Tuyaux en cuivre pour l'eau : marquage du calibre, domaine d'application, avantages

Fiabilité exceptionnelle, qualités anticorrosion et résistance aux coups de bélier placent les tubes en cuivre pour plomberie en position de leader des raccords de tuyauterie. La limitation de l'utilisation des profilés en cuivre est une conséquence du coût élevé des produits.

Néanmoins, les investissements en capital dans un système d'approvisionnement en eau sont tout à fait justifiés et permettent au consommateur de ne pas se soucier de la reconstruction du réseau d'ingénierie pendant des dizaines d'années. Outre la durabilité, nous examinerons dans cet article d'autres avantages de la canalisation en cuivre, et nous en soulignerons les inconvénients.

Nous examinerons également la composition, les principales caractéristiques, les particularités du marquage des tubes en cuivre et les spécificités de leur utilisation dans divers domaines.

Composition et caractéristiques des tubes en cuivre

La conduite d'eau en cuivre est une option assez exclusive pour l'aménagement d'un système de plomberie. Malgré de nombreux avantages indéniables, l'utilisation du cuivre se fait de plus en plus rare. La raison principale est l'apparition de matériaux alternatifs abordables (raccords en plastique et métal-plastique).

L'alliage métallique M1 se caractérise par la teneur en cuivre la plus élevée. La pureté de l'alliage assure une plasticité, une conductivité électrique et thermique élevées, ainsi qu'une résistance à la corrosion. Le matériau est adapté à différentes technologies de traitement.

Les produits tubulaires en cuivre sont fabriqués à partir de différentes qualités de cuivre. La composition chimique est réglementée par la norme GOST 24231-80. Les alliages des qualités suivantes sont autorisés pour la production : M1, M2, M3

Fraction massique des composants de l'alliage M1 :

• cuivre et argent – 99,9 ;
• oxygène – 50 ;
• fer, plomb – 5 chacun ;
• soufre, zinc – 4 chacun ;
• étain, antimoine, arsenic et nickel – 2 chacun ;
• bismuth – 1.

Dans la composition M2, la fraction massique de cuivre/argent est réduite à 99,7, la teneur en nickel et en oxygène est augmentée à 200 et 70 respectivement. La proportion d'étain et de fer est augmentée à 50. L'alliage de cuivre primaire possède des caractéristiques similaires à l'alliage métallique M1.

Le cuivre technique (M3) est le résultat d'une refusion secondaire ou d'un raffinage au feu. Le matériau se distingue par une fraction massique importante de nickel (200), d'étain, de plomb et d'arsenic (80 chacun). La teneur en cuivre est de 99,5. Les tubes en cuivre en alliage M3 présentent une bonne résistance et un coût abordable.

Les caractéristiques mécaniques d'une conduite en cuivre dépendent de la composition qualitative de l'alliage et de la technologie de fabrication des tubes. Les propriétés du produit fini sont normalisées par la norme GOST 617.

Caractéristiques des tubes en cuivre :

• plage de températures de service : de -200 °C à +300 °C ;
• pression admissible : 100-200 atmosphères (pour certaines nuances, la valeur limite atteint 450 atmosphères) ;
• allongement relatif à la rupture : 10-40 % ;
• diamètre des raccords de plomberie : 3-350 mm, épaisseur des parois : 0,8-10 mm ;
• durée de vie estimée : plus de 70 ans.

La température critique de fonctionnement d'une conduite d'eau en cuivre dépend de la méthode de raccordement des éléments et du type de soudure utilisé. Pour plus de détails sur la technique d'installation d'une canalisation en cuivre, nous en avons parlé ici.

La durée de service réelle dépasse largement celle annoncée par le fabricant. Les plus anciennes canalisations en cuivre en Europe sont utilisées sans remplacement depuis un deuxième siècle.

Points forts et points faibles de la plomberie en cuivre

Les tubes en cuivre sont similaires à leurs concurrents les plus proches (les canalisations en acier) en termes de caractéristiques de résistance et de température. Cependant, le cuivre est plus avantageux grâce à ses propriétés uniques.

