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Fonds de Formation professionnelle de la Construction

MODULE 1.1

Chauffage Central: généralités et dessins teChniques d’installations

ManUEL MODULairE ChaUFFagE CEntraL

MANUEL MODULAIRE CHAUFFAGE CENTRAL

1.1 - Chauffage central: généralitéset dessins techniques d’installation

FONDS DE FORMATION PROFESSIONNELLE DE LA CONSTRUCTION (FFC)

Rue Royale 45 - B-1000 BruxellesTél.: +32 2 210 03 33 – Fax: +32 2 210 03 99

Website: www.laconstruction.be - E-mail: [email protected]

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@ Fonds de Formation professionnelle de la Construction, Bruxelles, 2008.Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation, par quelque procédé que ce soit, réservés pour tous les pays.D/2008/1698/03

Situation

Bien qu’il existe déjà plusieurs publications sur le chauffage cen-tral, celles-ci sont trop souvent théoriques ou même dépassées.La rédaction d’un manuel pratique s’imposait donc pour répon-dre à une demande certaine.

A l’initiative de l’UBIC, sous la houlette de son président, RolandDebruyne, et avec le soutien de la BOUWUNIE, le FFC (Fonds deFormation professionnelle de la Construction) a reçu pour mis-sion la rédaction du “Manuel modulaire Chauffage central”.Quelques volumes sont maintenant disponibles, les autres volu-mes suivront dans le courant des toutes prochaines années.

Certains éléments que l’on retrouve dans le manuel“L’installateur sanitaire” seront traités en lien étroit par le comitéde rédaction de ce manuel.En ce qui concerne le traitement de l’air, nous collaborons avecl’ATIC (l’Association technique du secteur HVAC) et l’ACA (l’or-ganisation professionnelle de l’air conditionné).Notre comité de rédaction se compose de personnes motivéesissues de l’enseignement, de la formation professionnelle etd’entreprises de chauffage.

Notre ouvrage de référence est constitué de différents moduleset s’inspire du profil professionnel. Un module pourra être com-posé de différents volumes. Ainsi, nous retrouvons des volumesaxés sur l’exécution du travail (monteurs), alors que d’autressont orientés vers l’entretien (techniciens) ou le développementde l’installation (installateurs).

Notre manuel veut offrir au lecteur une approche plus visuelle dusujet et alterne pour cela les textes et les illustrations.

Nous voulons rester proches de la réalité et nous en tenir auxprincipes de l’apprentissage des compétences. Voilà pourquoinous accordons la préférence à une orientation pratique dans ladescription de chaque thème. Néanmoins, nos volumes nereprennent pas d’exercices pratiques puisque ce ne sont pasdes manuels scolaires.

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Module 1 - Volume 1: Chauffage central: généralités et dessins techniques d’installation

Avant-propos

Avant-propos

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Autonomie vis-à-vis de la formation

Cet ouvrage de référence est développé de façon à être accessi-ble à différents groupes-cibles.Nous sommes partisans de la formation permanente: ce manuelpourra être consulté aussi bien par un élève d’une école secon-daire, que par un apprenant en formation continue ou par uninstallateur de chauffage central désirant rester informé.

Une approche intégrée

L’installation durable sera intégrée dans les différents modules.Pour éviter les redites, nous avons choisi de consacrer, danschaque volume, un chapitre particulier aux sciences appli-quées.Nous essayerons d’intégrer le plus possible des thèmes tels quela sécurité, la santé et l’environnement. Ceux-ci pourrontnéanmoins être abordés séparément, si nécessaire.Les normes et les publications du CSTC seront traitées dansla même optique.

Stefaan Vanthourenhout,Président du FFC.

Rédaction

Coordination Léon Du Four

Comité de rédaction Paul Adriaenssens, Inge De Saedeleir, Marc Decat, GustaafFlamant, Marc Legrand, Eric Maertens, René Onkelinx,Jacques Rouseu, Patrick Uten

Dessins Thomas De Jongh

Comité de lecture Gaston Ledoyen, René Onkelinx, Alain Hilaert

Contact Vous pouvez adresser toutes vos remarques, questions au:FFC - Rue Royale 45 - 1000 BruxellesTél.: 02 210 03 33 - Fax: 02 210 03 99www.laconstruction.be

Remarque Les dessins d’habitations utilisés sont basés sur les maquet-tes éditées par le FFC et peuvent être utilisés en complément,pour mieux comprendre le caractère tridimensionnel d’un pland’habitation.

Rédaction

Avant-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Table des matières . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1 Le chauffage central . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.2 Confort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.2.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.2.2 Température de l’air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.2.3 Humidité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.2.4 Vitesse de l’air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.2.5 Composition de l’air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.3 Principes de chauffage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.3.1 Classement des systèmes de chauffage . . . . . . . . . . 11

1.3.2 Fluide caloporteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

1.4 Le chauffage central à eau chaude . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

1.4.1 Principe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

1.4.2 Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

1.4.3 Distribution - transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.4.4 Emission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

1.4.5 Régulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2 Lecture de plans et dessins de construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.1 Normalisations et conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.2 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.3 Dessin de projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.3.1 La projection parallèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2.3.2 La projection centrale ou perspective linéaire . . . . . . 30

2.3.3 La perspective naturelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.4 Projections axonométriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.4.2 Isométrie (iso = égal) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.4.3 Dimétrie (di = deux) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2.4.4 Trimétrie (tri= trois) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2.5 Projections obliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.5.1 Axonométrie cavalière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.5.2 Axonométrie cabinet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.6 Projection orthogonale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.7 Cotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.7.1 Cotes de niveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.7.2 Cotes des conduites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Table des matières

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Table des matières

2.8 Échelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.8.1 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.8.2 Echelles préférentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.9 Lecture de plans de construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.9.1 Cartouche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.9.2 Plan de situation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.9.3 Plan d’implantation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.9.4 Coupes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

2.9.5 Plan des façades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

2.10 Représentation des installations dans les dessins de . . . .

construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

2.10.1 Symboles des conduites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

2.10.2 Symboles des appareils de chauffage . . . . . . . . . . 48

2.10.3 Symboles des accessoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.11 Tuyauteries dans les dessins de construction . . . . . . . . . 49

2.11.1 Tuyauteries dans les dessins en coupe . . . . . . . . . . 49

2.11.2 Tracé de la tuyauterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

2.12 Dessin isométrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

2.12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

2.12.2 Système d’axes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

2.12.3 Conduites en projection isométrique . . . . . . . . . . . 53

2.12.4 Exemple d’installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

2.12.5 Vue éclatée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2.13 Croquis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

3 Sciences appliquées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

3.1 Unités de base: système SI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

3.1.1 Mesures de longueur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

3.1.2 Unités de temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

3.1.3 Unités de masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

3.2 Unités dérivées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

3.2.1 Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

3.2.2 Volumes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

3.2.3 Pression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

3.2.4 Température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

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Table des matières

1.1 Introduction

Bien que la problématique du chauffage soit très ancienne, lemétier d’installateur en chauffage central existe depuis moinslongtemps que des métiers apparentés tels que celui du for-geron ou du plombier.Le début de nos systèmes actuels de chauffage date d’envi-ron 150 ans.Le développement des chaufferies a pourtant commencé descentaines années avant notre ère, à l’époque où l’EuropeCentrale et l’Europe du Nord étaient encore couvertes deneige et de glace. On ne construisait pas encore de maisonsen pierre et la chaufferie se trouvait au milieu de l’habitation.Le foyer était un simple trou dans le sol et servait à la foispour chauffer l’habitation et cuire les aliments. La fumée s’é-vacuait par les ouvertures des portes et des fenêtres et pardes ouvertures du toit.

Les fouilles effectuées dans des sites et des bâtiments d’époque romaine ont révélé que les Romains utilisaient déjàune espèce de chauffage central. Leurs “hypocaustes”étaient une sorte de chauffage à air chaud combiné avec unchauffage par le sol. Les gaz de combustion, provenant d’unlocal de chauffe central situé généralement en dehors dubâtiment, étaient amenés par une canalisation souterrainevers l’hypocauste (espace situé sous le plancher) et enétaient évacués par les conduits de fumée. Les conduits enpierre et le plancher étaient réchauffés par la chaleur des gazde combustion et restituaient cette chaleur au local. On re-trouve des vestiges de ce type de chauffage en Belgique, auLuxembourg, en Allemagne...

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Chapitre 1: Le chauffage central

1 Le chauffage central

Source: Chaleur et climat - UBIC

Au 12e siècle, on parle de chauffage par poêle en faïence,mais les châteaux étaient généralement chauffés par un feuouvert. Le développement du chauffage central actuel com-mence vers 1830.

