizontales apparentes sont au moins à 5 cm au-dessus du niveau fini des planchers. Configuration 2: tuyauteries dans une gaine technique sans risque spécifique Dans une construction, la gaine technique est l’espace réservé au passage de tuyauteries et dans lequel on pose éventuellement des compteurs et des robinets de sectionnement. Cette gaine ne présente pas de risque spécifique quand les tuyauteries et les appareillages du gaz qui y sont installés ne peuvent être endommagés ni par l’effet de l’humidité ni par la température. De plus, la gaine est dépourvue d’équipement susceptible de provoquer une inflammation de gaz – cf. exemples de risques spécifiques plus loin, au tableau 3. La gaine technique est continue et mise à l’air à son extrémité supérieure par une ouverture non obturable de minimum 150 cm² située près du point le plus élevé du volume de la gaine.

49

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

La distance entre le point supérieur de l’orifice de mise à l’air et le point le plus élevé du volume de la gaine n’excède pas 0,10 m. Des trappes de visite permettent d’accéder aux tuyauteries pour l’entretien et les réparations.

Exemple de tuyauteries dans une gaine technique sans risque spécifique

Configuration 3: tuyauteries dans un volume creux ventilé sans risque spécifique Les tuyauteries doivent rester accessibles et sont placées dans un volume creux ne présentant aucun risque spécifique. Le volume creux se trouve: t


50

entre deux parois horizontales: par ex.: t
un faux plafond composé de panneaux amovibles, ajourés ou pleins mettant le volume creux en communication avec l’espace dans lequel le faux plafond est installé; t
un vide technique accessible (vide technique d’accès aisé présentant une hauteur libre supérieure ou égale à 60 cm et ventilé efficacement par au moins deux orifices pratiqués dans des murs extérieurs opposés);

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

t


MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

entre deux parois verticales: – par ex.: t
tuyauteries gaz verticales dans un caisson.

Le volume creux communique directement avec l’extérieur ou avec l’espace dont il fait partie (cf. exemples ci-après) par une ouverture non obturable d’au moins 150 cm². Pour un volume creux derrière une paroi verticale, la distance entre le point supérieur de l’orifice de mise à l’air et le point le plus élevé du volume creux n’excède pas 10 cm.

Exemple de tuyauteries dans un volume creux ventilé sans risque spécifique

51

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

Exemple de tuyauteries dans un volume creux ventilé sans risque spécifique

1. Panneaux amovibles, pleins ou ajourés 2. Grille Configuration 4: tuyauteries dans un volume creux non ventilé sans risque spécifique Les tuyauteries dont le tracé doit être rectiligne sont placées dans un volume creux NON ventilé ne présentant aucun risque spécifique. Exemple de tuyauteries dans un volume creux non ventilé sans risque spécifique

1. Alimentation de gaz naturel en aval du compteur 2. Appareil d’utilisation 3. Tube en acier soudé ou en cuivre avec brasage fort 4. Vide technique non accessible 5. Gaine non ventilée 6. Caisson non ventilé 7. Volume creux non ventilé 8. Faux plafond en plaques de plâtre

52

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Le volume creux est situé: t
entre deux parois horizontales – par ex.: t
un faux plafond rejointoyé qui n’est pas amovible; t
un vide technique non accessible sous un bâtiment; t
entre deux parois horizontales – par ex.: t
un caisson difficilement amovible autour des tuyauteries gaz posées en nappes. Cette mise en place est autorisée à condition que les tuyauteries soient A LA FOIS: t
en acier (assemblage par soudage) ou en cuivre (assemblage par brasage fort); t
protégées contre la corrosion sur toute leur longueur au moyen d’un revêtement synthétique.

Configuration 5: tuyauteries encastrées dans un mur ou sous chape La tuyauterie n’est pas accessible et elle est encastrée DANS un mur derrière une paroi ou sous la chape. Cette mise en place est autorisée à condition que: t
les tuyauteries soient protégées contre la corrosion au moyen d’un revêtement synthétique. Les tuyauteries en cuivre sont toujours enrobées en usine (par ex. des tubes WICU); t
les tubes en cuivre soient en outre protégés mécaniquement contre l’écrasement et la perforation accidentelle par une protection en acier de minimum 2 mm d’épaisseur. Cette dernière peut être constituée d’une bande plate ou d’un profil (rigide ou «flexible»); t
les tuyauteries ne soient pas en contact avec l’ossature, l’armature ou toute autre canalisation de l’immeuble. Il doit être tenu compte des dilatations possibles en prenant des précautions adéquates pour permettre un léger mouvement longitudinal, surtout aux changements de diamètre, aux raccords filetés et aux protubérances de soudures. Exemple de tuyauteries posées sous chape

1. Tube en acier protégé contre la corrosion 2. Tube en cuivre enrobé en usine 3. Profil en acier min. 2 mm d’épaisseur

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MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

Exemple de tuyauteries posées sous chape

1. Tube en acier protégé contre la corrosion, placé dans la couche d’isolation 2. Tube en cuivre enrobé en usine 3. Bande plate en acier de min. 2 mm d’épaisseur Tuyau de gaz dans une fente

Tuyau de gaz

Planche en bois Paroi avant le plâtrage

Tuyau de gaz en acier dans une fente se trouvant dans un mur plâtré

Plâtre

Coupe étendue A - A (après le plâtrage)

Exemple de tuyau de gaz en acier dans une fente se trouvant dans un mur plâtré 54

Representation sans plaque de plâtre

Planche en bois

Tuyau de gaz Plaque de plâtre en acier

Coupe étendue A - A (après la pose de la plaque de plâtre)

Exemple de tuyaux de gaz en acier entre deux planches en bois se trouvant dans un mur plâtré

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Tableau 3 - Aperçu des assemblages autorisés pour les différentes configurations Configurations

Parcours des tuyauteries

Assemblages Assemblages mécaniques Filetage Compression Sertissage Trois pièces

Tuyauteries accessibles 1 Apparent 2 Gaine technique sans risque spécifique 3 Volume creux ventilé sans risque spécifique Tuyauteries non accessibles 4 Volume creux non ventilé sans risque spécifique 5 Encastrement dans un mur ou sous chape

Soudage / brasage fort

oui oui oui

oui oui oui

oui oui oui

non

non

oui

oui

non

oui

Les assemblages de type mécanique suivants doivent toujours rester accessibles (par l’utilisation éventuelle d’une gaine technique): t
raccords et accessoires à compression; t
raccords et accessoires à sertissage; t
raccords trois pièces. Zones à risque spécifique [NBN D51-003 § 4.3.3] Les volumes suivants sont considérés comme «à risque spécifique», il est interdit de placer les tuyauteries dans des volumes tels que: t
les gaines d’ascenseur; t
les conduits d’évacuation de produits de combustion; t
les conduits de ventilation et de conditionnement d’air; t
les caniveaux d’eau; t
les regards d’égouts; t
les gaines de chute (notamment pour ordures ménagères, linge et papier); t
les éléments creux de construction (notamment en briques, hourdis, boisseaux et terres cuites alvéolées).

5.1.3 Conditions particulières aux colonnes montantes dans un bâtiment [NBN D51-003 § 4.4.2] Lorsque les compteurs sont groupés dans un local technique, les tuyauteries situées entre le local technique et les différents logements doivent former une nappe unique pour tous les espaces superposés à desservir. 55

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

Les tuyauteries ne peuvent être posées en nappes que si chaque tuyau reste accessible.

5.1.4 Compteur de passage [NBN D51-003 § 4.4.3] Tout compteur de passage doit être de type RHT et précédé d’un robinet de sectionnement.

En aval d’un compteur de passage, il y a lieu d’incorporer un té obturé au moyen d’un bouchon ou d’un bonnet métallique. A l’aide de cet accessoire en té, on peut exécuter un test d’étanchéité ou une mesure de pression. Pour assurer une pression suffisante à l’entrée des appareils d’utilisation, il est important de limiter la perte de charge du compteur de passage. Ceci peut être réalisé par un surdimensionnement de ce compteur, par ex. pour un débit prévu de maximum 3 m³/h, placer un compteur de passage pour un débit maximum de 10 m³/h (compteur Qmax 10).

5.1.5 Conditions particulières à la mise en œuvre d’un flexible métallique [NBN D51-003 § 4.1.2 + § 4.4.4] Les flexibles métalliques sont en acier. La qualité de ces flexibles est définie par la spécification de l’ARGB 91/01 «Flexibles métalliques RHT pour des gaz combustibles». Les flexibles agréés sont munis d’un label de qualité, par ex. «AGB-BGV». Flexibles métalliques

Un flexible métallique ne peut être posé qu’exceptionnellement dans des installations intérieures, pour autant que les conditions suivantes soient remplies simultanément: t
la mise en œuvre d’un tuyau rigide s’avère difficile. 56

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

t
t
t
t
t
t


MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

le flexible a une longueur maximale de 2 m; le flexible métallique et les raccords répondent aux spécifications du § 4,2; l’ensemble du flexible et des raccords n’est ni encastré ni noyé dans la chape; le flexible métallique est placé de telle sorte qu’il ne subisse ni écrasement, ni traction, ni torsion; le rayon de courbure du flexible métallique n’est pas inférieur à celui prescrit par le fabricant; le placement en série de flexibles est interdit.

Voici quelques applications d’un flexible métallique RHT dans une installation intérieure: t
raccordement de canalisations qui se trouvent dans deux parties d’un bâtiment qui peuvent se déplacer l’une par rapport à l’autre (par ex. en cas de tassement d’une partie d’un bâtiment); t
raccordement de deux canalisations rigides, difficile à réaliser en rigide (par ex. plusieurs coudes successifs dans un endroit difficilement accessible).

5.1.6 Raccordement des appareils d’utilisation aux installations intérieures Robinet d’arrêt de gaz [NBN D51-003 § 6.4] Chaque appareil est précédé d’un robinet d’arrêt avec un raccord placé en aval du robinet et permettant de le déconnecter de l’installation en toute sécurité.

Ce robinet est placé le plus près possible de l’appareil, et est accessible et manœuvrable. Pour les cuisinières ou les taques de cuisson encastrées, le robinet d’arrêt de l’appareil peut être placé dans une armoire ou un espace en-dessous ou à côté de l’appareil, même si le robinet devient de ce fait moins accessible. Certains inserts gaz naturel (cassettes) sont encastrés dans une cheminée décorative. Le robinet d’arrêt de l’appareil peut être placé dans un local adjacent si les dispositions sur place ne permettent pas une pose normale. Attention: dans ce cas, il y a lieu de réaliser le raccordement de l’appareil au robinet d’arrêt en matériaux et modes d’assemblages RHT. De plus, un deuxième robinet est monté juste avant l’appareil pour permettre son débranchement ultérieur.

Tuyauteries de raccordement aux installations intérieures EN AVAL du robinet d’arrêt [NBN D51-003 § 6.5] Le raccordement des appareils en aval du robinet d’arrêt se fait: t
soit au moyen de tubes métalliques (cf. 4.2.3 et 4.2.4); 57

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

t


soit au moyen d’un flexible métallique RHT. Ce flexible métallique est placé de telle sorte qu’il ne subisse ni écrasement, ni traction, et ne présente pas de rayon de courbure inférieur à celui stipulé par le fabricant.

Applications possibles: t
raccordement d’appareils encastrés tels que foyers encastrés, cuisinières encastrées, taques encastrées; t
raccordement d’appareils qui présentent une dilatation thermique, par ex. des appareils rayonnants; t
raccordement d’appareils qui présentent des vibrations mécaniques, par ex. des brûleurs à air soufflé; t
lors du remplacement d’une chaudière de chauffage central. Conditions particulières au raccordement des réchauds et des cuisinières monoblocs NON encastrées [NBN D51-003 § 6.6.2] Le raccordement de cuisinières non encastrées peut se faire au moyen d’un flexible en élastomère à embouts mécaniques indémontables intégrés répondant aux prescriptions de la norme NBN D 04-002. Flexible en élastomère – «modèle asymétrique»

Flexible en élastomère – «modèle symétrique»

58

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Remarque La norme NBN D 04-002, édition 2, fait référence à un tuyau flexible comprenant un embout fixe et un écrou mobile. La norme NBN D 04-002:2003, édition 3, fait référence à un tuyau flexible comprenant deux écrous mobiles. L’usage d’un flexible en élastomère est une exception au principe de protection contre les hautes températures (principe RHT). Le montage d’un flexible en élastomère «modèle asymétrique» (répondant à la norme NBN D 04-002:1992, édition 2) est réalisé comme suit: t
un robinet d’arrêt «spécial cuisinière» est monté à l’extrémité de l’installation intérieure, en amont du flexible. Le côté du robinet destiné à être raccordé à l’embout à écrou libre du flexible doit être muni d’un filetage de tuyauterie extérieur cylindrique NBN EN ISO 228-1 / G ½; t
l’embout fixe du flexible est monté sans joint sur le raccord d’entrée de l’appareil si celui-ci est muni d’un filetage de tuyauterie extérieur conique NBN EN 10226-1/G ½. L’étanchéité est réalisée dans le filetage au moyen d’un produit d’étanchéité (cf. aussi 4.2.3 Acier: étanchéité de l’assemblage fileté). t
L’embout à écrou libre du flexible est monté avec joint plat d’étanchéité sur la partie à filetage extérieur cylindrique du robinet d’arrêt. Attention Il existe donc pour le moment deux types de flexibles en élastomère sur le marché: 1- un modèle asymétrique comprenant un écrou libre et un embout fixe à filetage gaz intérieur NBN EN 10226-1 (selon la norme NBN D04-002 - édition 2); 2- un modèle symétrique comprenant deux écrous libres (selon la norme NBN D04-002 - édition 3). A terme, on ne trouvera plus que le modèle symétrique.

