Tuyauterie et raccords

Introduction au chapitre

Ce chapitre couvre l'ensemble des connaissances essentielles sur les tuyaux, tubes et raccords que tout compagnon plombier doit maîtriser pour l'examen Sceau Rouge. Vous devez connaître non seulement les caractéristiques physiques des matériaux, mais aussi leurs applications permises, les méthodes d'assemblage, les calculs de dilatation thermique, et les exigences du Code canadien de la plomberie (CCP). Ce chapitre est structuré pour suivre la logique de l'examen : identification des matériaux, sélection selon l'usage, techniques d'installation, et calculs.

2.1 Classification des tuyaux et tubes

2.1.1 Tuyau vs tube — distinction fondamentale

La terminologie n'est pas interchangeable. Un tuyau (pipe) est dimensionné par son diamètre nominal intérieur (DN) et son épaisseur de paroi (schedule). Un tube (tube) est dimensionné par son diamètre extérieur (D.E.) réel et son épaisseur de paroi en pouces ou en millimètres. Cette distinction est cruciale pour les raccords : un raccord pour tuyau de 1/2" ne s'adapte pas à un tube de 1/2".

Caractéristique	Tuyau (pipe)	Tube (tube)
Dimension de référence	Diamètre intérieur nominal	Diamètre extérieur réel
Épaisseur	Schedule (Sch 40, Sch 80)	Épaisseur en mm ou en pouces
Usage typique	Eau, gaz, drainage	Chauffage, instrumentation, réfrigération

2.1.2 Matériaux de tuyauterie — propriétés et applications

Acier au carbone (noir) : Utilisé pour le gaz naturel et le propane (CSA B149.1), les colonnes d'eau, et les systèmes de protection incendie. Résistance à la pression élevée, mais susceptible à la corrosion. Assemblage par filetage (jusqu'à 4"), soudage ou raccords mécaniques.

Acier galvanisé : Acier recouvert de zinc pour résister à la corrosion. Utilisé pour l'eau potable (bien que de moins en moins), l'air comprimé et les systèmes ouverts. Ne jamais utiliser pour le gaz — les copeaux de zinc se détachent et obstruent les orifices des brûleurs. Le filetage détruit la couche de zinc aux joints ; il faut appliquer un composé d'étanchéité approuvé.

Cuivre : Disponible en types K, L, M et DWV. Le type L est le plus courant pour la plomberie. Le type K a la paroi la plus épaisse (usage souterrain). Le type M est pour les applications à pression modérée. Le DWV est uniquement pour le drainage (paroi mince). Assemblage par soudure capillaire (brasage tendre à l'étain-antimoine 95/5 pour l'eau potable), brasage fort (alliage à haute teneur en argent) pour les gaz réfrigérants, ou raccords mécaniques (compression, push-to-connect).

PVC (polychlorure de vinyle) : Pour le drainage, les évents et les conduites d'eau froide (type PVC 1120 ou 1220, norme CSA B137.3). Ne jamais utiliser pour l'eau chaude — la température maximale est de 60°C. Assemblage par solvant (ciment PVC).

CPVC (PVC chloré) : Pour l'eau chaude et froide (CSA B137.6). Température maximale de 82°C. Assemblage par solvant spécifique au CPVC (ciment orange).

PEX (polyéthylène réticulé) : Pour l'eau potable chaude et froide (CSA B137.5). Flexible, résiste au gel (dans une certaine mesure), ne se corrode pas. Assemblage par raccords à compression, à expansion (système Uponor) ou à insert avec bague. Attention : la longueur maximale de la boucle de dilatation doit être calculée.

ABS (acrylonitrile-butadiène-styrène) : Pour le drainage et les évents (CSA B181.1). Assemblage par solvant (ciment ABS). Ne pas utiliser pour l'eau potable.

Fonte : Pour le drainage sanitaire, les colonnes de chute et les conduites souterraines. Excellente isolation acoustique. Assemblage par emboîtement avec joint d'étanchéité en caoutchouc (husband), ou par bride. Norme CSA B70.

Acier inoxydable : Pour les applications corrosives, l'eau ultrapure, les systèmes de vapeur. Assemblage par soudage TIG ou raccords mécaniques.

2.2 Raccords — types et fonctions

2.2.1 Raccords filetés

Les filetages doivent être conformes à la norme ASME B1.20.1 (filetage NPT — National Pipe Thread). Le filetage NPT est conique (3/4 de pouce par pied). L'étanchéité est assurée par la déformation des filets, aidée par un produit d'étanchéité (pâte à joint, ruban de PTFE).

