Tubes en métal-plastique : types, caractéristiques techniques, particularités du montage

À bien des égards, les tubes métallo-plastiques surpassent leurs concurrents les plus proches : les matériaux polymères, le cuivre, la fonte et l'acier pour la pose de canalisations. Leurs propriétés sont particulièrement importantes pour l'installation d'un système de chauffage.

Pour que le composite métal-polymère réalise pleinement les qualités annoncées par le fabricant, il est nécessaire de choisir correctement le type de tube. Celui-ci doit correspondre aux conditions d'utilisation prévues et faciliter l'installation. Vous apprendrez tout sur les tubes en métal et plastique, ainsi que sur les critères pour les choisir, dans l'article que nous vous proposons.

Structure des tubes en composite métallo-plastique

Les canalisations métallo-plastiques ont gagné en popularité grâce à l'alliance de la résistance du métal et de la flexibilité du polymère. La structure des tubes composites est un « gâteau » multicouche composé de couches de polymère renforcées par une couche intermédiaire en aluminium.

La symbiose du plastique et du métal assure une résistance mécanique élevée, empêche la diffusion de l'oxygène de l'atmosphère et minimise la dilatation thermique du matériau.

Le revêtement intérieur en polyéthylène se caractérise par une douceur parfaite, assurant un passage sans obstruction au fluide transporté et empêchant la formation de dépôts et de tartre. Le polymère résiste aux substances agressives et n'est pas sujet à la corrosion.

Structure typique du tube : couche polymère intérieure, colle, aluminium, adhésif et polyéthylène extérieur. Chaque élément remplit sa fonction.

L'âme en métal assure la rigidité du tube et augmente la résistance thermique de la canalisation. Les extrémités de l'aluminium sont assemblées par soudure laser. L'épaisseur du manchon en aluminium est de 0,15 à 0,75 mm, ce qui permet de résister aux fréquents changements de température et à une pression élevée.

La couche polymère externe est un plastique particulièrement résistant, résistant aux dommages mécaniques, à l'humidité élevée et aux agents agressifs. L'enveloppe extérieure réduit l'intensité de la formation de condensation sur les tubes.

Les deux couches de polyéthylène protègent le « manchon » en aluminium de la vaporisation galvanique lors du contact avec les raccords en laiton et en acier de la canalisation.

Les caractéristiques initiales du produit sont largement déterminées par le type de polymère utilisé :

• PEX – polyéthylène haute pression ;
• PE-RT – polymère thermorésistant ;
• PE-R – polyéthylène ;
• PP-R – polypropylène.

La colle assure la monolithique de l'ensemble. Les fabricants utilisent leurs propres formulations brevetées et ne divulguent pas les ingrédients et les proportions. Une couche adhésive de qualité élimine les contraintes au sein de la structure entre le polymère et l'aluminium, empêche le délaminage et améliore la résistance à l'usure du pipeline.

Caractéristiques physiques et techniques

Les propriétés des canalisations métal-plastique dépendent des dimensions du produit (diamètre, épaisseur de paroi), du type de polymère et du fabricant. Cependant, tous les indicateurs doivent être conformes aux normes GOST 18599 (2001), R-53630 (2009) et R-52134 (2003).

Caractéristiques supplémentaires : matériau de la couche intérieure et extérieure – polyéthylène réticulé, coefficient de conductivité thermique des tuyaux 16/20 mm – 0,41 W/mK, 26 mm – 0,39 W/mK.

Exigences générales pour la canalisation métal-plastique selon GOST :

• limite d'écoulement de la couche plastique chaude – jusqu'à 0,3 g/10 minutes ;
• absence de délaminage du bord avant lors d'un étirement jusqu'à 10 % ;
• résistance minimale admissible au délaminage sous charge – 15 N/cm, sans charge – à partir de 50 N/cm ;
• réticulation des couches de polyéthylène – à partir de 60 % ;
• stabilité thermique des composants plastiques ;
• valeur limite de perméabilité à l'oxygène à une température de +40°C – 0,32 mg/m²*jour, à +80°C – 3,6 mg/m²*jour ;
• degré de résistance des polymères utilisés – de 8 à 12 MPa ;
• température de début d'écoulement de la composition adhésive – minimum +120°C.

