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Dimensionnement de gaine : calcul en ligne

Saisissez le débit d'air et l'une des grandeurs suivantes : perte de charge linéique (méthode à perte de charge constante), vitesse ou diamètre, pour obtenir d'un coup le diamètre de la gaine circulaire, une dimension rectangulaire, la vitesse et la pression dynamique. Les équations avec les valeurs numériques figurent sous « Étapes du calcul » ; les constantes et les sources se trouvent plus bas, sous « Base de calcul ».

Abaque de gaine selon le débit d'air (perte de charge constante, 1 Pa/m)

Calculé avec les valeurs par défaut du calculateur ci-dessus (perte de charge 1,0 Pa/m ≈ 0,1 mmCE/m ; acier galvanisé, ε 0,09 mm ; air à 20 °C). Le diamètre circulaire et la vitesse donnent exactement 1 Pa/m ; le diamètre normalisé et les dimensions rectangulaires sont arrondis à 50 mm au-dessus.

Débit d'air m³/hDébit d'air CFMDiam. circulaire mmVitesse m/sDiam. normalisé mmRect. 1 : 1, mmRect. 2 : 1, mmRect. 3 : 1, mm
500294.32103.99250200 × 200300 × 150350 × 150
1 000588.62734.75300250 × 250400 × 200450 × 150
2 0001 1773545.65400350 × 350500 × 250600 × 200
3 0001 7664126.24450400 × 400550 × 300700 × 250
5 0002 9435007.07550500 × 500700 × 350850 × 300
7 5004 4145837.81600550 × 550800 × 4001 000 × 350
10 0005 8866508.37650600 × 600900 × 4501 100 × 400
15 0008 8297589.24800700 × 7001 000 × 5001 250 × 450
20 00011 7708459.90850800 × 8001 150 × 6001 400 × 500

Les dimensions rectangulaires donnent la même perte de charge pour le même débit d'air (diamètre équivalent de Huebscher), largeur × hauteur en mm. Pour d'autres débits d'air, pertes de charge linéiques ou rapports d'aspect, utilisez le calculateur ci-dessus.

Base de calcul

La perte de charge d'une gaine circulaire provient de l'équation de Darcy-Weisbach avec le coefficient de perte de charge de Colebrook. Pour un dimensionnement par perte de charge linéique, on cherche le diamètre qui donne ce R ; une gaine rectangulaire est ramenée à son équivalent circulaire, qui a la même perte de charge pour le même débit d'air.

GrandeurÉquationRemarques · base
Perte de charge (Darcy-Weisbach)R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2R en Pa/m, D en m, ρ en kg/m³, V en m/s. Équation de Darcy du chapitre Duct Design de l'ASHRAE
Coefficient de perte de charge (Colebrook)1/√f = −2 log₁₀( ε/(3,7 D) + 2,51/(Re √f) )Re ≥ 2 300. f figure des deux côtés ; on itère donc (de l'estimation de Haaland jusqu'à une variation relative de 10⁻¹²). La plage de transition de 2 300 à 4 000 l'utilise aussi, ce qui majore un peu
Coefficient de perte de charge (laminaire)f = 64 / ReRe < 2 300 (Hagen-Poiseuille) ; signalé comme laminaire dans le résultat
Nombre de Reynolds, pression dynamiqueRe = V·D / ν, Pv = ρV²/2V = Q / A, A = πD²/4
Masse volumique de l'airρ = p / (R_da · T)Air sec, p = 101,325 kPa, R_da = 287,042 J/(kg·K) (ASHRAE 2017, chapitre 1, même constante que le calculateur du diagramme de l'air humide). 1,204 kg/m³ à 20 °C
Viscosité (Sutherland)μ = μ₀ (T/T₀)^1,5 · (T₀ + S)/(T + S), ν = μ/ρAir : μ₀ = 1,716 × 10⁻⁵ Pa·s, T₀ = 273,15 K, S = 110,4 K (White). À 20 °C, ν = 1,506 × 10⁻⁵ m²/s, à 1 % près des tables de propriétés usuelles
Équivalent rectangulaire (Huebscher)De = 1,30 (a·b)^0,625 / (a + b)^0,25Le diamètre circulaire de même perte de charge pour le même débit d'air et la même longueur (chapitre Duct Design de l'ASHRAE). Exemple : 400 × 200 mm donne 305 mm. La vitesse réelle dans la gaine rectangulaire est Q/(a·b)
Dimensions normaliséesD, a, b → ⌈x / 50⌉ × 50 mmLe diamètre circulaire et les deux côtés rectangulaires sont arrondis à 50 mm au-dessus (seul le côté libre quand un côté est imposé). Le diamètre équivalent ne fait que croître quand un côté croît ; il est donc supérieur ou égal à la valeur calculée et la perte de charge ne dépasse pas la donnée d'entrée. La vitesse et la perte de charge sont ensuite recalculées. Vérifiez la liste des dimensions du fabricant
Limites du rectangulaire1 ≤ a/b ≤ 8, petit côté ≥ 50 mmAu-delà de 4 : 1, un avertissement s'affiche (plus de périmètre pour une même section, donc plus de frottement et de matière). Au-delà de 8 : 1, ou avec un petit côté inférieur à 50 mm, le calculateur ne calcule pas