Le montage d’un flexible en élastomère «modèle symétrique» (répondant à la norme NBN D 04-002:2003, édition 3), est réalisé comme suit: t
un robinet d’arrêt «spécial cuisinière» est monté à l’extrémité rigide de l’installation intérieure, en amont du flexible. Le côté du robinet destiné à être raccordé à l’embout du flexible doit être muni d’un filetage de tuyauterie extérieur cylindrique NBN EN ISO 228-1 / G ½; t
un embout à écrou libre du flexible est monté avec joint plat d’étanchéité sur la partie à filetage extérieur cylindrique du robinet d’arrêt; t
l’embout opposé à écrou libre du flexible est monté avec joint plat d’étanchéité sur le raccord d’entrée de l’appareil si celui-ci est muni d’un filetage extérieur cylindrique NBN EN ISO 228-1 / G ½. Lorsqu’un appareil existant est muni d’un filetage extérieur conique ISO 10226-1 / G ½, il y a lieu d’utiliser une pièce intermédiaire sur la jonction, conformément à la norme NBN D 04-002:2003, édition 3. En cas de placement d’un appareil neuf ou de remplacement d’un appareil existant, il y a lieu de remplacer le tuyau flexible existant par un flexible à embouts mécaniques neufs répondant aux prescriptions de la norme NBN D04-002: 2003 – édition 3.

59

Appareil

60 Écrou libre Arrivée de gaz

Robinet de gaz agréé AGB-BGV

Filetage de tuyauterie extérieur cylindrique ISO 228

Filetage de tuyauterie intérieur cylindrique ISO 228

Joint

Joint

Filetage de tuyauterie intérieur cylindrique ISO 228

Filetage de tuyauterie extérieur cylindrique ISO 228

Filetage de tuyauterie intérieur ISO 7-1

Filetage de tuyauterie extérieur conique ISO 7-1 Appliquer un produit d’étanchéité

Arrivée de gaz

Écrou libre

Filetage de tuyauterie ISO 7-1

Flexible en elastomère AGB/BGV

Filetage de tuyauterie ISO 7-1

Robinet de gaz agréé AGB-BGV

Filetage de tuyauterie extérieur cylindrique ISO 228

Écrou libre

Filetage de tuyauterie intérieur cylindrique ISO 228

Joint

Pièce intermédiaire

Joint

Filetage de tuyauterie intérieur cylindrique ISO 228

Filetage de tuyauterie extérieur cylindrique ISO 228

Appareil

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5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

Raccordement d’un flexible en élastomère sur une cuisinière NON encastrée

Flexible en elastomère AGB/BGV

Écrou libre

Conditions particulières au raccordement des appareils mobiles

[NBN D51-003 § 6.6.3]

Les appareils mobiles tels que les brûleurs Bunsen ne comportant pas de robinet d’arrêt peuvent également être raccordés au moyen d’un flexible à condition qu’il existe un robinet d’arrêt en amont de celui-ci et que le flexible soit conforme aux normes NBN EN 559 ou NBN EN 682 (le flexible «jaune» pour le butane).

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

5.2 Placement de tuyauteries à l’extérieur d’un bâtiment [MI] 5.2.1 Tuyauteries au-dessus du sol à l’extérieur d’un bâtiment Les matériaux autorisés pour ces tuyauteries et les modes d’assemblage sont mentionnés au paragraphe 4.2 «Matériaux et modes d’assemblage». Protection contre la corrosion Les tuyauteries sont protégées contre la corrosion de préférence par: t
une peinture anticorrosion résistant aux rayons ultraviolets (par ex. coating époxy); t
un revêtement en matière synthétique résistant aux rayons ultraviolets (revêtement époxy ou polyester); t
des bandes anticorrosion résistant aux rayons ultraviolets conformes à la norme NBN EN 12068; t
un caisson en profilés métalliques ou synthétiques pour protéger les tuyaux revêtus en usine (revêtement non résistant aux rayons ultraviolets). Protection mécanique S’il y a un risque d’endommagement mécanique (par ex. dans un atelier, sur un chantier ou sur un parking de véhicules), il y a lieu de prévoir une protection mécanique appropriée jusqu’à une hauteur de minimum 2,50 m. Dilatations thermiques Les dilatations thermiques de longues canalisations soumises à des variations de température importantes doivent être compensées par: t
le placement de boucles de dilatation ou de compensateurs en inox, judicieusement placés; t
le placement de colliers de fixation. Pour toute partie droite, un collier doit être fixe, les autres doivent permettre une dilatation thermique axiale. Protection électrique La protection électrique de tuyauteries non enterrées peut mener à des dégâts importants à l’installation. La partie extérieure de la colonne montante doit être isolée électriquement de la partie enterrée et de la partie située à l’intérieur du bâtiment.

61

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

5.2.2 Tuyauteries enterrées en-dehors d’un bâtiment [NBN D51-004 § 5.5.4] La génératrice supérieure de la canalisation enterrée doit se trouver à minimum 0,60 m sous le sol. Si cette profondeur ne peut pas être respectée (par ex. croisement avec des égouts), il y a lieu de placer une protection mécanique au-dessus de la tuyauterie de gaz (par ex. plaque en matière synthétique épaisse, plaque métallique ou «tuiles»). La canalisation est entourée de terre sans pierres ou de sable stabilisé. Le remblayage de la tranchée est effectué en couches successives de max. 20 cm d’épaisseur. Après application de chaque couche, la terre est damée efficacement. La distance entre deux canalisations enterrées, quelle que soit leur nature (par ex. gaz, eau ou électricité), est d’au moins: t
en cas de croisement: 0,1 m; t
en cas de parcours parallèles: 0,2 m. Canalisations en cas de croisement et en cas de parcours parallèles

Si ces distances minimales ne peuvent être respectées, il y a lieu de prévoir une protection mécanique supplémentaire entre les canalisations. Cet écran d’isolation est constitué par exemple d’un tapis en élastomère de 5 mm d’épaisseur posé en double (isolation totale = 10 mm) et fixé de façon appropriée à la canalisation afin d’éviter des glissements. En cas de croisement, cet écran a une largeur de minimum 50 cm.

Écran d’isolation entre deux canalisations

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5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Il est fortement recommandé d’apposer, à 20 cm au-dessus de la tuyauterie gaz, une bande portant l’indication «GAZ/GAS». Lors de travaux d’excavation ultérieurs, on est alors averti à temps de la proximité d’une tuyauterie gaz. Si la partie enterrée d’une installation intérieure alimente un bâtiment de différents côtés ou si cette installation intérieure alimente différents bâtiments, il est recommandé de prévoir une vanne de sectionnement enterrée à chaque pénétration de la canalisation dans le bâtiment. Les vannes sont munies d’une tige de rallonge de commande. Au-dessus de chaque vanne se trouve un fourreau protecteur et un trappillon qui est accessible en permanence pour les services d’incendie et éventuellement pour les occupants. Une clef de manœuvre de la vanne doit se trouver sur place. Vanne de sectionnement enterrée sous un trappillon

Matériaux utilisés pour les canalisations en dehors d’un bâtiment Cuivre t
UNIQUEMENT des tubes enrobés en usine d’une protection en matière synthétique, par ex. tubes «WICU». t
Protection mécanique – une protection en acier doit être protégée contre la corrosion. t
Pas de raccords mécaniques (à sertissage ou à compression) – exclusivement des raccords à brasage fort. Acier t
UNIQUEMENT des tubes en acier enrobés en usine d’une protection en matière synthétique. t
Uniquement des assemblages par soudage ou par filetage – les brides et les raccords trois pièces sont interdits.

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MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

5. PLACEMENT DES TUYAUTERIES

PE [NBN D51-004 § 5.3] t
Le PE est interdit à l’intérieur des bâtiments – le passage PE/acier ou cuivre se trouve à l’extérieur du bâtiment (dans le sol) à une distance de 0,30 m à 1,00 m. Le passage dans la paroi extérieure (façade) doit toujours être métallique; t
Si la canalisation en PE de l’installation intérieure part d’une armoire de comptage, une partie de la canalisation PE peut se trouver hors sol. Mais il y a pour cela deux conditions: la canalisation doit être protégée par l’armoire contre les rayons UV et les influences mécaniques, et cette partie au-dessus du sol doit être limitée à 0,50 m [NBN D 51-004 addendum 1].

5.2.3 Tuyauteries enterrées en-dessous d’un bâtiment Des canalisations gaz ne peuvent être enterrées en-dessous d’un bâtiment que si elles sont placées dans un fourreau étanche au gaz. L’ensemble fourreau/canalisation de gaz doit avoir une résistance mécanique au moins équivalente à celle d’une canalisation en acier. L’extrémité du fourreau à l’extérieur du bâtiment doit être obturée pour empêcher les infiltrations d’eau. Une fuite éventuelle de gaz doit toujours pouvoir s’échapper à l’extérieur. Si l’ensemble canalisation PE/fourreau en acier passe à une canalisation en acier à l’intérieur du bâtiment, ce passage doit être du type RHT. Si l’ensemble canalisation (acier ou cuivre)/fourreau débouche à l’intérieur d’un bâtiment, l’espace annulaire entre la canalisation et le fourreau doit être bouché, à cet endroit, avec un matériau non corrosif élastique (par ex. pâte silicone, mousse PUR, etc.).

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6. ESSAIS ET CONTRÔLE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE MTI

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

ESSAIS ET CONTRÔLE DE L’INSTALLATION

6. ESSAIS ET CONTRÔLE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE MTI 6.1 Généralités Avant l’application des revêtements ou peintures, l’installation neuve ou la partie neuve de l’installation intérieure est soumise aux contrôles successifs décrits ci-après.

6.2 Nettoyage de l’installation [NBN D51-003 § 4.6] Le nettoyage a pour objectif de libérer l’intérieur de la tuyauterie de toute particule non adhérente. En nettoyant l’installation avant le raccordement des appareils d’utilisation et avant l’essai d’étanchéité, on évite que des impuretés soient aspirées dans l’appareil. L’emploi d’oxygène ou d’un gaz combustible est interdit pour cette opération. Préalablement au nettoyage: t
le robinet du compteur est fermé; t
les appareils d’utilisation et les compteurs sont déconnectés de la tuyauterie et protégés contre l’introduction de corps étrangers. Le nettoyage est assuré par soufflage d’air ou de gaz inerte, tel l’azote. Après nettoyage, la sortie du compteur, les appareils d’utilisation et les éventuels compteurs de passage sont reconnectés. L’étanchéité est vérifiée et les tuyauteries sont ensuite purgées. Toute fuite doit être réparée.

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MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

6. ESSAIS ET CONTRÔLE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE MTI

6.3 Essai d’étanchéité [NBN D51-003 § 4.7] Cet essai a pour objectif de déceler toute fuite détectable. Après ouverture des robinets d’arrêt de tous les appareils d’utilisation raccordés, l’installation intérieure (y compris les compteurs de passage et les raccordements des appareils d’utilisation) est soumise à une procédure d’essai à l’aide d’air ou de gaz inerte (par ex. azote) sous une pression de 150 mbar ( 10 mbar. L’étanchéité est établie sur la base des observations conjointes suivantes: t


l’absence de bulles sur toutes les parties accessibles lors du badigeonnage aux produits moussants; Remarque Le produit moussant doit être exempt d’halogène (pas de chlore, de fluor ou de produits équivalents) parce que ces produits provoquent de la corrosion sous contrainte et sont corrosifs pour l’inox. Les produits moussants commercialisés agréés sont entre autres: du savon liquide et des détecteurs de fuites en bombe conformes à la norme NBN EN 14291. Remarque Soyez attentif lors du badigeonnage de parties de vieilles tuyauteries. Si du chanvre ou tout autre produit d’étanchéité hygroscopique a été utilisé dans les filetages des raccords, les fuites éventuelles risquent de disparaître lors du badigeonnage. Les fibres hygroscopiques séchées captent en effet l’eau et récupèrent à nouveau leur élasticité et leur capacité d’étanchéité.

t
Fuite à un robinet, formation de bulles lors du badigeonnage

après une période d’attente d’au moins 10 minutes (permettant la stabilisation à une pression proche de la pression initiale), le maintien d’une pression stable indiquée au manomètre de contrôle pendant une période d’au moins 20 minutes; Remarque Le manomètre de contrôle utilisé est un manomètre liquide en U ou un manomètre digital; ses plus petites graduations sont de 0,1 mbar ou 0,5 mbar. Le manomètre de Bourdon ne convient pas car il n’est pas assez précis.

t
t


t
66

Toute fuite doit être réparée. Pour cet essai, il est formellement interdit d’utiliser des gaz combustibles (tels que les gaz de pétrole liquéfiés, le butane ou le propane) ou de l’oxygène. Toute extension de la tuyauterie est considérée comme une partie neuve de l’installation. Cette partie subit l’essai susdit.