C’est entre 1870 et 1890 qu’on a importé d’Amérique les pre-mières chaudières et les premiers radiateurs en fonte, la pre-mière chaudière à éléments étant commercialisée en 1895.Depuis lors, les chaudières de chauffage central ont étéconsidérablement améliorées.

À l’heure actuelle, la plupart des habitations sont équipéesd’une installation de chauffage central.

1.2 Confort

1.2.1 Généralités

L’installation de chauffage sert avant tout à offrir du confort(bien-être) aux habitants d’une maison et aux occupants deslocaux de séjour et de travail. Le confort est un concept très difficile à cerner. Pour éprou-ver une sensation de confort, il faut d’abord que de nom-breux facteurs soient réunis. La sensation de confort est trèssubjective.La température moyenne de la peau humaine se situe entre32 °C et 33 °C, et comme la température ambiante est infé-rieure, le corps humain perd de la chaleur au profit de sonenvironnement.

Les facteurs suivants ont une grande importance pour larégulation du confort:• la température de l’air,• la température superficielle des murs, des planchers et des

fenêtres,• l’humidité ambiante,• la vitesse de l’air dans la pièce,• la composition de l’air.

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Source: Radson

L’installation de chauffage central a pour fonction d’amenerles locaux à la température (sèche) voulue et de les y mainte-nir. D’autres facteurs (comme l’humidité de l’air) devront êtrerégulés à l’aide d’autres installations (une installation de cli-matisation, par exemple). Le corps humain est capable de réguler lui-même ses pertescalorifiques dans certaines limites, en dehors desquelles ildépend de la régulation artificielle du climat intérieur. Le chauffage des bâtiments représente une part considérablede la consommation d’énergie; il s’indique donc de réaliserdes économies dans ce secteur.Si l’installation de chauffage et le bâtiment sont bien conçuset bien réalisés, on parvient à économiser jusqu’à 50 % de laconsommation évaluée au départ.

1.2.2 Température de l’air

1.2.2.1 La température intérieure

En général, on trouve agréable une température ambiante de20 °C à 22 °C. Les personnes âgées préfèrent souvent unetempérature un peu plus élevée.Il est d’usage d’indiquer sur notre plan de construction, pourchaque pièce, la température garantie en cas de températureextérieure minimale.Il arrive pourtant que les occupants trouvent la températureinconfortable, bien que le thermomètre mesure effectivementla température calculée. Il y a plusieurs explications à cela.Un plancher froid peut refroidir les pieds tandis que les cou-leurs des murs peuvent également donner une impression defroid.Lors des relevés, on mesure la température ambiante à unehauteur d’environ 1,50 m au-dessus du niveau du plancher.Or, il est très important d’atteindre la température souhaitéenon seulement à une hauteur de 1,50 m, mais autant quepossible partout dans le local. Il faut faire en sorte que lesécarts de température ne soient pas supérieurs à 3 °C.

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Source: Thomas De Jongh

Quelques températures de confort selon NBN B62-003 (1):• pièces de séjour: 20 °C,• chambres à coucher: 16 °C à 18 °C,• salles de bains: 22 °C à 24 °C,• cages d’escalier et W.-C.: 16 °C.

1.2.2.2 La température extérieure

La température à l’intérieur de la maison dépend avant toutde la température qui règne à l’extérieur. L’installation dechauffage doit maintenir la température intérieure aussi cons-tante que possible, que la température extérieure soit de -5 °C ou de +10 °C.La norme NBN B62-003(1) stipule, entre autres, les températu-res extérieures dont il faudra tenir compte pour calculer lebesoin de chaleur d’un logement, et ces températures sontdifférentes d’une région à l’autre.

Quelques exemples:• Bruxelles: - 8 °C,• Oostende: - 7 °C,• Saint-Hubert: - 12 °C.

1.2.2.3 Température superficielle

En-dehors de la température de l’air, la température superfi-cielle des murs, des fenêtres et des planchers a égalementune grande influence sur la sensation de confort des occu-pants d’un local à cause du rayonnement.

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Source: NBN 62-003

(1) Voir aussi prEN ISO 15927-5

Par exemple: la température ambiante d’une pièce est de 22 °C à 1,50 m du plancher, mais la température du planchern’est que de 10 °C. Il s’ensuit que l’on est incommodé d’avoirles pieds froids. On éprouve une impression d’inconfort. Pouravoir une plus grande impression de confort, on va doncdemander une température de l’air plus élevée.Si l’on va s’asseoir devant une grande fenêtre à simplevitrage, on a également une impression d’inconfort, à causede la grande surface froide.

1.2.3 Humidité

La quantité de vapeur d’eau présente dans l’air qui nousentoure détermine notre sensation de confort. Pour indiquerces limites, on va déterminer l’humidité relative. L’humiditérelative est le rapport entre la teneur en humidité effective etla teneur maximale en humidité. L’idéal est d’avoir une humidité de l’air comprise entre 30 et70 %.

1.2.4 Vitesse de l’air

La vitesse de l’air dans une pièce peut causer une impressionde courant d’air et diminuer la sensation de confort. Lavitesse de l’air ne peut pas dépasser 0,2 à 0,3 m/s.

1.2.5 Composition de l’air

Quand plusieurs personnes séjournent longtemps dans unepièce, l’air se pollue. L’air peut également être pollué par desparticules et des substances odorantes qui affectent négati-vement l’impression de confort. C’est pourquoi on prévoiraune ventilation, avec environ 0,6 à 1 renouvellement d’air parheure. La norme de ventilation NBN D50-001 a d’ailleurs étéélaborée pour déterminer les exigences correctes.

1.3 Principes de chauffage

1.3.1 Classement des systèmes de chauffage

Il existe tellement de systèmes de chauffage différents qu’ilest uniquement possible de les classer selon différents thè-mes, par exemple suivant:• le mode de production de chaleur: appareils individuels,

chauffage central ou chauffage à distance; • la source d’énergie: charbon, bois, gaz, fioul domestique,

électricité, soleil ou vent;• fluide caloporteur: eau, vapeur, huile thermique ou air;• le mode d’émission de chaleur: convection, rayonnement

ou convection et rayonnement.

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L’humidité relative exprime lerapport (à la températureconsidérée) entre la quantitéde vapeur présente et laquantité maximum possible.

Chaque système possède ses caractéristiques que l’on peutqualifier d’avantageuses ou de désavantageuses par rapportau bâtiment et à ses habitants.

1.3.2 Chauffage individuel

On entend, par chauffage individuel, le chauffage d’une piècepar un ou plusieurs appareils de chauffage qui y sont instal-lés. Ces appareils de chauffage transformeront sur place l’é-nergie en chaleur pour chauffer la pièce.

Ce sont par exemple:• le chauffage électrique, direct ou à accumulation,• les convecteurs à gaz,• les poêles et feux ouverts,• les aérothermes au gaz.

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Source: Pelgrim

Source: Faber Source: Well Straler

Source: Pelgrim


1.3.3 Chauffage central

À l’opposé du chauffage individuel, où la source de chaleurse trouve toujours dans le local à chauffer, l’emplacement del’appareil de chauffe d’une installation de chauffage centralest libre. La production de chaleur s’effectue dans une chau-dière ou dans un générateur d’air chaud. La chaleur qui y estproduite est transmise au fluide caloporteur (eau, air, vapeur,huile thermique) qui amène la chaleur dans les locaux àchauffer via des gaines ou des conduites. En cas de chauf-fage à eau chaude, la chaleur transportée est émise par descorps de chauffe (radiateurs, convecteurs...). En cas dechauffage à air chaud, l’air chaud pénètre dans le local pardes grilles.

On voit bien, d’après ce qui précède, qu’une installation dechauffage central se compose de quatre éléments nettementdistincts:– la source de chaleur = production,– le caloporteur + conduites ou gaines = distribution,– les appareils qui émettent la chaleur = émission,– les éléments qui régulent la température = régulation.On distingue différents systèmes, selon la disposition et legroupement des éléments. C’est surtout le mode de cons-truction qui détermine le système choisi.

1.3.4 Avantages et inconvénients

Les avantages du chauffage central par rapport au chauffageindividuel sont les suivants:• un chauffage homogène du local grâce à une disposition

favorable des corps de chauffe;• une pollution atmosphérique proportionnellement moins

importante;

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• l’absence de manipulation de combustible ou de cendresdans le logement;

• la bonne rentabilité d’utilisation du combustible;• volume occupé par les corps de chauffe réduit;• le nombre de cheminées d’un bâtiment est réduit à une

seule évacuation des gaz de combustion;• il faut moins d’entretien;• il est possible de produire également l’eau chaude sanitaire.

