Raccordement des tubes en cuivre : instructions et comparaison des différentes technologies de montage

Les tuyaux en cuivre sont utilisés pour l'installation des systèmes d'eau chaude sanitaire (ECS), d'eau froide sanitaire (EFS), de climatisation, de chauffage et d'alimentation en gaz. Ils sont coûteux, mais durables, malléables et résistants à la corrosion. Cependant, pour que ces réseaux techniques durent des décennies, le raccordement des tuyaux en cuivre doit être effectué correctement.

Nous vous expliquerons comment sont réalisés les réseaux de canalisations en cuivre qui assurent l'étanchéité du fluide transporté ou du caloporteur en circulation. Dans cet article mis à votre disposition, les techniques d'installation sont décrites en détail. En suivant nos conseils, la construction des systèmes sera réalisée “à la perfection”.

Nuances du travail avec les tuyaux en cuivre

Pour réaliser l'installation des canalisations intérieures d'une maison, vous pouvez choisir un tuyau en plastique, en multicouche ou en acier inoxydable. Mais seul le cuivre peut durer plus d'un demi-siècle sans problème ni rénovation majeure.

Les systèmes de canalisations en cuivre correctement installés fonctionnent en pratique de manière fiable pendant toute la durée de vie prévue pour une maison individuelle ou un immeuble collectif.

Les raccords utilisés lors de l'installation et les points de soudure, selon les statistiques d'accidents, s'avèrent plus fiables que les tuyaux en cuivre eux-mêmes – si une rupture se produit dans le système, c'est uniquement sur la paroi du tube.

Les tuyaux en cuivre ne craignent pas les charges thermiques prolongées, le chlore ni les UV. Ils ne se fissurent pas en cas de gel et ne modifient pas leur géométrie lors des changements de température du fluide interne (eau, eaux usées, gaz).

Contrairement aux équivalents en plastique, les canalisations en cuivre ne s'affaissent pas. Le plastique est sujet à la dilatation à haute température, ce qui n'arrive jamais avec le cuivre par définition.

Les produits tubulaires en cuivre présentent deux inconvénients : un prix élevé et la souplesse du métal. Cependant, le coût élevé du matériau est compensé par une longue durée de vie.

Et pour éviter que les parois des tuyaux ne soient endommagées de l'intérieur par l'érosion, des filtres doivent impérativement être installés dans le système. Si l'eau ne contient pas de particules solides, il n'y aura pas de problème de détérioration des canalisations.

Exigences relatives au traitement et au soudage des tuyaux

Lorsque vous travaillez avec des tuyaux en cuivre, vous devez respecter les règles suivantes :

1. Lors de l'installation par brasage d'une conduite d'eau froide ou d'eau chaude sanitaire, l'utilisation de soudure au plomb doit être exclue – le plomb est trop toxique.
2. La vitesse du débit d'eau ne doit pas dépasser 2 m/s, sinon les plus fines particules de sable ou d'autres matières solides commenceront progressivement à détruire les parois du tuyau.
3. Lors de l'utilisation de flux, après la fin de l'installation, le système de tuyauterie doit obligatoirement être rincé – le flux est une substance agressive et contribuera à la corrosion des parois des tuyaux en cuivre.
4. Lors du soudage, il ne faut pas permettre une surchauffe du point de raccordement – cela peut non seulement entraîner la formation d'un joint non étanche, mais aussi une perte de résistance du produit en cuivre.
5. Les transitions de tuyaux en cuivre vers d'autres métaux (acier et aluminium) sont recommandées à l'aide de raccords de transition en laiton ou en bronze – sinon, les tuyaux en acier et en aluminium commenceront rapidement à se corroder.
6. Les bavures (excédents de métal) et les arêtes vives aux endroits de coupe doivent être impérativement éliminés – leur présence entraîne la formation de turbulences dans le flux d'eau, ce qui favorise l'érosion et réduit la durée de vie de la tuyauterie en cuivre.
7. Lors de la préparation des tuyaux en cuivre pour le raccordement, il est strictement interdit d'utiliser des abrasifs – les particules restant à l'intérieur après l'installation endommageront le métal et provoqueront la formation d'une fistule.

Si dans le système d'alimentation en eau ou de chauffage de la maison, en plus du cuivre, il y a également des tuyaux ou des éléments en d'autres métaux, alors le flux d'eau doit aller de ceux-ci vers le cuivre, et non l'inverse. Le passage de l'eau du cuivre vers l'acier, le zinc ou l'aluminium entraînera une corrosion électrochimique rapide des sections de tuyauterie de ces derniers.

