Conversion, mise en service et documentation

Introduction au chapitre

Ce chapitre traite des opérations de conversion d'appareils et d'installations au gaz, de la mise en service (commissioning) des systèmes, et de la documentation obligatoire. Pour l'examen Sceau rouge, vous devez maîtriser les procédures précises, les calculs de pression, les exigences réglementaires et les pièges courants. Ce chapitre couvre les exigences du Code canadien de l'électricité, Chapitre V (pour les raccordements électriques des appareils à gaz) et de la CSA B149.1 (Code canadien d'installation du gaz naturel et du propane). Aucun contenu provincial n'est inclus; référez-vous aux normes nationales uniquement.

1. Conversion d'appareils : principes fondamentaux

1.1 Définition et portée

La conversion consiste à modifier un appareil à gaz pour qu'il fonctionne avec un gaz différent de celui pour lequel il a été fabriqué. Les deux gaz couramment utilisés sont le gaz naturel (GN) et le propane (PL) . La conversion implique :

Le remplacement des injecteurs (orifices) ;

Le réglage de la pression d'admission au régulateur ;

L'ajustement de la débit d'air primaire (volets d'air) ;

Parfois, le remplacement du brûleur ou du corps de chauffe.

Règle clé CSA B149.1, article 7.2.1 : Toute conversion doit être effectuée conformément aux instructions du fabricant. Si aucune instruction n'existe, l'installation doit être évaluée par un professionnel qualifié et la conversion doit respecter les exigences de la norme.

1.2 Pouvoir calorifique et densité relative

Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) et la densité relative déterminent le dimensionnement des injecteurs.

Paramètre	Gaz naturel (GN)	Propane (PL)
PCS (MJ/m³)	37,5 à 39,0	93,0 à 96,0
Densité relative (air = 1)	0,60 à 0,65	1,50 à 1,55
Pression d'admission typique (pouces de colonne d'eau, pce)	7 pce (1,74 kPa)	11 pce (2,74 kPa)
Pression du collecteur (pce)	3,5 pce (0,87 kPa)	10 pce (2,49 kPa)

Calcul de conversion : Le débit volumétrique requis pour un même apport thermique est inversement proportionnel au PCS.

Formule : Q₂ = Q₁ × (PCS₁ / PCS₂)

Où :

Q₁ = débit volumétrique avec le gaz d'origine (m³/h)

Q₂ = débit volumétrique avec le nouveau gaz (m³/h)

PCS₁ = pouvoir calorifique du gaz d'origine (MJ/m³)

PCS₂ = pouvoir calorifique du nouveau gaz (MJ/m³)

Exemple : Un appareil consomme 2,5 m³/h de GN (PCS = 38 MJ/m³). Conversion au PL (PCS = 94 MJ/m³) :

Q₂ = 2,5 × (38 / 94) = 2,5 × 0,404 = 1,01 m³/h de PL.

Piège d'examen : Ne confondez pas PCS et PCI (pouvoir calorifique inférieur). Les calculs de dimensionnement utilisent le PCS.

1.3 Trous d'injecteurs : dimensionnement

Le diamètre de l'orifice de l'injecteur dépend de :

La pression d'admission ;

La densité relative du gaz ;

Le débit massique requis.

Relation approximative : Le débit à travers un orifice est proportionnel à √(ΔP / ρ), où ΔP est la chute de pression et ρ la densité.

Formule pratique : d₂ = d₁ × √(ρ₁ / ρ₂) × √(PCS₁ / PCS₂)

Où d₁ et d₂ sont les diamètres des orifices (mm).

Exemple : Injecteur GN de 2,0 mm. Conversion au PL :

d₂ = 2,0 × √(0,62 / 1,52) × √(38 / 94) = 2,0 × √0,408 × √0,404 = 2,0 × 0,639 × 0,636 = 0,81 mm.

Règle CSA B149.1, article 7.2.2 : Les orifices doivent être remplacés, jamais élargis ou modifiés. Un injecteur modifié invalide la certification de l'appareil.

1.4 Procédure de conversion étape par étape

38.Couper l'alimentation en gaz et verrouiller la vanne d'arrêt (procédure de cadenassage).

39.Consulter les instructions du fabricant : le kit de conversion doit être spécifique au modèle.

40.Remplacer les injecteurs : utiliser les injecteurs fournis dans le kit, identifiés par leur code ou diamètre.

41.Régler le régulateur de pression : ajuster la pression du collecteur selon les valeurs du fabricant (ex. GN : 3,5 pce ; PL : 10 pce).