Ses inconvénients sont:• des frais d’installation plus élevés;• si la chaudière tombe en panne, il n’y a plus du tout de

chauffage;• outre les coûts en carburant, il y a aussi des coûts de cou-

rant électrique pour le circulateur et les appareils de régula-tion;

• les pertes d’énergie dans le réseau de distribution;• le risque de gel de l’eau dans les radiateurs.

1.3.5 Fluide caloporteur

Le fluide caloporteur est le moyen de transport qui conduit lachaleur vers les lieux d’utilisations. Plusieurs possibilités exis-tent en matière de fluide caloporteur:• l’eau: on peut chauffer de l’eau et la faire circuler; on parle

alors de chauffage à eau chaude. Si l’on chauffe l’eau à unetempérature supérieure à 95 °C, on parle de chauffage àeau surchauffée. Dans ce cas, la pression de service seraplus élevée.

• l’air: on chauffe l’air à l’aide d’un générateur à air chaud. • la vapeur: une chaudière équipée d’un ballon produit la

vapeur. On comprendra très facilement qu’il est complexede régler un chauffage à vapeur, car la température de lavapeur est d’au moins 100 °C. Le chauffage à vapeur sesubdivise en chauffage à haute pression et chauffage àbasse pression.

• l’huile thermique: ce médium est utilisé dans les applica-tions industrielles où l’on demande des températures éle-vées.

Dans un premier temps, nous n’analyserons ici que lechauffage central à eau chaude, le chauffage à air chaud

avec gaines sera traité ultérieurement.

La conduite qui amène l’eau de la chaudière vers les radia-teurs est appelée conduite de départ. La conduite qui ramènel’eau des radiateurs à la chaudière s’appelle conduite deretour.

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Source: Aardgas

Source: Vlaamse GemeenschapAminal

1.4 Le chauffage central à eau chaude

1.4.1 Principe

Dans une installation de chauffage central à eau chaude,l’eau est réchauffée dans la chaudière (production) à unetempérature maximum de 90 °C sous une pression maximumde 3 bars (300 kPa). Un système de distribution, composéd’une tuyauterie avec départ et retour (distribution), amènecette eau chaude dans les corps de chauffe qui émettent lachaleur nécessaire dans les locaux où ils sont installés (émis-sion). De ce fait, l’eau refroidit. Elle s’écoule ensuite dans latuyauterie de retour pour regagner la chaudière où le cyclerecommence.L’eau circule ainsi en circuit fermé. La circulation d’eau peutse faire naturellement et on parle alors de circulation naturelle(thermosiphon), ou artificiellement et on parle alors de circu-lation forcée (circulation par pompe).

Explication:Ligne rouge = conduite de départLigne bleue = conduite de retourI = productionII = distributionIII = émission

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1.4.2 Production

1.4.2.1 La chaudière

La chaudière a pour but de transmettre la chaleur libérée parla combustion du combustible, avec le moins possible deperte d’énergie, au fluide utilisé dans l’installation (eau, air,vapeur ou huile thermique).

Explication:I = production

On peut subdiviser les chaudières suivant toutes sortes decritères, par exemple:• le type de chaudière: chaudière au sol ou chaudière murale;• le médium qui transporte la chaleur: chaudière à eau

chaude, générateur d’air chaud, chaudière à vapeur ouhuile thermique;

• le matériau: chaudière en fonte, en tôle acier ou inox, encuivre ou en aluminium;

• le combustible utilisé: combustible solide, gaz naturel, gazde pétrole liquide (butane ou propane), gasoil, fioul léger oufioul lourd.

Quel que soit le type de la chaudière, il doit répondre auxnormes en vigueur en matière de puissance, de rendement etde pression de service.

1.4.2.2 Combustibles solides

Parmi les combustibles solides, on trouve différentes sortesde charbon et de bois. Les “pellets” en fibres de bois rentrentdans cette catégorie.On n’utilise plus beaucoup les chaudières à combustiblesolide (sauf dans le nord-est de la France), bien que les chau-dières à “pellets” refassent leur apparition dans certainesrégions.

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Source: Weishaupt


1.4.2.3 Combustibles liquides

Les combustibles liquides se subdivisent en:• gasoil,• gasoil extra, • fioul lourd,• fioul extra-lourd.

Dans le secteur du chauffage, le combustible liquide le plusutilisé, et de loin, est le gasoil. Il existe un nouveau type degasoil de chauffage sur le marché (depuis 2003), le gasoil dechauffage extra. Ce gasoil de chauffage contient moins desoufre et répond mieux aux exigences des nouvelles chau-dières de chauffage écologiques et à haut rendement.

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Source: Weishaupt

Source: Weishaupt

Source: Informazout

Source: Informazout

1.4.2.4 Combustibles gazeux

Les différentes sortes de gaz sont divisées en trois famillesau niveau international:• 1re famille: gaz de ville (gaz de cokerie),• 2e famille: gaz naturels,• 3e famille: gaz de pétrole liquéfié (butane, propane).

On n’utilise presque plus les gaz d’usine à gaz. Les gaz depétrole liquéfiés sont utilisés dans les endroits où il n’y a pasde réseau de distribution. Le gaz naturel est très utilisé: ledéveloppement de nouvelles chaudières et le prix de revientoffrent des perspectives intéressantes à des fins de chauf-fage.

18



Source: Intercom

Source: Shellgas

Source: JunkersSource: Buderus

1.4.3 Distribution - transport

La tuyauterie a pour fonction de transporter l’eau chaudevers les corps de chauffe et de ramener l’eau refroidie à lachaudière. Sa pose peut se faire selon deux systèmes de dis-tribution: l’installation à un tuyau (monotube) ou à deuxtuyaux (bitube).

1.4.3.1 Les tuyaux

Le transport de l’eau chaude s’effectue dans des tuyaux d’acier, de cuivre ou de matière synthétique. Il existe aussisur le marché des tuyaux composés d’une combinaison dematériaux.Tous les tubes doivent satisfaire aux normes concernant:• le diamètre nominal et l’épaisseur de la paroi,• la pression nominale et la pression de service auxquelles

les tuyaux doivent pouvoir résister.

Pour limiter au maximum les déperditions thermiques dans latuyauterie, il faut limiter autant que possible la longueur decette tuyauterie (bonne conception) et isoler les tuyaux pro-prement dits lorsqu’ils traversent des locaux non chauffés.

Explication:II = distribution

Tuyau en acier

Les tuyaux en acier utilisés dans les installations de chauf-fage central sont de type fileté pour les petits diamètres: deDN 10 (3/8”) à DN 40 (6/4”).Cette gamme comporte aussi des tubes d’acier à paroimince, plus faciles à cintrer et assemblés à l’aide de raccordsspéciaux.

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Source: Georg Fischer

Pour les grands diamètres (à partir de DN 50 ou 2”), onemploie uniquement des tubes d’acier soudables. Les tuyauxsoudés sont plus solides, mais ils nécessitent un personnelplus qualifié et leur démontage est impossible par la suite.

Tuyau en cuivre

Les tuyaux en cuivre s’utilisent dans les petites installationset offrent les avantages suivants par rapport aux tuyaux enacier: • ils se travaillent plus facilement (ils sont plus faciles à cintrer

et à souder);• ils sont disponibles en rouleaux et ne nécessitent donc pas

de raccords dans la chape;• ils sont plus lisses et, par conséquent, provoquent moins

de perte de charge;• ils résistent mieux à la corrosion;• ils sont mieux protégés et isolés par une gaine synthétique.

Tuyau en matière synthétique

Les tuyaux en matière synthétique ont de plus en plus desuccès dans les installations d’eau chaude, surtout parce queles différents fabricants ont fait beaucoup de progrès, cesdernières années, dans le domaine de la qualité et de ladurée de vie. À l’heure actuelle, on utilise des tuyaux enmatière synthétique pour le chauffage par le sol, mais on faitaussi appel à ces tuyaux dans les installations classiques oùles radiateurs sont desservis individuellement par un collec-teur central.

Les tuyaux en matière synthétique offrent les avantages sui-vants:• ils sont très bon marché;• ils ne sont pas sujets à la corrosion;• ils sont très faciles à poser (légers et pliables);• ils ont une action isolante contre les déperditions ther-

miques et électriques.

20



Source: Wieland

Mais les propriétés suivantes sont moins intéressantes:• ils sont sensibles à la température (ils se dilatent beaucoup

et limitent la température de l’eau à max. 80 à 100 °C);• ils sont moins solides (ils sont plus tendres, ils flambent, ils

se perforent, on risque de les écraser en marchant dessus);• certains tuyaux sont perméables à l’oxygène, ce qui peut

entraîner la corrosion des éléments métalliques.

21



Source: WTH chauffage par le sol

1.4.3.2 Système bitube

Le système de distribution le plus utilisé est le systèmebitube.

