Installation des tuyaux, tubes et raccords

Introduction au chapitre

Ce chapitre couvre l'installation des tuyaux, tubes et raccords pour les systèmes de gaz au Canada, conformément au Code canadien de l'installation du gaz naturel et du propane (CSA B149.1). Ce code est la référence nationale obligatoire pour tous les installateurs de gaz. En tant que candidat à l'examen Sceau rouge, vous devez maîtriser les exigences de dimensionnement, les matériaux autorisés, les techniques d'assemblage, les essais d'étanchéité et les tolérances d'installation. Ce chapitre est structuré pour couvrir chaque domaine de compétence de l'examen avec des exemples concrets et des pièges fréquents.

Matériaux de tuyauterie : exigences et restrictions

Tuyaux en acier (noir ou galvanisé)

L'acier noir est le matériau le plus courant pour les installations de gaz naturel et de propane. L'acier galvanisé est interdit pour le transport de gaz, sauf pour les conduites extérieures enterrées protégées contre la corrosion (CSA B149.1, article 4.3.2). La raison : les revêtements de zinc peuvent se détacher et obstruer les orifices des brûleurs.

Exigences clés :

L'acier doit être conforme à la norme ASTM A53 (Grade B) ou ASTM A106.

L'épaisseur minimale de paroi doit être de Schedule 40 pour les tuyaux de diamètre nominal ≤ 2 pouces (DN 50). Pour les diamètres supérieurs, le Schedule 40 est également requis, sauf si le calcul de pression le justifie autrement.

Les filetages doivent être conformes à la norme ASME B1.20.1 (filetage NPT – National Pipe Thread). Le nombre de filets visibles après assemblage doit être de 2 à 3 filets maximum.

Tableau des pressions maximales admissibles (extrait CSA B149.1, tableau 4.1) :

Matériau	Pression maximale (kPa)	Température maximale (°C)
Acier noir Schedule 40	860	65
Acier noir Schedule 80	1 720	65
Cuivre type K ou L	860	65
Polyéthylène (PE)	700	38

Tuyaux en cuivre

Le cuivre est autorisé pour le gaz naturel et le propane, mais avec des restrictions importantes :

Le cuivre doit être de type K ou L (paroi lourde ou moyenne). Le type M est interdit.

Les raccords doivent être brasés avec un alliage à haute teneur en argent (minimum 15 % d'argent, point de fusion > 540 °C). La soudure tendre (étain-plomb) est strictement interdite.

Le cuivre ne peut pas être utilisé pour le gaz propane si la pression dépasse 860 kPa ou si le gaz contient du soufre libre (CSA B149.1, article 4.4.2).

Le cuivre est interdit pour les canalisations enterrées directement dans le sol, sauf s'il est enveloppé dans une gaine protectrice continue.

Tuyaux en polyéthylène (PE)

Le PE est utilisé pour les conduites enterrées uniquement. Il ne peut pas être installé à l'intérieur d'un bâtiment.

Exigences :

Conforme à la norme CSA B137.4.

Marquage jaune ou noir avec bandes jaunes.

Raccordement par fusion thermique (butt fusion ou électrofusion) ou par raccords mécaniques certifiés.

La pression maximale est de 700 kPa pour le gaz naturel et de 700 kPa pour le propane (vapeur).

Le PE ne peut pas être utilisé pour le propane liquide (phase liquide).

Tubes en acier inoxydable flexible (CSST)

Les tubes en acier inoxydable flexibles (connus sous le nom commercial "TracPipe" ou "Gastite") sont autorisés selon la norme CSA B149.1, article 4.8. Ils doivent être certifiés selon la norme CSA 6.26 (ou UL 2512). Leur installation doit suivre les instructions du fabricant, notamment :

La mise à la terre électrique : le CSST doit être bondé conformément au Code canadien de l'électricité, Chapitre V (règle 10-204). La pince de liaison doit être installée sur le raccord d'entrée du gaz, pas sur le tube lui-même.

Le rayon de courbure minimal est de 8 fois le diamètre extérieur du tube.

Le tube doit être protégé contre les dommages mécaniques (passage dans des solives, traversées de murs).

Dimensionnement des tuyauteries

Principes de base

Le dimensionnement consiste à déterminer le diamètre intérieur de chaque tronçon de tuyauterie pour que la pression au point d'utilisation soit suffisante. Le code CSA B149.1 fournit des tableaux de dimensionnement (Annexe A) basés sur :

La longueur équivalente totale (longueur réelle + longueur équivalente des raccords).