Rugosité ε des matériaux

Valeurs par catégorie de rugosité du tableau 1 du chapitre Duct Design de l'ASHRAE Handbook Fundamentals (SI) (lisse 0,03, moyennement lisse 0,05, moyenne 0,09, moyennement rugueuse 0,9, rugueuse 3,0 mm). Chaque matériau est de ceux que le même tableau classe dans cette catégorie. Un même matériau varie selon l'espacement des joints et la qualité de la pose ; saisissez donc d'autres valeurs avec « Rugosité personnalisée ».

Matériauε (mm)Catégorie ASHRAE
Acier galvanisé0.09Moyenne
Lisse (tube étiré, tuyau PVC)0.03Lisse
Acier du commerce0.05Moyennement lisse
Gaine en laine de verre0.9Moyennement rugueuse
Gaine flexible (complètement tendue)3.0Rugueuse

Propriétés de l'air (air sec, 101,325 kPa)

Température °CMasse volumique ρ kg/m³Viscosité μ Pa·sViscosité cinématique ν m²/s
−201.39441.615 × 10⁻⁵1.158 × 10⁻⁵
01.29231.716 × 10⁻⁵1.328 × 10⁻⁵
201.20421.813 × 10⁻⁵1.506 × 10⁻⁵
401.12721.907 × 10⁻⁵1.692 × 10⁻⁵
601.05961.999 × 10⁻⁵1.886 × 10⁻⁵

Choix de la vitesse et de la perte de charge linéique

Certains ouvrages de CVC distinguent les gaines à basse vitesse (15 m/s ou moins) des gaines à haute vitesse au-delà. Le calculateur avertit quand la vitesse, en gaine circulaire ou rectangulaire, dépasse 15 m/s.

La méthode à perte de charge constante dimensionne chaque tronçon avec la perte de charge linéique choisie pour la gaine principale (couramment 0,1 mmCE/m, soit environ 1 Pa/m). Ne changez que le débit d'air pour chaque tronçon.

Exemple détaillé

Débit d'air 10 000 m³/h, perte de charge linéique 1,0 Pa/m, acier galvanisé (ε 0,09 mm), air à 20 °C : Q = 2,778 m³/s, D = 649,9 mm, V = 8,37 m/s, Re = 361 000, f = 0,0154. Arrondi à 650 mm.

En rectangle 2 : 1, la même gaine fait 853 × 427 mm, ou 900 × 450 mm avec les deux côtés arrondis à 50 mm au-dessus (équivalent 686 mm, vitesse réelle 6,86 m/s, perte de charge 0,77 Pa/m).

Sources

Questions fréquentes

Comment dimensionner une gaine à partir du débit d'air ?

Avec la méthode à perte de charge constante, choisissez une perte de charge linéique pour la gaine principale (souvent 1 Pa/m, soit 0,1 mmCE/m) et dimensionnez chaque tronçon d'après son débit d'air. Par exemple, 10 000 m³/h (environ 5 886 CFM) à 1 Pa/m en acier galvanisé donnent une gaine circulaire de 650 mm (8,37 m/s), ou 900 × 450 mm en rapport 2 : 1. L'abaque ci-dessus donne les débits d'air courants.

Quelle vitesse faut-il retenir dans une gaine ?

Certains ouvrages de CVC appellent basse vitesse les gaines jusqu'à 15 m/s et haute vitesse les plus rapides ; ce calculateur avertit au-delà de 15 m/s. À perte de charge linéique constante de 1 Pa/m, la vitesse passe d'environ 4 à 10 m/s de 500 à 20 000 m³/h, comme dans l'abaque ci-dessus.

Comment convertir une gaine rectangulaire en gaine circulaire ?

Utilisez le diamètre équivalent de Huebscher, De = 1,30 (ab)^0,625 / (a + b)^0,25, qui donne la même perte de charge pour le même débit d'air. Une gaine de 900 × 450 mm correspond à environ 686 mm. Ce n'est pas le diamètre de même section.

1 Pa/m est-il la même chose que 0,1 mmCE/m ?

Presque. 0,1 mmCE/m = 0,98 Pa/m et 1 Pa/m = 0,102 mmCE/m. En pratique, on cite souvent les deux comme la même référence.

Dernière mise à jour : 2026-10-12.