Raccords courants : Coude 90° et 45°, té, manchon, réduction, bouchon, mamelon, union, croix (rare, interdite pour le gaz). Le mamelon est un court tuyau fileté aux deux extrémités. L'union permet le démontage d'une ligne sans couper le tuyau.

Règle pratique : Le nombre de filets visibles après serrage doit être de 2 à 3 pour un tuyau de 1/2" à 3/4", et de 1 à 2 pour les diamètres plus grands. Un serrage excessif fissure le raccord ou le tuyau.

2.2.2 Raccords à souder (cuivre)

La soudure capillaire repose sur le principe de l'action capillaire : l'espace entre le tube et le raccord (0,004" à 0,006") aspire l'alliage fondu. Les étapes sont : coupe, ébavurage, nettoyage (toile émeri), application de flux, assemblage, chauffage, apport d'alliage.

Alliages de soudure :

Étain-antimoine (95/5) : Pour l'eau potable. Température de fusion ~240°C.

Étain-plomb (50/50) : Interdit pour l'eau potable depuis 1986 (Loi sur la sécurité des produits de consommation). Ne jamais utiliser.

Brasage fort (alliage argent 15% à 45%) : Pour les gaz réfrigérants, les lignes d'huile, les hautes températures. Température de fusion > 450°C.

Piège : Le flux doit être appliqué avec parcimonie. Un excès de flux peut être aspiré dans la ligne et contaminer le système. Pour l'eau potable, utilisez un flux sans plomb, conforme à la norme NSF/ANSI 61.

2.2.3 Raccords à compression

Utilisés pour les tubes en cuivre, en PEX et en acier inoxydable. Un écrou et une bague (ferrule) sont comprimés sur le tube pour créer l'étanchéité. Ne pas trop serrer — la bague se déforme et le joint fuit. Deux tours après le contact initial suffisent généralement.

2.2.4 Raccords push-to-connect (à insertion)

Raccords mécaniques avec un anneau de grippe et un joint torique. Conformes à la norme ASSE 1061. Ils permettent un assemblage rapide sans outil spécialisé. Attention : le tube doit être coupé carré et ébavuré, et inséré jusqu'à la butée (marquée sur le raccord). Ne convient pas aux applications enterrées sans protection.

2.2.5 Raccords pour PEX

Trois systèmes principaux :

39.À compression (cinch) : Bague en cuivre ou en acier inoxydable sertie avec une pince. Simple et fiable.

40.À expansion (Uponor/Wirsbo) : Le tube est dilaté avec un outil, inséré sur le raccord, puis se rétracte. Excellente résistance à l'arrachement.

41.À insert (bague en laiton) : Une bague est glissée sur le tube, puis un insert est poussé. Moins courant.

Règle du CCP : Les raccords PEX doivent être conformes à la norme CSA B137.5. Les raccords doivent être accessibles pour inspection, sauf s'ils sont installés conformément aux instructions du fabricant.

2.3 Calculs et dimensionnement

2.3.1 Dilatation thermique

Tous les matériaux se dilatent avec la chaleur. Le coefficient de dilatation linéaire (α) est exprimé en mm/(m·°C).

Matériau	α (mm/m·°C)
Cuivre	0,0168
Acier	0,0117
PVC	0,0540
CPVC	0,0612
PEX	0,1400 (très élevé)
Fonte	0,0104

Formule de calcul :

ΔL = α × L × ΔT

Où :

ΔL = variation de longueur (mm)

α = coefficient de dilatation (mm/m·°C)

L = longueur initiale (m)

ΔT = variation de température (°C)

Exemple : Une conduite de cuivre de 12 m est installée à 10°C. L'eau chaude atteint 60°C. ΔT = 50°C. ΔL = 0,0168 × 12 × 50 = 10,08 mm. La conduite s'allonge d'environ 10 mm. Il faut prévoir un coude de dilatation ou un compensateur.

Pour le PEX : La dilatation est si importante que le CCP exige des boucles de dilatation tous les 6 à 8 m pour les longues courses. La boucle doit avoir un diamètre d'au moins 8 fois le diamètre du tube.

2.3.2 Perte de charge et vitesse d'écoulement

La vitesse de l'eau dans les tuyauteries ne doit pas dépasser :

2,4 m/s pour les conduites d'eau potable (pour éviter le bruit et l'érosion).