Le débit requis (m³/h ou pi³/h).

La pression d'alimentation.

La chute de pression admissible (généralement 0,5 po de colonne d'eau pour les systèmes basse pression).

Formule de chute de pression (approximation pour gaz naturel, basse pression) :

ΔP = 0,0005 × L × Q² / D⁵

Où :

ΔP = chute de pression (kPa)

L = longueur équivalente (m)

Q = débit (m³/h)

D = diamètre intérieur (mm)

Attention : Cette formule est une approximation. Pour l'examen, utilisez les tableaux du code.

Longueur équivalente des raccords

Chaque raccord (coude, té, vanne) ajoute une résistance équivalente à une certaine longueur de tuyau droit. Le tableau suivant donne les longueurs équivalentes typiques pour un tuyau d'acier de 25 mm (1 po) :

Raccord	Longueur équivalente (m)
Coude 90° (standard)	0,6
Coude 45°	0,3
Té (passage direct)	0,3
Té (dérivation)	1,2
Vanne à boisseau sphérique	0,3
Clapet de non-retour	1,5

Règle pratique : Pour chaque tronçon, additionnez la longueur réelle et toutes les longueurs équivalentes des raccords. Utilisez cette valeur dans le tableau de dimensionnement.

Exemple de calcul

Problème : Un système alimente deux appareils : un chauffe-eau (débit 1,5 m³/h) et une cuisinière (débit 1,0 m³/h). La pression d'alimentation est de 7 po de colonne d'eau (1,74 kPa). La longueur totale du tuyau depuis le compteur est de 15 m, avec 4 coudes 90° et 1 vanne. Déterminez le diamètre minimal du tronçon principal.

Solution :

56.Débit total = 1,5 + 1,0 = 2,5 m³/h.

57.Longueur équivalente = 15 m + (4 × 0,6 m) + 0,3 m = 15 + 2,4 + 0,3 = 17,7 m.

58.Consultez le tableau CSA B149.1 (Annexe A, tableau A.1) pour 2,5 m³/h et 18 m de longueur.

59.Résultat : diamètre minimal = 19 mm (3/4 po).

Piège d'examen : N'oubliez pas d'inclure les longueurs équivalentes des raccords. Les candidats qui utilisent uniquement la longueur réelle sous-dimensionnent le tuyau.

Techniques d'assemblage

Filetage des tuyaux d'acier

Le filetage doit être effectué avec une filière conforme à la norme ASME B1.20.1. Les exigences :

Couper le tuyau à angle droit (90°).

Ébavurer l'intérieur et l'extérieur après coupe.

Appliquer un composé d'étanchéité (pâte à joint ou ruban de PTFE) sur les filets mâles uniquement. Ne pas appliquer sur les filets femelles.

Le ruban de PTFE doit être enroulé dans le sens des filets (sens horaire) avec un chevauchement de 50 %.

Serrer le raccord avec une clé à chaîne ou une clé à pipe. Ne pas trop serrer : 2 à 3 filets visibles après assemblage.

Interdiction : Utiliser de la peinture, du mastic ou du chanvre comme produit d'étanchéité. Seuls les produits certifiés pour le gaz sont autorisés.

Brasage du cuivre

Le brasage du cuivre pour le gaz exige :

Nettoyage des surfaces avec un abrasif (papier de verre ou laine d'acier).

Application d'un flux approprié (flux pour brasage à haute température).

Chauffage uniforme avec un chalumeau oxyacétylénique ou oxypropane.

Insertion du métal d'apport (alliage argent ≥ 15 %) dès que le flux devient liquide et transparent.

Refroidissement naturel (ne pas tremper dans l'eau).

Erreur fréquente : Utiliser de la soudure tendre (étain) pour les raccords de gaz. C'est interdit et cause des fuites.

Fusion du polyéthylène

La fusion bout à bout (butt fusion) est la méthode la plus courante pour les conduites de gaz en PE. Les paramètres critiques :

Température de la plaque chauffante : 200 à 230 °C.

Pression de fusion : conforme aux spécifications du fabricant.

Temps de refroidissement : minimum 10 minutes avant manipulation.

