Dimensionnement de tuyauterie
Saisissez le débit d'eau et une perte de charge linéique ou une vitesse pour obtenir le diamètre intérieur requis, le diamètre nominal recommandé, sa vitesse réelle et sa perte de charge. Vous pouvez aussi choisir un diamètre et le vérifier. Les équations avec les valeurs numériques figurent sous « Étapes du calcul » ; les tableaux de diamètres, les constantes et les sources se trouvent plus bas, sous « Base de calcul ».
Vérifier la condensation sur tuyauterie isolée Vérifiez si la surface d'une tuyauterie d'eau glacée isolée condense, et quelle épaisseur minimale d'isolant l'empêche, selon l'isolant et le revêtement.
Abaque de tuyauterie (débit par diamètre nominal)
Mêmes équations que le calculateur ci-dessus (Darcy-Weisbach, eau à 20 °C, rugosité par défaut de chaque tuyau) : pour chaque diamètre, le débit qui donne 300 Pa/m (valeur par défaut du calculateur) et sa vitesse, ainsi que le débit à la limite de la pratique ASHRAE (1,2 m/s jusqu'à 50A (DN 50), 400 Pa/m au-delà). Rugosité ε : acier SGP 0,046 mm, cuivre 0,0015 mm. Dans certaines lignes, comme le cuivre 50A, le débit à 300 Pa/m dépasse le débit à la limite ASHRAE ; retenez alors le plus petit des deux.
| DN | Diam. int. mm | Débit à 300 Pa/m L/min | Même débit m³/h | Vitesse m/s | Débit à la limite ASHRAE L/min | Limite |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tube acier au carbone SGP (JIS G 3452) | ||||||
| 15A | 16.1 | 6.3 | 0.38 | 0.52 | 14.7 | 1.2 m/s |
| 20A | 21.6 | 14.0 | 0.84 | 0.64 | 26.4 | 1.2 m/s |
| 25A | 27.6 | 27.1 | 1.63 | 0.76 | 43.1 | 1.2 m/s |
| 32A | 35.7 | 54.2 | 3.25 | 0.90 | 72.1 | 1.2 m/s |
| 40A | 41.6 | 81.7 | 4.90 | 1.00 | 97.9 | 1.2 m/s |
| 50A | 52.9 | 155 | 9.31 | 1.18 | 158 | 1.2 m/s |
| 65A | 67.9 | 302 | 18.10 | 1.39 | 351 | 400 Pa/m |
| 80A | 80.7 | 477 | 28.62 | 1.55 | 555 | 400 Pa/m |
| 90A | 93.2 | 699 | 41.93 | 1.71 | 813 | 400 Pa/m |
| 100A | 105.3 | 965 | 57.91 | 1.85 | 1 123 | 400 Pa/m |
| 125A | 130.8 | 1 712 | 102.70 | 2.12 | 1 990 | 400 Pa/m |
| 150A | 155.2 | 2 687 | 161.22 | 2.37 | 3 122 | 400 Pa/m |
| Cuivre type L (ASTM B88) | ||||||
| 15A (1/2) | 13.8 | 4.4 | 0.27 | 0.49 | 10.8 | 1.2 m/s |
| 20A (3/4) | 19.9 | 12.0 | 0.72 | 0.64 | 22.5 | 1.2 m/s |
| 25A (1) | 26.0 | 24.8 | 1.49 | 0.78 | 38.3 | 1.2 m/s |
| 32A (1-1/4) | 32.1 | 43.8 | 2.63 | 0.90 | 58.4 | 1.2 m/s |
| 40A (1-1/2) | 38.2 | 70.0 | 4.20 | 1.02 | 82.6 | 1.2 m/s |
| 50A (2) | 50.4 | 147 | 8.83 | 1.23 | 144 | 1.2 m/s |
| 65A (2-1/2) | 62.6 | 263 | 15.78 | 1.42 | 309 | 400 Pa/m |
| 80A (3) | 74.8 | 423 | 25.39 | 1.61 | 496 | 400 Pa/m |
| 100A (4) | 99.2 | 898 | 53.88 | 1.94 | 1 053 | 400 Pa/m |
Retenez le plus petit diamètre dont le débit indiqué est supérieur ou égal à votre débit de dimensionnement. Pour d'autres températures d'eau, tuyaux ou débits, utilisez le calculateur ci-dessus.