GOST réglemente également les paramètres environnementaux. La teneur en substances volatiles dans les tuyaux métal-plastique ne doit pas dépasser 0,035 %.

Caractéristiques physico-techniques moyennes de base :

1. Assortiment. Les fabricants proposent des produits métal-plastique avec une section intérieure de 14 à 60 mm, une épaisseur de paroi de 2 à 3 mm. Longueur de la bobine : 50 à 200 m.
2. Résistance. Sous charge transversale, la résistance minimale à la rupture est de 2880 N. La résistance de la soudure au métal et de la liaison adhésive est de 57 et 70 N/mm².
3. Résistance thermique. Le composite conserve ses caractéristiques dans une plage de température de +95°C. Un pic de courte durée jusqu'à +110°C est admissible ; à -40°C, le thermoplastique gèle.
4. Paramètres linéaires. Le rayon de courbure est directement proportionnel au diamètre de la canalisation. En installation manuelle, la valeur est de 80 à 125 mm, en installation mécanique (cintreuse ou gabarit) – 46 à 95 mm.

La valeur limite de pression dans le système dépend de la température du fluide transporté.

À une température du fluide caloporteur de 25°C, le produit supporte une pression de 25 atmosphères ; à 95°C, 10 atmosphères. Si le liquide transporté est à 20°C, la rupture de la canalisation se produira sous une pression supérieure à 80 atmosphères.

Conformément aux normes d'exploitation indiquées dans la fiche technique, la durée de vie du métal-plastique est de 50 ans. Une utilisation dans les réseaux techniques « chauds » (température du fluide caloporteur supérieure à 25-30°C) réduit la période de fonctionnement à 25 ans.

Qualités opérationnelles et domaine d'application

La structure et les caractéristiques techniques du métal-plastique confèrent plusieurs atouts à la canalisation composite.

Parmi les aspects positifs de l'exploitation, on compte :

• Résistance à la corrosion – la surface intérieure ne se couvre pas de rouille et ne s'envase pas ;
• Bonne capacité de débit grâce à la faible résistance hydraulique de la canalisation ;
• Inertie chimique vis-à-vis de la plupart des substances toxiques et des environnements agressifs ;
• flexibilité, permettant lors de l'installation de la conduite de minimiser le nombre de connecteurs et de pièces d'angle ;
• Étanchéité aux gaz – les éléments du système de canalisation (radiateurs, chaudières, équipements de pompage) sont protégés des effets néfastes de l'oxygène ;
• Absorption acoustique – transport silencieux du liquide le long des réseaux techniques ;
• Résistance à l'usure, facilité d'utilisation et absence de besoin d'entretien supplémentaire.

Les tuyaux sont légers, donc faciles à transporter et à installer. Avantages supplémentaires : esthétique, prix abordable et utilisation pratiquement sans déchets.

L'assemblage de la canalisation à l'aide de raccords à sertir assure une liaison étanche et fiable de la ligne – cela permet de réaliser un cheminement dissimulé de la canalisation et d'effectuer un coulage de béton.

Outre les aspects positifs, le métal-plastique présente également des inconvénients :

1. Différence de dilatation thermique. Le plastique s'adapte plus rapidement aux variations de température de l'eau que l'aluminium. Cette différence affecte négativement le matériau – avec le temps, les raccords se desserrent et le risque de fuite augmente.
2. Exigences de cintrage. Un pliage/dépliage répété ou un cintrage unique excessif peut entraîner une déformation des couches du tuyau métal-plastique.
3. Sensibilité aux rayons UV. La couche externe en polymère perd ses propriétés protectrices en cas d'exposition prolongée aux ultraviolets.

Le montage de la canalisation métal-polymère se fait à l'aide de raccords à sertir.

En cas d'utilisation de produits de qualité médiocre et de non-respect de la technique d'installation, un délaminage de la structure du métal-plastique et une fissuration de la couche plastique externe sont possibles.

