L'Art de la Dérivation en Tuyauterie : Maîtrise des Flux et Optimisation des Réseaux

Les tuyaux de dérivation, souvent sous-estimés mais ô combien essentiels, sont les maestros discrets des systèmes de plomberie. Ils guident les liquides ou les gaz là où ils doivent aller, que ce soit pour une maison, un commerce, une usine ou même une installation d'aspiration de copeaux de bois. Comprendre leur rôle est la clé pour booster l’efficacité de vos installations. Cet article plonge dans leur univers, leurs types, leurs usages et la manière dont ces tuyaux de dérivation rendent vos réseaux plus malins, en explorant également les spécificités d'installation et de maintenance.

Comprendre les Tuyaux de Dérivation

Comme leur nom le laisse deviner, les tuyaux de dérivation sont des prolongements de la canalisation principale qui répartissent les fluides vers différents endroits. Ils veillent à ce que tout coule dans le bon sens et maintiennent la pression au point - des alliés précieux dans tout système de plomberie. Fabriqués en PVC, cuivre, acier inoxydable ou autres matériaux, ces tuyaux de dérivation s’adaptent aux besoins spécifiques de chaque application selon le fluide transporté, la pression, la température ou les conditions ambiantes.

Typologies de Tuyaux de Dérivation

Les dérivations se présentent sous diverses formes, chacune adaptée à des besoins spécifiques :

• En T : Les plus répandus, avec leur forme en T qui envoie le fluide dans deux directions perpendiculaires à la canalisation principale. Ces raccords sont idéaux pour créer des bifurcations simples.
• En Y : Similaires aux raccords en T, mais avec une forme en Y plus douce pour des transitions fluides. Ils sont parfaits quand il faut éviter les à-coups et minimiser les pertes de charge, notamment dans les systèmes d'aspiration où un écoulement laminaire est préférable.
• En croix : Avec leur look en croix, ces tuyaux de dérivation distribuent dans quatre directions, idéaux pour les réseaux complexes nécessitant une répartition multidirectionnelle depuis un point central.
• De réduction : Ils passent d’un gros diamètre à un plus petit (ou l’inverse), reliant des tuyaux de tailles différentes sans perdre une goutte d’efficacité. Ces réducteurs sont cruciaux pour adapter les diamètres de tuyauterie aux exigences des équipements connectés.

Applications et Avantages des Dérivations

Les dérivations brillent dans de nombreux domaines grâce à leur polyvalence et leur capacité à optimiser les réseaux.

Secteurs d'Application

• La plomberie résidentielle : pour l’eau ou les évacuations. Elles permettent d'alimenter les différents points d'eau d'une maison, comme la cuisine, la salle de bain ou les toilettes, et d'organiser les systèmes d'évacuation des eaux usées.
• Les bâtiments commerciaux : hôtels, bureaux, centres commerciaux - pour les toilettes ou les systèmes de chauffage et climatisation. Dans ces environnements complexes, les dérivations sont essentielles pour distribuer les fluides de manière efficace et réguler les températures.
• Les usines, raffineries ou unités chimiques : où ils transportent et répartissent les fluides comme des pros. La robustesse et la fiabilité des dérivations sont primordiales dans ces contextes industriels où les conditions sont souvent exigeantes.
• Les systèmes d'aspiration de copeaux de bois : un domaine spécifique où l'efficacité des dérivations est cruciale. Une bonne conception du réseau de dérivation permet de maximiser la puissance d'aspiration et de minimiser les pertes de charge.

Atouts Majeurs

• Distribution au top : Les tuyaux de dérivation assurent un débit régulier, réduisant les pertes et dopant les performances. Une bonne conception réduit les turbulences et les obstructions.
• Sur mesure : Avec leurs tailles et formes variées, ils s’adaptent aux besoins précis, économisant du matériel et des efforts. Cette adaptabilité permet de créer des systèmes optimisés et évolutifs.
• Fiabilité béton : Bien posés, ces tuyaux de dérivation évitent stagnation, corrosion et bouchons, prolongeant la vie de vos réseaux et allégeant les frais d’entretien. La qualité des matériaux et des assemblages est un gage de durabilité.

Règles d'Incorporation et d'Installation des Canalisations

Les règles d'incorporation des canalisations sont indépendantes du type de fluide (eau ou gaz), mais des spécificités existent selon la nature du bâtiment et le type de dallage.

Canalisations en Maison Individuelle

En maison individuelle, les canalisations peuvent être placées sous le dallage ou incorporées dans le dallage.