6. ESSAIS ET CONTRÔLE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE MTI

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Remarque Il ne faut pas confondre les moyens utilisés pour l’exécution d’un essai d’étanchéité avec ceux utilisés pour la recherche de fuite. Pour la recherche d’une fuite, il existe, en plus du badigeonnage, un appareil de recherche de fuite électronique tel que le ‘reniflard’ (avec une cellule de mesure semi-conductrice) et un appareil à ultrasons. Essai d’étanchéité avec un manomètre électronique

6.3.1 Essai d’étanchéité à l’aide d’air ou d’azote Les différentes étapes de l’essai d’étanchéité à l’aide d’air ou d’azote sont décrites ci-après. Étape 1: Procéder à une inspection visuelle afin de contrôler si: t
tous les raccordements ont été exécutés correctement; t
il n’y a pas d’extrémités ouvertes; t
les tuyauteries sont fixées convenablement au mur ou au plafond. Étape 2: Ouvrir les robinets d’arrêt des appareils d’utilisation. Étape 3: Brancher la pompe de compression et le manomètre. Étape 4: Faire monter la pression jusqu’à 150 mbar (0,15 bar / 150 hPa). Étape 5: Attendre 10 minutes, contrôler la pression et attendre 20 minutes. Étape 6: Contrôler à nouveau la pression. S’il n’y a pas de différence entre les deux relevés, il n’y a pas de fuite. 67

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

6. ESSAIS ET CONTRÔLE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE MTI

6.3.2 Essai d’étanchéité à l’aide du compteur gaz Dans une installation existante, l’installateur peut réaliser l’essai d’étanchéité à l’aide du compteur gaz. Les différentes étapes de l’essai d’étanchéité à l’aide du compteur gaz sont décrites ci-après. Étape 1: Vérifier si tous les robinets d’arrêt sont bien fermés et/ou si toutes les canalisations en attente de raccordement d’un appareil sont bien obturées (bouchon ou bonnet métallique). Étape 2: Vérifier si le compteur indique un petit débit, par ex. à l’aide de la veilleuse d’un appareil. Étape 3: Ouvrir le compteur, ce qui met l’installation sous pression. Étape 4: Refermer le compteur. Étape 5: Lire la position du compteur. Comment lire le volume en litres sur le cadran à rouleaux d’un compteur gaz? Le cadran à rouleaux d’un compteur à membrane et d’un compteur à pistons rotatifs a, en fonction de son débit maximal, trois ou deux chiffres après la virgule. Les chiffres à droite de la virgule sont généralement en rouge. Type de compteur

Plus petite unité

Plus petite graduation

Qmax 6m3/h (G4) Qmax 10m3/h (G6) Qmax 25m3/h (G16) Qmax 40m3/h (G25)

0,001 m3 = 1 litre

0,2 litre

Temps minimum d’observation 10 minutes

0,01 m3 = 10 litre

2 litre

20 minutes

Exemple: Sur un cadran à rouleaux avec trois chiffres après la virgule, le nombre formé par ces trois chiffres est le nombre de litres. Par ex.: au cadran à rouleaux 47126,0232, on lit: 47 126 mètres cubes et 23 litres. Étape 6: Attendre 10 minutes et rouvrir le compteur. Étape 7: Lire la position du compteur et calculer la différence. Par ex.: le cadran à rouleau affiche 47 126,025; la différence est égale à 47 126,025 - 47 126,023 = 0,002 m3 = 2 litre en 10 minutes.

Cadran à rouleaux avec 3 chiffres après la virgule

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6. ESSAIS ET CONTRÔLE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE MTI

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

6.3.3 Critères d’étanchéité Toute nouvelle installation de gaz naturel ou extension d’une installation existante doit être totalement étanche au gaz. Les gestionnaires de réseau de distribution (GRD) tolèrent une petite fuite de gaz de 6 litres/heure maximum (= 1 litre/10 minutes) dans les installations existantes avant de couper le compteur. Une analyse des risques démontre, en effet, qu’une aussi petite fuite ne comporte pas de risque réel. Dans le cas le plus défavorable, cette fuite se situe en un seul point de l’installation et débouche dans le plus petit local: les toilettes de 2 m³ de volume. Si la porte de ce local est ouverte 2 fois par jour, l’air se dilue. Dans ce cas, la concentration en gaz est loin d’atteindre la limite inférieure d’explosion (LIE) de 5 % de gaz dans l’air et on admet que le risque est limité. Mais le client est instamment prié de faire réparer la fuite de gaz. Quand une fuite de gaz dépasse les 6 litres/heure, le gestionnaire de réseau ferme le compteur. Il est absolument recommandé de faire réparer n’importe quelle fuite de gaz par un professionnel. Nouvelle installation ou nouvelle partie d’installation Le compteur indique un débit: t
niveau de danger 3: On n’ouvre pas le compteur; il faut d’abord réparer la fuite. Le compteur n’indique PAS de débit: t
l’installation est en ordre. On peut ouvrir le compteur. Installation existante Le compteur indique un débit: t
débit ≤ 1 litre/10 minutes A Niveau de danger 2: Normalement, le GRD laisse le compteur ouvert. Le client doit faire réparer l’installation dans un délai convenu. t
débit > 1 litre/10 minutes A Niveau de danger 3: Le GRD ferme le compteur. Le client doit faire réparer l’installation. Le compteur n’indique PAS de débit: t
L’installation est en ordre. t
On peut ouvrir le compteur.

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MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

6. ESSAIS ET CONTRÔLE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE MTI

6.4 Purge [NBN D51-003 § 4.9] Il n’est procédé à la mise en service d’une installation qu’après l’avoir purgée. Cette purge s’exécute soit au moyen d’un tuyau débouchant à l’air libre, soit par le brûleur facilement accessible d’un appareil. Il y a lieu de toujours maintenir une flamme d’allumage à proximité de celui-ci et de ventiler chaque fois l’espace d’installation. Le brûleur doit rester allumé pendant un temps suffisant pour purger entièrement l’installation (risque de poches d’air). La purge par le brûleur d’une gazinière ou d’un autre appareil comporte toujours des risques de retour de flamme vers l’injecteur.

6.5 Etanchéité des jonctions La jonction de la partie neuve à la partie existante de l’installation et tout raccordement d’appareil sont éprouvés lors de la mise sous gaz, à la pression de service. On ne peut pas constater la moindre fuite. Ladite jonction ne peut en aucun cas provoquer des contraintes mécaniques nuisibles à l’installation. Pendant cette opération, il y a lieu de prêter attention aux points suivants: t
L’évacuation du mélange doit se faire vers un endroit ne présentant aucun danger à l’extérieur du bâtiment: en effet, un mélange inflammable gaz-air nécessitant une surveillance constante se forme au débouché de la tuyauterie. t
La concentration de gaz est contrôlée en permanence après l’élimination du gaz combustible (la concentration doit rester à 0 %). Si la concentration de gaz augmente, il y aura lieu d’arrêter immédiatement les travaux, de couper l’arrivée de gaz et de procéder à un nouveau dégazage avant de redémarrer les travaux. t
Il ne faut jamais expulser le gaz combustible par le brûleur d’un appareil car il peut y avoir un retour de flamme. La flamme peut alors brûler à l’injecteur au lieu de brûler à l’orifice du brûleur, ce qui est dangereux.

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6. ESSAIS ET CONTRÔLE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE MTI

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

6.6 Purge d’une installation Il faut parfois incorporer un té dans une installation existante ou couper le tuyau. Avant de réaliser un tel travail, il est nécessaire de commencer par dégazer la tuyauterie, c.-à-d. remplacer le gaz naturel (ou le propane) combustible par un gaz inerte comme l’azote ou l’air. Les différentes étapes du dégazage d’une installation intérieure sont décrites ci-après. Étape 1: L’opérateur est réputé connaître et comprendre sa mission. Au besoin, il se fera assister ou il demandera des instructions supplémentaires à son supérieur. Étape 2: Préparer le bon outillage. Porter les équipements de protection individuelle nécessaires et prendre les mesures de protection collective voulues.

Port obligatoire de vêtements de travail à longues manches

Port obligatoire de gants de travail

Protection obligatoire de la vue

Fuite de gaz danger d’explosion

Flammes nues, GSM, étincelles électriques interdits, et défense de fumer

Extincteur obligatoire à proximité

Entrée interdite aux personnes non autorisées

Bonne ventilation obligatoire

Étape 3: Débrancher l’installation, par ex. au niveau du compteur et des appareils d’utilisation. Étape 4: Raccorder le gaz inerte (air comprimé ou azote) à basse pression sur la tuyauterie, par ex. à côté du compteur. Placer au besoin un détendeur à pression de sortie ≤ 100 mbar.

71

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

6. ESSAIS ET CONTRÔLE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE MTI

Étape 5: Brancher un flexible sur la tuyauterie, par ex. à côté de l’appareil d’utilisation débranché. Étape 6: Chasser le gaz inflammable par le flexible terminé par un robinet placé à un endroit sûr à l’extérieur du bâtiment. Mesurer la concentration de gaz au débouché à l’aide d’un détecteur de gaz jusqu’à ce que la mesure soit 0% de gaz naturel. Répéter cette opération pour tous les appareils d’utilisation. Étape 7: Il y a lieu de rincer en permanence à l’air ou avec un gaz inerte les tuyauteries que l’on découpe ou soude si des gaz risquent de s’en échapper. Étape 8: Assurer un rinçage suffisant pour éviter qu’un mélange inflammable se forme dans la tuyauterie. Une tuyauterie est considérée comme exempte de gaz lorsqu’elle contient 0% de gaz. Étape 9: Avant d’interrompre la tuyauterie, on vérifiera qu’il s’agit bien de la conduite gaz sur laquelle il faut effectuer le travail. En cas de doute, ne pas prendre de risques et demander de l’aide. Étape 10: On peut maintenant découper la tuyauterie et y incorporer un té, par ex. Étape 11: Une fois le travail exécuté, raccorder les appareils d’utilisation et le compteur gaz, et contrôler l’étanchéité de l’installation. Badigeonner particulièrement de savon tous les assemblages sur lesquels on a travaillé, et mettre la tuyauterie en légère surpression.

6.7 Ouverture et fermeture sans danger d’un compteur gaz L’ouverture comme la fermeture d’un compteur gaz nécessitent le plus grand soin. Il faut être certain d’ouvrir ou fermer le bon compteur et s’assurer d’avance qu’on peut le CONTRÔLER. Un compteur gaz qu’on a fermé par erreur et qu’on rouvre peu de temps après sans le moindre contrôle peut laisser le gaz s’échapper et s’accumuler, entraînant de lourdes conséquences. Bien souvent, les gazinières, par ex., n’ont pas de protection de flamme et laissent le gaz s’échapper si l’on ferme et rouvre le compteur. Il vaut mieux que deux personnes se chargent d’ouvrir un compteur gaz qui fait partie d’une batterie de compteurs dans un immeuble à appartements. Une de ces personnes se trouve près des compteurs et la seconde se rend dans l’appartement afin de vérifier s’il y a ou 72

6. ESSAIS ET CONTRÔLE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE MTI

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

non un débit de gaz, et elles peuvent communiquer entre elles par GSM, par ex. Mesures de sécurité: t
Ne jamais utiliser d’outils pour actionner un robinet de gaz. t
Veiller à ce que personne n’ouvre l’arrivée de gaz pendant l’exécution des travaux.

6.8 Dimensions des tuyauteries et perte de charge admissible [NBN D51-003 § 4.12] Dans les installations alimentées sous une pression maximale de 30 mbar, la perte de charge effective mesurée entre la sortie du compteur et chacun des appareils d’utilisation, hors le robinet d’arrêt, ne peut pas dépasser 1 mbar. Quelques exemples de calcul d’une installation intérieure à basse pression sont présentés ci-dessous. La méthode à suivre pour les installations à pression maximale supérieure à 30 mbar est également traitée ici.

6.9 Résumé La tuyauterie est réalisée en acier, en cuivre ou en PE (uniquement les tuyaux enterrés). L’ensemble des éléments de l’installation intérieure (tuyauteries + accessoires et assemblages - y compris les robinets d’arrêt et de sectionnement) doit résister à de hautes températures dans un bâtiment (être de type RHT). Les assemblages autorisés dépendent du tracé suivi par les tuyauteries. Les tuyauteries sont soumises à des prescriptions de mise en œuvre spécifiques selon l’endroit où on les pose (à l’intérieur, à l’extérieur ou sous un bâtiment, enterrées ou non). Avant la mise en service d’une installation, il y a lieu de la nettoyer, d’effectuer un essai d’étanchéité et de dégazer les tuyauteries. Sécurité: l’installation intérieure doit être exécutée de manière à ce que les appareils reçoivent une pression et un débit de gaz suffisants, qu’aucune fuite ne puisse se produire et qu’il n’y ait aucun risque d’accumulation de gaz . 73

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

6. ESSAIS ET CONTRÔLE DE L’INSTALLATION INTÉRIEURE MTI

6.10 Mise en service de l’installation L’installateur a le devoir d’être présent lors de la première mise en service de tout appareil au gaz raccordé à l’installation. Il donne à l’utilisateur les indications nécessaires pour utiliser les appareils en toute sécurité, lui explique et lui remet le manuel, et lui montre comment fermer rapidement l’arrivée de gaz.