Les tuyaux en cuivre se coupent et se plient sans problème, même un artisan débutant peut réussir à les assembler en un système de tuyauterie unique. Il suffit de choisir les outils appropriés et de suivre les instructions.

Grâce à la plasticité et à la résistance du métal, les tuyaux en cuivre peuvent être coupés et pliés sans difficulté. Le changement de direction de la tuyauterie peut être réalisé soit à l'aide d'une cintreuse, soit à l'aide de raccords. Et pour réaliser des dérivations et des connexions avec divers appareils, il existe de nombreuses pièces en plastiques thermorésistants, laiton, acier inoxydable et bronze.

À propos de l'interaction du cuivre avec d'autres métaux

Dans la plupart des maisons individuelles, les canalisations domestiques sont constituées de tuyaux en acier et en aluminium. Les systèmes de chauffage contiennent également des radiateurs en acier ou en aluminium. Un raccordement incorrect à une telle installation de tuyaux en cuivre peut entraîner des problèmes considérables.

Selon les normes de construction, pour éviter les processus de corrosion dans une tuyauterie composée de tuyaux de différents métaux, le flux d'eau doit être dirigé vers le cuivre.

La meilleure option d'installation est d'utiliser des tuyaux et des appareils exclusivement en cuivre et ses alliages. Actuellement, on peut facilement trouver des radiateurs bimétalliques aluminium-cuivre, ainsi que les raccords et vannes correspondants. Il ne faut mélanger différents métaux qu'en dernier recours.

Si le couplage est inévitable, le cuivre doit être le dernier élément de la chaîne de la canalisation. Il est impossible de le priver de sa capacité à conduire le courant électrique.

Et en présence d'un courant même faible, ce métal forme des paires galvaniques avec l'acier, l'aluminium et le zinc, ce qui conduit inévitablement à leur corrosion prématurée. Lors de l'installation de la plomberie, il est impératif d'insérer des adaptateurs en bronze entre eux.

Un autre problème potentiel est l'oxygène dans l'eau. Plus sa teneur est élevée, plus les tuyaux se corrodent rapidement. Cela concerne les canalisations aussi bien en un seul métal qu'en métaux différents.

Il arrive souvent que les propriétaires de maisons commettent une grave erreur en changeant fréquemment le fluide caloporteur dans le système de chauffage. Cela ne fait qu'ajouter des doses d'oxygène totalement inutiles. Il est préférable de ne pas remplacer complètement l'eau, mais de la rajouter lorsque cela est nécessaire.

Choix du montage : démontable vs non démontable

Pour raccorder les tuyaux en cuivre en un système de canalisation unique, plusieurs méthodes d'assemblage sont possibles. Les différents plombiers utilisent des raccords à sertir et à presser, le soudage ou le brasage. Mais avant de commencer les travaux, il faut décider si la canalisation doit être permanente ou démontable.

Il existe trois technologies de montage pour assembler les tuyaux en cuivre :

• soudage électrique ;
• brasage au chalumeau ou au fer à souder électrique ;
• sertissage.

Toutes ces technologies peuvent être appliquées pour former un système aussi bien démontable que non démontable. Il s'agit surtout de décider d'utiliser ou non divers raccords et adaptateurs.

Si la structure ne peut être démontée sans détruire certaines de ses parties, elle est considérée comme non démontable – elle revient moins cher, mais est plus difficile à réparer.

Si la canalisation doit être démontable, et plus simple à réparer et à ajouter de nouveaux éléments, les raccords doivent être démontables.

Pour cela, on utilise des raccords :

• à compression ;
• filetées ;
• autobloquants.

Les raccords démontables sont plus faciles à réaliser soi-même ; on peut même se passer de brasage. Ils n'exigent pas une qualification trop élevée de l'artisan.

Cependant, ces assemblages nécessitent une inspection régulière et le resserrage des écrous pour éviter les fuites. Les variations de pression et de température dans le système entraînent un desserrage des fixations. Et il est recommandé de les resserrer de temps en temps.

Si l'accès aux tuyaux en cuivre doit être définitivement fermé par un revêtement ou une chape en béton, il est préférable de les assembler en une structure non démontable par brasage ou soudage. Un tel système est plus fiable, durable et résistant aux ruptures.

