Qu’est-ce qu’un “coup de bélier” et comment l’éviter ?
Le phénomène appelé “coup de bélier” est à l’origine de variations de pression dans les circuits de distribution d’eau. Les chocs générés par les coups de bélier peuvent à terme endommager les canalisations et provoquer d’importants dégâts sur la plomberie. D’où vient ce phénomène ? Quelles sont les conséquences sur une installation sanitaire ? Et surtout, comment y remédier ? Notre expert vous dit tout !
SOMMAIRE
Un coup de bélier, c’est quoi ?
Le coup de bélier est un phénomène de surpression qui se manifeste lors de la variation soudaine de la vitesse d’un fluide dans un réseau de canalisation. Il se produit par exemple au moment de la fermeture rapide d’une vanne ou d’un robinet, ou lors de l’arrêt d’une pompe. Lors de la fermeture d’un robinet, l’inertie de l’eau en mouvement est subitement freinée. Cela génère une pression élevée ainsi qu’une onde de choc. Cette onde de surpression qui parcourt la tuyauterie se traduit alors par des vibrations et un bruit sourd, rappelant le son d’un coup de marteau.
La modification dynamique de la pression peut avoir de sérieuses conséquences sur vos installations sanitaires, robinetterie et tuyauterie. Elle peut d’ailleurs entraîner la rupture de la conduite dans le cas de grosses installations, du fait de la quantité de liquide en mouvement.
Quelles sont les causes et conséquences du coup de bélier ?
Le coup de bélier, un phénomène physique aux causes diverses
Les causes du coup de bélier sont diverses mais restent fréquentes lors de l’arrêt d’une installation hydraulique. Il se produit généralement lors de la fermeture soudaine d’une vanne à une extrémité du système de tuyauterie.
En effet, lorsque vous fermez une vanne ou un robinet, l’eau continue de circuler à une certaine vitesse dans les canalisations. La modification rapide de la vitesse du fluide génère alors une pression élevée ainsi qu’ une onde de choc dans la canalisation. On l’appelle également choc hydraulique. En raison de l’inertie du fluide, la vitesse d’écoulement du fluide ne peut plus s’adapter à la nouvelle situation. En conséquence, le fluide se déforme entraînant des modifications dynamiques de la pression. L’énergie élastique véhiculée par la propagation d’ondes hydrauliques peut causer de graves problèmes et endommager vos installations. Si la pression est suffisamment élevée, un coup de bélier peut provoquer une rupture du tuyau ou d’un équipement de robinetterie.
Les coups de bélier sont des phénomènes courants. Dans une installation de plomberie domestique, le coup de bélier peut se manifester lorsque l’alimentation en eau d’une machine à laver ou d’un lave-vaisselle se coupe, produisant un bruit caractéristique assez fort accompagné de vibrations.
Des conséquences néfastes pour vos installations sanitaires
Les conséquences du coup de bélier sont non seulement néfastes, mais elles peuvent également être dangereuses.
Le coup de bélier est dans la plupart des cas hydraulique, c’est-à-dire causé par la variation soudaine du débit d’un liquide. Mais il peut aussi être thermique, et du à la différence de température dans les canalisations, entre la vapeur d’eau chaude et le conduit de la canalisation resté froid. Un condensat se forme alors. Ce dernier génère des appels d’air au sein de vos canalisations.
Il est possible d’installer des purgeurs d’air dans les réseaux de tuyauterie pour résister aux effets néfastes des coups de bélier. Le purgeur automatique sert à évacuer l’air emprisonné dans les installations de chauffage et de climatisation.
D’autres facteurs, comme le dépôt de calcaire, l’accumulation de micro-organismes et résidus liés à la corrosion, ou encore la défaillance d’une pompe, peuvent également provoquer et accentuer les coups de bélier.
A terme, les coups de bélier peuvent engendrer des dégâts matériels tels que :
- Des déformations ou des ruptures de conduites d’eau ;
- Des fuites, par le desserrage des raccords ;
- Des ruptures de membranes de vases d’expansion.
Il convient donc de les éviter avant d’endommager votre installation de plomberie, et plus largement votre logement.
Dans le cas de circuits destinés à l’alimentation de centrales hydrauliques par exemple, l’énergie cinétique doit être impérativement arrêtée lorsque l’eau ne peut être isolée avec une vanne.
En effet, le débit de l’eau circulant dans les tuyauteries et tunnels des usines hydroélectriques étant très importants, l’énergie peut s’avérer extrêmement dangereuse. La force provoquée par un coup de bélier peut être comparable à une explosion. D’ailleurs, les réseaux transportant des fluides dangereux bénéficient d’une attention particulière lors de la conception, de la construction et de l’exploitation.
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Quelles solutions pour éviter le coup de bélier ?
Un coup de bélier n’est jamais bon signe pour votre réseau de plomberie. Les dommages occasionnés à vos tuyauterie, pompe, ou appareils de robinetterie sanitaire ne sont d’ailleurs pas toujours visibles. Il est même fréquent qu’une période assez longue s’écoule avant qu’une canalisation ne se rompt.