Ces déformations peuvent être la conséquence du gel du fluide caloporteur dans la conduite. Solution : isoler la canalisation lors de l'installation ou remplacer l'eau transportée dans le système de chauffage par un liquide antigel.

Les propriétés opérationnelles des tubes métal-polymère permettent de les utiliser dans la construction privée, industrielle et dans d'autres domaines économiques.

Principaux domaines d'application :

• réseaux de systèmes d'alimentation en eau ;
• alimentation en liquides agressifs, gaz dans l'agriculture et les sites industriels ;
• aménagement de « planchers chauffants à eau », y compris pour le chauffage du sol dans les serres ;
• isolation de câbles et fils électriques.

Les raccords en composite métal-plastique sont largement utilisés dans l'installation de systèmes de ventilation, de climatisation et d'arrosage à partir de puits.

À condition que la « gaine intérieure » du tube soit fabriquée en plastique alimentaire, l'utilisation d'une canalisation métal-polymère pour la distribution d'eau potable est autorisée.

Limitations d'utilisation :

• locaux classés selon les normes de sécurité incendie dans la catégorie « G » – où se trouvent des substances dont le traitement s'accompagne de dégagement de chaleur ou d'apparition d'étincelles ;
• bâtiments avec sources de chaleur, si leur température de chauffage dépasse 150 °C ;
• chauffage centralisé avec « raccordement » du nœud d'élévateur ;
• lors de l'alimentation en caloporteur chaud avec une pression de service à partir de 10 bar.

Il n'est pas recommandé d'intégrer des composants métal-plastique dans les canalisations techniques de type ouvert. Les sauts de température et l'utilisation par temps de gel entraîneront la destruction de la canalisation.

Choix des produits en métal & plastique

La qualité et les conditions d'utilisation des produits métal-plastique dépendent du type de composant polymère, des dimensions, de la technologie de raccordement du manchon en aluminium et de la fiabilité du fabricant. Selon ces critères, on peut classer l'ensemble de la gamme de produits tubulaires.

Type de polymère utilisé

En fonction de la composition, le plastique pour la fabrication de tuyaux est divisé en deux groupes : les polymères haute pression et basse pression.

Au premier groupe appartiennent :

• PEX– polyéthylène réticulé ;
• PE-RT – polymère thermorésistant.

PEX – polyéthylène avec des chaînes moléculaires « réticulées ». Les liaisons transversales transforment la structure linéaire en une liaison tridimensionnelle stable.

Comparaison de la structure moléculaire du polyéthylène traditionnel (à gauche) et du polymère PEX. La particularité du polymère réticulé est une qualité de « mémoire » particulière. En cas de légère déformation, les produits tendent à retrouver leur forme initiale.

Cette propriété améliore la résistance des canalisations aux coups de bélier.

Le type de liaisons intermoléculaires est déterminé par le catalyseur utilisé pour la réticulation :

1. PEX-A. De nouvelles chaînes à l'intérieur de la structure résultent du traitement du polyéthylène par le peroxyde. Le niveau maximal de « réticulation » est atteint – jusqu'à 85%. Avantages : conservation de l'élasticité, haute résistance et « mémoire » moléculaire marquée. Inconvénient – coût élevé de la technologie, et par conséquent – prix élevé des tuyaux.
2. PEX-B. Alternative optimale aux « liaisons A ». Méthode de réticulation utilisant le silane. Principal avantage – réduction des coûts de production. Nuances technologiques : degré de réticulation – 65%, diminution de l'élasticité, restrictions plus strictes sur le coude du tuyau. Dans les polymères PEX-B, un processus de réticulation lent persiste – le matériau modifie ses caractéristiques initiales avec le temps.
3. PEX-C. Formation de nouvelles liaisons sous l'effet du rayonnement électronique. Les paramètres qualitatifs du produit fini sont nettement inférieurs à ceux des tuyaux de catégorie PEX-A. Plus – faible coût.
4. PEX-D. Les liaisons intermoléculaires résultent d'un traitement à l'azote. Les tuyaux PEX-D ne résistent pas à la concurrence de leurs homologues, leur production est réduite.