Il est interdit de fileter les pièces en cuivre. Ce métal est trop mou de par sa structure. Lors de la mise en place d'une canalisation démontable, tous les raccordements filetés doivent être réalisés à l'aide de raccords. Ces derniers peuvent être connectés au tuyau en cuivre par sertissage ou brasage.

Avant d'effectuer les raccordements, les tuyaux en cuivre sont préparés d'une manière particulière :

Trois méthodes principales de raccordement

Avant de raccorder les sections de tubes en cuivre, vous devez les couper selon le schéma de distribution et les préparer. Vous aurez besoin d'un coupe-tube ou d'une scie à métaux, d'une cintreuse et d'une lime. Et pour nettoyer les extrémités, un papier de verre à grain fin sera également utile.

Il est absolument impossible de commencer l'installation sans un plan clair et un schéma de la tuyauterie – ce n'est pas seulement une question de dépenses financières, mais aussi de compréhension de l'ampleur des travaux.

Ce n'est qu'en ayant en main le schéma du futur système de tuyauterie que vous pouvez calculer la quantité nécessaire de consommables. Vous devez décider à l'avance où et de quel diamètre les tubes seront installés. Il faut également comprendre clairement combien d'éléments de raccordement seront nécessaires.

Option #1 : Soudage des tuyaux en cuivre

Pour effectuer le soudage automatisé ou manuel des tubes en cuivre, vous avez besoin d'électrodes et de gaz pour créer une atmosphère protectrice (azote, argon ou hélium). Vous aurez également besoin d'un poste à souder à courant continu et, dans certains cas, d'un chalumeau. L'électrode peut être en graphite, en tungstène, en cuivre ou en carbone.

Le principal inconvénient de cette technique de montage réside dans les différences significatives de caractéristiques entre la soudure obtenue et le métal du tube. Elles diffèrent par leur composition chimique, leur structure interne, leur conductivité électrique et thermique. En cas de soudage incorrect, le joint peut même se désolidariser par la suite.

En raison de l'alliage du cuivre par l'action du désoxydant présent dans l'électrode, la soudure diffère considérablement du métal de base soudé sur de nombreux paramètres.

Seul un professionnel qualifié peut correctement assembler les tubes en cuivre par soudage. Cela nécessite des connaissances et des compétences spécifiques.

Cette méthode d'installation comporte de nombreuses nuances techniques. Si vous prévoyez de tout faire vous-même et que vous n'avez pas d'expérience avec un poste à souder, il est préférable d'utiliser une autre méthode de raccordement.

Option #2 : Brasage capillaire

Dans un contexte domestique, les tubes en cuivre sont rarement soudés pour la plomberie. C'est une opération trop complexe, nécessitant des compétences spécialisées et laborieuse. Il est plus simple d'utiliser la méthode du brasage capillaire avec un chalumeau à gaz ou une lampe à souder.

La technique de brasage des tubes en cuivre repose sur la remontée capillaire (infiltration) de la soudure fondue dans l'interstice entre deux surfaces métalliques pressées l'une contre l'autre.

Le brasage des tubes en cuivre peut être :

• à basse température – on utilise des soudures tendres et un chalumeau ;
• à haute température – on utilise des alliages réfractaires et un chalumeau au propane ou à l'acétylène.

Ces méthodes de brasage des tuyaux en cuivre ne font pas de grande différence dans le résultat final. Dans les deux cas, la jonction est fiable et résistante à la rupture. La soudure est légèrement plus solide avec la méthode à haute température. Cependant, en raison de la température élevée du jet de gaz du chalumeau, le risque de brûler le métal de la paroi du tuyau est accru.

Les soudures utilisées sont à base d'étain ou de plomb avec des ajouts de bismuth, de sélénium, de cuivre et d'argent. Cependant, si les tubes sont brasés pour un système d'alimentation en eau potable, il est préférable d'éviter la version au plomb en raison de sa toxicité.

Il existe deux méthodes de brasage des canalisations en cuivre :

• par emboîtement ;
• à l'aide de raccords.

La première méthode consiste à évaser l'extrémité de l'un des tubes à assembler à l'aide d'un expanseur spécial. Ensuite, cet embout évasé est emboîté sur le second tube, et le joint est brasé à l'aide de la soudure.

L'évasement de l'extrémité est réalisé de sorte qu'il reste un espace de 0,1 à 0,2 mm entre les parois externes et internes des pièces à assembler. Il n'en faut pas plus. La soudure remplira tout l'interstice grâce à l'effet capillaire.