Pour ne pas endommager votre plomberie et système de chauffage, des mesures simples sont à mettre en place pour supprimer ou réduire le coup de bélier.
Importance de l’Essai Coup de Bélier
La gestion du phénomène de coup de bélier est cruciale pour la sécurité des systèmes hydrauliques. Des tests spécifiques, comme l’essai coup de bélier, permettent d’évaluer les impacts de ce phénomène et d’identifier des solutions efficaces pour protéger les installations. Une compréhension approfondie de ces tests et de leurs résultats peut considérablement améliorer la résilience de vos systèmes. Pour en savoir plus sur ces essais et leurs applications, vous pouvez consulter notre page dédiée.
Installer un régulateur de pression
L’installation d’un régulateur de pression à l’entrée du réseau d’eau de votre logement permet de réduire la pression de l’alimentation en eau qui traverse les canalisations. Ainsi, à la sortie, la pression de l’eau reste optimale et constante.
Le régulateur de pression permet de protéger votre installation sanitaire des problèmes de surpression et donc des coups de bélier. Il prévient également l’usure de votre robinetterie sanitaire ainsi que de vos appareils électroménagers tels que le lave-linge et le lave-vaisselle.
Utiliser des robinets à vitesse de fermeture lente
Le robinet à fermeture/ouverture lente, ou électrovanne, utilise un dispositif qui réduit la vitesse d’écoulement de l’eau et ferme le robinet après un laps de temps prédéterminé. Si vous constatez des bruits dans vos canalisations lorsque vous utilisez un robinet, vous pouvez alors opter pour cette solution.. En plus d’éviter les coups de bélier, les robinets à fermeture lente vous permettront de faire des économies d’eau.
Opter pour une bouteille anti-pulsatoire ou anti-coup de bélier
La bouteille anti-pulsatoire, également appelée anti-coup de bélier ou anti-bélier, permet de lutter contre les surpressions. Il en existe 2 catégories différentes afin de s’adapter à votre logement, vos besoins en eau et votre installation sanitaire :
- l’anti-bélier à ressort : il se compose d’un système de piston qui absorbe l’onde de choc lorsque l’air s’infiltre dans le circuit d’eau ;
- l’anti-bélier à membrane : la membrane permet de séparer l’air et l’eau ce qui atténue la pression de l’eau dans le circuit et évite l’onde de choc. Ce système est plus résistant et efficace que l’anti bélier à ressort.
Pour qu’un anti-bélier soit efficace, il est important de le positionner près des éléments concernés, et de le poser en dérivation et sur l’alimentation en eau chaude et froide.
Placer un clapet anti-retour
Le clapet anti-retour est un dispositif (une vanne) qui sert à contrôler le sens d’un fluide dans une tuyauterie. Il peut être installé au niveau du compteur d’eau, des différentes évacuations (douche, baignoire, évier…) ou du chauffe-eau. Les clapets anti-retour sont unidirectionnels, c’est-à-dire qu’ils ne permettent qu’un seul sens d’écoulement. Si le liquide change de sens, le clapet se ferme pour protéger le réseau de canalisation – pompes, vannes, etc – des coups de bélier.
Il existe d’autres solutions qui permettent d’éviter les coups de bélier. Par exemple, il est possible de mettre en place une chambre d’équilibre (principalement utilisée dans l’industrie), ou de modifier la tuyauterie droite en ajoutant des coudes ou des lyres de dilatation. Vous pouvez également débrider les canalisations, par le desserrage de colliers trop serrés, ou en agrandissant les scellements trop étroits. Enfin, vous pouvez aussi investir dans des éléments de tuyauterie conçus pour des pressions élevées.
Les normes de robinetterie sanitaire : pour un fonctionnement pérenne des installations sanitaires
Les professionnels du secteur de la distribution d’eau potable, comme les fabricants de composants de plomberie, de tuyauterie, ou de robinetterie, sont conscients des risques et des dangers potentiels causés par les coups de bélier.
D’ailleurs, les équipements de robinetterie sanitaire sont encadrés par des normes et certifications qui garantissent la qualité et la sécurité des produits.
Pour éviter ce phénomène et commercialiser leurs produits, les fabricants doivent donc réaliser des essais conformes aux normes en vigueur. Réalisés en laboratoire sur des bancs d’essais hydrauliques, les essais vont simuler les coups de bélier et vérifier la résistance à la pression des vannes, robinets, raccords de tuyau PE, colliers d’obturation, etc. Le banc de test de pression permet de reproduire les coups de bélier dans les tuyauteries et de tester le vieillissement des composants selon la norme NF EN 13618.
Par conséquent, choisir des équipements de robinetterie certifiés et conformes aux normes est une première étape vers un fonctionnement pérenne des installations. Car les coups de bélier sont non seulement désagréables pour les utilisateurs, mais ils sont surtout néfastes pour les réseaux sanitaires. Bien que souvent bénins, ils doivent néanmoins être pris au sérieux pour éviter d’endommager les tuyauteries.
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