Base de calcul
La perte de charge provient de l'équation de Darcy-Weisbach avec le coefficient de perte de charge de Colebrook, ou de la formule de Hazen-Williams. Un dimensionnement par perte de charge linéique ou par vitesse donne un diamètre intérieur requis ; on retient le plus petit diamètre du tableau ayant au moins ce diamètre intérieur, puis on recalcule avec son diamètre intérieur réel.
| Grandeur | Équation | Remarques · base |
|---|---|---|
| Perte de charge (Darcy-Weisbach) | R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2 | R en Pa/m, D le diamètre intérieur en m, ρ en kg/m³, V en m/s. L'équation générale pour tout fluide et toute température |
| Coefficient de perte de charge (Colebrook) | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3,7 D) + 2,51/(Re √f) ) | Re ≥ 2 300. Même solveur que le calculateur de gaine (itéré à partir de l'estimation de Haaland). 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 / Re | Re < 2 300 (Hagen-Poiseuille) ; signalé comme laminaire dans le résultat |
| Hazen-Williams (SI) | h/L = 10,67 Q^1,852 / (C^1,852 D^4,8704), R = ρ g h/L | Q en m³/s, D en m, h la perte de charge en m. Un ajustement empirique pour l'eau en régime turbulent proche de la température ambiante : il ignore la viscosité (température) et le régime laminaire. Courant pour l'eau sanitaire et la protection incendie |
| Nombre de Reynolds, vitesse | Re = V·D / ν, V = Q / (πD²/4) | ν = μ/ρ. Le dimensionnement par vitesse utilise D = √(4Q / (πV)) |
| Choix du diamètre | diamètre intérieur = diamètre extérieur − 2 × épaisseur ≥ D | Le plus petit diamètre qui satisfait cette condition est recommandé et recalculé avec son diamètre intérieur réel. Le diamètre supérieur est aussi affiché |
| Unités de pression | 1 kPa/100 m = 10 Pa/m, 1 mmCE = 9,80665 Pa | Même convention que le convertisseur d'unités. 300 Pa/m = 30 kPa/100 m = 30,6 mmCE/m |
Tableaux de diamètres de tuyauterie
Dimensions en mm ; diamètre intérieur = diamètre extérieur − 2 × épaisseur. Seuls les diamètres dont les dimensions ont pu être vérifiées à partir d'une source figurent ici. Vérifiez la norme ou le tableau du fabricant avant de commander.
Tube acier au carbone SGP (JIS G 3452)
Diamètre extérieur et épaisseur du tube en acier au carbone SGP (JIS G 3452). Ce tube de norme japonaise n'a pas d'équivalent exact en France ; le plus proche, dont les dimensions n'ont pas été vérifiées ici, est le tube acier de la série EN 10255. Les valeurs du tableau sont celles de la JIS.
| DN | Diam. ext. mm | Épaisseur mm | Diam. int. mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.8 | 21.6 |
| 25A | 34.0 | 3.2 | 27.6 |
| 32A | 42.7 | 3.5 | 35.7 |
| 40A | 48.6 | 3.5 | 41.6 |
| 50A | 60.5 | 3.8 | 52.9 |
| 65A | 76.3 | 4.2 | 67.9 |
| 80A | 89.1 | 4.2 | 80.7 |
| 90A | 101.6 | 4.2 | 93.2 |
| 100A | 114.3 | 4.5 | 105.3 |
| 125A | 139.8 | 4.5 | 130.8 |
| 150A | 165.2 | 5.0 | 155.2 |
| 175A | 190.7 | 5.3 | 180.1 |
| 200A | 216.3 | 5.8 | 204.7 |
| 225A | 241.8 | 6.2 | 229.4 |
| 250A | 267.4 | 6.6 | 254.2 |
| 300A | 318.5 | 6.9 | 304.7 |
Cuivre type L (ASTM B88)
Tube cuivre ASTM B88 type L. Dimensions en pouces (diamètre extérieur 0,625 in, etc.) × 25,4, avec le diamètre nominal correspondant (1/2 in = 15A (DN 15)). Les épaisseurs peuvent différer de celles de la norme européenne EN 1057, dont les tableaux n'ont pas été vérifiés.
| DN | Diam. ext. mm | Épaisseur mm | Diam. int. mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 15.88 | 1.02 | 13.84 |
| 20A (3/4) | 22.23 | 1.14 | 19.94 |
| 25A (1) | 28.58 | 1.27 | 26.04 |
| 32A (1-1/4) | 34.92 | 1.4 | 32.13 |
| 40A (1-1/2) | 41.28 | 1.52 | 38.23 |
| 50A (2) | 53.98 | 1.78 | 50.42 |
| 65A (2-1/2) | 66.68 | 2.03 | 62.61 |
| 80A (3) | 79.38 | 2.29 | 74.8 |
| 100A (4) | 104.78 | 2.79 | 99.19 |
Cuivre type M (ASTM B88)
Tube cuivre ASTM B88 type M (même diamètre extérieur que le type L, paroi plus mince).