74

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I 7.1 Calcul d’une installation intérieure à basse pression

7.1.1 Généralités Le calcul d’une installation intérieure à basse pression peut se faire au moyen de la formule de Renouard, mais il est plus commode d’utiliser des tableaux ou des abaques de perte de charge établis pour chaque type de tuyau. Il existe aussi d’excellents programmes de calcul – voir le site web www.gaznaturel.be. Cette méthode est applicable aux installations intérieures couvertes par les normes NBN D 51-003 (acier et cuivre) et NBN D 51-004 (acier non filetable et PE).

7.1.2 Pertes de charge L’écoulement d’un gaz dans une conduite entraîne des pertes de charge. Ces pertes de charge ont différentes origines et peuvent se subdiviser en pertes de charge linéaires (ou longitudinales), pertes de charge locales et pertes de charge dues à une différence de hauteur (dénivellation). Leur somme est désignée par la «perte de charge effective». Dans une installation intérieure basse pression alimentée à une pression maximale de 30 mbar, la perte de charge, mesurée entre la sortie du compteur et le robinet d’arrêt de chaque appareil d’utilisation, ne peut pas dépasser 1 mbar, compte tenu des distances et de la dénivellation entre le compteur et les appareils d’utilisation, si tous les appareils sont mis simultanément en fonctionnement à leur puissance nominale. Remarque Supposons une installation intérieure basse pression alimentée à une pression supérieure à 30 mbar, dont les appareils d’utilisation sont équipés d’un régulateur individuel scellé avec une pression de sortie maximale de 25 mbar, précédant immédiatement cet appareil. Dans ce cas, la perte de charge effective maximale dans les canalisations entre le compteur et le régulateur de chacun des appareils est fixée comme suit: t
la pression d’entrée de chaque régulateur suffit pour avoir une perte 75

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

t


t


de charge à travers ce régulateur (dans son domaine de régulation) permettant d’obtenir le débit nominal; la vitesse du gaz dans les canalisations reste inférieure à 15 m/s pour les applications résidentielles et 20 m/s pour les applications industrielles; la pression de sortie des régulateurs correspond à la pression de service des appareils d’utilisation raccordés.

Pour autant que la vitesse du gaz soit inférieure à 15 m/s et tenant compte des conditions ci-dessus, le calcul peut être effectué avec une perte de charge effective maximale de 10 mbar entre le compteur et chacun des régulateurs de pression individuels précédant les appareils d’utilisation. La vitesse du gaz se calcule selon la formule suivante:

v  353, 7 = où: t
Q t
v t
D

Q D2

: est le débit normal du gaz ( m3/h); : est la vitesse du gaz (m/s); : est le diamètre intérieur du tuyau (mm).

7.1.3 Pertes de charge linéaires La perte de charge linéaire dans la tuyauterie peut être calculée selon la formule de Renouard:

6p  2, 28u10 4 u où: t
∆p t
2,28 · 104

t


d

t
t
t


L Q D

d u L u Q1,8 D 4,8

: est la perte de charge (mbar ou hPa); : est la constante de la formule, fonction entre autres de la rugosité de la paroi intérieure (par souci de simplification, une seule valeur est choisie pour tous les matériaux); : est la densité relative du gaz par rapport à l’air, c’est-à-dire 0,644 pour le gaz naturel de type L et 0,625 pour le gaz naturel de type H; : est la longueur de la tuyauterie (m); : est le débit normal du gaz (mn3/h); : est le diamètre intérieur du tuyau (mm).

La formule de Renouard est transposée sous forme de tableaux ou d’abaques. Sur les abaques et les tableaux, la perte de charge linéaire est représentée par mètre courant de tuyau standard en acier, en cuivre ou en PE, en fonction du débit-volume Qv (m³/h) pour différentes valeurs normalisées de diamètre de tuyau. 76

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

7.1.4 Pertes de charge locales Il s’agit des pertes de charge dues à des accessoires montés sur les tuyauteries rectilignes, à savoir les robinets, les tés, les coudes et les changements de sections. Elles s’ajoutent aux pertes de charge linéaires des tuyaux proprement dits. Chaque accessoire est représenté par une longueur fictive de tuyauterie droite équivalente de 0,50 m. Pour les flexibles métalliques, la longueur fictive équivalente est obtenue par doublement de leur longueur réelle. Il y a lieu de tenir compte, en outre, des accessoires, notamment les robinets de sectionnement et les compteurs divisionnaires, en convertissant la perte de charge réelle en longueur fictive. Pour faciliter le calcul, on utilise des longueurs fictives de tuyaux qui tiennent compte des accessoires utilisés. La longueur fictive est obtenue en majorant la longueur réelle de 20%, c’est-à-dire en la multipliant par 1,2. Si la réalisation de l’installation intérieure fait usage de multiples accessoires, il y a lieu de tenir compte d’une perte de charge réelle plus importante que celle calculée comme ci-avant. Il y a donc lieu de vérifier si la somme des longueurs équivalentes ne dépasse pas 20% des longueurs réelles de l’installation intérieure.

7.1.5 Diminution ou augmentation de la perte de charge due à une différence de hauteur Selon que le gaz, plus léger que l’air, monte ou descend dans le tronçon, l’effet de la dénivellation constitue une diminution ou une augmentation de perte de charge.

Lorsque le gaz monte dans le tronçon, la pression diminue, le résultat étant un nombre négatif. Lorsque le gaz descend dans le tronçon, la pression augmente, le résultat étant un nombre positif. Le tableau 4 présente cette diminution ou cette augmentation de la perte de charge, où: % 6p est la perte de charge résultant de la différence de niveau (mbar); % 6h est la dénivellation entre les extrémités du tronçon (m). Tableau 4 - Diminution ou augmentation de la perte de charge

Direction du flux du gaz Le gaz descend dans le tronçon Le gaz monte dans le tronçon

Gaz naturel de type L mbar 6p = + 0,046 · 6h 6p = – 0,046 · 6h

Gaz naturel de type H mbar 6p = + 0,048 · 6h 6p = – 0,048 · 6h

77

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

7.2 Procédure de calcul

En résumé t
Réaliser le schéma de l’installation. t
Déterminer l’appareil le plus défavorisé: t
détermination de la perte de charge totale (maximale) admissible, t
détermination des pertes de charge unitaires. t
Déterminer les diamètres des tuyaux. t
Vérifier la perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil. t
Optimaliser la tuyauterie.

7.2.1 Réalisation du schéma de l’installation Cette étape comprend les opérations suivantes: t
représentation schématique de l’installation en perspective isométrique; t
indication de l’emplacement de chaque appareil et des points de raccordement d’appareils futurs; t
indication par appareil du débit nominal (m³/h). Si l’on ne dispose que de la puissance nominale de l’appareil, on obtient le débitvolume en considérant qu’une puissance nominale de 1 kW correspond environ à: t
- 0,11 m³/h pour le gaz H, t
- 0,13 m³/h pour le gaz L. t
indication de la longueur réelle (L) de chaque tronçon et de la différence de niveau (6h) des appareils par rapport au compteur, choisi comme niveau de référence (h = 0 m).

Perspective isométrique

78

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

7.2.2 Détermination de l’appareil le plus défavorisé Cette étape comprend le calcul de la perte de charge unitaire admissible pour chacun des circuits alimentant un appareil et le report des résultats dans un tableau. Les formules suivantes s’appliquent: t
perte de charge totale admissible pour les appareils: t
si l’appareil est situé plus bas que le compteur: 6pmax(gaz L) = 1 – 0,046 6h (mbar) ou 6pmax(gaz H) = 1 – 0,048 6h (mbar) t


La perte de charge unitaire admissible déterminée pour le circuit principal est adoptée comme perte de charge unitaire pour tous les tronçons de l’installation.

si l’appareil est situé plus haut que le compteur: 6pmax(gaz L) = 1 + 0,046 6h (mbar) ou 6pmax(gaz H) = 1 + 0,048 6h (mbar)

t


longueur fictive des circuits de ces appareils: t
longueur fictive = longueur réelle x 1,2 ou t
longueur fictive = longueur réelle + (nombre d’accessoires) x (0,5 m) + (longueur des flexibles métalliques x 2).

t


perte de charge unitaire admissible pour chaque circuit: perte de charge totale admissible pour cet appareil longueur fictive du circuit de cet appareil

L’appareil le plus défavorisé est celui qui présente la perte de charge unitaire admissible la plus faible. Le circuit de cet appareil est le circuit principal. Si deux résultats sont égaux, c’est l’appareil ayant le plus grand débit-volume nominal qui est le plus défavorisé.

Tableau 5 – Détermination des pertes de charge unitaires Tronçon (du compteur jusqu’à l’appareil)

6h

m

6h=.. ©0,046 (l) ou ©0,048 (h) mbar

6pmax (1) = 1 + 6h=.. ou 1 – 6h=.. mbar

Longueur L

m

Longueur fictive L fict. L fict. = L=1,2 m

Perte de charge unitaire 6pmax / L fict. mbar/m

(1) Le signe est positif si l’appareil se trouve plus haut que le compteur. Le signe est négatif si l’appareil se trouve plus bas que le compteur.

79

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

7.2.3 Détermination des diamètres des tuyauteries Cette étape comprend les opérations suivantes: t
détermination du débit (m³/h) dans chaque tronçon et report des résultats dans le tableau synoptique; t
sur base du débit dans chacun des tronçons et de la valeur de référence de la perte de charge unitaire trouvée ci-dessus, détermination des diamètres des tronçons au moyen soit des formules, soit des abaques, soit des tableaux, lesquels prennent aussi en compte le matériau utilisé. Lorsque le point d’intersection entre le débit de gaz et la valeur de référence pour la perte de charge unitaire se situe entre deux diamètres, prendre le diamètre le plus proche; t
calcul de la perte de charge effective dans chaque tronçon: t
lecture dans le tableau ou sur l’abaque de la valeur de la perte de charge unitaire (mbar/m) pour le diamètre normalisé choisi de chaque tronçon et indication dans le tableau synoptique; t
indication de la longueur et de la longueur fictive de chaque tronçon; t
calcul et indication de la perte de charge effective par tronçon (mbar): multiplication de la valeur du tableau ou de l’abaque (1) par la longueur fictive (2) et prise en compte de l’augmentation ou de la diminution de perte de charge provenant de 6h (3); t
perte de charge effective par tronçon = (1) x (2) – (3) ou [(1) x (2)] + (3).

7.2.4 Vérification de la perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil Cette étape comprend les opérations suivantes: t
pour chaque appareil, addition des pertes de charge effectives dans les tronçons reliant le compteur à l’appareil. Pour chaque appareil alimenté à une pression maximale de 30 mbar, le résultat doit être inférieur à 1 mbar; t
si pour un appareil, la perte de charge effective est supérieure à 1 mbar, on augmente le diamètre d’un des tronçons et on répète le calcul pour ce tronçon. Remarque Pour les installations de grande longueur il peut être avantageux de refaire le même calcul pour chaque tronçon à partir du point de jonction. Pour ce faire, on soustrait de la perte de charge totale admissible celle du tronçon commun déjà calculé. Une méthode de travail analogue est utilisée pour les installations intérieures basse pression alimentées à une pression maximale supérieure à 30 mbar.

80

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Tableau 6 – Tableau synoptique de la détermination des diamètres des tuyaux Détermination des diamètres Tronçon

DN

(1) Perte de charge unitaire réelle

mm

mbar/m

Débit dans Diamètre le tronçon nominal

m3/h

Calcul de contrôle

Longueur L

m

(2) Longueur fictive L fict. = L=1,2

m

6h

m

(3) 6h x… 0,046(l) ou 0,048(h) gain/perte par 6h

mbar

Perte de charge effective du tronçon a (1) [(1)=(2)] – (3) ou [(1)=(2)] + (3) mbar

(1) Si l’appareil est situé plus haut que le compteur, ∆h est positif et il s’agit d’une diminution de la perte de charge. Dès lors, la perte de charge effective = [(1) x (2)] – (3). Si l’appareil est situé plus bas que le compteur, ∆h est négatif et il s’agit d’une augmentation de la perte de charge. Dès lors, la perte de charge effective = [(1) x (2)] + (3).

7.3 Tableaux et abaques Les tableaux et abaques des pertes de charge établies pour chaque type de tuyaux sont les suivants: t


Tableaux des pertes de charge unitaires en fonction des débits de gaz de 0,6 à 10 m³/h pour: t
tubes en acier filetables (cf. tableau 7); t
tubes en cuivre (cf. tableau 8); t
tubes en PE (cf. tableau 9).

t


Tableaux des pertes de charge unitaires en fonction des débits de gaz de 11 à 70 m³/h pour: t
tubes en acier filetables et non filetables (cf. tableau 10); t
tubes en cuivre (cf. tableau 11); t
tubes en PE (cf. tableau 12).

t


Abaques des pertes de charge unitaires pour: t
tubes en acier filetables (cf. abaque 1); t
tubes en acier non filetables (cf. abaque 2); t
tubes en cuivre (cf. abaque 3); t
tubes en PE (cf. abaque 4).