Explication(1):Températures par exemple avec un régime de chauffe 75/65

1 = �v = temp. de l’eau au départ de la chaudière = 75 °C

2 = �in = temp. de l’eau à l’entrée = 75 °C

3 = �out = temp. de l’eau à la sortie = 65 °C



6 = �r = temp. de l’eau au retour dans la chaudière = 65 °C

Chaque corps de chauffe est alimenté par de l’eau à lamême température et la différence de température entre lescorps de chauffe est la même (p. ex. 80/60, 75/65).

1.4.3.3 Système monotube

Dans le système à un tuyau, c’est le même tuyau qui assurel’amenée comme le retour de l’eau, et on forme ainsi diffé-rents circuits. On ne peut placer qu’un nombre limité decorps de chauffe par circuit. Dans une maison qui contientbeaucoup de corps de chauffe, il faut poser plusieurs circuits.Dans cette configuration, chaque corps de chauffe d’unmême circuit est toujours alimenté par de l’eau à une tempé-rature décroissante.

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(1) Symboles: Rapport CSTC n°1-1992

Chaque radiateur est alimenté à une température diffé-rente de l’eau et la différence de température entre les corpsde chauffe est différente.

Par exemple:

Explications(1):Températures par exemple avec un régime de chauffe 75/65

1 = �v = temp. de l’eau au départ de la chaudière = 75 °C





6 = �r = temp. de l’eau au retour dans la chaudière = 65 °C

1.4.4 Emission

Les corps de chauffe utilisés dans une installation de chauf-fage central à eau chaude servent à céder la chaleurtransportée par l’eau aux locaux à chauffer.

Explication:III = émission

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(1) Symboles: Rapport CSTC n°1-1992

On peut classer les corps de chauffe suivant:• le mode d’émission de la chaleur: par rayonnement et

convection ou uniquement par convection; • la forme: tubes (cannelés ou non), radiateurs à panneaux

(avec ou sans ailettes), radiateurs à éléments, convecteursmuraux, plinthes chauffantes ou convecteurs au sol;

• le matériau: fonte, acier ou aluminium.

La combinaison de tous ces critères aboutit évidemment àune grande variété de types et modèles différents, ce qui nefacilite pas le choix. Il y a, en outre, d’autres aspects quiinterviennent, par exemple l’esthétique, l’espace disponiblepour la pose, la facilité de l’entretien, etc.

24



Source: Vasco Source: Radson

Source: Wirsbo - Velta

1.4.5 Régulation

Le système de chauffage n’a pas besoin de tourner conti-nuellement à plein rendement. L’installation de chauffage estcalculée sur les températures extérieures les plus bassespossibles (p. ex. - 8 °C). Ces températures ne sont atteintesque quelques jours par an.

Tous les locaux ne sont pas chauffés comme prévu (p. ex.garage, hall, rangement...), raison pour laquelle il faudra modu-ler la puissance. Cette régulation a pour but d’adapter l’émission de chaleur parles corps de chauffe aux besoins de chaleur, afin que la tempé-rature intérieure reste aussi constante que possible. On y par-vient en régulant le débit d’eau ou la température de l’eau.

1.4.5.1 Régulation du débit de l’eau

La régulation de l’émission de chaleur des radiateurs passepar une action sur le débit de l’eau qui traverse chaque radia-teur; elle s’effectue à l’aide d’une vanne de radiateur.Les vannes de radiateur peuvent être des vannes à com-mande manuelle ou thermostatique.

Vanne de radiateur à commande manuelle

La vanne à commande manuelle agit uniquement sur le débitd’eau qui traverse le corps de chauffe. L’inconvénient de ces vannes est évidemment que l’utilisa-teur ne peut pas régler l’installation de manière optimale.

Vanne de radiateur thermostatique

Une vanne thermostatique régule automatiquement le débitd’eau en fonction de la température ambiante souhaitée etprédéfinie. La tête de vanne thermostatique est équipée d’unélément sensible à la température.

Une vanne thermostatique bien fabriquée peut fonctionneravec une grande précision, ce qui permet de maintenir latempérature intérieure (et donc généralement aussi le confortthermique) à un niveau suffisamment constant.

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Source: Comap

De plus, les vannes thermostatiques procurent, en principe,une économie d’énergie non négligeable, surtout parce qu’el-les sont en mesure de limiter ou de couper l’émission de cha-leur en cas de hausse soudaine de la température (p. ex.gains solaires). On évite ainsi une surchauffe excessive.

1.4.5.2 Régulation de la température de l’eau

On peut régler la température de l’eau par mélange ou enfonction de la température de chaudière à condition dedisposer d’une chaudière à basse température.

Robinet mélangeur

Au contraire des vannes thermostatiques qui agissent sur ledébit d’eau, les robinets thermostatiques régulent la tempé-rature de l’eau d’amenée.

Le mélangeur peut être placé à un endroit proche de la chau-dière, où une partie de l’eau de retour est mélangée à l’eaude départ. Plus on mélange l’eau de retour à l’eau de départ,plus la température de l’eau qui arrive aux corps de chauffesera basse et donc plus leur émission de chaleur sera faible.L’inverse est évidemment aussi vrai.

Lorsque la vanne de radiateur fonctionne individuellement, lemélangeur agira donc en même temps sur l’émission de cha-leur de tous les corps de chauffe.

Le mélange de l’eau peut être commandé manuellement (p.ex. en fonction des saisons), mais il est conseillé de le fairefonctionner en mode automatique, en combinaison avec uncapteur extérieur.

Cela veut dire qu’un appareil de régulation central (une régu-lation liée aux conditions climatiques) choisit de manière opti-male la température de l’eau de départ en fonction de la tem-pérature extérieure moyenne.

Chaudière à basse température

On remarquera ici que la régulation de la température del’eau est également possible directement, en adaptant latempérature de l’eau dans la chaudière. La meilleure solutionpour cela consiste à utiliser une chaudière spéciale bassetempérature pour éviter tout danger de corrosion.La régulation manuelle s’effectue avec un aquastat de chau-dière. La régulation automatique s’effectue avec un régula-teur central (une régulation liée aux conditions climatiques).Quand il fait plus froid dehors, la température de l’eau dechauffage s’élève.

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Source: Comap

On applique souvent les deux régulations conjointement(température et débit).

1.4.5.3 Régulation de la température intérieure

Il n’est pas nécessaire de maintenir les températures intérieu-res d’un logement au même niveau en permanence. Pourtenir compte des périodes d’absence ainsi que des situationsde jour et de nuit, on utilise un thermostat d’ambiance. Le thermostat d’ambiance se place dans une pièce de réfé-rence (par exemple dans le living), à un endroit où la tempéra-ture peut être mesurée sans subir d’influences (soleil, courantd’air, rayonnement de froid ou de chaleur). La températureintérieure mesurée est comparée à une valeur fixée authermostat.

Selon le cas, le thermostat d’ambiance commandera la mar-che ou l’arrêt de la chaudière ou du circulateur. D’autresthermostats (sonde d’ambiance) vont agir sur la températurede l’eau, qu’ils règlent via un régulateur central.

On trouve sur le marché des thermostats d’ambiance sophis-tiqués à lecture et réglages numériques, que l’on peut pro-grammer de manière très précise.

27



Source: Theben

Source: Weishaupt

2.1 Normalisations et conventions

Normes de dessin adaptées aux installations techniques:• NBN - ISO 4067 - 1 Dessins techniques - Installations -

Partie 1: Symboles graphiques pour plomberie, chauffage,ventilation et canalisations (1992).

• NBN - ISO 4067 - 2 Dessins de bâtiment et de génie civil -Installations - Partie 2: Représentation simplifiée des appa-reils sanitaires (1992).

• NBN - ISO 4067 - 6 Dessins techniques - Installations -Partie 6: Symboles graphiques pour systèmes d’alimenta-tion en eau et de drainage dans le sol (1992).

• EN - ISO 6412 - 1 Dessins techniques - Représentationsimplifiée des tuyaux et lignes de tuyauteries - Partie 1:Règles générales et représentation orthogonale (1995).

• ISO 1219 Fluid power systems and components - Graphicsymbols and circuit diagrams (1995).

• ISO 5456: Méthodes de projection (1996).• NBN 232 01: Chauffage central, ventilation et conditionne-

ment d’air - Symboles - Tuyauteries et accessoires (1968).• CSTC Rapport n° 3 Symboles graphiques généraux pour la

construction - 1998.

2.2 Introduction

Au cours des siècles, les hommes ont toujours recherché unmoyen de communiquer entre eux. Au langage du corps(expressions, gestes...) a succédé le langage parlé. Très vitesont arrivés les signes tracés sur les pierres et dans le sable.C’est de là que proviennent notre alphabet et les autres typesd’écritures, comme l’écriture chinoise.Mais pour décrire un objet, on a continué à travailler avec dessignes et des dessins. Les auteurs de projets, techniciens ethommes de métier emploient encore toujours des dessins oudes croquis pour décrire certains objets.