• Canalisations d'eau froide enterrées : Elles doivent être disposées sur un lit de pose, sans fourreau. Le fond de fouille est dressé ou corrigé à l'aide d'éléments fins et homogènes (terre épierrée, sable) damés de sorte que les tuyauteries reposent sur le sol sur toute leur longueur. Le remblayage de la fouille doit être exécuté en éléments fins et homogènes (terre épierrée, sable) jusqu'à 0,20 m au-dessus de la tuyauterie. Au-delà, le remblayage est effectué en tout-venant par couches successives et damées.
• Enrobage dans le mortier de pose des carrelages scellés : L'enrobage de tuyau dans le mortier de pose des carrelages scellés n'est pas autorisé en raison du risque d'endommager la canalisation lors d'une intervention ultérieure sur le carrelage. Le tuyau doit être inclus dans un ravoirage adapté.

Canalisations dans les Autres Bâtiments (Collectifs, Tertiaires, Industriels)

La position des canalisations dépend de la nature du dallage :

• Dallage armé : Les canalisations d'eau froide peuvent être placées dans ou sous le dallage. Les canalisations d'eau chaude ne peuvent être qu'incorporées.
• Traversées verticales : Les traversées verticales de dallages ou planchers sont autorisées avec des fourreaux. Les fourreaux doivent être mis en œuvre avant exécution de la chape ou dalle flottante.
• Enrobage de tuyauterie : L'enrobage ou l'encastrement de tuyauterie en acier galvanisé ou en cuivre est autorisé avec fourreau dans les bétons et mortiers (Amendement A1). L'enrobage ou l'encastrement de tuyauterie en cuivre, PE-X, PB et multicouches est autorisé dans le plâtre.
• Saignées : Les saignées dans les éléments porteurs (dalles, poteaux, voiles porteurs, …) ne sont pas autorisées. Les saignées dans les carreaux de plâtre sont effectuées à la rainureuse, à l'exclusion du burin. Les saignées dans les briques plâtrières sont effectuées à la rainureuse ; le burin est admis.
• Protection externe des canalisations : La protection externe des canalisations doit être reconstituée au droit des piquages et des assemblages métalliques.
• Fourreaux pour PE-X, PB et multicouches : Les canalisations en PE-X, PB et multicouches doivent être mises sous fourreaux dès lors que la température du fluide est susceptible de dépasser 60°C.
• Gaine : La gaine (ou le groupe de gaines) doit présenter un enrobage minimal de 30 mm par rapport à la fibre supérieure du plancher.
• Gaz : Les parcours des conduites de gaz doivent être conformes à la norme. Ainsi, le gaz ne peut pas passer au-dessus d'un vide sanitaire, pour éviter tout risque d'accumulation.

Assemblage et Accessibilité

Quand les tuyaux sont inaccessibles (dans l'épaisseur d'une dalle, d'une chape ou d'un ravoirage), les seuls modes d'assemblage autorisés sont la soudure pour les matériaux métalliques ou le collage pour les plastiques. Les raccords mécaniques doivent demeurer accessibles, à une exception près : le siphon de sol des douches à l'italienne (NF DTU 60.1).

Mises en Œuvre Pratiques des Dérivations

Que ce soit pour de nouveaux branchements, le remplacement de robinetterie ou la réparation de fuites, la plomberie nécessite méthode et bon sens.

Choix des Raccords et Matériaux

Les raccords mécaniques permettent de faire face à toutes les situations, quelle que soit la nature des tuyaux : cuivre et/ou matériau synthétique. Pour les amateurs, la lampe à souder ou le chalumeau peuvent être utilisés lorsque l'occasion se présente.

• Installations existantes en cuivre : Dans l’habitat existant, les installations d’eau sanitaire sont communément en cuivre. La plupart du temps, les tuyauteries sont apparentes et peintes. Si l’on veut créer des dérivations à partir de ces dernières dans la cuisine et la salle de bains, le raccordement soudé est visuellement préférable. Dans les locaux techniques (cave, atelier, garage…), l’aspect pratique passe avant les exigences esthétiques. On peut aussi, avec autant de facilité, brancher une machine à laver à l’aide d’un robinet autoperceur et d’un flexible d’alimentation (idem pour l’évacuation).
• Intervention sur circuit en matériau synthétique : Pour intervenir sur un circuit réalisé d’origine en matériau synthétique, il faut déjà pouvoir y accéder. C’est concevable si l’installation est apparente, coffrée ou cachée sous une plaque de doublage qui peut être découpée.

Étapes Générales d'Intervention

Avant toute intervention, il faut fermer l’arrivée d’eau et ouvrir les robinets branchés sur le circuit, afin de vidanger celui-ci. Ensuite, les colliers de maintien situés de part et d’autre du futur point de branchement sont à dévisser. Cela permet d’écarter le tuyau du mur pour la suite des opérations, quelle que soit la nature du repiquage.