1,5 m/s pour les conduites de drainage (pour éviter la séparation des solides).

La perte de charge (ΔP) dépend du diamètre, de la rugosité, du débit et de la longueur. Pour l'examen, vous devez savoir utiliser les tableaux de perte de charge du CCP (annexe A) ou la formule de Hazen-Williams simplifiée :

ΔP (kPa/m) = 10,5 × (Q / C)¹·⁸⁵ / d⁴·⁸⁷

Où :

Q = débit (L/min)

C = coefficient de rugosité (cuivre : 150, acier : 120, PEX : 150)

d = diamètre intérieur (mm)

Piège : Ne confondez pas le diamètre nominal avec le diamètre intérieur réel. Un tuyau de 1" en PVC a un D.I. différent d'un tuyau de 1" en acier.

2.3.3 Pression de service et pression d'épreuve

La pression de service maximale d'un tuyau dépend de son matériau, de sa température et de son épaisseur. La formule de Barlow pour les tuyaux sous pression :

P = (2 × S × t) / D

Où :

P = pression interne (MPa)

S = contrainte admissible du matériau (MPa)

t = épaisseur de paroi (mm)

D = diamètre extérieur (mm)

Exigence du CCP (règle 2.6.3.1) : Toute tuyauterie doit être soumise à une épreuve d'étanchéité à une pression d'au moins 1,5 fois la pression de service, mais jamais moins de 350 kPa (50 psi) pour l'eau, et 100 kPa (15 psi) pour le gaz. L'épreuve doit être maintenue pendant au moins 1 heure sans chute de pression.

2.4 Exigences du Code canadien de la plomberie

2.4.1 Règles clés pour les tuyauteries

Règle 2.5.1.1 : Les tuyaux et raccords doivent être conformes aux normes CSA applicables (B137.x pour les plastiques, B70 pour la fonte, etc.). Un produit sans marque de certification (CSA, cUL, etc.) est interdit.

Règle 2.5.2.1 : Les tuyauteries d'eau doivent être supportées à des intervalles maximaux :

Diamètre nominal	Cuivre (m)	Acier (m)	PVC/CPVC (m)	PEX (m)
1/2" à 3/4"	1,8	2,4	0,9	0,8
1" à 1-1/4"	2,4	3,0	1,2	1,0
1-1/2" et plus	3,0	3,6	1,8	1,2

Règle 2.5.3.1 : Les tuyauteries enterrées doivent être posées à une profondeur minimale de 1,2 m (pour éviter le gel) ou à une profondeur où la température du sol reste au-dessus de 0°C. Les conduites d'eau doivent être posées à au moins 300 mm au-dessus des conduites d'égout, ou à 600 mm si elles sont dans la même tranchée.

Règle 2.5.4.1 : Toute tuyauterie doit être accessible pour inspection et entretien. Les tuyaux encastrés dans les murs doivent être protégés contre la corrosion (manchon, gaine).

2.4.2 Règles spécifiques au gaz (CSA B149.1)

Le Code CSA B149.1 (Code sur le gaz naturel et le propane) s'applique aux tuyauteries de gaz. Points essentiels :

Règle 6.2.1 : Les tuyaux en acier doivent être conformes à la norme ASTM A53 ou A106. Le filetage doit être conforme à l'ASME B1.20.1.

Règle 6.4.1 : Le cuivre est permis pour le gaz naturel si le gaz ne contient pas plus de 0,3 grain de sulfure d'hydrogène par 100 pi³. Le tube de cuivre doit être de type K ou L, avec des raccords brasés (brasage fort).

Règle 6.8.1 : Chaque appareil à gaz doit avoir un robinet d'arrêt individuel, accessible, installé à moins de 1,8 m de l'appareil.

Règle 6.14.1 : L'épreuve de pression pour le gaz est de 100 kPa (15 psi) pendant 15 minutes, avec un manomètre calibré. Aucune chute de pression n'est permise.

Interdiction : Le PVC, le CPVC, l'ABS et le PEX sont interdits pour le gaz naturel et le propane. Seuls l'acier, le cuivre (avec restrictions) et le PE (polyéthylène) pour les enfouissements sont permis.