Avant de pouvoir ébaucher un dessin (technique), il faut d’a-bord disposer d’une vision dans l’espace suffisante et établirdes conventions sur la méthode de dessins.Les chapitres suivants expliquent le principe de la projection,ou en d’autres termes la réalisation de vues, à l’aide d’exem-ples tirés du monde de la technique de la construction.

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Chapitre 2: Lecture de plans et dessins de construction

2 Lecture de plans et dessins de construction

2.3 Dessin de projection

Lorsqu’on parle de projections, il faut imaginer que l’objet estprojeté en ombre chinoise sur un écran. On distingue deux grands groupes de formes en projection:

les projections centrales � et les projections parallèles �(comme la perspective).

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Projection parallèle

Axonométrique(système à trois axes)

Oblique Orthogonale(projection rectangulaire -

dièdre)

Projectionisométrique

Projectiondimétrique

Projection trimétrique

Cavalière Cabinet Européenne Américaine

Projection centrale

Perspective à un point

Perspective à deux points

Perspective à trois points

Perspective naturellePerspective

en plongée

Perspective en contre-plongée

Aperçu des méthodes de projection


�

�

2.3.1 La projection parallèle

La projection parallèle sert à communiquer des informationssur un objet donné. On distingue différentes espèces de pro-jections, ayant chacune des conventions différentes.

Il existe différentes formes de projections parallèles:• la projection axonométrique (système à trois axes),• la projection orthogonale (projection rectangulaire),• la projection oblique.

2.3.2 La projection centrale ou perspective linéaire

On part ici de la direction du regard de l’observateur et onobtient une image très fidèle à la réalité. Selon le point devue, on a, entre autres:• une perspective à un point,• une perspective à deux points,• une perspective à trois points:

- en plongée, (aérienne, à vol d’oiseau),- en contre-plongée.

Nous n’approfondirons pas ces méthodes de dessin.

30




2.3.3 La perspective naturelle

Les méthodes de projection précédentes ont pour but d’ob-tenir une représentation technique aussi fidèle que possible.Avec la perspective naturelle, un peintre aura une image artis-tique ou une image réaliste.

Cette méthode de dessin ne sera pas approfondie ici.

2.4 Projections axonométriques

2.4.1 Introduction

En axonométrie (le système à trois axes), les lignes de projec-tion sont parallèles entre elles et perpendiculaires au plan deprojection. Ensuite, on tourne l’objet jusqu’à ce qu’onobtienne une représentation intéressante.

Ce type de projection parallèle donne une image relativementfidèle des vues regardées à distance.Parmi les différentes possibilités de représentation axonomé-trique, seules quelques-unes sont recommandées:• l’isométrie;• la dimétrie,• la trimétrie.Selon la norme internationale ISO 5456-3: 1996.

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2.4.2 Isométrie (iso = égal)

On parle d’isométrie quand les trois axes partagent un cercleen trois parties égales. Il s’ensuit donc que les axes formentun angle de 120° entre eux. Les axes X et Y forment ainsi unangle de 30° avec la ligne auxiliaire horizontale passant par lecentre axonométrique.

Aucune surface n’est parallèle à l’observateur. Ceci impliqueque le facteur de réduction des trois axes soit identique.

C’est de cette méthode qu’est déduit le dessin d’installationisométrique. Ce sujet fera l’objet d’un chapitre ultérieur.

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Axes X Y Z

Proportion 1 1 1


2.4.3 Dimétrie (di = deux)

La projection dimétrique donne une représentation très fidèlede l’objet.Les vues se présentent dans un rapport très proche de laperception de l’œil.L’axe Y forme un angle de 7° avec l’axe horizontal. L’axe Xest dessiné selon un angle de 42° avec l’axe horizontal.Toutes les dimensions portées sur l’axe X sont dessinées àl’échelle 2/3 ou 1/2.

2.4.4 Trimétrie (tri= trois)

En trimétrie, ou axonométrie oblique, le plan de projection estparallèle à un plan de coordonnée et au plan principal del’objet à représenter, dont la projection conserve une échelleidentique.

Deux des axes de coordonnées projetés sont orthogonaux.La direction et l’échelle du troisième axe de coordonnée pro-jeté sont arbitraires. On utilise différents types d’axonomé-tries obliques en raison de leur simplicité.

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Axes X Y Z

Proportion 2/3 of 1/2 1 1


2.5 Projections obliques

2.5.1 Axonométrie cavalière

Le plan de projection est habituellement vertical et le troi-sième axe de coordonnée est dessiné selon un angle de 45°.Les dimensions réelles de l’objet (ou la même échelle) sontconservées dans les trois axes. Cette méthode présente, dece fait, d’importantes distorsions optiques.

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2.5.2 Axonométrie cabinet

Afin d’éviter les illusions d’optique de l’axonométrie cavalière,on applique aux lignes de projection obliques un facteur deréduction de 0,65 (longueur oblique = 2/3 de la longueuroblique). Il est ainsi possible d’obtenir un rendu plus prochede la réalité.Un facteur de 0,5 (la moitié de la longueur réelle) est toutefoissouvent utilisé à la place de 0,65, afin de faciliter les conver-sions.

2.6 Projection orthogonale

Cette projection est également appelée projection dièdre.

Dans ce type de projection, les lignes projetées sont égale-ment perpendiculaires au plan de projection, mais aucontraire de l’axonométrie, l’objet est tourné de manière àêtre aussi parallèle que possible au plan. À première vue,cette image ne paraît pas intéressante, mais c’est pourtant laplus importante en technique. Il existe quatre formes différen-tes de cette projection dièdre. C’est la méthode européenne(méthode du premier dièdre) qui est la plus utilisée, suiviepar la méthode américaine (méthode du troisième dièdre).Sur les plans de construction, on s’écarte de la méthode deprojection européenne; on place généralement la vue de gau-che à gauche et la vue de droite à droite de la vue de face.

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2.7 Cotes

Nous allons traiter ici des types de cotes:

Chaînes de cotes, ou cotes partielles (série unique) (1)

Ces dernières sont, avec les cotes totales, les plus utiliséesdans le dessin technique appliqué à la construction. Le totalde toutes les cotes partielles doit être égal à la cote totale.

Cotes totales (en parallèle) (3)

Elle va de pair avec la chaîne de cotes et en représente lasomme.Dans l’exemple suivant, la somme de la chaîne de cotes estégale à la cote totale:

Cotes cumulatives (2)

Toutes les cotes ont la même origine et chacune représentetoujours la somme de toutes les précédentes.

36





2.7.1 Cotes de niveau

Cette cote est établie selon la norme ISO 129: 1985.

2.7.2 Cotes des conduites

Les cotes des conduites représentées dans les dessins dedétail (ou dans les commandes) sont toujours indiquées surles axes.

2.8 Échelles

Les échelles sont normalisées selon la norme E 04-013. Cettenorme belge correspond aux normes internationales ISO5455 - 1979 et NF E 04-506.

2.8.1 Définitions

L’échelle représente la proportion entre une dimensionlinéaire d’un objet tel que représenté sur un projet et sadimension réelle:• la grandeur réelle est représentée par 1:1• l’échelle d’agrandissement par X:1 (p. ex.: 2:1)• l’échelle de réduction par 1:X (p. ex.: 1:10)On écrit aussi: 1/10 ou 10 %.

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Bon

Mauvais

Mauvais

2.8.2 Echelles préférentielles

Quelques exemples d’échelles fréquemment utilisées:

2.9 Lecture de plans de construction

Les plans (ou dessins) de construction constituent, en fait,des messages entre un “émetteur” et un ou plusieurs “récep-teurs”. Chaque message est la traduction d’une idée oud’une information. Pour être compris par le “récepteur”, lemessage doit reposer sur des conventions, sur un langagecommun.Les symboles graphiques ont été coulés dans des normesnationales et internationales, et le CSTC(1) les a passés enrevue dans son rapport n° 3 (1998). Ce sont les conventionsreprises dans ce rapport que nous allons utiliser dans la suitede ces volumes.

2.9.1 Cartouche

L’étude du plan commence par la lecture et la compréhen-sion du cartouche.Le cartouche est une source d’informations concernant letravail à exécuter.

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Échelle Application - Usage

2:11:11:21:5

Dessin de détail de petites pièces

1:20 Equipements techniques

1:50 Plans

1:100 Avant-projets

1:500 Plan d’implantation

1:10001:2000

Plan de situation, plan de lotissement, plan du cadastre

1:60001:100001:15000

Plan de situation/plan communal

(1) Centre Scientifique et Technique de la Construction

Les données que l’on retrouve dans le cartouche sont:

• Province et communeLe cartouche nous renseigne sur la province et lacommune dans lesquelles est située l’habitation.

