Tuyaux en cuivre pour le chauffage : types, spécificités du marquage + caractéristiques d'utilisation

Dans la construction de circuits de chauffage, les tubes en cuivre ne sont pas utilisés très souvent. Leur coût n'attire pas beaucoup les propriétaires de maisons individuelles et les copropriétaires d'appartements. Cependant, si l'installation est effectuée correctement, le coût élevé du circuit en cuivre sera compensé par de nombreuses années d'utilisation sans frais de réparation.

Nous vous expliquerons comment bien choisir les tubes en cuivre pour le chauffage. Dans cet article, nous présentons les particularités du marquage et décrivons les méthodes de raccordement des composants. Les bricoleurs trouveront chez nous des instructions pour l'assemblage des systèmes de chauffage.

Types de tubes en cuivre

Il existe deux grandes catégories de tubes en cuivre : les tubes à paroi épaisse et les tubes à paroi mince. Les tubes de la première catégorie présentent des caractéristiques de résistance accrues. Ils sont fabriqués sans soudure ou par soudage.

Les tubes de la deuxième catégorie sont utilisés dans la construction navale, l'automobile et l'aviation, c'est-à-dire là où les systèmes de communication doivent être légers et très résistants. La section des tubes en cuivre peut être ronde, rectangulaire ou carrée. Dans les systèmes de chauffage, les tubes profilés ne sont généralement pas utilisés.

Les tuyaux à paroi épaisse ont une section circulaire et une épaisseur de paroi variant de 0,8 à 10 mm. Différentes qualités de cuivre sont utilisées pour leur fabrication : M1, Mr3, Mr1 et autres. L'indice numérique indique le degré de pureté de l'alliage. Cela n'affecte en rien les caractéristiques du tuyau lui-même. Les tuyaux à paroi mince ont une paroi d'une épaisseur de 0,15 à 0,7 mm.

La norme d'État permet de mesurer les tuyaux en cuivre aussi bien dans le système métrique qu'en pouces. Dans la désignation des premiers, on indique le diamètre extérieur, et pour les seconds, le diamètre intérieur. Le marquage des tuyaux utilisés pour l'installation des systèmes de chauffage est effectué en pouces.

Ici, tous les diamètres existants des tuyaux en cuivre sont répertoriés dans un tableau. En utilisant ces données, vous pouvez facilement sélectionner les composants pour l'installation du réseau de chauffage.

Pour la réalisation des échangeurs de chaleur internes, on utilise des tuyaux en cuivre d'un diamètre allant jusqu'à 10 mm. Ce diamètre, combiné à un transfert d'énergie très efficace, garantit un rendement maximal de fonctionnement de cet appareil.

Les tuyaux de 3/8 de pouce et plus sont utilisés dans les systèmes de chauffage eux-mêmes. Ils assurent un chauffage efficace avec une faible consommation d'énergie.

Spécificités du décodage du marquage

Le document normatif définissant les normes des tuyaux en cuivre utilisés pour le chauffage est le GOST 617-2006. Il stipule les exigences relatives à la qualité du cuivre, à la gamme de sections et à l'épaisseur de la paroi.

Les produits en cuivre ont leur propre marquage, dont le déchiffrement permet de connaître les caractéristiques du tuyau :

1. Méthode de fabrication. Elle est désignée par les lettres D et G. La première indique que le tuyau est étiré à froid. Il est fabriqué en longueurs de 1,5 à 6 m. La seconde indique que le produit est fabriqué par pressage. Selon les exigences normatives, il est fabriqué en longueurs de 1 à 6 m.
2. Géométrie de la section du tuyau. KR — section en forme de cercle.
3. Précision de fabrication. Les lettres N et P. N — normale, P — élevée.
4. État. M, P, T, L, R, Tch. Ces indices indiquent respectivement un tuyau souple, semi-rigide, rigide, souple à plasticité améliorée, semi-rigide à résistance améliorée, rigide à résistance améliorée.
5. Longueur. ND — l'indice indique que le tuyau est de longueur non mesurée, MD — désigne un tuyau de longueur mesurée, KD — multiple de la longueur mesurée, BT — en couronnes.
6. Conditions particulières. U — la longueur du tuyau en couronnes est augmentée, B — le tuyau a une précision améliorée par rapport à la longueur, K — le tuyau a une précision améliorée en ce qui concerne la courbure.

Pour illustrer, prenons un exemple : supposons que le tuyau porte un marquage sous la forme DKRNM 32 x 3 x 3000 M2 B.

On peut la décoder ainsi : un tube en cuivre déformé à froid, de section ronde, de précision normale, en cuivre doux, avec un diamètre extérieur de 32 mm et une épaisseur de paroi de 3 mm. Il s'agit d'un tronçon de longueur 3000 mm, fabriqué en cuivre de nuance M2.