81

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

Remarque Les calculs pour les tableaux et les abaques sont établis avec les diamètres intérieurs les moins favorables: t
les tubes en cuivre de 12 mm, 15 mm, 18 mm et 22 mm: avec une épaisseur de paroi de 1 mm; t
les tubes en cuivre de 28 mm, 35 mm et 42 mm: avec une épaisseur de paroi de 1,5 mm; t
les tubes en cuivre de 54 mm: avec une épaisseur de paroi de 2 mm; t
les tubes en PE de 32 mm, 40 mm et 63 mm sont de type SDR11(6); t
les tubes en PE de 110 mm et 160 mm sont de type SDR 17,6;

(6) SDR est la valeur qui caractérise l’épaisseur du tuyau: c’est le rapport entre le diamètre extérieur et l’épaisseur du tube.

82

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Tableau 7 – Tableau des pertes de charge unitaires pour tubes en acier filetables Débit de gaz m3/h 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5 5,2 5,4 5,6 5,8 6 6,2 6,4 6,6 6,8 7 7,2 7,4 7,6 7,8 8 8,2

Pertes de charge pour 1 mètre de tube (mbar/m) Basse pression – Gaz naturel – Formule de Renouard Tubes en acier filetables DN15 0,014 0,024 0,035 0,049 0,065 0,083 0,10 0,12 0,15 0,17 0,20 0,23 0,26 0,29 0,32 0,36 0,39 0,43 0,47 0,51 0,55 0,60 0,64 0,69 0,74 0,79 0,84 0,89 0,95 1,00 1,06 1,12 1,18 1,24 1,30 1,36 1,43 1,50 1,56

DN20 0,0030 0,0051 0,0076 0,011 0,014 0,018 0,022 0,026 0,031 0,037 0,042 0,048 0,055 0,062 0,069 0,076 0,084 0,092 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,23 0,24 0,25 0,27 0,28 0,29 0,31 0,32 0,34

DN25 0,0010 0,0017 0,0026 0,0035 0,0047 0,0060 0,0074 0,0089 0,011 0,012 0,014 0,016 0,018 0,021 0,023 0,026 0,028 0,031 0,034 0,037 0,040 0,043 0,046 0,050 0,053 0,057 0,060 0,064 0,068 0,072 0,076 0,080 0,085 0,089 0,094 0,098 0,10 0,11 0,11

DN32 0,0003 0,0004 0,0006 0,0009 0,0011 0,0015 0,0018 0,0022 0,0026 0,0030 0,0035 0,0040 0,0045 0,0051 0,0057 0,0063 0,0069 0,0076 0,0083 0,0090 0,010 0,011 0,011 0,012 0,013 0,014 0,015 0,016 0,017 0,018 0,019 0,020 0,021 0,022 0,023 0,024 0,025 0,026 0,028

DN40 0,0001 0,0002 0,0003 0,0004 0,0005 0,0007 0,0008 0,0010 0,0012 0,0014 0,0016 0,0019 0,0021 0,0024 0,0026 0,0029 0,0032 0,0036 0,0039 0,0042 0,0046 0,0049 0,0053 0,0057 0,0061 0,0065 0,0069 0,0074 0,0078 0,0083 0,0087 0,0092 0,010 0,010 0,011 0,011 0,012 0,012 0,013

DN50 0,0001 0,0001 0,0001 0,0002 0,0002 0,0002 0,0003 0,0003 0,0004 0,0005 0,0005 0,0006 0,0007 0,0008 0,0008 0,0009 0,0010 0,0011 0,0012 0,0013 0,0014 0,0015 0,0016 0,0017 0,0019 0,0020 0,0021 0,0022 0,0024 0,0025 0,0026 0,0028 0,0029 0,0031 0,0032 0,0034 0,0035 0,0037 83

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

Débit de gaz m3/h 8,4 8,6 8,8 9 9,2 9,4 9,6 9,8 10

84

Pertes de charge pour 1 mètre de tube (mbar/m) Basse pression – Gaz naturel – Formule de Renouard Tubes en acier filetables DN15 1,63 1,70 1,78 1,85 1,92 2,00

DN20 0,35 0,37 0,38 0,40 0,41 0,43 0,45 0,46 0,48

DN25 0,12 0,12 0,13 0,13 0,14 0,14 0,15 0,16 0,16

DN32 0,029 0,030 0,031 0,033 0,034 0,035 0,037 0,038 0,040

DN40 0,013 0,014 0,015 0,015 0,016 0,017 0,017 0,018 0,018

DN50 0,0039 0,0040 0,0042 0,0044 0,0045 0,0047 0,0049 0,0051 0,0053

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Tableau 8 - Tableau des pertes de charge unitaires pour tubes en cuivre Débit de gaz m3/h 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5 5,2 5,4 5,6 5,8 6 6,2 6,4 6,6 6,8 7 7,2 7,4 7,6 7,8 8 8,2 8,4

12 0,093 0,16 0,23 0,32 0,43 0,54 0,67 0,81 0,96 1,13 1,30 1,48 1,68 1,89

15 0,026 0,044 0,066 0,092 0,12 0,15 0,19 0,23 0,27 0,32 0,37 0,42 0,48 0,54 0,60 0,66 0,73 0,80 0,87 0,95 1,03 1,11 1,20 1,28 1,37 1,47 1,56 1,66 1,76 1,87 1,97

Pertes de charge pour 1 mètre de tube (mbar/m) Basse pression – Gaz naturel – Formule de Renouard Tubes en cuivre (diamètre extérieur) 18 22 28 35 0,010 0,0033 0,0011 0,0003 0,016 0,0056 0,0019 0,0006 0,024 0,0084 0,0029 0,0009 0,034 0,012 0,0040 0,0012 0,045 0,015 0,0052 0,0016 0,057 0,019 0,0067 0,0020 0,070 0,024 0,0082 0,0025 0,085 0,029 0,010 0,0030 0,10 0,035 0,012 0,0036 0,12 0,040 0,014 0,0042 0,14 0,047 0,016 0,0049 0,16 0,053 0,018 0,0056 0,18 0,060 0,021 0,0063 0,20 0,068 0,023 0,0071 0,22 0,076 0,026 0,0079 0,24 0,084 0,029 0,0088 0,27 0,092 0,032 0,010 0,30 0,10 0,035 0,011 0,32 0,11 0,038 0,012 0,35 0,12 0,041 0,013 0,38 0,13 0,045 0,014 0,41 0,14 0,048 0,015 0,44 0,15 0,052 0,016 0,47 0,16 0,056 0,017 0,51 0,17 0,060 0,018 0,54 0,19 0,064 0,019 0,58 0,20 0,068 0,021 0,61 0,21 0,072 0,022 0,65 0,22 0,076 0,023 0,69 0,24 0,081 0,025 0,73 0,25 0,085 0,026 0,77 0,26 0,09 0 0,028 0,81 0,28 0,095 0,029 0,85 0,29 0,10 0,031 0,89 0,31 0,11 0,032 0,94 0,32 0,11 0,034 0,98 0,34 0,12 0,035 1,03 0,35 0,12 0,037 1,08 0,37 0,13 0,039 1,12 0,39 0,13 0,040

42 0,0001 0,0002 0,0003 0,0005 0,0006 0,0008 0,0010 0,0012 0,0014 0,0016 0,0019 0,0022 0,0024 0,0027 0,0031 0,0034 0,0037 0,0041 0,0045 0,0049 0,0053 0,0057 0,0061 0,0066 0,0070 0,0075 0,0080 0,0085 0,0090 0,010 0,010 0,011 0,011 0,012 0,012 0,013 0,014 0,014 0,015 0,016

54 0,0001 0,0001 0,0001 0,0002 0,0002 0,0003 0,0004 0,0004 0,0005 0,0006 0,0007 0,0007 0,0008 0,0009 0,0010 0,0011 0,0012 0,0014 0,0015 0,0016 0,0017 0,0019 0,0020 0,0021 0,0023 0,0024 0,0026 0,0027 0,0029 0,0031 0,0032 0,0034 0,0036 0,0038 0,0040 0,0041 0,0043 0,0045 0,0047 85

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

Débit de gaz m3/h 8,6 8,8 9 9,2 9,4 9,6 9,8 10

86

12

15

Pertes de charge pour 1 mètre de tube (mbar/m) Basse pression – Gaz naturel – Formule de Renouard Tubes en cuivre (diamètre extérieur) 18 22 28 35 1,17 0,40 0,14 0,042 1,22 0,42 0,14 0,044 1,27 0,44 0,15 0,046 1,32 0,45 0,16 0,048 1,38 0,47 0,16 0,049 1,43 0,49 0,17 0,051 1,48 0,51 0,17 0,053 1,54 0,53 0,18 0,055

42 0,016 0,017 0,018 0,018 0,019 0,020 0,021 0,021

54 0,0049 0,0052 0,0054 0,0056 0,0058 0,0060 0,0063 0,0065

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Tableau 9 – Tableau des pertes de charge unitaires pour tubes en PE Débit de gaz m3/h 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5 5,2 5,4 5,6 5,8 6 6,2 6,4 6,6 6,8 7 7,2 7,4 7,6 7,8 8 8,2 8,4

Pertes de charge pour 1 mètre de tube (mbar/m) Basse pression – Gaz naturel – Formule de Renouard Tubes en PE (diamètre extérieur) 32 40 63 110 160 0,0009 0,0003 0,0015 0,0005 0,0001 0,0023 0,0008 0,0001 0,0032 0,0011 0,0001 0,0042 0,0014 0,0002 0,0053 0,0018 0,0002 0,0066 0,0023 0,0003 0,0080 0,0027 0,0003 0,0095 0,0032 0,0004 0,011 0,0038 0,0004 0,013 0,0044 0,0005 0,015 0,0050 0,0006 0,017 0,0057 0,0006 0,019 0,0064 0,0007 0,021 0,0071 0,0008 0,0001 0,023 0,0079 0,0009 0,0001 0,025 0,0087 0,0010 0,0001 0,028 0,0095 0,0011 0,0001 0,030 0,010 0,0012 0,0001 0,033 0,011 0,0013 0,0001 0,036 0,012 0,0014 0,0001 0,039 0,013 0,0015 0,0001 0,042 0,014 0,0016 0,0001 0,045 0,015 0,0017 0,0001 0,048 0,016 0,0018 0,0001 0,051 0,017 0,0020 0,0001 0,054 0,019 0,0021 0,0001 0,058 0,020 0,0022 0,0002 0,061 0,021 0,0024 0,0002 0,065 0,022 0,0025 0,0002 0,068 0,023 0,0027 0,0002 0,072 0,025 0,0028 0,0002 0,076 0,026 0,0029 0,0002 0,080 0,027 0,0031 0,0002 0,084 0,029 0,0033 0,0002 0,088 0,030 0,0034 0,0002 0,093 0,032 0,0036 0,0002 0,097 0,033 0,0037 0,0003 0,10 0,035 0,0039 0,0003 0,11 0,036 0,0041 0,0003 87

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

Débit de gaz m3/h 8,6 8,8 9 9,2 9,4 9,6 9,8 10

88

Pertes de charge pour 1 mètre de tube (mbar/m) Basse pression – Gaz naturel – Formule de Renouard Tubes en PE (diamètre extérieur) 32 40 63 110 160 0,11 0,038 0,0043 0,0003 0,11 0,039 0,0045 0,0003 0,0001 0,12 0,041 0,0046 0,0003 0,0001 0,12 0,043 0,0048 0,0003 0,0001 0,13 0,044 0,0050 0,0003 0,0001 0,13 0,046 0,0052 0,0004 0,0001 0,14 0,048 0,0054 0,0004 0,0001 0,14 0,050 0,0056 0,0004 0,0001