Dans cette technique, il est important de ne pas endommager le tube lors de l'évasement. S'il est en cuivre dur (R 290), vous devrez le recuire au préalable. Le métal au niveau de la jonction acquiert alors les propriétés d'un cuivre souple. Il est important de ne pas oublier ces modifications lors du calcul des paramètres de pression de service dans la canalisation.

L'utilisation de raccords spéciaux pour le brasage capillaire permet d'éviter les erreurs concernant le degré d'évasement du tube lors de la formation de l'emboîture, car ils sont initialement adaptés aux dimensions requises.

Pour simplifier le brasage de vos propres mains des éléments de tuyauterie en cuivre, il suffit d'acheter des manchons de raccordement, des coudes, des tés et des bouchons prêts à l'emploi. Ceux-ci ont déjà l'emboîture nécessaire. L'utilisation de ces pièces augmente le coût des travaux de montage, mais les simplifie grandement.

Pour nettoyer le métal à l'endroit du brasage et lubrifier la brasure, les extrémités des tubes à raccorder sont recouvertes de flux. Celui-ci doit être appliqué uniquement sur les parois extérieures des tubes. Les emboîtures et les raccords ne sont pas traités à l'intérieur. Il n'y a tout simplement pas besoin de le faire.

Pour effectuer le brasage, les tubes sont insérés dans l'emboîture et chauffés au chalumeau. Lorsque la température souhaitée est atteinte, la brasure est amenée dans l'interstice. Elle commence à fondre et à s'écouler à l'intérieur.

S'il y en a trop dans le joint, il s'écoulera à l'intérieur de la tuyauterie, ce qui réduira le diamètre intérieur du tube. En cas de faible quantité, la connexion ne sera pas suffisamment soudée.

Si des problèmes surviennent avec la brasure, on peut utiliser des raccords qui en contiennent déjà en quantité suffisante. Pour simplifier le travail, en usine, on ajoute maintenant une ceinture capillaire en alliage correspondant à l'intérieur de ces éléments de raccordement. Il suffit de les enfiler sur le tube et de les chauffer au chalumeau.

Option #3 : Raccords à sertir et manchons à presser

Un raccord permanent de tuyaux en cuivre peut également être réalisé à l'aide de manchons à presser ou de raccords à sertir (à collet). Dans ceux-ci, un joint d'étanchéité remplace la brasure. La première option est serrée sur le tuyau avec une pince spéciale, la seconde avec des écrous et une clé.

En serrant l'écrou, l'extrémité d'un tube en cuivre est pressée contre l'autre. Le cuivre se frotte ainsi, créant une liaison solide et sans jeu. Les fuites avec ce type de raccords sont pratiquement exclues.

Théoriquement, un raccord à collet peut être démonté et remonté, mais en pratique, il est préférable de ne pas le faire – la résistance de la liaison diminue après de telles opérations.

Pour l'assemblage et l'installation d'une canalisation en cuivre, vous aurez besoin d'un coupe-tube spécialisé, conçu pour couper ce type de matériau. L'article que nous proposons vous présentera les critères de choix de cet outil.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vous pouvez voir à quoi ressemble le travail avec les tubes en pratique dans les vidéos suivantes.

Vidéo #1. Tout sur le brasage des tubes en cuivre au chalumeau à gaz :

Vidéo #2. Analyse des erreurs typiques lors du raccordement des tubes en cuivre avec soudure tendre :

Vidéo #3. Sur les particularités de l'installation des raccords à presser :

Il existe plusieurs façons de raccorder des tubes en cuivre entre eux à l'aide de raccords. Certaines sont plus faciles à réaliser soi-même, d'autres coûteront moins cher mais nécessitent un outillage spécial. Rien de particulièrement compliqué dans un tel montage.

Cependant, avant de procéder directement au brasage du tuyau, il convient de s'entraîner à utiliser le chalumeau. Pendant les travaux, il ne faut pas permettre la surchauffe du cuivre.

Connaissez-vous des nuances techniques du raccordement des tubes en cuivre qui ne sont pas mentionnées dans l'article ? Vous souhaitez raconter comment vous avez assemblé un tuyau en cuivre de vos propres mains ? Veuillez écrire vos commentaires dans le bloc ci-dessous, poser des questions, partager vos impressions et photos sur le sujet.