• Préparation du point de branchement : Délimitée par deux traits de crayon ou de stylo-feutre, la partie à enlever correspond à la longueur mesurée entre les épaulements du raccord. Lors de l’achat, attention à choisir ce dernier avec les bons emboîtements ou filetages : mâles et/ou femelles.
• Préparation des tubes PER ou multicouches : La préparation des tubes PER ou multicouches obéit à la même logique que le montage sur une canalisation en cuivre. Toutefois, l’outil de coupe a tendance à écraser les tubes, que le matériau soit souple ou rigide.
• Raccords automatiques : Pour une petite installation, l’ajout d’un lavabo ou d’un lave-mains par exemple, le raccord automatique à emboîtement est une bonne solution. Il se monte rapidement, sans outil.
• Jonction de matériaux différents : Nulle obligation d’employer le même matériau lorsque l’on désire créer un nouveau branchement à partir d’une tuyauterie en cuivre. Différents types de raccords sont envisageables pour réaliser la jonction : à emboîtement, à glissement, à sertir… En l’absence d’un outillage spécifique, un modèle à visser "double union" bicônique ou à compression convient parfaitement. Le raccord doit comporter deux entrées de diamètre adapté à celui des tubes à raccorder. Pour l’alimentation d’un lavabo, on peut utiliser du PER de même diamètre nominal (DN) que le cuivre : soit, normalement, DN 12. La très faible différence d’épaisseur entre les deux matériaux (1/10e mm) n’aura guère d’incidence sur le débit.
• Robinets autoperceurs : Les robinets autoperceurs permettent d’alimenter, très rapidement, n’importe quel appareil électroménager ou sanitaire. Ils se composent d’un croisillon solidaire d’un raccord fileté et d’une bride de fixation en deux parties. Celle-ci se monte sur l’alimentation existante à la manière d’un collier de serrage. En y assemblant le corps du robinet, on actionne une vis pointeau qui perce progressivement le tuyau.
• Brasage : Il existe deux types de brasage : le tendre à l’étain et le fort à l’argent ou au cuivre-phosphore. Outre le collet battu, le prolongement d’un circuit peut être effectué par emboîture, à l’aide d’une pince spécifique équipée d’une douille au diamètre du tuyau.
• Étanchéité des raccords : Bien que les raccords pression à visser comportent des joints d’étanchéité, celle-ci demande à être renforcée au montage. On peut appliquer sur le cône une fine couche de pâte spécifique chargée de faciliter le vissage du raccord. Moins connue, la résine anaérobie joue le même rôle.
• Dérivations sur colonnes de chute : L’assemblage de plusieurs tubes d’évacuation à une colonne de chute s’effectue normalement par le biais d’une culotte de branchement. Sur une chute existante, la procédure demande un certain savoir-faire pour réaliser des découpes précises et des emboîtements étanches. Si l’on n’a qu’un écoulement supplémentaire à créer, il suffit de poser une selle de raccordement. Plus question de scier, il suffit de percer la colonne à la scie cloche au diamètre de la nouvelle évacuation. Après perçage, le bord du trou est ébavuré à la lime douce. Les surfaces de contact sont dépolies à la toile émeri et dégraissées (alcool à brûler, substitut de trichloréthylène…). Les selles de branchement en PVC sont proposées en plusieurs dimensions.
• Colliers de fixation : On dispose d’un grand choix de colliers de fixation, simples ou doubles, pour tubes PER et multicouches. Les modèles avec tige filetée moulée offrent un gain de temps appréciable.
• Vérification des raccords à sertir : La bague des raccords à sertir comporte des petites fenêtres rectangulaires ou rondes servant à vérifier la justesse du montage. Le tube est bien positionné en fond de butée quand sa couleur apparaît dans la découpe.
• Kit douche pour W.-C. : Dans l’esprit des toilettes japonaises, ce kit douche pour W.-C. se branche sur l’arrivée d’eau existante à l’aide de son robinet autoperceur intégré.
• Réparation de fuites : Les fuites d’eau ont différentes causes, pas toujours aisées à réparer dans l’urgence. Un collier en fonte est précisément conçu pour colmater rapidement un tuyau de cuivre percé.

Optimisation des Systèmes d'Aspiration de Copeaux de Bois

Dans l'industrie du bois ou pour les ateliers individuels, l'optimisation des systèmes d'aspiration est cruciale pour la qualité de l'air et l'efficacité des machines.

Conception d'un Réseau d'Aspiration Efficace

La densité moyenne de poussière par mètre cube d’air aspiré est retenue comme autour de 50 mg/m³ en industrie du bois. Pour obtenir un système d'aspiration acceptable et efficace, il est fortement recommandé de concevoir un réseau avec une conduite principale et des dérivations adaptées.