2.4.3 Règles pour le drainage et les évents

Règle 2.4.3.1 : Les pentes minimales pour les conduites de drainage :

Diamètre	Pente minimale
2" et moins	1/4" par pied (20,8 mm/m)
3"	1/8" par pied (10,4 mm/m)
4" et plus	1/16" par pied (5,2 mm/m)

Règle 2.4.4.1 : Les changements de direction doivent être faits avec des coudes de 45° ou des combinaisons de coudes, jamais avec des coudes de 90° pour les conduites horizontales de drainage (risque de bouchage).

Règle 2.4.6.1 : Chaque appareil sanitaire doit être protégé par un siphon. La distance entre le siphon et l'évent doit être conforme aux tableaux du CCP (longueur maximale selon le diamètre).

2.5 Techniques d'installation et procédures

2.5.1 Coupe et préparation des tuyaux

Acier : Coupe avec une scie à métaux ou un coupe-tube. Ébavurer l'intérieur et l'extérieur. Pour le filetage, utiliser une filière de la bonne dimension, avec de l'huile de coupe. Le filetage doit être propre, sans bavures.

Cuivre : Coupe avec un coupe-tube (meilleur résultat) ou une scie à métaux. Ébavurer avec un alésoir. Nettoyer l'extérieur du tube et l'intérieur du raccord avec de la toile émeri. Appliquer le flux immédiatement avant le chauffage.

PVC/CPVC : Coupe avec une scie à dents fines ou un coupe-tube. Chanfreiner l'extrémité (15°) pour faciliter l'insertion. Nettoyer avec un nettoyant (primer) avant d'appliquer le ciment. Le ciment doit être appliqué sur le tube et dans le raccord. Insérer avec un quart de tour.

PEX : Coupe avec un coupe-tube spécifique (cisailles). Le tube doit être coupé perpendiculairement. Ébavurer l'intérieur avec l'outil d'alésage. Insérer le tube jusqu'à la butée du raccord.

2.5.2 Supportage et ancrage

Les supports doivent être conformes à la règle 2.5.2.1. Les supports doivent :

Ne pas écraser le tuyau (utiliser des supports à bride ou des crochets avec protection).

Permettre la dilatation thermique (ne pas fixer rigidement aux deux extrémités d'une longue course).

Être espacés selon les tableaux du CCP.

Ancrage : Les ancrages (fixations rigides) sont utilisés pour contrôler la dilatation et diriger le mouvement vers les compensateurs. Ne pas confondre support (porte le poids) et ancrage (bloque le mouvement).

2.5.3 Épreuve d'étanchéité — procédure

111.Remplir le système d'eau ou d'air (selon le code applicable).

112.Purger l'air des points hauts.

113.Monter un manomètre calibré (précision ± 2%).

114.Pressuriser à la pression d'épreuve (1,5 × pression de service, minimum 350 kPa).

115.Maintenir la pression pendant 1 heure.

116.Inspecter tous les joints. Aucune fuite visible, aucune chute de pression.

Pour le gaz : L'épreuve se fait à l'air comprimé ou à l'azote, à 100 kPa pendant 15 minutes. Le manomètre doit être gradué en kPa et avoir une précision de 0,5 kPa.

2.6 Corrosion et protection

2.6.1 Corrosion galvanique

Lorsque deux métaux différents sont en contact dans un électrolyte (eau), le métal le plus anodique se corrode. La série galvanique classe les métaux du plus anodique (sacrificiel) au plus cathodique (protégé).

Métal	Potentiel (V)
Magnésium	-1,6
Zinc	-1,0
Aluminium	-0,8
Acier	-0,6
Plomb	-0,5
Cuivre	-0,2
Acier inoxydable	-0,1

Règle pratique : Ne jamais connecter directement le cuivre à l'acier galvanisé (le zinc se corrode). Utiliser un raccord diélectrique (union diélectrique ou manchon en laiton avec joint isolant).

2.6.2 Protection contre la corrosion

Anodes sacrificielles : Utilisées dans les chauffe-eau pour protéger la cuve en acier.

Protection cathodique : Courant imposé pour les canalisations enterrées.

Isolation : Manchons en plastique aux points de contact entre métaux différents.

Revêtements : Peinture époxy, ruban anticorrosion, gaine thermorétractable.

2.7 Pièges à éviter

131.Confondre tuyau et tube : Les dimensions ne sont pas interchangeables. Un raccord de tuyau 1/2" ne convient pas à un tube de 1/2".

132.Utiliser du PVC pour l'eau chaude : Température maximale de 60°C. Le CPVC est requis pour l'eau chaude.