Pour le chauffage, on utilise principalement des tubes rigides. Les tubes souples sont recommandés pour l'installation de planchers chauffants, où de nombreux coudes sont nécessaires.

Au cours de la fabrication, les tubes en cuivre peuvent subir un traitement thermique et sont alors appelés tubes recuits. Lorsque cette étape est omise du processus, on obtient des tubes non recuits.

Les trois types de tubes en cuivre conviennent pour l'équipement des maisons individuelles, car la pression dans les circuits de chauffage n'y dépasse jamais les valeurs indiquées, même pour les types souples.

Le marquage se présente comme suit :

En sachant décoder correctement le marquage des tubes, vous n'achèterez jamais pour une installation de chauffage des produits destinés à la plomberie.

Dans le premier cas, les produits gagnent en plasticité mais perdent en résistance aux déformations. Les tubes fabriqués sans recuit présentent des caractéristiques de résistance accrues, mais il est pratiquement impossible de les cintrer.

Avantages des canalisations en cuivre

Tous les avantages des tubes en cuivre découlent des propriétés uniques de ce matériau, dont les produits :

1. Sont inoffensifs et possèdent des propriétés bactéricides.
2. Ne vieillissent pas longtemps et ne perdent pas leurs caractéristiques de performance.
3. Résistent à la corrosion et aux UV. Fonctionnent dans une large plage de température, de -200 à +350 °C.
4. Sont insensibles à l'action du chlore présent dans l'eau du robinet.
5. Ont une conductivité thermique élevée, ce qui augmente le rendement du système de chauffage.
6. À la surface des tubes en cuivre, qui ont un faible coefficient de rugosité, aucun dépôt ne se forme.
7. Résistent au gel. La canalisation ne se détruit pas et ne perd pas ses caractéristiques initiales après avoir subi jusqu'à quatre cycles de gel.
8. Capables de conserver leurs propriétés de résistance sous l'effet de pressions atteignant 200 à 400 atmosphères.
9. Résistants aux vibrations.
10. Ils disposent d'une large gamme de produits.
11. Ils sont recyclables à 100%.

Le choix de tubes en cuivre pour le chauffage est souvent freiné par le prix élevé non seulement de la tuyauterie elle-même, mais aussi des matériaux consommables.

L'installation d'un chauffage en tubes de cuivre implique l'achat de diverses fixations, connecteurs et raccords. Le coût total représente environ 30% du montant dépensé pour les tubes.

Les tubes en cuivre sont légers, on peut les couper, les plier et les souder. La méthode de raccordement la plus courante pour les canalisations en cuivre est le brasage à haute température avec un alliage argent-bronze. Un montage plus rapide s'effectue à l'aide de raccords.

Particularités du choix pour le chauffage

Le cuivre présente des caractéristiques spécifiques qui imposent des limites tant opérationnelles que techniques à son utilisation. Ces points doivent impérativement être pris en compte lors de l'installation d'un système de chauffage.

Bien que les tubes en cuivre soient réputés pour leur résistance, supportant les variations de pression, les écarts de température et les cycles de gel, ils résistent mal aux chocs mécaniques. Par conséquent, lors de la pose de la tuyauterie, il convient de prévoir une protection contre les impacts.

Un fluide caloporteur comme l'eau contient du sable et d'autres particules en suspension. Leur action sur le cuivre tendre provoque une érosion. Pour éviter ce phénomène, il est nécessaire d'intégrer des filtres de traitement de l'eau dans le système.

La durée de vie des tubes est également influencée par la dureté de l'eau. Une valeur de cet indicateur inférieure à 1,42 mg/L ou supérieure à 3,1 mg/L réduit considérablement leur longévité. Cela s'explique par le fait que le chlore dissous dans l'eau réagit avec la couche d'oxyde présente sur les parois du tube, formant ainsi une solide armure protectrice.

Lorsque les indicateurs de dureté de l'eau ne correspondent pas aux normes, cette couche protectrice commence à se dégrader, puis, grâce à la présence de chlore, elle se régénère. Si ce processus se répète plusieurs fois, les réserves de cuivre s'épuisent.

En raccordant la canalisation par la méthode du brasage, il faut éviter toute surchauffe qui affecte négativement la résistance. Le flux qui subsiste après le brasage doit être impérativement retiré car il peut provoquer de la corrosion.

Si vous devez cintrer un tube en cuivre, utilisez un outil spécial. Un tube mal cintré peut être redressé une seule fois, ensuite il ne reste plus qu'à retirer la section écrasée.