• Conduite principale : Même dans le cas d'une machine itinérante selon les besoins et la place disponible, il est très intéressant de faire un réseau au moyen d’une conduite principale pouvant longer le garage dans l’angle de plafond (par exemple). Une conduite en D200 est parfaitement indiquée car cela créerait une vitesse interne idéale de 28m/s.
• Piquages verticaux : Sur cette ligne principale, il est possible d'effectuer des « piquages » verticaux en tuyaux rigides D125 descendant le long du mur jusqu’à hauteur de nombril au moyen de dérivations à 45° et d'une trappe ou un bouchon de fermeture chacune. Il ne resterait qu’à brancher des tuyaux souples annelés sur ces sorties murales au gré des déplacements des machines ou du nombre de machines à venir, les autres sorties inutilisées étant bien évidemment bouchées.
• Récapitulatif de la configuration idéale : En sortie de machine un adaptateur 150/200mm, une ligne principale de longueur 5 à 6 m avec des coudes à 45° seulement en D200 le long du garage, sur laquelle se branchent plusieurs piquages verticaux espacés (x2 ou 3) avec raccord à 45° que l'on peut faire exceptionnellement en D125 car la distance sortie-plafond est inférieure à 2m.
• Longueur des tuyaux souples : L'épaisseur de D120/125 minimum est un très bon choix, mais il est préférable que sa longueur totale ne dépasse pas 1,5 à 2 m maxi.

Matériaux et Coût

Le choix des matériaux pour le réseau d'aspiration a un impact significatif sur le coût et la performance.

• Tuyau galva vs PVC : En règle générale, quand une installation en D160 à D200 et en tuyau galva, on lui attribue un coefficient de 100 pour le prix. La même installation en PVC, à un coefficient de 63, soit 37 % d’économie (un tiers). Tout en respectant une sécurité qui a été prouvée, il est tout à fait possible de faire l’intégralité de l’installation en tuyaux PVC, et raccourcir au maximum les tuyaux souples annelés en PU. La fonctionnalité est garantie et l’économie est maximale. Pour l’achat du PVC en D200, il est obligatoire d'aller chez un revendeur professionnel.
• Tuyau PU souple : Le mètre linéaire du tuyau PU souple de qualité sérieuse, à un coefficient de 230 %. Son coût est donc nettement plus élevé.

Éviter les Erreurs Courantes

Une aspiration de copeaux mal conçue peut conduire à des résultats médiocres, même avec un bon aspirateur.

• Système insuffisant : Une réduction 150/120mm avec une dérivation galva à 30 degrés et un tuyau souple de diamètre 120mm créerait une "laborieuse suceuse à guimauves qui demandera de l’investissement et du travail pour un résultat médiocre". Il est essentiel de réfléchir à l'idée d'une ligne principale en PVC en D200 dans l’angle supérieur le long du plafond du garage, avec des « descentes » en D125.
• Aspiration trop puissante : Au besoin, si l'aspiration à la machine est trop puissante (oui, oui, trop puissant !), il faudra ajuster le système.

Filtration et Rejet de l'Air

La gestion de l'air sortant du système d'aspiration est également importante.

• Cartouche de filtrage : L’idéal serait de pouvoir emballer la cartouche de filtrage dans un grand manchon en tissu étanche aux poussières et ainsi de rejeter directement l’air sortant de la cartouche à l’extérieur par un trou pratiqué dans le mur de l’atelier.
• Rejet direct en hiver : En hiver, si le garage n’est de toute façon pas chauffé, on peut revenir à l’ancienne méthode où l’air sortant de la cartouche est vidé directement dans l’atelier… mais cette solution est moins efficace pour la qualité de l'air.

Amélioration des Circuits d'Eau Sanitaire Existants

Les réseaux d'eau sanitaire existants, souvent en cuivre, peuvent être améliorés pour plus de sécurité et de commodité.

• Absence de nourrices : Le réseau d’eau sanitaire dans l’existant, généralement en cuivre, ne dispose pas de nourrices. Ces dernières permettent de couper individuellement chaque circuit en cas de fuite (eau chaude ou froide de la douche, de la baignoire, de l’évier, etc.).
• Installation de vannes d'arrêt : En l’absence de collecteurs et si le réseau en cuivre ne dispose pas de vannes d’arrêt, on peut installer des vannes en amont de chaque pièce (cuisine, salle de bains, buanderie…).
• Raccords coudés : Il existe des raccords coudés qui permettent de réaliser des chapeaux de gendarme sur une installation en cuivre, sans les contraintes du cintrage. Ces raccords se vendent entre 4 et 12 €, selon le modèle, dans les diamètres courants.

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