Contrôle qualité : Le bourrelet de fusion (bead) doit être uniforme sur toute la circonférence. Un bourrelet irrégulier indique un mauvais alignement ou une mauvaise température.

Raccordement des appareils

Raccords d'appareils (flexibles)

Les appareils mobiles (cuisinières, sécheuses) peuvent être raccordés avec des flexibles métalliques certifiés selon la norme CSA 6.16 (ou ANSI Z21.24). Exigences :

Longueur maximale : 1,5 m (sauf si le fabricant spécifie autre chose).

Le flexible ne doit pas traverser un mur, un plancher ou un plafond.

Le flexible doit être installé de manière à ne pas être soumis à des contraintes mécaniques.

Un raccord de déconnexion rapide est autorisé s'il est certifié.

Emplacement des robinets d'arrêt

Chaque appareil doit avoir un robinet d'arrêt individuel accessible, installé à moins de 1,8 m de l'appareil (CSA B149.1, article 6.6.1). Le robinet doit être du type à boisseau sphérique (ball valve) ou à pointeau, avec un levier ou une poignée indiquant clairement la position ouverte/fermée.

Supports et ancrages

Les tuyauteries doivent être supportées à des intervalles réguliers pour éviter les contraintes et les vibrations. Le tableau suivant donne les espacements maximaux pour l'acier :

Diamètre nominal (po)	Espacement maximal (m)
1/2	1,8
3/4	2,1
1	2,4
1-1/4	2,7
1-1/2	3,0
2	3,4
3	4,0
4	4,6

Règle : Les supports doivent être en métal (acier galvanisé ou inoxydable). Les supports en plastique sont interdits pour les tuyaux d'acier.

Essais d'étanchéité

Pression d'essai

Avant la mise en service, toute installation doit subir un essai d'étanchéité. Les exigences selon CSA B149.1, article 7.2 :

Type d'installation	Pression d'essai (kPa)	Durée minimale
Basse pression (< 7 po CE)	14 (2 psi)	15 minutes
Haute pression (> 7 po CE)	1,5 × pression maximale de service	30 minutes
Conduites enterrées en PE	700 kPa ou 1,5 × pression de service (la plus élevée)	1 heure

Important : La pression d'essai doit être mesurée avec un manomètre calibré (précision ± 1 %). Le manomètre doit être installé au point le plus bas du système.

Procédure d'essai

106.Fermez tous les robinets d'arrêt et bouchez les extrémités ouvertes.

107.Remplissez le système avec de l'air comprimé ou du gaz inerte (azote).

108.Montez la pression progressivement jusqu'à la valeur d'essai.

109.Attendez la durée minimale (15 minutes pour basse pression).

110.Vérifiez qu'il n'y a aucune chute de pression. Une chute de 0,1 kPa ou plus indique une fuite.

111.Localisez les fuites avec une solution savonneuse (jamais avec une flamme).

Piège d'examen : L'essai doit être effectué avant l'installation des appareils. Les appareils ne doivent pas être soumis à la pression d'essai.

Purge du système

Après l'essai réussi, le système doit être purgé pour éliminer l'air. La purge se fait avec le gaz de service (gaz naturel ou propane). La procédure :

115.Ouvrez le robinet principal lentement.

116.Purgez chaque branche en ouvrant les robinets d'appareils un par un.

117.Vérifiez l'absence d'air avec un détecteur de gaz ou en observant la flamme d'un appareil pilote.

Interdiction : Purger le gaz à l'intérieur du bâtiment. La purge doit se faire à l'extérieur ou par un évent.

Règles de sécurité et exigences du code

Ventilation des locaux

Les appareils à gaz doivent être installés dans des locaux suffisamment ventilés. Le CSA B149.1 exige :

Une ouverture d'admission d'air d'au moins 0,35 cm² par kW de puissance totale des appareils (pour les locaux fermés).

Une ouverture d'évacuation d'air d'au moins 0,18 cm² par kW.

Les ouvertures doivent communiquer avec l'extérieur ou avec un local adjacent non clos.

Détecteurs de gaz

Le propane est plus lourd que l'air (densité 1,5). En cas de fuite, il s'accumule au niveau du sol. Le gaz naturel est plus léger que l'air (densité 0,6) et s'accumule au plafond. Les détecteurs doivent être installés :

Pour le propane : à 30 cm du sol.

Pour le gaz naturel : à 30 cm du plafond.