La solution idéale est d'installer un système de chauffage avec des tubes identiques. Si, pour une raison quelconque, cela n'est pas possible, il faut utiliser des raccords de transition en laiton ou en bronze. Les adaptateurs en d'autres matériaux ne peuvent pas assurer la compatibilité électrochimique.

Les tuyaux en cuivre peuvent être installés même à très basse température, donc un tel système de chauffage est une solution rationnelle pour les régions où le temps froid est un phénomène normal.

Afin que les tuyaux en d'autres matériaux ne se corrodent pas sous l'influence du cuivre, un ordre spécifique de connexion de ce pipeline combiné par rapport au vecteur de mouvement du flux d'eau est nécessaire. Les tuyaux en cuivre doivent être montés après les éléments fabriqués à partir d'autres métaux.

Si la mise en place d'un système de chauffage avec des tubes encastrés dans le mur est prévue, il faut utiliser des tubes en cuivre avec une gaine plastique. Celle-ci servira non seulement d'isolation thermique, mais protégera également le métal de la détérioration. Les courants vagabonds exercent également une influence néfaste sur les tubes en cuivre.

Raccordement des tubes en cuivre

Le raccordement des tuyaux en cuivre se fait par différentes méthodes. Les deux approches les plus courantes sont le brasage et l'assemblage à l'aide de raccords à compression ou à sertir. On réalise principalement des connexions permanentes et semi-permanentes.

Dans un tel pipeline, il n'y a pratiquement pas de pièces supplémentaires, à l'exception des éléments qui permettent de raccorder les appareils au pipeline. Pour installer le système de cette manière, des outils spéciaux sont nécessaires. Sans qualification appropriée, il est difficile d'effectuer un raccordement par soudage ou brasage.

L'utilisation de raccords facilite l'installation, nécessite moins d'efforts et réduit le temps d'assemblage du pipeline. Ce type de connexion peut être démontable ou permanent.

La connexion démontable est obtenue à l'aide de raccords autobloquants, filetés et à compression. Cette méthode complexifie la structure et les connexions doivent être vérifiées périodiquement, mais l'installation peut être réalisée même par une personne sans expérience.

Raccordements par sertissage indémontables

Afin de raccorder les tubes en cuivre, les fabricants proposent des raccords spéciaux qui diffèrent par leur fonction, leurs méthodes d'installation et le matériau dont ils sont fabriqués.

En fonction de leur usage, il existe les raccords suivants :

1. Les coudes, qui sont nécessaires pour raccorder des tuyaux de sections différentes lors de raccordements angulaires.
2. Les croisillons, également appelés tés, sont utilisés lors du montage de dérivations de la canalisation principale.
3. Les manchons, utilisés sur les tracés droits pour raccorder des tubes en cuivre de différents diamètres.
4. Les raccords à serrage, utilisés lors de l'installation de l'automatisme dans le système de chauffage.

Pour les tubes en cuivre, on choisit le plus souvent des raccords à compression en cuivre, laiton ou bronze. Parfois, les raccords en laiton sont traités au nickel pour leur conférer une résistance supplémentaire.

Les éléments en laiton pour le raccordement de tubes en cuivre coûtent moins cher que ceux en cuivre, et leur résistance n'est pas inférieure à celle de l'acier inoxydable. Tous les raccords, indépendamment du fabricant, ont des dimensions régies par les normes internationales et sont interchangeables.

La liaison permanente est un assemblage par pressage. Le cuivre étant très ductile, l'installation est réalisée à l'aide de raccords à presser et de manchons à sertir. En termes d'étanchéité et de résistance, cette liaison est comparable au brasage et est plus solide que l'assemblage par compression.

Visuellement, les raccords à presser ressemblent aux connecteurs pour brasage capillaire. La différence réside dans la présence d'un joint torique en polymère de haute qualité.

Pour assembler les tubes à l'aide d'un raccord à presser, on les coupe à la longueur souhaitée, on nettoie les extrémités et on les calibre. Ensuite, on insère les extrémités dans le raccord et on serre le joint à l'aide de pinces spéciales.

Lors de l'installation d'un système de chauffage avec des tubes en cuivre de petit et moyen diamètre, on utilise principalement le brasage à basse température. Le soudage est employé pour les tubes de grande section. La méthode de pressage est utilisée pour la réalisation de planchers chauffants.

Raccordements à compression démontables

Pour l'installation de raccords à compression, aucun équipement spécial ni flamme nue n'est nécessaire. Tout ce qu'il faut, ce sont des clés, un mandrin calibreur et un coupe-tube. Pour réaliser ces assemblages, des raccords à serrage ou à compression sont nécessaires.