Principaux avantages des tubes en cuivre

Les tubes en cuivre ont leurs côtés positifs et négatifs. Pour commencer, examinons les avantages d'une conduite en cuivre.

Résistance à la corrosion et plasticité

L'argument principal en faveur d'une conduite d'eau en cuivre est sans doute son immunité à la formation de rouille. Cette propriété explique la longue durée de fonctionnement ininterrompu des réseaux techniques et minimise l'impact négatif sur les appareils sanitaires.

Contrairement aux produits en acier, les raccords en cuivre sont moins gourmands en matériaux – il n'est pas nécessaire d'installer des tubes avec une épaisseur de paroi excessive en prévision de processus de corrosion.

La plasticité – cette qualité explique un certain nombre d'avantages opérationnels importants d'une conduite en cuivre :

• malléabilité du matériau en traitement – les tuyaux peuvent être courbés pour créer des réseaux de conduites complexes à l'aide d'outils manuels ;
• maintien de la forme donnée – cette propriété n'est pas un atout des produits polymères souples ;
• la possibilité d'utiliser des raccords de connexion ;
• probabilité de déformations sans destruction mécanique ;
• les sauts de température n'entraînent pas de modifications des paramètres linéaires ;
• résistance aux cycles de gel/dégel avec maintien de l'intégrité.

Un autre point – la résistance accrue aux coups de bélier. La valeur de la pression de rupture permet de ne pas craindre pour l'intégrité du système lors des « fluctuations » de la pression d'eau.

Lissité de surface et propriétés bactéricides

Un argument de poids en faveur d'une conduite d'eau en cuivre. La grande homogénéité du matériau assure un revêtement parfaitement lisse, ce qui réduit les liaisons moléculaires du métal, et donc diminue la formation de sels et d'oxydes.

Le coefficient de frottement minimal permet d'utiliser dans les réseaux d'alimentation en eau des tuyaux en cuivre de plus petit diamètre que les tuyaux en acier ou en plastique. Aucun dépôt ne s'accumule sur les parois intérieures, donc la capacité de débit ne se détériore pas avec le temps.

L'alliage de cuivre possède une propriété antibactérienne – en circulant dans les tuyaux, l'eau est partiellement désinfectée. Un avantage supplémentaire – les colonies de micro-organismes ne se multiplient pas sur les parois.

Résistance aux réactifs chimiques et aux rayons UV

Le cuivre ne se dégrade pas au contact des solutions salines, du formol et des acides non oxydants dilués. Au contact du chlore, il ne forme pas d'oxydes dangereux pour l'homme.

Le cuivre ne perd pas ses caractéristiques sous l'effet des rayons UV, ce qui n'est pas le cas des canalisations en polymères thermoplastiques.

La présence d'un circuit en cuivre dans la salle de bain est un élément de décoration exclusif et un signe certain de prospérité. La tuyauterie en cuivre est facile à entretenir et ne nécessite pas de peinture régulière, contrairement à l'acier ou à la fonte.

Outre une bonne résistance, les tuyaux en alliage de cuivre sont un peu plus légers que leurs homologues en acier. Cela facilite leur transport et leur installation. L'avantage indéniable de la tuyauterie en cuivre est la possibilité d'une utilisation répétée.

Inconvénients de la canalisation en cuivre

La tuyauterie en cuivre présente également des aspects négatifs. Examinons-les plus en détail.

Parmi les inconvénients d'une conduite d'eau en cuivre, on trouve :

1. Prix élevé. En comparaison avec le coût des alternatives, les produits en cuivre sont désavantagés. L'installation d'un réseau en métal « jaune » coûtera plusieurs fois plus cher que la mise en place d'une conduite en plastique ou en acier.
2. Difficulté d'installation. Toutes les techniques d'assemblage des raccords en cuivre (montage par raccords ou soudure) sont des processus assez complexes qui nécessitent des compétences.
3. Incompatibilité avec les acides. Il est interdit d'utiliser des tuyaux en cuivre pour transporter un milieu acide avec un pH supérieur à 9. Une eau avec un tel indice n'est pas potable.
4. Conductivité thermique. Ce paramètre est 1,7 fois supérieur à celui des produits en aluminium et presque six fois celui de l'acier. Lors du transport d'un fluide chaud, le tuyau chauffe – les pertes thermiques augmentent et il y a un risque de brûlure. Dans les systèmes d'alimentation en eau froide, de la condensation se forme sur la canalisation.