Les tubes RE-RT se distinguent par une résistance thermique à long terme. Le polyéthylène thermostable possède de nombreuses liaisons intermoléculaires stables. La production utilise des techniques de processus contrôlés de formation spatiale de macromolécules.

La structure en réseau augmente la résistance du matériau et améliore la résistance à la flexion. Un avantage important est la thermoplasticité. L'assemblage par raccords et par soudage est possible. Cette dernière méthode améliore la fiabilité de la liaison.

Grâce aux hautes caractéristiques techniques des tubes multicouches en polymère RE-RT, leur champ d'application est élargi. La canalisation supporte des températures jusqu'à +124°C et ne craint pas le gel.

Pour l'installation d'une canalisation « froide », les modèles en polyéthylène basse pression conviennent. Désignations possibles : PE-RS, PE, PEHD, HDPE. Caractéristiques des matériaux :

• la température de 70°C est critique – les tubes se déforment ;
• la pression maximale du système – 8-10 bars ;
• dégradation des propriétés sous l'effet du soleil.

Le matériau composite à base de métal et de polymères basse pression est choisi dans le but de « réduire » le budget pour l'installation de la canalisation.

Dimensions du tube : diamètre et épaisseur du renfort

La dimension de la canalisation est déterminée par son domaine d'utilisation. Dans la gamme des principaux fabricants, des modèles avec un diamètre extérieur de 16 à 50 mm sont disponibles.

Les modèles les plus demandés pour un usage domestique sont les tubes de section 16, 20 mm. L'épaisseur standard de la paroi de ces dimensions est de 2 mm, et l'armature en aluminium de 0,2 mm.

Ci-dessous sont présentées les caractéristiques et les particularités d'utilisation des tubes de diamètre XX*YY, où XX est la section extérieure, YY le diamètre intérieur.

16*12. Les tubes sont principalement utilisés pour l'installation du circuit d'eau (alimentation en eau des compteurs, des mitigeurs) et du système de chauffage de la maison. Pour la canalisation principale, des produits de plus grand diamètre peuvent être utilisés.

20*16. Installation de « plancher chauffant », de systèmes d'alimentation en eau. Les raccords ont une meilleure capacité de débit par rapport aux modèles précédents, il est donc recommandé de les installer en cas de pression d'eau instable.

26*20. L'épaisseur des parois est de 3 mm. Cette variante est préférablement utilisée dans une maison individuelle pour des systèmes autonomes, où il est important de garantir une certaine réserve de capacité de débit en cas d'éventuelles « perturbations » de pression.

32*26. Les dimensions du tube permettent de l'utiliser comme colonne montante ou canalisation principale pour les systèmes à basse pression. Le volume du fluide transporté est augmenté grâce à la grande section.

40*32. L'épaisseur est de 3,9 mm. Les tubes sont utilisés pour la pose de longues voies de réseaux techniques dans la construction civile et industrielle. Ils conviennent aux systèmes de traitement de l'eau, de climatisation, d'alimentation en eau individuelle et centralisée.

La fonction des tubes 50*40 avec une paroi de 4 mm est le montage de canalisations technologiques utilisées pour le chauffage/l'alimentation en eau des bâtiments industriels, le chauffage de surfaces extérieures.

L'épaisseur de la couche d'armature détermine la résistance, la flexibilité et la conductivité thermique des tubes.

Lors du choix, les nuances suivantes sont prises en compte :

• Plus la couche d'aluminium est épaisse, plus la canalisation est rigide ;
• Il est plus facile de réaliser un montage soi-même avec des produits dont la couche métallique fait 0,15-0,2 mm ;
• Avec l'augmentation de la proportion d'armature, la perte d'énergie thermique augmente pendant le transport du caloporteur.

Pour les travaux domestiques intérieurs, la taille optimale de la couche d'armature est de 0,3 à 0,5 mm.

Nuances de la technologie de fabrication

Il existe deux méthodes de base pour la production de tubes métal-polymère : la méthode anglaise et la méthode suisse. La principale différence entre les technologies réside dans le type d'assemblage du manchon en aluminium.