• Adresse du chantier (quartier et n°)L’adresse exacte est mentionnée ici, ainsi qu’éven-tuellement le n° du lot dans le lotissement.

• Auteur (architecte)Le nom de l’architecte.

• Maître de l’ouvrage (client)Le nom du propriétaire ou du client.

• EntrepreneurLe nom de la firme qui exécute les travaux.

• DateLa date d’exécution du dessin et des modificationsest indiquée ici. À première vue, cette mention nesemble pas très importante, mais il est indispensa-ble de vérifier que l’on travaille bien avec le plan leplus récent.

• Échelle- Le rapport entre la dimension réelle et la dimension

du plan.- Les plans de construction sont souvent représen-

tés à l’échelle 1:50 (ou 1/50).- Les dimensions sont exprimées en centimètres. En

d’autres termes, un cm sur le plan représente 50 cm dans la réalité.

• Légende (elle est parfois également dessinée sur le plan deconstruction)

La légende est l’énumération des composantes del’installation avec leur représentation graphique ousymbolique.

Le plan de construction d’une habitation est souvent consti-tué de plusieurs plans.

Le cartouche indique donc leur numéro d’identité et spécifiede quel plan partiel il s’agit (p. ex.: plan de situation, pland’implantation, coupes, électricité, chauffage, etc.).

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40




2.9.2 Plan de situation

Un plan de situation indique de manière claire de quelle par-celle il s’agit dans un quartier donné. C’est une carte surlaquelle sont représentées les différentes parcelles attenantesainsi que les rues, de façon à établir clairement la situation dela parcelle concernée par rapport aux autres constructions.Le plan est souvent dessiné à l’échelle 1:1000.Une donnée particulière du plan de situation est constituéepar la rose des vents ou l’indication de la direction du Nord.La flèche pointe vers le Nord. Cette donnée sera très impor-tante pour le chauffagiste afin de calculer les déperditionscalorifiques du bâtiment.

ATTENTIONCette flèche pointe vers le Nord.Si l’on parle, par exemple, d’un vent du Nord, cela voudradire que le vent souffle de la direction opposée à celle de laflèche.

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2.9.3 Plan d’implantation

Le plan d’implantation est comparable au plan de situation.Il est cependant plus détaillé et rend compte de la situationaux abords immédiats de la parcelle concernée. On y trou-vera, par exemple, le tracé de la rue ainsi que des différentséquipements utilitaires tels que le téléphone, l’électricité, lesconduites d’eau, de gaz et d’égout. L’emplacement de la construction qui doit être érigée y appa-raît clairement. Nous pourrons déjà déduire l’orientation desdifférentes façades à l’aide de la rose des vents (le plus sou-vent, une simple flèche pointant vers le Nord).

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Source: FFC

2.9.4 Coupes

2.9.4.1 Vue en plan (coupe horizontale)

Une coupe est une représentation des parties d’une cons-truction situées dans et sous le plan de coupe. Le bâtimentest donc coupé en deux, après quoi, on ôte la partie supé-rieure. En regardant depuis le dessus de la construction, ildevient possible d’observer la disposition des pièces. Cetteméthode des coupes horizontales est utilisée afin de dessinerles différentes vues en plan.

On distingue: • le plan des fondations,• le plan du rez-de-chaussée,• les plans des différents étages.

Les conduites de chauffage seront toujours dessinées surces coupes, afin que l’installateur sache où poser les condui-tes et les corps de chauffe.

Les vues en plan de la construction sont réalisées en admet-tant que le plan sécant se situe à 1 m au-dessus du sol et à10 cm au-dessus des seuils de fenêtre, même si ces fenêtressont situées plus haut qu’un mètre.L’indication des coupes horizontales est souvent négligéedans les vues ou les plans des façades.

43




L’emplacement des points d’entrée des différents équipe-ments utilitaires se retrouve également sur ce plan.

2.9.4.2 Coupe verticale

La coupe verticale scinde la construction en deux sur un planvertical.L’endroit où se situe le plan sécant est matérialisé par uneligne en trait mixte (sur la vue en plan), épaissie à ses extré-mités ou par 2 lignes de part et d’autre du dessin.

La coupe est caractérisée à l’aide de deux lettres majuscules,p.ex. A-A ou B-B. Le sens d’observation est indiqué par depetites flèches dirigées de façon à percer le plan sécant.La coupe verticale scinde donc l’ensemble du bâtiment etl’on imagine que la partie située entre l’observateur et le plansécant est ôtée. Attention au sens d’observation (flèches).

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2.9.5 Plan des façades

Un plan de chacune des façades de l’immeuble est réalisé.C’est ainsi que l’on parlera p. ex. du “côté rue” ou de lafaçade avant, tandis que l’on utilise aussi souvent l’orienta-tion pour désigner les façades. On parlera, par exemple, de lafaçade Nord.

Pour les petits bâtiments, comme cette maison, on ne des-sine généralement pas les conduites de chauffage. On laissece soin au savoir-faire de l’installateur.

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2.10 Représentation des installations dans les dessins de construction

Avant de poser une installation, on commence par la dessi-ner. Le dessin de l’installation se base généralement sur desplans existants (dessins de construction).

Un dessin d’installation reprend tous les plans d’un bâtimentnécessaires pour représenter l’installation de manière claire etglobale. En outre, on utilise les coupes du bâtiment pourreprésenter l’installation.

On préparera aussi des projections obliques ou isométriques.Ces dessins de projection combinent les informations d’unplan et d’une coupe.

Ainsi, le monteur saura où placer les conduites et les corpsde chauffe, et l’installateur utilisera le dessin d’installationpour calculer les conduites ou dresser la nomenclature desmatériaux.

46




2.10.1 Symboles des conduites

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Nature du fluide Abréviation

Eau froide potable WDCWater, Drinkable,Cold

Eau non potable WND Water, Non Drinkable

Eau chaude sanitaire (ECS) WSWWater, Sanitary,Warm

Eau de chauffage départ WH Water, Heating

Eau de chauffage retour WHRWater, Heating,Return

Gaz naturel GN Gas, Natural

Gaz propane GP Gas, Propan

Gaz de pétrole liquéfié (GPL) LPGLiquefied PetroleumGas

Fioul F Fuel

Nature de la canalisation Abréviation

Acier couleur bleue St Steel

Acier galvanisé Galva

Acier inoxydable Inox

Cuivre Cu

Polyéthylène PE

Polyéthylène réticulé PE-X

Polypropylène PP

Polybutylène PB

Source: Rapport CSTC n° 3


2.10.2 Symboles des appareils de chauffage

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Désignation Symbole Commentaire

Radiateur vue de face

vue du dessus

Radiateur à ailettes vue de face

vue du dessus

Convecteur vue de face

vue du dessus


2.10.3 Symboles des accessoires

2.11 Tuyauteries dans les dessins de construction

2.11.1 Tuyauteries dans les dessins en coupe

Sur les dessins de construction en coupe, on dessine toutesles tuyauteries directement visibles dans la ligne de coupe. Ilpeut s’agir des conduites visibles sur les plans (coupes hori-zontales) et des conduites figurant sur les coupes verticales.

Une conduite en coupe est dessinée sous la forme d’un petitcercle. C’est le cas dans les situations suivantes:• une conduite verticale vue du dessus,• une conduite horizontale vue de face.

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Désignation Symbole

Vanne à deux voies

Vanne à trois voies

Pompe centrifuge


Coupe d’une tuyauterie

Coupe d’une tuyauterie


2.11.2 Tracé de la tuyauterie

Il est important de pouvoir suivre le tracé d’une conduite surun dessin.Sur le dessin en plan du rez-de-chaussée, on doit voir à quelendroit une conduite quitte le rez-de-chaussée pour gagnerl’étage. Par ailleurs, il faut aussi voir sur le plan de l’étage àquel endroit la conduite en provenance du rez-de-chaussée(ou d’un étage inférieur) est arrivée en haut.Le changement d’étage est signalé par une flèche sur le des-sin. Cette flèche indique le sens de circulation du fluide sousun angle de 45°.

Le dessin (p. 51) montre une tuyauterie montante continuequi part d’un étage inférieur et traverse le plafond pourgagner un étage supérieur.

Nous parlons de tuyauterie montante parce que le médium(eau) est amené vers le haut dans la conduite. On le voit ausens de la flèche.

Les conduites posées dans un faux plafond font partie dulocal où doit se situer le faux plafond.

50




Conduite, va vers le haut:tuyauterie montante

Conduite, va vers le bas:tuyauterie descendante

Conduite, vient du bas

Conduite, vient du haut

• Conduite provenant d’un espace situé plus haut et allantvers un espace situé plus bas.