Débit de gaz m3/h 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Pertes de charge pour 1 mètre de tube (mbar/m) – tubes en acier – Basse pression – Gaz naturel – Formule de Renouard Non filetables Filetables Non filetables Débit Filetables de gaz m3/h DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 debiet DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100 0,57 0,19 0,047 0,022 0,0063 0,0018 0,0007 41 2,04 0,50 0,23 0,067 0,019 0,0074 0,0020 0,67 0,22 0,055 0,026 0,0073 0,0021 0,0008 42 0,52 0,24 0,070 0,020 0,0078 0,0021 0,77 0,26 0,063 0,030 0,0085 0,0024 0,0009 43 0,55 0,26 0,073 0,020 0,0081 0,0022 0,88 0,30 0,073 0,034 0,0097 0,0027 0,0011 44 0,57 0,27 0,076 0,021 0,0084 0,0023 0,99 0,33 0,082 0,038 0,011 0,0031 0,0012 45 0,59 0,28 0,079 0,022 0,0088 0,0024 1,12 0,38 0,092 0,043 0,012 0,0035 0,0014 46 0,62 0,29 0,082 0,023 0,0091 0,0025 1,25 0,42 0,10 0,048 0,014 0,0039 0,0015 47 0,64 0,30 0,085 0,024 0,0095 0,0026 1,38 0,46 0,11 0,053 0,015 0,0043 0,0017 48 0,67 0,31 0,089 0,025 0,010 0,0027 1,52 0,51 0,13 0,059 0,017 0,0047 0,0019 49 0,69 0,32 0,092 0,026 0,010 0,0028 1,67 0,56 0,14 0,064 0,018 0,0052 0,0020 50 0,72 0,33 0,096 0,027 0,011 0,0029 1,82 0,61 0,15 0,070 0,020 0,0056 0,0022 51 0,74 0,35 0,099 0,028 0,011 0,0030 1,98 0,67 0,16 0,076 0,022 0,0061 0,0024 52 0,77 0,36 0,10 0,029 0,011 0,0031 0,72 0,18 0,083 0,024 0,0066 0,0026 53 0,80 0,37 0,11 0,030 0,012 0,0033 0,78 0,19 0,089 0,025 0,0072 0,0028 54 0,82 0,38 0,11 0,031 0,012 0,0034 0,84 0,21 0,096 0,027 0,0077 0,0030 55 0,85 0,40 0,11 0,032 0,013 0,0035 0,90 0,22 0,10 0,029 0,0083 0,0033 56 0,88 0,41 0,12 0,033 0,013 0,0036 0,96 0,24 0,11 0,032 0,0089 0,0035 57 0,91 0,42 0,12 0,034 0,013 0,0037 1,03 0,25 0,12 0,034 0,0095 0,0037 58 0,94 0,44 0,12 0,035 0,014 0,0038 1,10 0,27 0,13 0,036 0,010 0,0040 59 0,97 0,45 0,13 0,036 0,014 0,0039 1,16 0,29 0,13 0,038 0,011 0,0042 60 1,00 0,46 0,13 0,037 0,015 0,0041 1,24 0,30 0,14 0,040 0,011 0,0045 61 1,03 0,48 0,14 0,038 0,015 0,0042 1,31 0,32 0,15 0,043 0,012 0,0048 62 1,06 0,49 0,14 0,040 0,016 0,0043 1,38 0,34 0,16 0,045 0,013 0,0050 63 1,09 0,51 0,14 0,041 0,016 0,0044 1,46 0,36 0,17 0,048 0,013 0,0053 64 1,12 0,52 0,15 0,042 0,017 0,0046 1,54 0,38 0,18 0,050 0,014 0,0056 65 1,15 0,54 0,15 0,043 0,017 0,0047 1,62 0,40 0,19 0,053 0,015 0,0059 66 1,18 0,55 0,16 0,044 0,017 0,0048 1,70 0,42 0,19 0,056 0,016 0,0062 67 1,21 0,57 0,16 0,045 0,018 0,0050 1,78 0,44 0,20 0,058 0,016 0,0065 68 1,25 0,58 0,17 0,047 0,018 0,0051 1,87 0,46 0,21 0,061 0,017 0,0068 69 1,28 0,60 0,17 0,048 0,019 0,0052 1,95 0,48 0,22 0,064 0,018 0,0071 70 1,31 0,61 0,18 0,049 0,019 0,0054

Tableau 10 – Tableau des pertes de charge unitaires pour tubes en acier filetables et non filetables

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

89

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

Tableau 11 – Tableau des pertes de charge unitaires pour tubes en cuivre Pertes de charge pour 1 mètre de tube (mbar/m) Basse pression – Gaz naturel – Formule de Renouard Débit de gaz m3/h 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

90

18

22

1,83

0,63 0,73 0,85 0,97 1,09 1,23 1,37 1,52 1,67 1,84 2,00

Tubes en cuivre (diamètre extérieur) Débit de 28 35 42 54 gaz m3/h 0,21 0,066 0,025 0,0077 41 0,25 0,077 0,030 0,0090 42 0,29 0,089 0,034 0,010 43 0,33 0,10 0,039 0,012 44 0,37 0,11 0,044 0,013 45 0,42 0,13 0,050 0,015 46 0,47 0,14 0,056 0,017 47 0,52 0,16 0,062 0,019 48 0,57 0,18 0,068 0,021 49 0,63 0,19 0,074 0,023 50 0,69 0,21 0,081 0,025 51 0,75 0,23 0,088 0,027 52 0,81 0,25 0,096 0,029 53 0,87 0,27 0,10 0,031 54 0,94 0,29 0,11 0,034 55 1,01 0,31 0,12 0,036 56 1,08 0,33 0,13 0,039 57 1,15 0,35 0,14 0,041 58 1,23 0,38 0,15 0,044 59 1,30 0,40 0,15 0,047 60 1,38 0,42 0,16 0,050 61 1,47 0,45 0,17 0,053 62 1,55 0,47 0,18 0,056 63 1,63 0,50 0,19 0,059 64 1,72 0,53 0,20 0,062 65 1,81 0,55 0,21 0,065 66 1,90 0,58 0,23 0,068 67 2,00 0,61 0,24 0,072 68 0,64 0,25 0,075 69 0,67 0,26 0,079 70

35

42

54

0,70 0,73 0,76 0,79 0,83 0,86 0,90 0,93 0,96 1,00 1,04 1,07 1,11 1,15 1,19 1,23 1,27 1,31 1,35 1,39 1,43 1,47 1,52 1,56 1,60 1,65 1,69 1,74 1,79 1,83

0,27 0,28 0,30 0,31 0,32 0,33 0,35 0,36 0,37 0,39 0,40 0,42 0,43 0,44 0,46 0,47 0,49 0,51 0,52 0,54 0,55 0,57 0,59 0,60 0,62 0,64 0,66 0,67 0,69 0,71

0,082 0,086 0,090 0,093 0,097 0,10 0,11 0,11 0,11 0,12 0,12 0,13 0,13 0,13 0,14 0,14 0,15 0,15 0,16 0,16 0,17 0,17 0,18 0,18 0,19 0,19 0,20 0,20 0,21 0,22

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Tableau 12 – Tableau des pertes de charge unitaires pour tubes en PE

Débit de gaz m3/h 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

32 0,17 0,20 0,23 0,27 0,30 0,34 0,37 0,42 0,46 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,81 0,86 0,92 0,98 1,05 1,11 1,17 1,24 1,31 1,38 1,45 1,52 1,60 1,68 1,75

Pertes de charge pour 1 mètre de tube (mbar/m) Basse pression – Gaz naturel – Formule de Renouard Tubes en PE (diamètre extérieur) Débit de 40 63 gaz 32 40 m3/h 0,059 0,0066 41 1,83 0,63 0,069 0,0078 42 1,91 0,66 0,079 0,0090 43 1,99 0,68 0,091 0,010 44 0,71 0,10 0,012 45 0,74 0,12 0,013 46 0,77 0,13 0,015 47 0,80 0,14 0,016 48 0,83 0,16 0,018 49 0,87 0,17 0,020 50 0,90 0,19 0,021 51 0,93 0,20 0,023 52 0,96 0,22 0,025 53 1,00 0,24 0,027 54 1,03 0,26 0,029 55 1,07 0,28 0,031 56 1,10 0,30 0,033 57 1,14 0,32 0,036 58 1,17 0,34 0,038 59 1,21 0,36 0,040 60 1,25 0,38 0,043 61 1,28 0,40 0,045 62 1,32 0,43 0,048 63 1,36 0,45 0,051 64 1,40 0,47 0,053 65 1,44 0,50 0,056 66 1,48 0,52 0,059 67 1,52 0,55 0,062 68 1,56 0,57 0,065 69 1,60 0,60 0,068 70 1,65

63

110

0,071 0,074 0,077 0,081 0,084 0,087 0,091 0,094 0,098 0,10 0,11 0,11 0,11 0,12 0,12 0,12 0,13 0,13 0,14 0,14 0,15 0,15 0,15 0,16 0,16 0,17 0,17 0,18 0,18 0,19

0,0049 0,0051 0,0053 0,0056 0,0058 0,0060 0,0063 0,0065 0,0067 0,0070 0,0072 0,0075 0,0078 0,0080 0,0083 0,0086 0,0089 0,0091 0,0094 0,0097 0,010 0,010 0,011 0,011 0,011 0,012 0,012 0,012 0,012 0,013

91

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

Abaque 1 – Abaque des pertes de charge unitaires pour tubes en acier filetables

92

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Abaque 2 – Abaque des pertes de charge unitaires pour tubes en acier non filetables

93

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

Abaque 3 – Abaque des pertes de charge unitaires pour tubes en cuivre

94

7. CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Abaque 4 – Abaque des pertes de charge unitaires pour tubes en PE

95

8. EXEMPLES DE CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

EXEMPLES DE CALCUL

8. EXEMPLES DE CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I 8.1 Exemple 1

8.1.1 Réalisation du schéma de l’installation Il s’agit de gaz naturel de type L et de tubes en acier filetables.

Schéma de l’installation – Exemple 1

97

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

8. EXEMPLES DE CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

8.1.2 Détermination de l’appareil le plus défavorisé Tableau 13 – Détermination des pertes de charge unitaires – Exemple 1 Tronçon (du compteur jusqu’à l’appareil) AH AD AF AG

6h

m –1 +2 +3 +2

6h=.. ©0,046 (l) ou ©0,048 (h) mbar –0,046 +0,092 +0,138 +0,092

6pmax (1) = 1 + 6h=.. ou 1 – 6h=.. mbar 0,954 1,092 1,138 1,092

Longueur L

m 4,5 20 18,4 20

Longueur fictive L fict. L fict. = L=1,2 m 5,4 24 22,08 24

Perte de charge unitaire 6pmax / L fict. mbar/m 0,177 0,046 0,052 0,046

Le résultat de 6pmax / L fict. est le même pour les appareils G et D. Le débit-volume nominal de l’appareil G étant le plus grand, cet appareil est le plus défavorisé. Il en résulte que la perte de charge unitaire de référence applicable à toute l’installation est égale à 0,046 mbar/m.

98

8. EXEMPLES DE CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

8.1.3 Détermination des diamètres des tuyaux L’utilisation du tableau des pertes de charge unitaires est détaillée en 7. Tableau 14 – Tableau synoptique de la détermination des diamètres des tuyaux – Exemple 1 Détermination des diamètres Tronçon

EG EF CE CD BC BH AB

DN

(1) Perte de charge unitaire réelle

mm 15 15 20 15 25 15 32

mbar/m 0,074 0,065 0,052 0,019 0,026 0,64 0,030

Débit dans Diamètre le tronçon nominal

m3/h 1,50 1,40 2,90 0,70 3,60 5,00 8,60

Calcul de contrôle

Longueur L

m 3,0 1,4 2,0 5,0 11,0 0,5 4,0

(2) Longueur fictive L fict. = L=1,2

m 3,60 1,68 2,40 6,00 13,20 0,60 4,80

6h

m 0 +1 0 0 +3 0 –1

(3) 6h x… 0,046(l) ou 0,048(h) gain/perte par 6h

mbar 0 0,046 0 0 0,138 0 0,046

Perte de charge effective du tronçon a (1) [(1)=(2)] – (3) ou [(1)=(2)] + (3) mbar 0,266 0,063 0,125 0,114 0,205 0,384 0,19

(1) Si l’appareil est situé plus haut que le compteur, ∆h est positif et il s’agit d’une diminution de la perte de charge. Dès lors, la perte de charge effective = [(1) x (2)] – (3). Si l’appareil est situé plus bas que le compteur, ∆h est négatif et il s’agit d’une augmentation de la perte de charge. Dès lors, la perte de charge effective = [(1) x (2)] + (3).

8.1.4 Vérification de la perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil Les sommes de toutes les pertes de charge effectives dans les tronçons reliant le compteur à l’appareil s’effectuent comme suit. AG = AB + BC + CE + EG AF = AB + BC + CE + EF AD = AB + BC + CD AH = AB + BH

= 0,19 + 0,205 + 0,125 + 0,266 = 0,786 mbar = 0,19 + 0,205 + 0,125 + 0,063 = 0,583 mbar = 0,19 + 0,205 + 0,114 = 0,509 mbar = 0,19 + 0,384 = 0,574mbar

Les sommes sont toutes inférieures à 1 mbar; par conséquent, l’exigence énoncée en 7.1.2 est remplie.

99

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

8. EXEMPLES DE CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

8.2 Exemple 2 Cet exemple est une variante de l’exemple 1 et montre l’intérêt de la vérification.

8.2.1 Réalisation du schéma de l’installation Schéma de l’installation – Exemple 2

8.2.2 Détermination de l’appareil le plus défavorisé L’appareil G est le plus défavorisé. Par conséquent, la perte de charge unitaire de référence de toute l’installation est égale à 0,046 mbar/m.

8.2.3 Détermination des diamètres des tuyaux L’utilisation du tableau des pertes de charge unitaires est détaillée au chapitre 7.

100

8. EXEMPLES DE CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Tableau 15 – Tableau synoptique de la détermination des diamètres des tuyaux – Exemple 2 Détermination des diamètres Tronçon

EG EF CE CD BC BH AB

DN

(1) Perte de charge unitaire réelle

mm 15 15 20 15 25 15 32

mbar/m 0,074 0,065 0,052 0,019 0,026 0,64 0,030

Débit dans Diamètre le tronçon nominal

m3/h 1,50 1,40 2,90 0,70 3,60 5,00 8,60

Calcul de contrôle

Longueur L

m 3,0 1,4 2,0 5,0 3,0 1,0 12,0

(2) Longueur fictive L fict. = L=1,2

m 3,60 1,68 2,40 6,00 3,60 1,20 14,40

6h

m 0 +1 0 0 +3 0 –1

(3) 6h x… 0,046(l) ou 0,048(h) gain/perte par 6h

mbar 0 0,046 0 0 0,138 0 0,046

Perte de charge effective du tronçon a (1) [(1)=(2)] – (3) ou [(1)=(2)] + (3) mbar 0,266 0,063 0,125 0,114 –0,044 0,768 0,478

(1) Si l’appareil est situé plus haut que le compteur, ∆h est positif et il s’agit d’une diminution de la perte de charge. Dès lors, la perte de charge effective = [(1) x (2)] – (3). Si l’appareil est situé plus bas que le compteur, ∆h est négatif et il s’agit d’une augmentation de la perte de charge. Dès lors, la perte de charge effective = [(1) x (2)] + (3).