42.Ajuster le volet d'air primaire : pour obtenir une flamme stable et bleue, sans jaunissement ni soulèvement.

43.Vérifier les fuites : appliquer une solution détectrice sur tous les raccords modifiés.

44.Allumer l'appareil et vérifier la combustion (CO₂, CO, température).

45.Apposer l'étiquette de conversion : indiquer le type de gaz, la date, le nom du technicien et le numéro de certificat.

Exigence CSA B149.1, article 7.2.3 : Une étiquette de conversion doit être apposée à proximité de la plaque signalétique de l'appareil, indiquant le nouveau type de gaz et la pression d'admission.

2. Mise en service (commissioning)

2.1 Définition et objectifs

La mise en service est l'ensemble des opérations de vérification, de réglage et de validation d'une installation de gaz avant sa mise en service définitive. Elle comprend :

La vérification de l'étanchéité du réseau ;

Le purge des conduites ;

Le test de pression ;

La vérification des appareils (allumage, combustion, ventilation) ;

La vérification des dispositifs de sécurité ;

La documentation des résultats.

2.2 Test d'étanchéité (pressure test)

Exigence CSA B149.1, article 5.7.1 : Toute installation doit subir un test de pression avant d'être mise en service.

Pressions de test minimales :

Type de système	Pression de test	Durée minimale
Basse pression (≤ 7 pce)	15 pce (3,7 kPa) ou 1,5× la pression de service, la plus élevée	15 minutes
Haute pression (> 7 pce)	1,5× la pression de service, minimum 50 pce (12,4 kPa)	30 minutes
Système avec régulateur	Tester en amont et en aval séparément	—

Procédure :

62.Isoler l'appareil ou le régulateur si la pression de test dépasse sa pression maximale admissible.

63.Pressuriser avec de l'air ou un gaz inerte (azote).

64.Stabiliser la pression (attendre 5 minutes pour l'équilibre thermique).

65.Noter la pression initiale et finale. Aucune chute de pression n'est tolérée.

66.Si chute : localiser la fuite avec une solution détectrice, réparer, retester.

Piège d'examen : Le test doit être effectué avant le raccordement des appareils, sauf si ceux-ci sont conçus pour la pression de test.

2.3 Purge des conduites

La purge consiste à évacuer l'air ou le gaz inerte des conduites avant la mise en service.

Méthodes :

Purge directe : ouvrir la vanne d'arrêt et laisser le gaz chasser l'air. Interdite à l'intérieur des bâtiments (risque d'explosion).

Purge par pompage : utiliser une pompe à vide pour évacuer l'air, puis introduire le gaz.

Purge par gaz inerte : introduire de l'azote, puis le gaz.

Exigence CSA B149.1, article 5.8.1 : La purge doit être effectuée de manière à éviter tout rejet de gaz dans un espace confiné. Le point de purge doit être à l'extérieur ou dans un endroit bien ventilé.

Calcul de volume de purge : V_purge = V_conduite × 1,5 (pour assurer une dilution suffisante).

Exemple : Conduite de 50 mm de diamètre, longueur 30 m.

V_conduite = π × (0,025)² × 30 = 0,0589 m³.

V_purge = 0,0589 × 1,5 = 0,088 m³ de gaz.

2.4 Vérification des appareils

Allumage et combustion :

Vérifier l'allumage du pilote ou de l'allumeur électronique.

Mesurer la température de flamme et la couleur (flamme bleue = bonne combustion).

Mesurer le CO₂ et le CO dans les produits de combustion. Le CO ne doit pas dépasser 100 ppm (pour les appareils résidentiels).

Ventilation :

Vérifier que les ouvertures de ventilation (admission d'air et évacuation) sont conformes à la CSA B149.1, article 8.2.

Calculer la surface de ventilation requise : 1 cm² par 4,2 kW (14 300 BTU/h) pour l'admission d'air.

Dispositifs de sécurité :

Thermocouple : vérifier que le pilote reste allumé après 30 secondes de maintien.

Détecteur de flamme : tester la coupure du gaz en cas d'extinction.

Pressostat : vérifier le fonctionnement à la pression minimale et maximale.

2.5 Mise en service des systèmes de contrôle

Thermostats et vannes :

Vérifier le câblage électrique conformément au Code canadien de l'électricité, Chapitre V (règle 8-200 pour les appareils à gaz).