Il existe deux types de raccords à compression : les premiers, portant l'indice A, sont utilisés pour raccorder des tubes durs et semi-durs ; les seconds, désignés par l'indice B, permettent l'assemblage de tubes souples et semi-durs. Le raccord est composé d'un corps, d'un écrou de serrage et d'une bague de sertissage en cuivre qui s'écrase sous la pression.

Ainsi, la liaison devient étanche et résistante à la fatigue vibratoire. L'assemblage est réalisé selon le même schéma que pour l'installation des raccords à presser.

Les extrémités à assembler des segments de tubes en cuivre sont nettoyées, la géométrie de la section est vérifiée à l'aide d'un calibre, la bague de sertissage est mise en place, puis les extrémités du tube sont introduites dans le raccord jusqu'à la butée. L'écrou est d'abord serré à la main, et lorsque le tube devient immobile par rapport au raccord, on utilise un outil pour le serrage final.

Les raccords à sertir de type A sont parfois utilisés non seulement pour assembler des tuyaux en cuivre dur, mais aussi pour des produits en cuivre mou. Dans ce dernier cas, une douille de support est insérée à l'intérieur pour éviter la déformation des extrémités du tuyau.

La solidité des raccords de tubes en cuivre à l'aide de raccords est affaiblie par l'instabilité de température et les pics de pression. Avec le temps, les joints s'usent. Afin de surveiller ce maillon faible du système, les connecteurs doivent être placés de manière à être facilement accessibles.

Il n'est pas possible de fileter des tuyaux en cuivre. Pour les raccorder à des éléments filetés, des adaptateurs spéciaux sont fabriqués. Leur conception prévoit une embase qui relie le raccord au tuyau par sertissage ou brasage, et un filetage de l'autre côté.

Les situations d'urgence dans un système de chauffage assemblé avec des tuyaux en cuivre sont extrêmement rares, mais si cela se produit, des tuyaux de même diamètre sont temporairement raccordés à l'aide de manchons de serrage. Il faut savoir que tous les types de raccords ne réduisent pas les caractéristiques de résistance du système de chauffage.

Les raccords augmentent l'épaisseur des parois du tube, et au niveau de la soudure, avec le temps, la connexion devient plus résistante, dépassant la résistance du tuyau lui-même.

Raccords en cuivre pour soudure

Ces raccords sont appelés capillaires. Le raccordement à l'aide de ceux-ci nécessite la présence de brasure. Le point clé est le bon choix du raccord pour tube en cuivre. Sa section intérieure doit être supérieure de 0,1 à 0,15 mm au diamètre extérieur du tube.

La technologie est simple :

• couper le tube à la longueur nécessaire ;
• protéger ;
• chanfreiner à l'aide d'un chanfreineur, à l'extérieur et à l'intérieur ;
• nettoyer le tube ainsi que l'intérieur du raccord jusqu'à ce qu'ils aient un aspect mat et brillant ;
• enduire l'extrémité du tube destinée à être insérée dans le raccord, ainsi que l'intérieur du raccord, d'une pâte spéciale ;
• insérer le tube dans l'élément de raccordement et le tourner ;
• essuyer l'excédent de pâte, sinon elle réagira avec le métal ;
• chauffer le raccordement à l'aide d'un chalumeau à gaz ou d'un décapeur thermique ;
• appliquer la brasure sur l'interstice une fois que le flux commence à fondre et à s'éclaircir ;
• terminer le processus lorsque la brasure a coulé sur toute la surface et a rempli uniformément l'interstice.

Pour ne pas gaspiller de la brasure, on peut en enrouler autour du tube avant le brasage et couper l'excédent. Après avoir terminé le brasage des tubes en cuivre, on laisse le joint refroidir à température ambiante.

Après l'installation de l'ensemble du système de chauffage, on procède à son rinçage à l'eau chaude. Cette procédure permet d'éliminer les résidus de pâte des tuyaux. On inspecte les points de raccordement sur la partie extérieure de la tuyauterie. Si du flux ou de la soudure subsiste à un endroit, on l'enlève à l'aide d'un chiffon humide.

Les repères pour le choix des tubes en cuivre pour la construction d'une conduite d'eau seront présentés dans l'article suivant, consacré à leurs caractéristiques techniques et aux spécificités du marquage.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo #1. Avantages et inconvénients des tuyaux en cuivre :

Vidéo #2. Apprentissage du travail avec les tuyaux en cuivre :

Si l'on compare les tuyaux en cuivre avec ceux en polymère et en acier, les premiers se distinguent par une qualité et une fiabilité supérieures. Malgré leur coût plus élevé, ils trouvent leur clientèle et leur popularité augmente.

L'essentiel est de bien choisir les consommables, et si vous effectuez l'installation vous-même, un système de chauffage en tuyaux de cuivre vous coûtera beaucoup moins cher.

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