Mise à la terre et liaison équipotentielle

Toutes les tuyauteries de gaz doivent être reliées à la terre conformément au Code canadien de l'électricité, Chapitre V. La liaison équipotentielle (bonding) doit être installée :

À l'entrée du bâtiment (côté client du compteur).

Avec un conducteur de cuivre de calibre minimal 6 AWG (10 mm²).

La résistance de mise à la terre doit être ≤ 25 Ω.

Attention : Le CSST (tube flexible) est particulièrement sensible aux dommages causés par la foudre. La liaison doit être installée sur le raccord d'entrée, pas sur le tube.

Pièges à éviter

138.Utiliser de l'acier galvanisé pour le gaz : interdit sauf cas spécifiques (conduites enterrées protégées).

139.Souder au plomb les raccords de cuivre : la soudure tendre est interdite, le brasage à l'argent est obligatoire.

140.Oublier les longueurs équivalentes des raccords dans le dimensionnement : sous-dimensionnement et chute de pression excessive.

141.Installer un flexible de 3 m pour une cuisinière : la longueur maximale est de 1,5 m.

142.Effectuer l'essai d'étanchéité avec les appareils connectés : les appareils doivent être isolés.

143.Utiliser une flamme pour détecter les fuites : toujours utiliser une solution savonneuse ou un détecteur électronique.

144.Ne pas bonder le CSST : risque d'électrocution et non-conformité au Code canadien de l'électricité.

145.Installer un robinet d'arrêt à plus de 1,8 m de l'appareil : non-conformité CSA B149.1.

146.Utiliser du PE pour une installation intérieure : le PE est réservé aux conduites enterrées.

147.Purger le gaz à l'intérieur : la purge doit se faire à l'extérieur.

Résumé

Les matériaux autorisés sont l'acier noir (Schedule 40 minimum), le cuivre type K/L (brasé à l'argent), le PE (enterré uniquement) et le CSST (avec liaison équipotentielle).

Le dimensionnement utilise les tableaux de l'Annexe A du CSA B149.1, en tenant compte de la longueur équivalente totale (longueur réelle + longueurs équivalentes des raccords).

Les essais d'étanchéité exigent une pression de 14 kPa (basse pression) ou 1,5 × pression de service (haute pression), avec une durée minimale de 15 ou 30 minutes.

Les robinets d'arrêt individuels doivent être accessibles et à moins de 1,8 m de chaque appareil.

La ventilation des locaux est obligatoire : 0,35 cm²/kW pour l'admission d'air.

La mise à la terre et la liaison équipotentielle sont obligatoires pour toutes les tuyauteries, avec un conducteur minimal de 6 AWG.

Le CSST doit être bondé sur le raccord d'entrée, jamais sur le tube lui-même.

La purge du système se fait à l'extérieur, jamais à l'intérieur du bâtiment.

Conseils pour l'examen

Mémorisez les valeurs clés : pression d'essai (14 kPa), longueur maximale des flexibles (1,5 m), distance du robinet (1,8 m), espacement des supports (tableau ci-dessus).

Pratiquez les calculs de dimensionnement avec les tableaux du code. L'examen contient généralement 2 à 3 questions de dimensionnement.

Connaissez les différences entre gaz naturel et propane : densité, pression de service, emplacement des détecteurs.

Relisez les articles 4.1 à 4.8 du CSA B149.1 (matériaux) et 6.1 à 6.10 (installation des appareils). Ces articles sont la base de 70 % des questions de ce chapitre.

Utilisez le manomètre : les questions sur les essais d'étanchéité incluent souvent des calculs de chute de pression. La formule ΔP = 0,0005 × L × Q² / D⁵ est utile pour les questions théoriques.

Références normatives

CSA B149.1 : Code canadien de l'installation du gaz naturel et du propane.

CSA B137.4 : Tubes et raccords en polyéthylène pour le gaz.

CSA 6.26 : Tubes flexibles en acier inoxydable pour le gaz.

CSA 6.16 : Flexibles métalliques pour raccordement d'appareils.

ASME B1.20.1 : Filetages de tuyauterie (NPT).

Code canadien de l'électricité, Chapitre V : Règles de mise à la terre et de liaison.

Fin du chapitre 3. Passez au chapitre suivant : "Appareils à gaz et ventilation" pour compléter votre préparation à l'examen Sceau rouge.

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