Calcul de la dilatation thermique des tuyaux

Calcul de la dilatation thermique d'un tuyau

La dilatation thermique des tuyaux est un phénomène important à prendre en compte lors de l'installation de systèmes de chauffage ou de plomberie. Lorsque les tuyaux sont exposés à des variations de température, ils se dilatent ou se contractent, ce qui peut entraîner des contraintes mécaniques et des dommages potentiels.

Explication de la méthode de calcul

Tous les matériaux sont sensibles aux changements de température, leur sensibilité plus ou moins grande est quantifiée avec le coefficient de dilatation. Ce dernier exprime quelle proportion d'espace supplémentaire va prendre un matériel pour une augmentation de température de 1°C.

La formule de la dilatation thermique est la suivante :

ΔL = L₀ × α × ΔT

Où :

ΔL est la variation de longueur du tuyau (en mètres)
L₀ est la longueur initiale du tuyau (en mètres)
α est le coefficient de dilatation thermique du matériau (en °C⁻¹)
ΔT est la variation de température (en °C)

Par exemple, si vous avez un tuyau en acier de 10 mètres de long, avec un coefficient de dilatation thermique de 0,000012 °C⁻¹, et que la température augmente de 50 °C, la dilatation sera :

ΔL = 10 m × 0,000012 °C⁻¹ × 50 °C = 0,006 m (ou 6 mm)

Que dois-je vérifier dans mon installation ?

Vérification N°1:Les tuyaux traversant les murs et les dalles sont à pourvoir d'une isolation élastique qui assure une mobilité dans toutes les directions.

Vérification N°2:Pour les tuyaux posés sous enduits, veiller à intégrer un rembourrage souple en matériaux isolants sans chlorure. Les tuyaux installés sous un revêtement de sol ou sous une chape sont posés dans la couche isolante destinée à amortir le bruit des pas, où ils peuvent se dilater librement.

Vérification N°3:Faire attention aux points fixes et au guidage coulissant des tuyaux. Une conduite linéaire ne comportant aucun changement de direction et qui n'est pas équipée d'un compensateur de dilatation ne doit comporter qu'un seul point fixe.

Vérification N°4:Enfin il est important de mettre en place des mesures compensatoires. Vous pouvez retrouver notre outil Mesures compensatoires de dilatation thermique

Références & Ressources

Guide Bâtiment Durable - Pertes de charge

Méthodes pour dimensionner les conduites et réduire les pertes de charge dans les installations

Guide pratique

Calcul de la dilatation thermique

Outil et méthode de calcul pour évaluer la dilatation thermique des tuyaux

Outil en ligne

Cours perte de charge linéique

Cours universitaire IUT sur la mécanique des fluides et les pertes de charge

Formation académique