| DN | Diam. ext. mm | Épaisseur mm | Diam. int. mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 15.88 | 0.71 | 14.45 |
| 20A (3/4) | 22.23 | 0.81 | 20.6 |
| 25A (1) | 28.58 | 0.89 | 26.8 |
| 32A (1-1/4) | 34.92 | 1.07 | 32.79 |
| 40A (1-1/2) | 41.28 | 1.25 | 38.78 |
| 50A (2) | 53.98 | 1.47 | 51.03 |
| 65A (2-1/2) | 66.68 | 1.65 | 63.37 |
| 80A (3) | 79.38 | 1.83 | 75.72 |
| 100A (4) | 104.78 | 2.41 | 99.95 |
Inox Sch 10S (JIS G 3459)
Tube inox JIS G 3459, Sch 10S. Le 90A (DN 90) est omis car il n'a pas pu être vérifié.
| DN | Diam. ext. mm | Épaisseur mm | Diam. int. mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.1 | 17.5 |
| 20A | 27.2 | 2.1 | 23.0 |
| 25A | 34.0 | 2.8 | 28.4 |
| 32A | 42.7 | 2.8 | 37.1 |
| 40A | 48.6 | 2.8 | 43.0 |
| 50A | 60.5 | 2.8 | 54.9 |
| 65A | 76.3 | 3.0 | 70.3 |
| 80A | 89.1 | 3.0 | 83.1 |
| 100A | 114.3 | 3.0 | 108.3 |
| 125A | 139.8 | 3.4 | 133.0 |
| 150A | 165.2 | 3.4 | 158.4 |
| 200A | 216.3 | 4.0 | 208.3 |
| 250A | 267.4 | 4.0 | 259.4 |
| 300A | 318.5 | 4.5 | 309.5 |
Rugosité ε (Darcy-Weisbach)
Valeurs des matériaux tirées du diagramme de Moody de 1944 pour le coefficient de perte de charge, converties en mm. La rugosité augmente avec l'âge et la qualité de l'eau ; saisissez donc d'autres valeurs avec « Personnalisée ».
| Matériau | ε (mm) | Valeur de Moody |
|---|---|---|
| Acier du commerce | 0.046 | 0.00015 ft |
| Acier galvanisé | 0.15 | 0.0005 ft |
| Tube étiré (cuivre, laiton) | 0.0015 | 0.000005 ft |
Coefficient C (Hazen-Williams)
Le chapitre Pipe Sizing de l'ASHRAE Handbook Fundamentals donne 150 pour le plastique et le cuivre, 140 pour l'acier neuf, et 100 ou moins pour un tuyau très corrodé ou très rugueux. La NFPA 13 (sprinklers) fixe 120 pour l'acier en réseau humide et 150 pour le cuivre, l'inox et le CPVC. Un C plus petit donne une perte de charge plus grande.
| Tuyau | C | Source |
|---|---|---|
| Acier 120 (NFPA 13) | 120 | NFPA 13 (acier, réseau humide) |
| Acier neuf 140 (ASHRAE) | 140 | ASHRAE (acier neuf) |
| Acier corrodé 100 (ASHRAE) | 100 | ASHRAE (corrodé ou rugueux), NFPA 13 (acier, réseau sec) |
| Cuivre, inox, plastique 150 | 150 | ASHRAE (plastique, cuivre), NFPA 13 (cuivre, inox, CPVC) |
Propriétés de l'eau (101,325 kPa)
Masse volumique d'après IAPWS-95 et viscosité d'après la formulation IAPWS 2008. Le calculateur interpole un tableau tous les 5 °C (5 à 95 °C) sur les quatre lignes les plus proches ; l'erreur entre les lignes reste inférieure à 0,02 %.