8.2.4 Vérification de la perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil Les sommes de toutes les pertes de charge effectives dans les tronçons reliant le compteur à l’appareil s’effectuent comme suit. AG = AB + BC + CE + EG = 0,478 – 0,044 + 0,125 + 0,266 = 0,825 mbar AF = AB + BC + CE + EF = 0,478 – 0,044 + 0,125 + 0,063 = 0,622 mbar AD = AB + BC + CD = 0,478 – 0,044 + 0,114 = 0,548 mbar AH = AB + BH = 0,478 + 0,768 = 1,246 mbar Les trois premières sommes sont plus petites que 1 mbar; par conséquent, l’exigence énoncée en 7.1.2 est remplie. La somme concernant l’appareil H est plus grande que 1 mbar; par conséquent, l’exigence énoncée en 7.1.2 n’est pas remplie.

101

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

8. EXEMPLES DE CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

8.3 Solution 1 8.3.1 Détermination des diamètres des tuyaux On choisit un diamètre nominal de 20 mm pour le tronçon BH. Tableau 16 – Tableau synoptique de la détermination des diamètres des tuyaux – Exemple 2 – Solution 1 Détermination des diamètres Tronçon

EG EF CE CD BC BH AB

DN

(1) Perte de charge unitaire réelle

mm 15 15 20 15 25 20 32

mbar/m 0,074 0,065 0,052 0,019 0,026 0,14 0,030

Débit dans Diamètre le tronçon nominal

m3/h 1,50 1,40 2,90 0,70 3,60 5,00 8,60

Calcul de contrôle

Longueur L

m 3,0 1,4 2,0 5,0 3,0 1,0 12,0

(2) Longueur fictive L fict. = L=1,2

m 3,60 1,68 2,40 6,00 3,60 1,20 14,40

6h

m 0 +1 0 0 +3 0 –1

(3) 6h x… 0,046(l) ou 0,048(h) gain/perte par 6h

mbar 0 0,046 0 0 0,138 0 0,046

Perte de charge effective du tronçon a (1) [(1)=(2)] – (3) ou [(1)=(2)] + (3) mbar 0,266 0,063 0,125 0,114 –0,044 0,168 0,478

(1) Si l’appareil est situé plus haut que le compteur, ∆h est positif et il s’agit d’une diminution de la perte de charge. Dès lors, la perte de charge effective = [(1) x (2)] – (3). Si l’appareil est situé plus bas que le compteur, ∆h est négatif et il s’agit d’une augmentation de la perte de charge. Dès lors, la perte de charge effective = [(1) x (2)] + (3).

8.3.2 Vérification de la perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil Les sommes de toutes les pertes de charge effectives dans les tronçons reliant le compteur à l’appareil s’effectuent comme suit. AG = AB + BC + CE + EG = 0,478 – 0,044 + 0,125 + 0,266 = 0,825 mbar AF = AB + BC + CE + EF = 0,478 – 0,044 + 0,125 + 0,063 = 0,622 mbar AD = AB + BC + CD = 0,478 – 0,044 + 0,114 = 0,548 mbar AH = AB + BH = 0,478 + 0,168 = 0,646 mbar Les sommes sont toutes plus petites que 1 mbar; par conséquent, l’exigence énoncée en 7.1.2 est remplie. 102

8. EXEMPLES DE CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

8.4 Solution 2 8.4.1 Détermination des diamètres des tuyaux On choisit un diamètre nominal de 40 mm au lieu de 32 mm pour le tronçon AB. Tableau 17 – Tableau synoptique de la détermination des diamètres des tuyaux – Exemple 2 – Solution 2 Détermination des diamètres Tronçon

EG EF CE CD BC BH AB

DN

(1) Perte de charge unitaire réelle

mm 15 15 20 15 25 15 40

mbar/m 0,074 0,065 0,052 0,019 0,026 0,64 0,014

Débit dans Diamètre le tronçon nominal

m3/h 1,50 1,40 2,90 0,70 3,60 5,00 8,60

Calcul de contrôle

Longueur L

m 3,0 1,4 2,0 5,0 3,0 1,0 12,0

(2) Longueur fictive L fict. = L=1,2

m 3,60 1,68 2,40 6,00 3,60 1,20 14,40

6h

m 0 +1 0 0 +3 0 –1

(3) 6h x… 0,046(l) ou 0,048(h) gain/perte par 6h

mbar 0 0,046 0 0 0,138 0 0,046

Perte de charge effective du tronçon a (1) [(1)=(2)] – (3) ou [(1)=(2)] + (3) mbar 0,266 0,063 0,125 0,114 –0,044 0,768 0,202

(1) Si l’appareil est situé plus haut que le compteur, ∆h est positif et il s’agit d’une diminution de la perte de charge. Dès lors, la perte de charge effective = [(1) x (2)] – (3). Si l’appareil est situé plus bas que le compteur, ∆h est négatif et il s’agit d’une augmentation de la perte de charge. Dès lors, la perte de charge effective = [(1) x (2)] + (3).

8.4.2 Vérification de la perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil Les sommes de toutes les pertes de charge effectives dans les tronçons reliant le compteur à l’appareil s’effectuent comme suit. AG = AB + BC + CE + EG = 0,202 – 0,044 + 0,125 + 0,266 = 0,549 mbar AF = AB + BC + CE + EF = 0,202 – 0,044 + 0,125 + 0,063 = 0,346 mbar AD = AB + BC + CD = 0,202 – 0,044 + 0,114 = 0,272 mbar AH = AB + BH = 0,202 + 0,768 = 0,970 mbar

103

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

8. EXEMPLES DE CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

Les sommes sont toutes plus petites que 1 mbar; par conséquent, l’exigence énoncée en 7.1.2 est remplie. En conclusion, la solution 1 est la plus économique. La solution 2 permet d’envisager une extension future plus aisée, ce qui représente un avantage.

8.4.3 Utilisation du tableau des pertes de charge unitaires Les séquences de détermination des valeurs des diamètres nominaux sont les suivantes: t
pour l’exemple 1: 1,4 m³/h, 0,065 mbar/m, DN15 t
pour l’exemple 2: 8,6 m³/h, 0,030 mbar/m, DN32

104

8. EXEMPLES DE CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Tableau 18 – Exemple d’utilisation du Tableau 7 Débit de gaz m3/h 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5 5,2 5,4 5,6 5,8 6 6,2 6,4 6,6 6,8 7 7,2 7,4 7,6 7,8 8 8,2 8,4 8,6 8,8 9

Pertes de charge pour 1 mètre de tube (mbar/m) Basse pression – Gaz naturel – Formule de Renouard Tubes en acier filetables DN15 0 01 0,014 0 0,024 0 0,035 0 0,049 0,065 0,083 0,10 0,12 0,15 0,17 0,20 0,23 0,26 0,29 0,32 0,36 0,39 0,43 0,47 0,51 0,55 0,60 0,64 0,69 0,74 0,79 0,84 0,89 0,95 1,00 1,06 1,12 1,18 1,24 1,30 1,36 1,43 1,50 1,56 1,63 1 70 1,70 1,78 1,85

DN20 0,0030 0,0051 0,0076 0,011 0,014 0,018 0,022 0,026 0,031 0,037 0,042 0,048 0,055 0,062 0,069 0,076 0,084 0,092 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,23 0,24 0,25 0,27 0,28 0,29 0,31 0,32 0,34 0,35 0 37 0,37 0,38 0,40

DN25 0,0010 0,0017 0,0026 0,0035 0,0047 0,0060 0,0074 0,0089 0,011 0,012 0,014 0,016 0,018 0,021 0,023 0,026 0,028 0,031 0,034 0,037 0,040 0,043 0,046 0,050 0,053 0,057 0,060 0,064 0,068 0,072 0,076 0,080 0,085 0,089 0,094 0,098 0,10 0,11 0,11 0,12 0 12 0,12 0,13 0,13

DN32 000 0,0003 0 0,0004 0 0,0006 0 0,0009 1 0,0011 1 0,0015 1 0,0018 2 0,0022 2 0,0026 3 0,0030 3 0,0035 4 0,0040 4 0,0045 5 0,0051 5 0,0057 6 0,0063 6 0,0069 7 0,0076 8 0,0083 9 0,0090 1 0,010 1 0,011 1 0,011 1 0,012 1 0,013 1 0,014 1 0,015 1 0,016 1 0,017 1 0,018 1 0,019 2 0,020 2 0,021 2 0,022 2 0,023 2 0,024 2 0,025 2 0,026 2 0,028 2 0,029 0,030 0,031 0,033

DN40 0,0001 0,0002 0,0003 0,0004 0,0005 0,0007 0,0008 0,0010 0,0012 0,0014 0,0016 0,0019 0,0021 0,0024 0,0026 0,0029 0,0032 0,0036 0,0039 0,0042 0,0046 0,0049 0,0053 0,0057 0,0061 0,0065 0,0069 0,0074 0,0078 0,0083 0,0087 0,0092 0,010 0,010 0,011 0,011 0,012 0,012 0,013 0,013 0,014 0,015 0,015

DN50 0,0001 0,0001 0,0001 0,0002 0,0002 0,0002 0,0003 0,0003 0,0004 0,0005 0,0005 0,0006 0,0007 0,0008 0,0008 0,0009 0,0010 0,0011 0,0012 0,0013 0,0014 0,0015 0,0016 0,0017 0,0019 0,0020 0,0021 0,0022 0,0024 0,0025 0,0026 0,0028 0,0029 0,0031 0,0032 0,0034 0,0035 0,0037 0,0039 0,0040 0,0042 0,0044

105

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

8. EXEMPLES DE CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

8.5 Exemple de feuille de calcul 8.5.1 Schéma t
t
t
t


Schématisation de l’installation (en perspective isométrique) Indication de l’emplacement de chaque appareil et des points de raccordement d’appareils futurs Détermination par appareil de la consommation nominale en m³/h Indication de la longueur réelle (L) de chaque tronçon et de la dénivellation des appareils par rapport au compteur (6h).

Perspective isométrique

8.5.2 Détermination de l’appareil le plus défavorisé Tronçon (du compteur jusqu’à l’appareil)

6h

m

6h=.. ©0,046 (l) ou ©0,048 (h) mbar

6pmax (1) = 1 + 6h=.. ou 1 – 6h=.. mbar

Longueur L

m

Longueur fictive L fict. L fict. = L=1,2 m

Perte de charge unitaire 6pmax / L fict. mbar/m

(1) Le signe est positif si l’appareil se trouve plus haut que le compteur. Le signe est négatif si l’appareil se trouve plus bas que le compteur.

L’appareil le plus défavorisé est (perte de charge unitaire la plus petite): ............................................................................................................................................ La perte de charge unitaire de référence applicable à toute l’installation est donc: ............................................ mbar/m.

106

8. EXEMPLES DE CALCUL D’UNE INSTALLATION INTÉRIEURE À BASSE PRESSION I

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

8.5.3 Détermination des diamètres des tuyaux t


t
t
Détermination des diamètres Tronçon

m3/h

Calcul de contrôle

DN

(1) Perte de charge unitaire réelle

mm

mbar/m

Débit dans Diamètre le tronçon nominal

Déterminer le débit en m³/h dans chaque tronçon. Reporter les résultats dans le tableau synoptique suivant (partie «Détermination des diamètres»). Pour chaque tronçon, déterminer le diamètre dans un des tableaux ou des abaques, et le noter. Calculer la perte de charge dans chaque tronçon («calcul de contrôle»).

Longueur L

m

(2) Longueur fictive L fict. = L=1,2

m

6h

m

(3) 6h x… 0,046(l) ou 0,048(h) gain/perte par 6h

mbar

Perte de charge effective du tronçon a (1) [(1)=(2)] – (3) ou [(1)=(2)] + (3) mbar

(1) Si l’appareil est situé plus haut que le compteur, ∆h est positif et il s’agit d’une diminution de la perte de charge. Dès lors, la perte de charge effective = [(1) x (2)] – (3). Si l’appareil est situé plus bas que le compteur, ∆h est négatif et il s’agit d’une augmentation de la perte de charge. Dès lors, la perte de charge effective = [(1) x (2)] + (3).