Tester la séquence d'allumage : appel de chaleur → ouverture de la vanne → allumage → vérification de flamme.

Vérifier le cycle de sécurité : si la flamme n'est pas détectée en 4 secondes, la vanne doit se fermer.

Régulateurs de pression :

Vérifier la pression d'admission et la pression du collecteur avec un manomètre.

Ajuster si nécessaire, dans les limites du fabricant.

Vérifier l'étanchéité du régulateur (pas de fuite au niveau du reniflard).

3. Documentation obligatoire

3.1 Types de documents

La documentation est essentielle pour la traçabilité et la conformité. Les documents suivants sont requis :

Document	Contenu	Référence
Rapport d'installation	Description de l'installation, tests effectués, résultats	CSA B149.1, article 4.1
Certificat de mise en service	Confirmation que l'installation est conforme et sécuritaire	CSA B149.1, article 4.2
Étiquette de conversion	Type de gaz, date, technicien	CSA B149.1, article 7.2.3
Registre d'entretien	Historique des interventions, réparations, remplacements	CSA B149.1, article 4.3
Plan d'installation	Schéma du réseau, diamètres, matériaux, emplacements	CSA B149.1, article 4.4

3.2 Contenu du rapport d'installation

Le rapport doit inclure :

Identification du site (adresse, propriétaire) ;

Description du système (type de gaz, pression, matériaux, diamètres) ;

Résultats des tests (pression, étanchéité, purge) ;

Liste des appareils (marque, modèle, numéro de série) ;

Réglages effectués (pression du collecteur, débit d'air) ;

Nom et signature du technicien , numéro de certificat de qualification.

Exigence CSA B149.1, article 4.1.1 : Le rapport doit être remis au propriétaire et une copie conservée par l'installateur pendant au moins 5 ans.

3.3 Étiquetage et signalisation

Étiquette d'avertissement : Toute installation doit avoir une étiquette indiquant :

Le type de gaz (GN ou PL) ;

La pression d'admission ;

La pression du collecteur ;

La date de mise en service.

Exigence CSA B149.1, article 4.5 : L'étiquette doit être lisible, durable et apposée à un endroit visible près de la vanne d'arrêt principale.

Piège d'examen : Une étiquette de conversion doit être distincte de la plaque signalétique du fabricant. Elle ne doit pas la recouvrir.

3.4 Documentation électrique

Le Code canadien de l'électricité, Chapitre V (règle 8-200) exige :

Un schéma de câblage pour chaque appareil à gaz ;

La vérification de la polarité et de la mise à la terre ;

La documentation des tests électriques (tension, courant, continuité).

Règle 8-202 : Les appareils à gaz doivent être raccordés à un circuit dédié, avec un disjoncteur de calibre approprié.

Exemple : Un chauffe-eau à gaz de 30 000 BTU/h (8,8 kW) nécessite un circuit de 120 V, 15 A. La documentation doit inclure la mesure de la tension (120 V ± 10 %) et du courant (≤ 12 A).

4. Calculs de conversion et de dimensionnement

4.1 Conversion de pression

Les pressions sont souvent exprimées en pouces de colonne d'eau (pce) , en kPa ou en PSI.

Facteurs de conversion :

1 pce = 0,249 kPa

1 kPa = 4,02 pce

1 PSI = 6,895 kPa = 27,7 pce

Exemple : Pression d'admission PL = 11 pce. Conversion en kPa :

11 × 0,249 = 2,74 kPa.

4.2 Calcul de la charge thermique

La charge thermique d'un appareil est donnée en BTU/h ou en kW.

Formule : Q = V × PCS

Où :

Q = charge thermique (kW)

V = débit volumétrique (m³/h)

PCS = pouvoir calorifique (MJ/m³)

Exemple : Un appareil consomme 1,5 m³/h de GN (PCS = 38 MJ/m³).

Q = 1,5 × 38 = 57 MJ/h = 15,8 kW (1 kW = 3,6 MJ/h).

4.3 Dimensionnement des conduites

Le dimensionnement des conduites dépend de :

La longueur équivalente (longueur réelle + pertes des raccords) ;

Le débit requis ;

La chute de pression admissible (généralement 0,5 pce pour les systèmes basse pression).

Tableau de dimensionnement (extrait, GN, pression 7 pce, chute 0,5 pce) :

Diamètre (mm)	Longueur max (m) pour 10 m³/h	Longueur max (m) pour 20 m³/h
15	5	2
20	15	6
25	30	12
32	60	25
40	100	40

Règle CSA B149.1, article 6.3.1 : La chute de pression totale ne doit pas dépasser 0,5 pce pour les systèmes basse pression.