Les spécialistes du marketing parlent souvent de la classification des tubes en « soudés » et « sans soudure » en fonction de la technologie de fabrication. Cependant, en approfondissant les bases de la production, on comprend que la soudure de joint est présente dans les deux options ; la différence réside dans son exécution.

La technologie anglaise : soudure par recouvrement. Un tube est formé à partir d'une bande métallique, les bords du « manchon » sont soudés par recouvrement par ultrasons. Des couches de colle et de polymère sont appliquées simultanément sur les faces externe et interne du tube en aluminium.

Le rendement de la technologie « combinée » est de 25 m/min. Le soudage par recouvrement produit les tubes dits soudés. Le coût de production selon la méthode anglaise est inférieur de 30 % à celui de son homologue suisse.

Technologie suisse : soudage bout à bout. Étapes de production :

1. Fabrication du tube en polymère par extrusion.
2. Application de l'adhésif sur la surface externe du plastique.
3. Formation et « laminage » de la couche métallique à partir d'une bande d'aluminium.
4. Assemblage bout à bout des bords du matériau d'armature par soudage à l'arc sous argon ou par soudage laser.
5. Application successive de colle et de polymère sur la surface en aluminium.

Étape finale : refroidissement du produit fini.

La technologie suisse « séparée » est très productive – une machine peut produire jusqu'à 40 m/min. Le coût du produit est augmenté en raison de la formation d'une couche d'aluminium épaisse.

Les affirmations des vendeurs de tubes « sans soudure » concernant leur résistance plus élevée par rapport aux tubes « soudés » ne doivent pas être considérées comme une vérité absolue. Les spécialistes du soudage savent que la résistance d'une soudure par recouvrement est toujours supérieure à celle d'un assemblage bout à bout.

Si l'on considère la résistance de l'aluminium feuilleté comme étant égale à 1, alors pour un assemblage par recouvrement, ce paramètre sera toujours supérieur à 1, et pour un soudage bout à bout, inférieur à 1.

Aperçu des fabricants : rapport qualité-prix

Le classement informel des fabricants de tubes métal-polymère est représenté par des entreprises nationales et étrangères.

Valtec (Italie, Russie). Les systèmes de tuyaux métal-polymère sont fabriqués par la méthode organosilane (PEX-b). Le degré de réticulation de la couche de travail est de 65%, et de la couche externe de protection de 55%. La combinaison de ces caractéristiques a permis d'obtenir un matériau flexible.

Technologie de soudage du cadre en aluminium – bout à bout par méthode TIG, résistance de la colle – 70 N/10 mm. Selon le fabricant, les variations de température ne provoqueront pas de délamination de la structure.

Prix indicatif du produit 16*2 mm – 1 u.e./m, 32*3 mm – 4,5 u.e./m.

Henko (Belgique). Tuyaux à cinq couches fabriqués selon la technologie «sans soudure». On utilise du polyéthylène réticulé PEX-C, degré de réticulation – 60%. Les tuyaux sont disponibles en diamètres 14-40 mm, épaisseur – 2-3,5 mm, longueur de bobine – 5-200 m.

Tous les paramètres des produits Henko sont conformes aux normes GOST. Température de service – 95°C, ce qui est acceptable pour l'installation de systèmes de «plancher chauffant».

Coût moyen pour les raccords de tuyaux de section 20 mm – 0,8 u.e./m.

Oventrop (Allemagne). L'entreprise se spécialise dans la fabrication de tuyaux résistants à la chaleur à base de polymères PE-RT. Grâce à leurs excellentes caractéristiques techniques et opérationnelles, les produits sont considérés comme universels et sont utilisés dans différents domaines de la construction. Prix – environ 1,2 u.e./m.

Comap (France). Pipeline métal-plastique utilisant des composés polymères PEX-C et PEX-B. Les produits se distinguent par une stabilité électrochimique absolue et un faible coefficient d'usure. Les tuyaux de la série Multi-Skin absorbent bien le bruit et conservent la forme de pliage souhaitée.

Nanoplast (Russie). Le fabricant national a mis en production des tuyaux métal-polymère selon la technologie suisse. Particularité du produit – couche de renfort renforcée (épaisseur du métal de 0,3 à 0,55 mm).