| Température °C | Masse volumique ρ kg/m³ | Viscosité μ mPa·s | Viscosité cinématique ν m²/s |
|---|---|---|---|
| 5 | 999.967 | 1.5182 | 1.518 × 10⁻⁶ |
| 10 | 999.702 | 1.3059 | 1.306 × 10⁻⁶ |
| 15 | 999.103 | 1.1376 | 1.139 × 10⁻⁶ |
| 20 | 998.207 | 1.0016 | 1.003 × 10⁻⁶ |
| 30 | 995.649 | 0.7972 | 8.007 × 10⁻⁷ |
| 40 | 992.216 | 0.6527 | 6.579 × 10⁻⁷ |
| 50 | 988.035 | 0.5465 | 5.531 × 10⁻⁷ |
| 60 | 983.196 | 0.4660 | 4.740 × 10⁻⁷ |
| 70 | 977.765 | 0.4036 | 4.127 × 10⁻⁷ |
| 80 | 971.790 | 0.3540 | 3.643 × 10⁻⁷ |
| 90 | 965.310 | 0.3142 | 3.255 × 10⁻⁷ |
| 95 | 961.888 | 0.2971 | 3.089 × 10⁻⁷ |
Choix de la vitesse et de la perte de charge linéique
Le chapitre Pipe Sizing de l'ASHRAE Handbook Fundamentals décrit la pratique courante en CVC : 1,2 m/s ou moins pour les tuyaux de 50 mm et moins, et 400 Pa/m ou moins pour les tuyaux plus grands. Certaines références (Carrier 1960) ajoutent de ne jamais dépasser 4,6 m/s. Le calculateur compare le diamètre recommandé et le diamètre supérieur à ces valeurs.
Les limites de bruit et d'érosion dépendent du matériau du tuyau, des heures de fonctionnement annuelles et de la présence d'air ou de particules dans l'eau. Consultez ce chapitre et les données du fabricant pour les valeurs.
La valeur par défaut de 300 Pa/m est un exemple situé sous 400 Pa/m. Descendez pour réduire la HMT de la pompe, montez pour réduire le diamètre des tuyaux.
Exemple détaillé
Débit 100 L/min, eau à 20 °C, acier SGP (ε 0,046 mm), perte de charge linéique 300 Pa/m, Darcy-Weisbach : Q = 1,667 × 10⁻³ m³/s, diamètre intérieur requis 44,87 mm → 50A (DN 50) recommandé (diamètre intérieur 52,9 mm) : V = 0,758 m/s, Re = 39 979, f = 0,0245, R = 132,8 Pa/m (13,3 kPa/100 m, 13,5 mmCE/m). Diamètre supérieur, 65A (DN 65) : V = 0,460 m/s, R = 39,0 Pa/m.
Avec Hazen-Williams et C = 120, le diamètre intérieur requis est de 47,30 mm et le 50A donne R = 173,9 Pa/m, soit environ 30 % de plus que Darcy pour le même tuyau. Le résultat dépend fortement du C choisi.
Sources
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), Pipe Sizing : Darcy-Weisbach et Colebrook, C de Hazen-Williams typiques, pratiques de conception pour la vitesse et la perte de charge
- Moody, L. F. (1944), Friction factors for pipe flow, Transactions of the ASME 66 : rugosité des matériaux
- Colebrook, C. F. (1939), Turbulent flow in pipes, Journal of the Institution of Civil Engineers 11
- NFPA 13, Standard for the Installation of Sprinkler Systems : tableau du C de Hazen-Williams
- IAPWS R6-95 (équation d'état de l'eau, masse volumique), IAPWS R12-08 (viscosité de l'eau)
- JIS G 3452 tubes en acier au carbone pour tuyauteries courantes, JIS G 3459 tubes en acier inoxydable, ASTM B88 tube cuivre sans soudure pour eau
Questions fréquentes
Quelle limite de vitesse s'applique aux tuyauteries d'eau glacée ?
L'ASHRAE Handbook Fundamentals (chapitre Pipe Sizing) cite une pratique courante de 1,2 m/s ou moins pour les tuyaux jusqu'à 50 mm et de 400 Pa/m ou moins pour les tuyaux plus grands, et Carrier (1960) recommande de ne jamais dépasser 4,6 m/s. Ce calculateur compare le diamètre recommandé à ces valeurs.
Comment trouver le diamètre d'une tuyauterie à partir du débit ?
Choisissez une perte de charge linéique (par exemple 300 Pa/m) ou une vitesse, déterminez le diamètre intérieur requis, puis prenez le plus petit diamètre nominal supérieur ou égal. Exemple : 100 L/min d'eau à 20 °C dans de l'acier SGP à 300 Pa/m exigent 44,87 mm, donc 50A (DN 50) (52,9 mm de diamètre intérieur, 0,758 m/s, 132,8 Pa/m).
Comment les diamètres nominaux de l'acier SGP et du cuivre se correspondent-ils ?
Le 15A (DN 15) correspond au tube cuivre de 1/2 in, le 20A (DN 20) à 3/4 in et le 25A (DN 25) à 1 in. Le diamètre extérieur et l'épaisseur diffèrent, de sorte que le diamètre intérieur et le débit admissible varient selon le type de tuyau ; vérifiez chacun dans l'abaque ci-dessus.
Dernière mise à jour : 2026-10-12.