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Calculateur Hydraulique
Pertes de charge · Calorifuge — Darcy-Weisbach / EN 14336
Pertes de charge · Calorifuge — Darcy-Weisbach / EN 14336
Calcul des pertes de charge linéaires et singulières (Darcy-Weisbach / Colebrook-White) et dimensionnement du calorifuge selon l'arrêté du 3 mai 2007.
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Cet outil de calcul hydraulique est développé par CoDeIng, bureau d'études techniques CVC à Marseille. Il intègre deux modules : le calcul des pertes de charge en réseaux de tuyauteries (formule de Darcy-Weisbach avec coefficient de Colebrook-White) et le dimensionnement du calorifuge selon les exigences de l'arrêté du 3 mai 2007 (anciennement RT 2005) et la norme EN 14336. L'outil s'applique aux réseaux de chauffage, refroidissement, eau glacée et eau chaude sanitaire en circulation.
La perte de charge linéaire dans une canalisation est calculée par la formule de Darcy-Weisbach :
ΔP = f × (L/D) × (ρ × v²/2)
où f est le coefficient de frottement de Darcy calculé selon l'équation implicite de Colebrook-White :
1/√f = −2 log(ε/(3.7×D) + 2.51/(Re×√f))
Le nombre de Reynolds (Re = v×D/ν) détermine le régime d'écoulement : laminaire (Re < 2 300), transitoire (2 300 < Re < 4 000), ou turbulent (Re > 4 000). Pour les applications CVC, l'écoulement est généralement turbulent. La rugosité absolue ε retenue est de 0,046 mm pour l'acier noir, 0,0015 mm pour le cuivre et l'acier inoxydable, 0,007 mm pour les tubes en PER/multicouche.
Les pertes de charge singulières (coudes, tés, vannes, réductions) sont calculées par la méthode des longueurs équivalentes ou des coefficients ζ selon le type de singularité. L'outil totalise les pertes de charge linéaires et singulières pour chaque tronçon du circuit le plus défavorable, permettant de sélectionner la pompe de circulation (débit nominal + hauteur manométrique totale).
Les vitesses d'eau admissibles dans les canalisations CVC selon les recommandations professionnelles (DTU 65.11, guide COSTIC) sont : 0,5 à 1 m/s pour les colonnes montantes et distributions horizontales, 1 à 1,5 m/s pour les collecteurs et bouteilles de découplage, 1,5 à 2 m/s pour les liaisons pompe-échangeur. Au-delà de 2 m/s, des risques d'érosion, de bruit et de cavitation apparaissent. L'outil signale les tronçons hors plage recommandée.
L'isolation thermique des canalisations de chauffage, refroidissement et eau chaude sanitaire est réglementée par l'arrêté du 3 mai 2007 relatif aux caractéristiques thermiques et aux exigences de performance énergétique des bâtiments neufs. La norme EN 14336 définit les règles de mise en œuvre des installations de chauffage à eau chaude, dont les épaisseurs minimales d'isolant.
L'épaisseur minimale de calorifuge est déterminée en fonction du diamètre extérieur de la tuyauterie, de la température du fluide, de la position de la canalisation (intérieur chauffé, non chauffé, extérieur) et de la conductivité thermique de l'isolant (λ en W/m·K). Les matériaux couramment utilisés sont la laine de roche (λ = 0,035 à 0,040 W/m·K), le polyéthylène expansé (λ = 0,040 W/m·K), l'élastomère cellulaire (λ = 0,036 W/m·K) et la mousse phénolique (λ = 0,025 W/m·K).
L'outil calcule l'épaisseur réglementaire minimale pour chaque tronçon et propose l'épaisseur commerciale normalisée immédiatement supérieure (séries 9, 13, 19, 25, 32, 40, 50 mm selon ISO 10508).
Quelle différence entre pertes de charge linéaires et singulières ?
Les pertes de charge linéaires sont dues au frottement du fluide contre la paroi sur toute la longueur du tronçon. Les pertes de charge singulières proviennent des obstacles locaux : coudes, vannes, tés, réductions de section, clapets. En règle générale, on majore les pertes de charge linéaires de 30 à 50 % pour tenir compte des singulières dans les réseaux courants.
Comment dimensionner une pompe de circulation à partir de ces calculs ?
La pompe doit fournir le débit nominal du circuit (somme des débits des émetteurs) à la hauteur manométrique totale (HMT) du circuit le plus défavorable. La HMT est égale à la somme des pertes de charge linéaires et singulières du circuit aller-retour le plus long. Sélectionnez la pompe dont la courbe caractéristique passe par le point de fonctionnement (débit nominal, HMT).
L'épaisseur de calorifuge calculée est-elle obligatoire ?
Les épaisseurs définies par l'arrêté du 3 mai 2007 sont réglementairement obligatoires pour les bâtiments neufs en France. Pour les rénovations, elles constituent la référence de bonne pratique. Des épaisseurs supérieures peuvent être justifiées pour des raisons économiques (retour sur investissement énergétique) ou pour limiter la condensation sur les réseaux froid.
Le calculateur prend-il en compte les fluides caloporteurs glycolés ?
Oui. L'outil intègre les propriétés physiques (viscosité dynamique, masse volumique, conductivité thermique) du mélange eau/glycol en fonction du pourcentage de glycol et de la température, ce qui modifie le nombre de Reynolds et donc le coefficient de frottement par rapport à l'eau pure.
Outil développé par CoDeIng — Bureau d'études techniques CVC et Plomberie à Marseille. Utilisation gratuite, sans inscription.