On peut résoudre ce problème en utilisant un revêtement en polychlorure de vinyle ou en polyéthylène. La gaine extérieure empêche la formation de condensation, refroidit la surface, maintient la température du fluide transporté et réduit le bruit.

Les tuyaux en cuivre avec isolation thermique externe ne sont utilisés que lorsqu'il est nécessaire de réduire l'impact de l'environnement extérieur sur l'eau fournie par le système. Ils sont également nécessaires pour éviter un bouchon de glace susceptible de perturber le fonctionnement de la canalisation.

Les processus de gel suivis de dégel ne menacent pas les tuyaux en cuivre eux-mêmes. La plasticité du cuivre permet de maintenir l'étanchéité même si la canalisation a dû légèrement se déformer sous l'effet d'un bouchon de glace.

L'isolation en polyéthylène, grâce à la présence de canaux d'air, ne réduit pas du tout le niveau de déformation thermique du tuyau – ce matériau est mieux adapté aux sections avec peu de raccords. La gaine expansée (mousse de polyuréthane souple, caoutchouc synthétique) convient pour le chauffage et les réseaux d'eau chaude sanitaire.

Les inconvénients supplémentaires de l'utilisation de produits laminés en cuivre sont la conductivité électrique, ainsi que l'incompatibilité avec les éléments en aluminium et en acier de la canalisation. Pour éviter les risques d'électrocution lors de l'installation, il faut veiller à une mise à la terre correcte de l'équipement.

Un inconvénient majeur des tuyaux en cuivre est l'apparition d'une corrosion électrochimique, qui se produit suite au contact du cuivre avec d'autres matériaux :

Diversité des tubes en cuivre laminés

Le choix du matériau pour l'installation d'une plomberie en cuivre doit être basé sur l'évaluation de plusieurs paramètres : le mode de fabrication, le niveau de plasticité et de résistance, ainsi que les dimensions. Savoir déchiffrer le marquage de la gamme vous aidera à vous orienter dans la diversité des raccords de tuyauterie.

Classification #1 — selon la méthode de production

L'obtention d'un tube en cuivre selon la norme GOST est réalisée selon l'une des technologies suivantes : laminage à froid, pressage suivi d'un soudage. La tactique de production influence les qualités opérationnelles du produit fini.

Comment fabrique-t-on les tubes par laminage ?

La technologie implique la déformation d'une ébauche métallique lors de son passage entre les cylindres rotatifs d'un laminoir à tubes.

La douille est simultanément laminée par deux calibres de cylindres : la partie large correspond au diamètre extérieur de l'ébauche, et la partie étroite au diamètre du produit fini.

Le laminage se fait par étapes – à chaque avancée, la douille est tournée de 90°, assurant une uniformité de traitement et l'absence de rayures longitudinales sur le tube.

Avantages des raccords « laminés » :

• l'absence de joint de la structure assure une haute résistance ;
• la précision des paramètres sur toute la longueur du produit.

Par la méthode de déformation à froid, on crée des tubes en cuivre pour l'eau et le chauffage, qui subissent une pression interne importante en cours de service.

Lors de l'étape de traitement final, les raccords de tuyauterie peuvent être soumis à un traitement thermique. Cela est fait pour redonner au cuivre son élasticité.

Lors du recuit, le tube est chauffé à +700 °C, puis refroidi progressivement. En conséquence, la marge de sécurité diminue légèrement, tandis que la résistance à la traction augmente.

Les tubes peuvent être :

• non recuits ;
• recuits.

Les tubes non recuits ont les caractéristiques suivantes – rigidité à la flexion, résistance aux dommages externes et aux coups de bélier (limite – 450 MPa). Ils conviennent pour l'assemblage d'une plomberie de configuration simple.

