Fiche de révision : Dimensionnement des réseaux d’eau potable

📋 Plan du Cours

1. Contexte réglementaire du dimensionnement
2. Pression statique et manométrique
3. Débit vitesse et écoulements
4. Nombre de Reynolds
5. Pertes de charge hydrauliques
6. Facteurs d’alimentation et tableaux

📖 1. Contexte réglementaire du dimensionnement

★ À maîtriser

• L’édition 2010 du Code national de la plomberie a intégré la vitesse de l’eau et modifié les méthodes de calcul des facteurs d’alimentation, ce qui rend souvent le diamètre minimal exigé plus grand qu’auparavant.

• Les méthodes de dimensionnement comprennent:

  • les méthodes détaillées ASPE et ASHRAE
  • la méthode des petits bâtiments résidentiels
  • la méthode des petits bâtiments commerciaux
  • la méthode des pertes de pression moyenne

Compléments

• Les petits bâtiments résidentiels visés sont les bâtiments entièrement résidentiels contenant un ou deux logements ainsi que les maisons en rangée alimentées par un branchement d’eau général distinct.

💡 Astuce mémo

Nouveaux produits et nouvelles règles → diamètres minimaux souvent plus grands

📖 2. Pression statique et manométrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression statique : Potentiel de pression disponible au point d’entrée du bâtiment, fourni par l’aqueduc ou une autre source d’alimentation en eau potable.
• Pression : Rapport d’une force sur une surface et s’exprime notamment en pascals ou en livres par pouce carré.

★ À maîtriser

• La pression atmosphérique standard vaut 101,3 kPa au niveau de la mer, et un manomètre est étalonné à zéro à cette pression de référence.

Compléments

• Lorsque l’eau est soumise à la pression atmosphérique, sa pression statique varie de 10 kPa par mètre de hauteur du réseau.

💡 Astuce mémo

Pression absolue versus lecture manométrique référencée à l’atmosphère

📖 3. Débit vitesse et écoulements

🔑 Notions clés & Définitions

• Débit volumique : Volume de fluide traversant une surface par unité de temps et s’exprime notamment en m³/s, L/s, gallon impérial par minute ou gallon américain par minute.

★ À maîtriser

📐 Formule - Le débit volumique vérifie $Q=V\times A$, où $Q$ est le débit, $V$ la vitesse de l’eau et $A$ l’aire de la section de tuyauterie.

📐 Formule - La vitesse de l’eau vérifie $V=Q/A$, et l’aire circulaire de la tuyauterie vaut $A=\pi r^2$.

📌 Un écoulement laminaire se caractérise normalement par une vitesse plus faible qu’un écoulement turbulent, tandis qu’un écoulement turbulent présente des particules qui ne se déplacent pas toutes à la même vitesse.

Compléments

• Selon les recommandations du fabricant citées, la vitesse de l’eau doit être de 3 m/s ou moins.

💡 Astuce mémo

Débit et section → vitesse → régime d’écoulement

📖 4. Nombre de Reynolds

🔑 Notions clés & Définitions

• Nombre de Reynolds : Rapport des forces d’inertie aux forces de viscosité et permet de caractériser la nature de l’écoulement sans dimension ni unité.

📝 Points essentiels

📐 Formule - Le nombre de Reynolds vérifie $Re=\frac{V D \rho}{\mu}=\frac{V D}{\nu}$, où $V$ est la vitesse, $D$ le diamètre, $\rho$ la masse volumique, $\mu$ la viscosité dynamique et $\nu$ la viscosité cinématique.

📌 L’écoulement est laminaire lorsque $Re<2000$, turbulent lorsque $Re>5000$ et transitoire lorsque $Re$ est compris entre 2000 et 5000.

💡 Astuce mémo

Re inférieur à 2000 : laminaire ; 2000–5000 : transitoire ; supérieur à 5000 : turbulent

📖 5. Pertes de charge hydrauliques

🔑 Notions clés & Définitions

• Pertes de charge : Pertes de pression qui peuvent être converties en une longueur développée exprimée en mètres.

★ À maîtriser

📐 Formule - L’augmentation des pertes par friction est proportionnelle au carré de la vitesse, soit $\Delta P_f\propto V^2$.

Compléments

• Les coudes, tés, robinets et autres accessoires ou raccords sont convertis en longueurs équivalentes pour représenter leurs pertes de charge dans le réseau.

• Pour un coude standard de 90 degrés, la longueur équivalente indiquée est de 1,6 m pour un diamètre de 1/2 po, de 2,1 m pour 3/4 po et de 2,7 m pour 1 po.

💡 Astuce mémo

Vitesse doublée → pertes par friction quadruplées

📖 6. Facteurs d’alimentation et tableaux

★ À maîtriser

• La charge hydraulique calculée en facteurs d’alimentation constitue le premier élément à considérer pour dimensionner un réseau d’alimentation en eau potable.

• Les tableaux distinguent les charges selon:

  • l’eau froide
  • l’eau chaude
  • la charge totale
  • l’usage privé ou public

📌 Pour les méthodes de calcul prévues par le chapitre III, seule la charge totale de l’appareil sanitaire doit être considérée.

📌 Il ne faut pas additionner les facteurs d’alimentation en eau chaude et en eau froide d’un même appareil, car un robinet ne débite pas davantage lorsqu’il est alimenté par les deux réseaux.

Compléments

• Pour un robinet à usage privé desservant un lavabo de plus de 8,3 L/min, la charge totale est de 1 facteur d’alimentation, y compris en amont du chauffe-eau.

💡 Astuce mémo

Charge totale retenue pour le Code ; charges chaude et froide séparées pour ASHRAE et ASPE

📊 Tableaux de synthèse

Régimes d’écoulement selon Reynolds

Charges des appareils sanitaires