8.5.4 Vérification de la perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil La perte de charge effective jusqu’au robinet d’arrêt de chaque appareil = somme des pertes de charge effectives dans les différents tronçons reliant le compteur à l’appareil. … = … + … + … + … = … + … + … + … = … mbar … = … + … + … + … = … + … + … + … = … mbar … = … + … + … + … = … + … + … + … = … mbar … = … + … + … + … = … + … + … + … = … mbar … = … + … + … + … = … + … + … + … = … mbar … = … + … + … + … = … + … + … + … = … mbar Si la somme pour un des appareils est plus grande que 1 mbar, il faut une correction du diamètre de un ou de plusieurs tronçons. Si la somme est plus petite, la solution est bonne. On peut alors chercher la solution la plus économique pour chaque tronçon. 107

9. ANNEXE A: DÉTERMINATION DU DIAMÈTRE D’UNE TUYAUTERIE 9.ANNEXEA:DÉTERMINATIONDUDIAMÈTRED’UNETUYAUTERIEALIMENTANTUNSEULAPPAREILD’UTILISATIONMTI ALIMENTANT UN SEUL APPAREIL D’UTILISATION MTI

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

9 ANNEXE A

9. ANNEXE A: DÉTERMINATION DU DIAMÈTRE D’UNE TUYAUTERIE ALIMENTANT UN SEUL APPAREIL D’UTILISATION MTI 9.1 Objectif Déterminer de façon simple le diamètre du tuyau au départ de la distance entre le compteur et le robinet d’arrêt de l’appareil, pour les 2 matériaux de la norme NBN D 51-003, un seul appareil étant raccordé sur ce circuit: t
acier, t
cuivre:

9.2 Base Le calcul est fait sous les conditions suivantes: t
gaz naturel L et rendement de 90% de l’appareil: il en résulte que pour des gaz naturel H, le diamètre sera légèrement surestimé mais cette simplification se justifie parce qu’il n’a pas été tenu compte des dénivellations; t
pas de dénivellation entre le compteur gaz et l’appareil installé; t
majoration de 20% de la distance réelle pour tenir compte des accessoires (raccords, coudes, etc.); t
perte de pression maximale admise: 1 mbar.

9.3 Utilisation du tableau 9.3.1 UNE SEULE tuyauterie sur UN SEUL appareil t
t


t


Estimer la longueur réelle de la tuyauterie entre la sortie du compteur et le robinet de l’appareil. Dans la colonne correspondante du tableau (cuivre ou acier), chercher la puissance de l’appareil (arrondir vers le haut si nécessaire). Lire le diamètre requis dans la colonne de gauche du tableau.

109

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

9. ANNEXE A: DÉTERMINATION DU DIAMÈTRE D’UNE TUYAUTERIE 9.ANNEXEA:DÉTERMINATIONDUDIAMÈTRED’UNETUYAUTERIEALIMENTANTUNSEULAPPAREILD’UTILISATIONMTI ALIMENTANT UN SEUL APPAREIL D’UTILISATION MTI

9.3.2 Ajouter UN appareil sur une installation existante t


t


5

Procéder comme pour un seul appareil sur la tuyauterie, en prenant la longueur totale entre la sortie du compteur et le robinet d’arrêt du nouvel appareil. Si le diamètre de la partie commune est inférieur au diamètre résultant du tableau simplifié, il y a lieu de procéder à un calcul détaillé.

Tuyauteries gaz basse pression 20 & 25 mbar – selon Renouard Distance compteur – chaudière (m) 10 15 20 25 30 40 50 Puissance (kW)

’ DN Cuivre 12/10 15/13 18/16 22/20 28/26 35/32

7 14 24 43 87 152

5 9 16 30 59 103

4 7 13 24 47 83

3 6 11 20 40 70

3 6 10 18 36 62

3 5 9 16 32 56

2 4 8 14 28 48

Acier ½” –DN 15 ¾” – DN 20 1” – DN 25 1¼” – DN 32 1½” – DN 40 2” – DN 50 2½” – DN 65 3” – DN 80 4” – DN 100

20 51 87 172 299 541 1226 1901 3217

14 35 59 117 204 368 834 1293 2189

11 28 47 93 163 294 666 1032 1747

9 24 40 80 139 250 568 880 1489

8 21 36 70 122 221 502 777 1316

7 19 32 64 111 200 453 702 1189

6 16 28 54 94 170 386 599 1013

110

75

100

2 4 7 12 24 42

2 3 5 10 19 34

1 3 5 8 17 29

6 14 24 45 83 151 341 529 895

4 11 19 38 66 120 272 422 715

4 10 17 33 57 102 232 360 609

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

10. ANNEXE B: DÉBITS HORAIRES EN GAZ NATUREL MTI 10 ANNEXE B

10. ANNEXE B: DÉBITS HORAIRES EN GAZ NATUREL MTI 10.1 Débit de gaz sur base de la puissance nominale Si le débit en m³/h n’est pas indiqué sur la plaque signalétique d’un appareil, il peut être déterminé sur base de la puissance nominale de l’appareil à l’aide du coefficient multiplicateur ci-dessous:

Coefficient multiplicateur gaz de type L Coefficient multiplicateur gaz de type H

Puissance nominale de l’appareil en kW(*) kcal/h kcal/min 0,13 0,000151 0,00907 0,11

0,000128

0,00767

(*) voir la règle empirique pour la conversion de la puissance nominale en kW en le débit en m³/h. Les valeurs dans le tableau ont été établies sur base de 1 kW = 860 kcal/h = 14,33 kcal/min.

Exemple: un appareil d’une puissance nominale de 24 kW ou 20 640 kcal/h ou 344 kcal/min: t
débit pour le gaz L: 3,12 m³/h t
débit pour le gaz H: 2,64 m³/h

10.2 Débit en gaz naturel de quelques appareils d’utilisation Les valeurs indiquées sont des valeurs moyennes et tiennent compte d’un rendement moyen des appareils. Appareils

Débit gaz L m3/h 0,5 1,2 à 1,7 0,5 0,9 à 1,4

Réchaud (3,8 kW) Cuisinière (11,5 kW) Four (3,8 kW) Radiateur et appareil de chauffage (7 kW A 11kW) Chauffe-eau jusqu'à 10,46 kW 1,4 (150 kcal/min ou 6 l/min) (*) Chauffe-bain et générateur jusqu'à 24 kW 3,1 (325 kcal/min ou 13 l/min) (*)

Débit gaz H m3/h 0,4 1 à 1,4 0,4 0,8 à 1,2 1,2 2,6 111

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

10. ANNEXE B: DÉBITS HORAIRES EN GAZ NATUREL MTI

Appareils

Débit gaz L m3/h Chauffe-bain et générateur jusqu'à 28 kW 3,6 (400 kcal/min ou 16 l/min) (*) Chauffe-bain et générateur jusqu'à 45 kW 5,9 (650 kcal/min ou 26 l/min) (*) Générateur 70 kW 9,1 Appareil de production d'eau chaude 1,3 à accumulation (capacité 155 litres – 9,7 kW)

Débit gaz H m3/h 3,1 5 7,7 1,1

(*) Ancienne désignation usuelle des appareils instantanés de production d’eau chaude (chauffe-eau et chauffe-bain) donnant le débit d’eau chaude par minute pour une élévation de température de 25 °C.

112

10. ANNEXE B: DÉBITS HORAIRES EN GAZ NATUREL MTI

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Débit horaire en gaz naturel en fonction de la puissance Puissance kW 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17 17,5 18 18,5 19 19,5 20 20,5 21 21,5 22 22,5

Débit gaz L m3/h 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 1 1 1,1 1,2 1,2 1,3 1,4 1,4 1,5 1,6 1,6 1,7 1,8 1,8 1,9 2 2 2,1 2,1 2,2 2,3 2,3 2,4 2,5 2,5 2,6 2,7 2,7 2,8 2,9 2,9

Débit gaz H m3/h 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1 1 1,1 1,2 1,2 1,3 1,3 1,4 1,4 1,5 1,5 1,6 1,7 1,7 1,8 1,8 1,9 1,9 2 2 2,1 2,1 2,2 2,3 2,3 2,4 2,4 2,5

Puissance kW 23 23,5 24 24,5 25 25,5 26 26,5 27 27,5 28 28,5 29 29,5 30 30,5 31 31,5 32 32,5 33 33,5 34 34,5 35 35,5 36 36,5 37 37,5 38 38,5 39 39,5 40

Débit gaz L m3/h 3 3,1 3,1 3,2 3,3 3,3 3,4 3,4 3,5 3,6 3,6 3,7 3,8 3,8 3,9 4 4 4,1 4,2 4,2 4,3 4,4 4,4 4,5 4,6 4,6 4,7 4,7 4,8 4,9 4,9 5 5 5,1 5,2

Débit gaz H m3/h 2,5 2,6 2,6 2,7 2,8 2,8 2,9 2,9 3 3 3,1 3,1 3,2 3,2 3,3 3,4 3,4 3,5 3,5 3,6 3,6 3,7 3,7 3,8 3,9 3,9 4 4 4,1 4,1 4,2 4,2 4,3 4,3 4,4

113

11. ANNEXE C: TERMES TECHNIQUES

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

11. ANNEXE C: TERMES TECHNIQUES 11.1. Unités de longueur, surface et volume t
t
t
t


m m2 m3 mn3

: unité de longueur : unité de surface : unité de volume ; m³ = 1000dm³ = 1000 l : m³ normal = 1m³ à 0°C et 1013 mbar (1 atmosphère)

11.2 Pression t
t
t
t
t


1 Pa = 1 N/m² 1 bar = 1.000 mbar 1 bar = 105 Pa =100.000 Pa 100 Pa = 1 mbar 1 atm (atmosphère) = 760 mmHg (colonne de mercure) = 1013 mbar = 1,013 bar

11.3 Température t
t
t
t


K (Kelvin) : unité de température °C (degré Celcius) : unité de température 273,15K = 0°C 373,15K = 100°C

11.4 Densité t
t
t
t


Gaz naturel Air Propane Butane

d = 0,62 à 0,64 d=1 d = 1,56 d = 2,09

115

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

11. ANNEXE C: TERMES TECHNIQUES

11.5 Débit-volume t
t
t


l/h litres par heure m³/h mètres cube par heure 1 m³/h = 1 000 l/h

11.6 Symboles chimiques t
t
t
t
t
t
t
t
t


C CO CO2 CH4 H2 O2 H 2O N2 NOx

: carbone : monoxyde de carbone : dioxyde de carbone : méthane (gaz naturel) : hydrogène : oxygène : eau (vapeur d'eau) : azote : oxydes d'azote

11.7 Abréviations / symboles t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t


116

d A DN L-gas

: densité (d'un gaz); nombre sans dimension : surface : diamètre nominal (toujours en mm) : Gaz "Low" à bas pouvoir calorifique, par ex. le gaz de Slochteren H-gas : Gaz "High" à haut pouvoir calorifique, par ex. le gaz de la Mer du Nord et du Qatar HS : pouvoir calorifique supérieur (s de supérieur) Hi : pouvoir calorifique inférieur (i de inférieur) RHT : Résistance à Haute Température (650 °C pour le gaz naturel) GPL : Gaz de Pétrole Liquéfié; le propane et le butane commercial ou LPG (Liquefied Petroleum Gas LEL : Low Explosion Limit = limite inférieure d'inflammabilité MOP : Maximum Operating Pressure = pression maximale de service VMC : Ventilation Mécanique Contrôlée

11. ANNEXE C: TERMES TECHNIQUES

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

11.8 Energie / chaleur / combustion 1.8.1 Unités t
t
t


t


J

(Joule) : unité d'énergie, unité de quantité de chaleur; multiple: 1 MJ = 1 000 kJ = 1 000 000 J W (Watt) : unité de puissance; 1 W = 1 J/s; 1 kW = 1 000 W ; 1kW = 860 kcal/h kWh (kilowattheure) : unité d'énergie; 1 kWh = 3,6 MJ; 1 MJ = 0,2778 kWh kWh/m³n : unité de valeur énergétique d’un gaz (aussi MJ/ m³n) KJ/kg chaleur de condensation ou chaleur d’évaporation de l’eau à 273,15K (0°C), portée à 2 501,6 kJ/kg

117

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

NOTES

118

11. ANNEXE C: TERMES TECHNIQUES

11. ANNEXE C: TERMES TECHNIQUES

MODULE 7 : VOLUME 1 CANALISATIONS DE GAZ NATUREL

Les manuels ont été réalisés grâce à la contribution des organisations suivantes :

GWCtõ
D
$POTUSVDUJW rue Royale 132/5, 1000 Bruxelles U





t
G




 õ
DDPOTUSVDUJWCF
t
õ
D!DPOTUSVDUJWCF ª
GWCtõ
D
$POTUSVDUJW
#SVYFMMFT
 Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation, sous quelque forme que ce soit, réservés pour tous les pays.

119

MANUELS MODULAIRES CHAUFFAGE CENTRAL t Liste des manuels disponibles t 1.1 Chauffage central: généralités et dessins techniques d'installations t 1.2 Tuyaux: matériaux, façonnage, joints et fixations t 2.1 Transport de chaleur: pose de canalisations t 2.2 Transport de chaleur: principe, protection et entretien de l'installation t 2.3 Emission thermique: corps de chauffe et accessoires t 3.1 Production de chaleur: chaudières de chauffage t 3.2 Production de chaleur: accessoires d'installation et instructions de montage t 7.1 Installations au gaz: canalisations de gaz naturel t 7.2 Installations au gaz: combustion et appareils t 7.3 Installations au gaz: annexes

Fonds de Formation professionnelle de la Construction