Les tubes recuits présentent les paramètres suivants : une plasticité élevée (ils conservent leur intégrité en s'allongeant 1,5 fois lors de la traction), un coût plus élevé.

Fabrication par pressage

Les tuyaux sont fabriqués à partir de feuilles de cuivre – la bande métallique est introduite dans les rouleaux de formage de la presse. Après la mise en forme, le joint de soudure est réalisé.

Étape finale – passage du tube à travers les rouleaux de calibrage pour aligner le profil et éliminer la déformation longitudinale.

Classification #2 — selon le degré de dureté

Les propriétés mécaniques et le domaine d'application sont déterminés par le type de tube. Il est habituel de classer la robinetterie en cuivre en trois catégories, caractérisant la plasticité et la résistance du produit.

Produits de laminage dur

Cette niche est représentée par des exemplaires non recuits. Un marquage possible pour les tubes rigides : T, N, z6, F30. Le matériau est optimal pour la création de canaux centraux de réseaux d'alimentation en eau, où l'eau est fournie sous haute pression.

Les profilés laminés en acier sont fournis en longueurs de 3 à 5 m. Une canalisation fabriquée à partir de ces tubes ne peut pas être multidirectionnelle avec de multiples courbures ; la mise en place des armatures n'est possible qu'à chaud.

Type de tuyau semi-rigide

Options de codage des tubes semi-rigides : P, NN ou z. Ils se distinguent par des caractéristiques équilibrées d'élasticité et de résistance. L'allongement relatif d'un tube de diamètre extérieur 3 mm, épaisseur de paroi 0,8 mm est de 10 %. Ce même indicateur pour le laminé mou de taille similaire est de 38 %.

Les pièces en «métrage» semi-rigide supportent un évasement lors de l'expansion du diamètre extérieur de 15 %. La modification de la géométrie du pipeline s'effectue à l'aide d'une cintreuse de tubes.

Caractéristiques des tubes souples

Marquage des tubes souples – M, W, F22 ou r. Les produits sont flexibles et ne se déchirent pas lors de l'expansion du diamètre extérieur jusqu'à 25 %. Les tuyaux sont fournis en bobines.

Le principal domaine d'application est l'installation de réseaux d'ingénierie avec distribution en étoile des branchements aux appareils. Il est possible de donner la forme souhaitée à une canalisation de petit diamètre à la main sans équipement spécial.

Les propriétés mécaniques d'élasticité et de résistance des tubes en cuivre déformés à froid doivent être conformes aux données présentées dans le tableau (indicateurs normalisés selon GOST 617-2006)

Classification #3 — selon les dimensions hors tout

Les paramètres principaux des dimensions des tubes sont le diamètre intérieur, le diamètre extérieur et l'épaisseur de paroi. La malléabilité du cuivre permet de produire des canalisations de différentes formes et dimensions. GOST 617-2006 a inclus dans la gamme des raccords en cuivre environ 130 positions avec des indicateurs de section originaux, dont environ 70 sont des produits laminés.

Contrairement au document précédent (GOST 617-19), dans la nouvelle réglementation, les dimensions sont exprimées en millimètres et non en pouces. Les dimensions principales sont indiquées sous forme de fraction. Le numérateur identifie le diamètre extérieur, le dénominateur l'épaisseur de la paroi. Auparavant, seule la dimension extérieure (3/8 de pouce) était indiquée.

Exemple de déchiffrement de la dimension du tube 15/1 :

• diamètre de la surface extérieure – 15 mm ;
• section intérieure – 14 mm ;
• épaisseur de la paroi – 1 mm.

La longueur du laminé tubulaire de production nationale dépend du diamètre. Pour une section jusqu'à 18 mm – bobines de 10 m de long ou segments mesurés de 1 à 6 m (pas de la gamme – 0,5 m). Les spécimens plus grands sont produits en segments de 1,5 à 6 m.

Lors de l'organisation des réseaux d'alimentation en eau, les tubes de diamètre 10-22 mm sont demandés, pour les systèmes d'évacuation – 32-42 mm

Beaucoup plus rarement, dans l'alimentation en eau, on utilise des tubes de section rectangulaire. Les produits sont fabriqués principalement par la technologie de pressage, dimensions : diamètre – 30-280 mm, épaisseur de paroi – 5-30 mm.