133.Utiliser de la soudure plomb-étain : Interdite pour l'eau potable. Utiliser 95/5 (étain-antimoine).

134.Serrage excessif des raccords à compression : La bague se déforme et fuit. Serrer modérément.

135.Oublier la dilatation du PEX : Le PEX se dilate énormément. Prévoir des boucles de dilatation.

136.Ne pas ébavurer les tubes : Les bavures créent des turbulences, de la corrosion et des obstructions.

137.Pente insuffisante pour le drainage : Une pente trop faible cause des bouchages. Respecter les pentes minimales.

138.Utiliser des coudes de 90° pour les drains horizontaux : Interdit par le CCP. Utiliser deux coudes de 45°.

139.Mélanger les ciments PVC et CPVC : Les solvants ne sont pas compatibles. Utiliser le ciment spécifique au matériau.

140.Oublier l'épreuve d'étanchéité : L'épreuve est obligatoire avant l'encastrement ou l'enfouissement.

2.8 Conseils pour l'examen

Mémorisez les tableaux de supportage : Les espacements maximaux sont une question fréquente.

Connaissez les températures maximales : PVC 60°C, CPVC 82°C, PEX 82°C (à 690 kPa).

Les normes CSA : B137.3 (PVC), B137.5 (PEX), B137.6 (CPVC), B181.1 (ABS), B70 (fonte). Associez chaque matériau à sa norme.

Les pressions d'épreuve : Eau : 350 kPa minimum, 1 heure. Gaz : 100 kPa, 15 minutes.

Les pentes de drainage : 1/4" par pied pour 2" et moins, 1/8" pour 3", 1/16" pour 4" et plus.

Les interdictions : PVC pour le gaz, plomb-étain pour l'eau potable, acier galvanisé pour le gaz.

Les calculs de dilatation : ΔL = α × L × ΔT. Pratiquez avec les coefficients du tableau.

2.9 Résumé

La distinction tuyau/tube est fondamentale : le tuyau est dimensionné par le D.I. nominal, le tube par le D.E. réel.

Chaque matériau a des applications précises : acier pour le gaz, cuivre pour l'eau, PVC pour le drainage, CPVC pour l'eau chaude, PEX pour l'eau potable flexible.

Les raccords doivent être compatibles avec le matériau et la méthode d'assemblage (filetage, soudure, solvant, compression).

La dilatation thermique est un facteur critique, surtout pour le PEX. Calculez toujours ΔL = α × L × ΔT.

Le CCP impose des règles strictes : supportage, pentes, épreuves, profondeurs d'enfouissement.

Le CSA B149.1 régit les tuyauteries de gaz : acier obligatoire (ou cuivre avec restrictions), épreuve à 100 kPa.

La corrosion galvanique est évitée par des raccords diélectriques entre métaux différents.

L'épreuve d'étanchéité est obligatoire : 350 kPa pendant 1 heure pour l'eau, 100 kPa pendant 15 minutes pour le gaz.

Les pièges classiques : PVC pour l'eau chaude, soudure plomb-étain, coudes de 90° pour les drains, pentes insuffisantes.

2.10 Pièges à éviter (récapitulatif pour l'examen)

Piège	Conséquence	Solution
PVC pour eau chaude	Déformation, fuite	Utiliser CPVC ou cuivre
Soudure plomb-étain	Contamination au plomb	Utiliser 95/5 ou brasage fort
Acier galvanisé pour gaz	Obstruction des brûleurs	Utiliser acier noir
Raccord diélectrique oublié	Corrosion galvanique	Installer une union diélectrique
Pente de 1/4" pour un drain de 4"	Bouchage	Pente de 1/16" pour 4"
Ciment PVC sur CPVC	Joint faible	Utiliser le ciment spécifique
Tube non ébavuré	Turbulence, corrosion	Ébavurer systématiquement
PEX sans boucle de dilatation	Arrachement des raccords	Boucle tous les 6-8 m
Épreuve à 100 kPa pour l'eau	Non conforme au CCP	350 kPa minimum
Raccords non certifiés CSA	Rejet à l'inspection	Vérifier les marques de certification

Ce chapitre couvre les connaissances essentielles pour la section « Tuyauterie et raccords » de l'examen Sceau Rouge. Révisez les tableaux, pratiquez les calculs de dilatation et de pente, et mémorisez les règles du CCP et du CSA B149.1. Bonne préparation.

Tuyauterie et raccords