4.4 Calcul de la ventilation

La ventilation doit fournir suffisamment d'air pour la combustion et la ventilation du local.

Formule : A = Q / 4,2

Où :

A = surface d'ouverture (cm²)

Q = charge thermique totale (kW)

Exemple : Deux appareils de 15 kW chacun.

Q = 30 kW.

A = 30 / 4,2 = 7,14 cm² (minimum).

Exigence CSA B149.1, article 8.2.2 : Les ouvertures doivent être situées à moins de 300 mm du plafond pour l'évacuation et à moins de 300 mm du plancher pour l'admission.

5. Pièges à éviter

168.Confondre PCS et PCI : Utilisez toujours le PCS pour les calculs de dimensionnement.

169.Élargir un injecteur : Interdit par la CSA B149.1. Remplacez toujours l'injecteur.

170.Oublier l'étiquette de conversion : Obligatoire, avec la date et le nom du technicien.

171.Tester la pression avec l'appareil connecté : Risque d'endommager le régulateur. Isolez l'appareil.

172.Purge à l'intérieur : Interdite. Utilisez un point de purge extérieur.

173.Ignorer la chute de pression : Ne dépassez jamais 0,5 pce pour les systèmes basse pression.

174.Ne pas vérifier la polarité électrique : Exigence du Code canadien de l'électricité, Chapitre V, règle 8-200.

175.Utiliser des pressions incorrectes : GN = 7 pce, PL = 11 pce (admission) ; collecteur GN = 3,5 pce, PL = 10 pce.

176.Ne pas documenter les réglages : Le rapport d'installation doit inclure tous les réglages effectués.

177.Oublier le test de flamme : Vérifiez la couleur (bleue) et le CO (≤ 100 ppm).

6. Résumé

La conversion d'appareils exige le remplacement des injecteurs, le réglage de la pression et l'ajustement de l'air primaire, conformément aux instructions du fabricant (CSA B149.1, article 7.2).

Le dimensionnement des injecteurs utilise la formule d₂ = d₁ × √(ρ₁/ρ₂) × √(PCS₁/PCS₂).

Le test d'étanchéité doit être effectué à 15 pce (basse pression) ou 1,5× la pression de service (haute pression), avec aucune chute tolérée.

La purge doit être effectuée à l'extérieur ou dans un endroit ventilé, avec un volume de 1,5× le volume de la conduite.

La mise en service comprend la vérification de l'allumage, de la combustion (CO ≤ 100 ppm), de la ventilation et des dispositifs de sécurité.

La documentation doit inclure le rapport d'installation, le certificat de mise en service, l'étiquette de conversion et le registre d'entretien.

Les calculs de pression utilisent les facteurs : 1 pce = 0,249 kPa, 1 PSI = 6,895 kPa.

La ventilation requiert 1 cm² par 4,2 kW de charge thermique.

Le Code canadien de l'électricité, Chapitre V (règle 8-200) exige un schéma de câblage et la vérification de la polarité et de la mise à la terre.

7. Questions d'auto-évaluation

191.Quelle est la pression d'admission typique pour le propane (PL) ?

Réponse : 11 pce (2,74 kPa).

193.Un injecteur GN de 2,5 mm est converti au PL. Quel est le nouveau diamètre ?

Réponse : d₂ = 2,5 × √(0,62/1,52) × √(38/94) = 2,5 × 0,639 × 0,636 = 1,02 mm.

195.Quelle est la durée minimale d'un test de pression pour un système basse pression ?

Réponse : 15 minutes.

197.Quel est le volume de purge pour une conduite de 0,05 m³ ?

Réponse : 0,05 × 1,5 = 0,075 m³.

199.Quelle est la surface de ventilation requise pour un appareil de 20 kW ?

Réponse : 20 / 4,2 = 4,76 cm².

201.Quel article de la CSA B149.1 exige l'étiquette de conversion ?

Réponse : Article 7.2.3.

203.Quelle est la chute de pression maximale admissible pour un système basse pression ?

Réponse : 0,5 pce.

205.Quel est le CO maximal toléré dans les produits de combustion ?

Réponse : 100 ppm.

Ce chapitre vous prépare aux questions d'examen sur la conversion, la mise en service et la documentation. Révisez les formules, les tableaux et les articles de code. Bonne préparation !

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