Exigences normatives selon GOST

Les paramètres externes, les caractéristiques mécaniques, la composition de l'alliage, le profil et les désignations de marquage sont régis par deux documents principaux : GOST 617-2006 (Tubes en cuivre d'usage général) et GOST 11383-75. Les produits de fabrication européenne sont conformes à la norme EN-1057 de 2006.

Synthèse des exigences :

1. Les surfaces intérieure et extérieure du tube ne doivent pas présenter de salissures empêchant l'inspection des produits. La présence de délaminations, rouilles, fissures et cavités sur le « manchon » du tube est interdite.
2. La présence de bosses d'une profondeur maximale de 0,25 mm est autorisée. Limite quantitative : pas plus de deux par mètre linéaire et pas plus de 10% de produits défectueux par lot de livraison.
3. Absence de bavures sur les extrémités des tubes. Le biseau de coupe normalisé pour les échantillons de diamètre jusqu'à 20 mm est de 2 mm, pour les produits de section 20-170 mm, de 3-5 mm respectivement, pour les raccords de tube de diamètre supérieur à 170 mm, un biseau de 7 mm est autorisé.
4. Pour les couronnes et les tubes souples, l'ovalisation n'est pas limitée.

Chaque couronne ou lot de tronçons de tubes doit être accompagné d'une fiche d'emballage et d'une étiquette d'information.

Données obligatoires du document d'accompagnement : marque commerciale de l'entreprise, adresse légale du fabricant, marquage de la composition et des dimensions des tubes, numéro de lot, date de fabrication, cachet du contrôle technique.

Décodage des désignations des produits tubulaires

Les caractéristiques de base sont regroupées dans le marquage des tubes.

Les indicateurs conventionnels sont inscrits selon un schéma clairement défini :

1. Technologie de fabrication : D – déformée à froid, G – pressée.
2. Géométrie de la coupe transversale : KR – forme ronde.
3. Indice de précision de fabrication : N – dans les limites normales, P – précision accrue par rapport au diamètre/épaisseur de paroi, I – haute précision sur le diamètre, K – précision maximale sur la paroi.
4. Type de matériau par plasticité. Outre les abréviations M/P/T (tube souple/semi-dur/dur), les marquages suivants sont utilisés : L – souples à haute élasticité, F – semi-durs à résistance accrue, Tch – durs à haute résistance.
5. Dimensions – valeur du diamètre extérieur/épaisseur de paroi.
6. Longueur : ND et MD – tuyauterie non mesurée et mesurée respectivement, KD – laminé multiple de la mesure, BT – livraison en couronnes.
7. Nuance de métal, déterminant la composition de l'alliage.
8. Conditions particulières : B – haute précision en longueur, O – précision en courbure, R – norme réglementée pour la traction, N – dureté Vickers confirmée, BU et BS – enroulement ordonné et en spirale de la couronne respectivement.

En l'absence de données, la désignation « X » est utilisée.

Exemple de marquage : Tube DKRPM 28/3 3000 M1 GOST 617-2006. Déchiffrement de la désignation – tube rond déformé à froid avec une précision accrue des dimensions de la paroi (3 mm) et du diamètre (28 mm), mou, de longueur 3 m, en alliage M1. Le produit est conforme aux normes GOST.

Domaine d'application et limites d'utilisation

Les tubes en cuivre laminé sont utilisés dans différents systèmes de communication à usage domestique et industriel.

Plomberie et réseau de chauffage

Ils sont traditionnellement utilisés pour la mise en place de systèmes d'alimentation en eau de diverses destinations. Les caractéristiques du cuivre et la vaste gamme de tubes laminés permettent de réaliser des conduites de différentes puissances et longueurs.

Le cuivre sanitaire est neutre face à la faible concentration de chlore présente dans l'eau potable (norme – pas plus de 0,5 mg/l). La canalisation en cuivre a fait ses preuves dans les systèmes d'évacuation des eaux pluviales et d'assainissement.