Les dimensions proposées sont 16-32 mm, polymère utilisé – PEX, degré de réticulation des liaisons moléculaires du polyéthylène – 70%, rugosité de surface – 0,0015 mm

Décryptage du marquage de fabrication

Le marquage contient des informations de base sur les caractéristiques et l'usage du pipeline. La séquence des valeurs peut différer selon les fabricants.

Désignations standard :

• nom du fabricant ;
• norme de production, numéro de certificat ;
• type de matériaux utilisés ;
• dimensions nominales ;
• la pression maximale admissible ;
• milieu approprié pour le transport ;
• conditions d'exploitation supplémentaires (température).

À la fin, le numéro de lot, d'équipe et la date de fabrication sont affichés.

Lors de l'assemblage de la conduite, il est conseillé de laisser la surface du tube marquée visible. Par la suite, les informations sur le matériau pourraient être nécessaires.

Particularités de l'installation d'une canalisation métallo-plastique

L'assemblage de la conduite à partir de tubes métallo-polymères s'effectue à l'aide de raccords façonnés de trois types : démontables, à compression, à sertir. Pour réaliser les raccords par sertissage, il faut des pinces à sertir, permettant de former une jonction parfaitement étanche.

La connexion des tubes à l'aide de raccords à sertir s'effectue de la manière suivante :

Outre les connexions à sertir traditionnelles, il existe une autre technologie et un type de raccords appelés raccords à glissement. Pour former un joint étanche dans ce cas, en plus des pinces à sertir, on utilise un expandeur pour élargir l'emboîture. Cette méthode est utilisée pour assembler des systèmes installés dans la chape ou dans des rainures.

La pression du manchon coulissant sur le tube élargi installé sur le nipple permet d'obtenir une connexion étanche, mais pour un assemblage ponctuel, il n'est pas toujours opportun d'acheter tout l'outillage.

Les raccords démontables (à pinces) se composent d'un corps, d'une bague de sertissage ouverte et d'un joint en caoutchouc. Un filetage est prévu pour le raccordement aux appareils ménagers.

Ordre de montage :

1. Marquez l'emplacement du raccord et coupez le tube.
2. Enfilez l'écrou et la bague de sertissage sur la canalisation.
3. Installez le raccord et serrez l'écrou.
4. Vérifiez l'étanchéité du raccordement.

Le raccord à compression est considéré comme semi-démontable. Pour assembler la canalisation avec ce type de raccords, un minimum d'outils est nécessaire, une paire de clés suffit :

Les raccords sont faciles à installer :

1. Redressez la canalisation sur une distance de 10 cm au niveau du point de fixation.
2. Coupez le tube net.
3. Traitez les extrémités, enfilez l'écrou et la bague.
4. Enduisez la tige de mastic et insérez-la dans le tube.
5. Serrez l'écrou-raccord.

Le raccordement le plus fiable dans l'assemblage de canalisations métallo-plastiques est obtenu en utilisant des raccords à sertir. Cette méthode est optimale pour l'installation de réseaux de communication encastrés. Pour le montage de la canalisation, il faudra une machine à sertir, un calibreur et un coupe-tube.

Tout d'abord, vous devez calibrer la pièce, enlever le chanfrein et mettre la douille. Insérez le raccord, saisissez la douille avec la pince à sertir et serrez fermement. Le raccord à compression ne peut être utilisé qu'une seule fois.

Des conseils précieux sur la réalisation du sertissage des tubes métallo-plastiques sont présentés dans l'article suivant, qui détaille toutes les nuances de montage.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Comparaison de la résistance des canalisations multicouches et polypropylène à haute pression :

Vidéo éducative sur le montage étape par étape d'une canalisation multicouche à l'aide de raccords à compression :

Les tubes multicouches – une symbiose des avantages des deux matériaux. La structure combinée élargit le champ d'application des produits métallo-polymères dans les systèmes d'ingénierie des communications de divers projets de construction. Des arguments de poids en faveur : la durabilité et un prix abordable.

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