• Conduite provenant d’un espace situé plus bas et allantvers un espace situé plus haut.

Quelques applications:

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2.12 Dessin isométrique

2.12.1 Introduction

Il existe différentes méthodes de dessin pour représenter uneinstallation de manière telle qu’on voie bien comment elle seprésente. Dans un chapitre précédent, nous avons déjà étu-dié les méthodes de projection. La méthode de projectioneuropéenne (de même que la méthode américaine) est uneméthode de dessin orthogonale, qui représente un objet àl’aide de différentes vues.

La méthode de dessin isométrique représente l’objet dansl’espace.

2.12.2 Système d’axes

Le dessin selon la projection isométrique se réalise essentiel-lement selon trois directions principales.Il est important de convenir quelle sera la direction de dessinchoisie. Il vaut donc mieux que chaque dessin isométriquesoit établi à l’aide de ses conventions sous la forme d’un sys-tème directionnel. En Belgique, on utilise généralement laméthode européenne (dessin de gauche).

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Source: Viega


On utilise parfois la rose des vents pour la pose des tuyaute-ries ou encore, comme en construction navale, les termesbâbord et tribord.

Dans ce système d’axes, on retrouve les lignes représentéessur le dessin précédent. Lorsqu’on dessine un prisme rectan-gulaire (parallélépipède rectangle) selon la méthode isomé-trique, on trace le pourtour selon les lignes du systèmed’axes. Sur le dessin ci-dessous, la flèche indique la vue deface.

Les dessins et croquis isométriques sont plus faciles à réali-ser si l’on utilise du papier isométrique. Il suffit de suivre leslignes du papier pré-imprimé pour obtenir un bon dessin iso-métrique.

2.12.3 Conduites en projection isométrique

Une projection isométrique est une certaine manière de des-siner un système de conduites qui rend plus clair le tracé dela tuyauterie.Lorsque nous dessinons une conduite dans une face d’unparallélépipède rectangle, toutes les lignes situées dans lemême plan sont parallèles aux arêtes de cette surface.

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Lorsqu’on assemble les dessins, on obtientle détail de la conduite, comme ci-dessous.

Un tel détail sans parallélépipède rectanglen’est pas facile à imaginer dans l’espace.

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Mais lorsqu’on extrait le détail de la conduite du parallélépipède rectangle, on obtient ledétail suivant:

En dessin isométrique, il y a une série de règles à respecter en ce qui concerne leshachures. Lorsque la portion de conduite se trouve dans le plan vertical, les hachuressituées dans le plan dit auxiliaire sont elles aussi verticales.

Si la portion de conduite se trouve dans le plan horizontal, les hachures situées dans leplan auxiliaire doivent être horizontales. Source: Thomas De Jongh

Quand des conduites se croisent dans une projection isométrique, le tuyau situé à l’ar-rière sera interrompu.

Il est recommandé de réaliser une maquette des détails de conduite dessinés en projectionisométrique en pliant du fil de fer (fil à souder). On a ainsi une bonne idée du travail à effec-tuer avant de commencer à cintrer les tuyaux.

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Certaines règles s’appliquent aussi auxangles. Pour indiquer qu’un angle deconduite est perpendiculaire (90°), on utiliseun symbole.

Lorsqu’un angle n’est pas à 90°, on utilisedes hachures pour l’indiquer.

Par souci de clarté, on peut aussi utiliser une combinaison du symbole "perpendiculaire"et de hachures.


2.12.4 Exemple d’installation

À titre d’exemple, nous reprendrons ci-dessous la projectionisométrique d’une installation de gaz ainsi que celle d’uneinstallation de chauffage.

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2.12.5 Vue éclatée

En anglais: “exploded view”.Une vue éclatée permet de voir de quels éléments un appa-reil se compose.Ce dessin peut aussi servir d’instructions de montage, pourassembler un appareil dans le bon ordre. Il sert aussi à doterles pièces d’un code que l’on utilisera pour commander despièces de rechange.Dans la plupart des cas, ces dessins sont dessinés par laméthode isométrique.

2.13 Croquis

• L’établissement de croquis est l’un des aspects les plusimportants du dessin technique. Un croquis est souventplus parlant qu’une longue explication orale ou écrite.

• Les croquis sont dessinés à main levée.• Un croquis tridimensionnel donne une représentation dans

l’espace de la partie d’installation à réaliser.• À l’aide des croquis, on réalise le dessin d’installation.

Ce croquis, à première vue simple, doit répondre à quelquesrègles de base, de telle façon que la personne qui aura lacharge de le réaliser ne puisse pas commettre d’erreur.Les lignes de projection obliques sont réduites de façon àconférer un aspect plus naturel à la perspective.

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Source: Junkers

De cette manière, avec un peu d’entraînement, on réaliserapidement des croquis qui ont le mérite d’être très clairs.

Il est évidemment possible d’étoffer davantage le croquis etde lui ajouter plus de détails.

Exemple:

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3.1 Unités de base: système SI

Lorsqu’un Chinois de Shanghai souhaite communiquer avecun Norvégien de Tromsö, les deux hommes ont besoin d’unlangage commun pour exprimer leurs idées. À défaut d’un tellangage, ils courent le risque de ne jamais être “sur la mêmelongueur d’onde”.Dans notre secteur, il arrive souvent que l’un parle chinoistandis que l’autre parle norvégien. L’utilisation d’un langagecommun permet de décrire et de calculer nos installations, etde nous comprendre.Ce langage est le Système International d’unités (S.I.), surlequel tout le monde s’entend. Les unités du système inter-national sont structurées de telle sorte que, si on les com-pare, on n’obtient jamais d’autre chiffre que “1”.

3.1.1 Mesures de longueur

Si nous voulons déterminer une longueur ou une distance,nous devons utiliser des mesures de longueur. Dans le cadredu système normalisé (S.I.), nous devons employer le mètre.Le mètre a été déterminé en 1790 par le gouvernement fran-çais comme le quarante-millionième du méridien (la circonfé-rence de la Terre) de Paris. Un étalon de platine marqué dedeux traits distants exactement de 1 m est conservé depuislors aux Archives nationales françaises.En 1875, le mètre a été accepté comme unité internationalepour déterminer une longueur.En 1983, le mètre a été défini une dernière fois (provisoire-ment?) comme la longueur du chemin que la lumière parcourtdans le vide en un temps de 1/299 792 458 secondes. Cechangement de définition était devenu nécessaire car il fautêtre de plus en plus précis. Bien que le mètre soit l’unité offi-cielle, différents préfixes décimaux sont possibles. Les plusconnus sont: km, hm, dam, dm, cm et mm.

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Chapitre 3: Sciences appliquées

3 Sciences appliquées

Notation Conversions

Multiples km 1 000 m 1.103 m

hm 100 m 1.102 m

dam 10 m 1.101 m

Unité m 1 mSubdivisions dm 0,1 m 1.10-1 m

cm 0,01 m 1.10-2 m

mm 0,001 m 1.10-3 m

Mais dans les formules, il faut toujours convertir les distancesen mètre, sous peine de commettre de grossières erreurs.

3.1.2 Unités de temps

En prenant le temps comme grandeur, nous pouvons décriredes changements. Au cours des siècles, on a recherché desphénomènes à durée constante. Depuis des temps immémo-riaux, ce sont la durée de la révolution de la Terre autour duSoleil (une année) et la durée de la rotation de la Terre (unjour).C’est aux Mésopotamiens (il y a 5 000 à 6 000 ans) que nousdevons la division par douze combinée à une division parsoixante de nos unités de temps (appelées aussi mesuresgoniométriques). Beaucoup de gens trouvent ce systèmecompliqué. Le système décimal semble plus simple, mais on peut diviserle nombre 12 en 2, 3, 4 et 6 parties égales, en utilisant sim-plement les nombres naturels. 10 ne peut être divisé qu’en 2et en 5, 100 en 2, 4, 5, 10, 20, 25 et 50. Mais 60 peut êtredivisé en 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20 et 30. On voit bien queles Mésopotamiens avaient beaucoup de bons sens.

Laissons de côté l’histoire. Toujours est-il que la secondemésopotamienne est devenue la plus petite unité de temps:1/60 de minute, 1/3 600 d’heure, 1/86 400 de journée. Leschoses semblent simples, mais sous l’influence de la phy-sique contemporaine surtout, la seconde a été définiecomme: la durée de 9 192 631 770 périodes du rayonnementémis par la transition entre les deux ‘niveaux hyperfins’ del’état fondamental de l’atome de césium 133. Il n’est pasnécessaire de comprendre ces notions, il suffit de savoir quec’est ainsi que fonctionnent les horloges atomiques dissémi-nées à travers le monde, qui donnent l’heure exacte aux sta-tions de radio. Comme vous le voyez, les petits “tops” quel’on entend toutes les heures à la radio ont des antécédentstrès compliqués...