Dans le réseau de chauffage, un double effet est obtenu. D'une part, la durabilité grâce à la résistance à la corrosion, d'autre part, la protection du système contre les variations incontrôlées de la température du fluide caloporteur. Mais ces effets ne sont atteints que si l'assemblage de la canalisation est correct.

Nous avons écrit plus en détail sur les types de tubes en cuivre pour le chauffage et les particularités de leur installation dans l'article suivant.

L'utilisation d'une canalisation en cuivre avec une enveloppe isolante est justifiée dans les systèmes de « plancher chauffant ».

Gazoduc et système de carburant

L'avantage du laminé de cuivre réside dans l'étanchéité de la conduite. Lors du transport du gaz, il n'y a ni oxydation ni corrosion galvanique. La fiabilité des raccords sertis et des soudures augmente la sécurité du gazoduc dans les zones à activité sismique.

Grâce à sa neutralité, la robinetterie en cuivre est utilisée dans les réseaux de pompage de fioul – absence de risque d'inflammation et de formation de charge statique.

Les tubes en cuivre sont utilisés dans les échangeurs de chaleur des chauffe-eau à gaz, les systèmes hydrauliques et de freinage des véhicules et des avions, les circuits de refroidissement des réfrigérateurs et les systèmes climatiques.

Nuances et limitations d'application :

1. La vitesse limite de transport du liquide dans la conduite d'eau est de 2 m/s. Le respect de cette recommandation prolongera la durée de vie de la conduite « plastique ».
2. Le cuivre est un métal mou et un contact constant avec un milieu chargé de particules solides peut entraîner un « lessivage » des parois. Pour prévenir l'érosion, il est souhaitable d'assurer un prétraitement de l'eau pour éliminer les matières en suspension. Il suffit d'installer un filtre de grossièreté (mécanique).
3. Sur les parois internes d'une conduite en cuivre, dans des conditions favorables, un film d'oxyde se forme – ce revêtement n'altère pas la qualité de l'eau et protège le métal de l'usure. Exigences pour la formation de la patine : acidité du flux d'eau pH – 6-9, dureté – 1,42-3,42 mg/l. Avec d'autres paramètres, il se produit une destruction cyclique et une restauration du film au détriment de la consommation de métal.
4. Pour l'installation d'une conduite d'eau potable, il ne faut pas utiliser de soudure au plomb – le métal et ses composés sont toxiques. Cette substance peut s'accumuler dans l'organisme, exerçant progressivement un effet néfaste sur différents organes.

Le raccordement de conduites en cuivre avec des tuyauteries en laiton et en plastique est acceptable. Lors de l'association de tubes en cuivre avec des éléments en acier et en aluminium, il faut respecter l'ordre de raccordement.

Outre le brasage, des techniques de compression et de sertissage sont utilisées pour assembler les tubes en cuivre :

Les tubes en cuivre de gros diamètre sont principalement assemblés par des brides et des boulons vissés ; le brasage à emboîtement est autorisé ; les méthodes de compression sont très rarement utilisées.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Des vidéos de présentation complèteront les informations fournies. Avantages concurrentiels et caractéristiques négatives de la conduite en cuivre, particularités des travaux d'installation :

Technique d'assemblage des tubes à l'aide de raccords et par brasage :

Les avantages de la tuyauterie en cuivre sont indéniables. Une large gamme de produits tubulaires permet de choisir le matériau optimal pour une tâche donnée. En respectant les techniques d'installation et les recommandations d'utilisation, un fonctionnement ininterrompu du système d'eau pendant plus de 50 ans est garanti.

Vous envisagez d'acheter des tuyaux en cuivre pour installer un système d'eau, mais vous doutez encore de la pertinence d'une telle solution ? Posez vos questions sous notre article – nos experts et propriétaires de tuyauterie en cuivre vous aideront à dissiper vos doutes.

Si vous êtes propriétaire d'une telle tuyauterie, donnez votre avis sur son utilisation, ajoutez des photos réelles et des recommandations pour le choix et l'installation.