3.1.3 Unités de masse

La masse a été définie pour la première fois comme une pro-priété de l’objet par Isaac Newton (1642 ou ‘43 - 1727), entreautres comme la force d’inertie, c’est-à-dire la résistance auchangement de l’état de mouvement. Pour parler simple-ment: au bowling, il faut fournir un plus grand effort pour fairerouler une boule qui a une grande masse que pour faire roulerune boule de petite masse. Cet effort dépend évidemment dela force que l’on développe sur la ligne de faute au début dela piste. Mais si vous jouiez au bowling sur la Lune, vous

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Dans le système SI, on travaille uniquement avec laseconde (s) comme unité de temps (t).

remarqueriez que votre effort serait beaucoup plus petit, alorsque rien n’aurait changé du côté de la boule. Les boules debowling y auraient en effet conservé leur masse. Si vousmontiez sur un pèse-personne sur la Lune, vous pèseriezvous aussi beaucoup moins que sur la Terre, sans avoir mai-gri. Votre masse n’a pas changé, c’est une propriété de votrecorps et pour la modifier, il faut vous mettre au régime. Ce n’est pas très difficile à comprendre: vous-même et votreboule de bowling êtes restés les mêmes partout, vous avezconservé votre masse; seules les ‘forces’ qui agissent surcette masse sont différentes...

Cela semble anormal et il serait plus logique d’utiliser legramme, mais c’est ainsi qu’il en a été décidé.Le kilogramme a été défini jadis comme la masse de 1 000cm3 d’eau à 4 °C (c’est à cette température que l’eau est laplus compacte et c’est entre autres pour cette raison que lespoissons et autres êtres vivants survivent à l’hiver dans unétang ou dans l’océan). Cette masse d’eau correspond aussiexactement à un litre.Cette définition tient encore bon pour le moment. C’est laseule unité qui ne repose pas sur un phénomène naturel maissimplement sur une convention: 1 000 cm3 d’eau pure à 4 °C(ou 277 K).

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Dans le système SI, on travaille uniquementavec le kilogramme.

Attention, utilisez toujours le kg comme unité dans les formu-les. Sinon, vous ferez fausse route et votre résultat sera faux.


Multiples mégagramme Mg 1000 kg 1.103 kg 1 000 000 g

Unité kilogramme kg 1 kg 1 000 g

Subdivisions hectogramme hg 0,1 kg 1.10-1 kg 100 g

décagramme dag 0,01 kg 1.10-2 kg 10 g

gramme g 0,001 kg 1.10-3 kg 1 g

décigramme dc 0,000 1 kg 1.10-4 kg 0,1 g

centigramme cg 0,000 01 kg 1.10-5 kg 0,01 g

milligramme mg 0,000 001 kg 1.10-6 kg 0,001 g

microgramme μg 0,000 000 001 kg 1.10-9 kg 0,000 001 g

3.2 Unités dérivées

3.2.1 Surfaces

Une fois que nous pouvons mesurer une longueur, il estgénéralement simple de calculer une surface à l’aide dequelques notions de géométrie plane. Nous multiplions tou-jours deux longueurs, éventuellement avec une constantetelle que π pour la surface du cercle. Comme nous devons utiliser le mètre dans le système SI,nous avons donc une surface en (m • m) ou m2.Nous pouvons, ici aussi, utiliser des préfixes décimaux,comme pour les longueurs. Mais attention: nous devonsreculer chaque fois la marque de la décimale de deux chiffres.1 m2 = 100 dm2 = 10 000 cm2, etc.

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Faites très attention car, dans les calculs réalisés dans le cadredu système SI, tout DOIT être en m2. Sinon, nous aurons à

coup sûr des résultats inexacts.

Dans tous les calculs impliquant des formules, il faut utiliser lesunités SI. On a donc ici des m3.


Multiples km2 1 000 000 m2 1.106 m2

hm2 10 000 m2 1.104 m2

dam2 100 m2 1.102 m2

Unité m2 1 m2

Subdivisions dm2 0,01 m2 1.10-2 m2

cm2 0,000 1 m2 1.10-4 m2

mm2 0,000 001 m2 1.10-6 m2

3.2.2 Volumes

Pour calculer un volume, nous multiplions trois unités de lon-gueur exprimées en mètre dans le système SI. On obtientdonc des m3.Pour les liquides et les gaz, on utilise aussi très fréquemmentle litre comme unité. Mais quand on sait que 1 litre cor-respond en fait à 1 dm3 ou à 1/1 000 de m3, la conversionn’est pas très difficile.On utilise aussi parfois l’unité cc. Il suffit de savoir que 1 000cc équivalent à 1 litre.

3.2.3 Pression

Il se peut que vous soyez sous pression en étudiant ce cours.Mais qu’entend-on par pression?En physique, c’est très simple: vous posez une masse surune surface et vous y exercez une force par rapport à cettesurface. En langage humain, on définit la pression comme lerapport entre la force exercée sur une masse et la surface.Attention: nous parlons bien d’une force. Cela veut dire quenous devons calculer la force relative à la masse.Cette force peut provenir de différentes sources, par exemplela force d’attraction de la Terre, la force de dilatation due àdes écarts de température.

Définition de la pression: , où p représente la pression,

F la force et S la surface.

Comme la force est exprimée en newtons (N) et une surface

en m2 dans le système SI, nous pouvons exprimer la pression

en . On appelle cette unité le pascal, ou Pa.

Une masse de 1 kg posée sur notre Terre représente une

force de 9,81 N.

C’est le poids de cette masse (F = m • g où g = 9,81 , voir

plus haut).

Placée sur 1 m2, cette masse exerce une pression de 9,81mm

ou 9,81 Pa.

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Notation Unité admise Conversions

Multiples km3 1 000 000 000 m3 1.109 m3

hm3 1 000 000 m3 1.106 m3

dam3 1 000 m3 1.103 m3

Unité m3 m3 1 m3

Subdivisions dm3 1 litre 0,001 m3 1.10-3 m3

cm3 1 millilitre ou cc 0,000 001 m3 1.10-6 m3

mm3 0,000 000 001 m3 1.10-9 m3

Fp = ––

S

N–––m2

m–––s2

N–––m2

3.2.4 Température

En ce qui concerne la détermination de la température, on atrès tôt compris dans le passé que les corps se dilatentquand la température monte et qu’ils se rétractent quand latempérature baisse. Le mercure est apparu pour ainsi direidéal à cette fin, parce que ce métal liquide se dilate et serétracte de manière très régulière sous l’effet des variationsthermiques. Un thermomètre au mercure reste donc la normejusqu’à ce jour. La graduation de 0 °C (Celsius) correspondau point de fusion (ou au point de congélation) de l’eau pure.La graduation de 100 °C est, par définition, égale au pointd’ébullition de cette même eau pure.

Attention: ces chiffres ont été établis à une pressionatmosphérique normale. En cas de dépression, le point defusion se situera un peu plus bas. On peut même faire bouillirde l’eau à température ambiante pour autant que l’on abaissesuffisamment la pression. Mais on peut aussi faire bouillircette même eau à des températures beaucoup plus hautesen y appliquant suffisamment de pression.

Dans le cadre de la recherche de la température la plus basseque l’on puisse atteindre, il faut réaliser des performancesencore plus difficiles. La température est aussi liée avec lamesure dans laquelle les molécules, ou les très petites parti-cules, entrent en vibration et s’agitent. La température la plusbasse possible a donc été établie comme celle où toutes cesparticules seraient au repos. C’est ce qu’on appelle le zéroabsolu. Selon un nombre énorme d’expériences et de cal-culs, le zéro absolu se situerait aux environs de -273 °C. Onl’appelle 0 kelvin, ou 0 K.

Cela veut donc dire que le point de fusion de l’eau, 0 °C, peutêtre assimilé à 273 K. Si nous supposons par hypothèse que1 °C est égal à 1 K, nous pouvons dire que le point d’ébulli-tion de l’eau se situe à 373 K. On peut aussi dire qu’unetempérature ambiante de 20 °C est égale à 273 K + 20, soit293 K.

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Fonds de Formation professionnelle de la Construction

Manuels ModulairesChauffage Central

• 1.1 Chauffage central: généralités et dessins techniques d’installations

• 1.2 Tuyaux: matériaux, façonnage, joints et fixations

• 2.1 Transport de chaleur: pose des canalisations

• 2.2 Transport de chaleur: principe, protection et entretien de l’installation

• 2.3 Emission thermique: corps de chauffe et accessoires

• 3.1 Production de chaleur: chaudières de chauffage

• 3.2 Production de chaleur: accessoires d’installation et instructions de montage

• Les manuels disponibles

Documents

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