Tuyau rigide

Tube de plomb, utilisé à l’époque romaine à l’intérieur des thermes de Bath - Angleterre

Histoire

Tube, autrefois, taillé dans du bois pour véhiculer l’eau

Il est difficile de définir exactement l’origine du tube. Il n’est pas exclu qu’à une époque préhistorique on utilisa des troncs d’arbres creux pour véhiculer l’eau, bien qu’il ne soient pas classés en tant que tube, l’usage en a perduré jusqu’en 1788 pour amener la saumure de Salins-les-Bains jusqu’à la Saline royale d'Arc-et-Senans via un saumoduc (double canalisation en sapin de 21 km).

Dans l’Égypte antique on utilisait des tubes de cuivre pour transporter l’eau potable : un exemplaire, retiré du temple du roi Sa-Hu-Re ad Abusir et remontant à 2750 av.J.-C. environ, est conservé au Musée National de Berlin. Le tube a été obtenu en agrafant une fine feuille de cuivre, afin d’obtenir un diamètre de 75 mm; l’implantation (environ 100 m de longueur) était constituée d’une série de ces tubes.

A l’époque romaine, les tube de plomb étaient couramment utilisés pour amener l’eau dans les cités et à l’intérieur même des maisons. Les romains utilisait également des tubes en terre cuite emboîtés les uns dans les autres et scellés au mortier, pour certaines conduites d’eau chaudes ou de vapeur.

Usage

L'usage principal est évidemment celui de véhiculer des fluides. Les caractéristiques géométriques du tube le caractérisent comme structure légère à haut moment d'inertie, donc particulièrement adapté aux applications structurales, spécialement aux colonnes soumises au flambage. Les colonnes de lumière, les pieds de chaises métalliques, les structures tubulaires des installations, machine, échafaudages, etc.

Il faut distinguer deux applications :

• Tubes pour applications hydrauliques,
• Tubes pour applications mécaniques.

Tubes hydrauliques

Ils se définissent comme des tubes adaptés au transfert sans dispersion de fluides et constituent, pour ainsi dire, la grande majorité des tubes fabriqués. Ils sont presque tous de section circulaire. En général, les tubes pour applications hydrauliques suivent des standards dimensionnels précis ; la normalisation plus communément employée est le ANSI B36, qui établit quelques concepts de l’emploi universel :

1. Les tubes sont classifiés selon un diamètre nominal qui est, avec une certaine approximation, le diamètre interne du tube.
2. Les diamètres nominaux constituent une série de valeurs non modifiables.
3. Les tubes ayant un diamètre nominal donné, ont un diamètre extérieur constant, indépendamment de l’épaisseur.

Dans l’emploi anglo-saxon (et en général dans l'industrie du pétrole) les diamètres nominaux (abrégés avec le sigle NB, c'est-à-dire Nominal Bore, perçage nominal) sont exprimés en pouce, pendant que dans l'emploi européen sont exprimés en millimètres et sont désignés par le sigle DN, c'est-à-dire Diamètre Nominal ; les valeurs de diamètre extérieur sont de toute façon égales, et il a la correspondance (hérité de la norme ANSI B36.10)

Classification pour matériel

Tubes métalliques

Les tubes sont des profilés de forme cylindrique qui peuvent assumer des différentes dimensions et présenter des caractéristiques différentes selon les fonctions qui sont appelées à accomplir. Le choix d'un tube à employer dans une tuyauterie tient compte de :

• la matière dont il est formé
• de son type d’élaboration

Une fois ces deux paramètres sélectionnés, le choix du tube est déterminé par le diamètre (en fonction du fluide qui doit être transporté) et le choix de l’épaisseur (en fonction de la pression hydraulique).

Tube en tôle

Ces tuyaux, constitué d’une tôle de faible épaisseur roulée et assemblée par rivetage ou agrafage, sont utilisés pour le transport des gaz à très faible pression, les conduits de fumée, de ventilation et aération.

Tubes métaux ferreux

Il existe divers modèles de tubes en acier qui peuvent être distincts en fonction des caractéristiques du fluide à transporter, à sa température et à pression et aux caractéristiques de l'ambiance dans lequel le tube sera utilisé.

Tubes gaz

Ce sont des tubes en acier non allié (Fe 330) facilement usinable. Ils peuvent présenter des extrémités lisses ou filetées avec filetage conique ou cylindrique. Les dimensions vont de DN 10 à 150 et pressions jusqu'à PN 25. Ils sont le plus souvent liés à d’autres organes directement par soudure ou par brides soudées et vissées avec joint d’étanchéité.

Les tuyaux en métal sont beaucoup utilisés dans certaines usines.

Les DN (Diamètres Nominaux) sont différents des diamètres extérieurs (DE) réels des tuyaux. Il y a différentes épaisseurs « T » pour un même DN, DN correspond dans les normes ASME (américaines) à NPS (Nominal Pipe Size) exprimé en pouces. Les différentes épaisseurs sont données par la norme européenne EN 10220 (en voici un extrait où les épaisseurs faibles n'ont pas été reprises et où les DN supérieurs à 150 ne sont pas repris non plus).

DN	NPS pouce	DE mm	T mm
15	½	21,3	1,8 ; 2 ; 2,3 ; 2,6 ; 2,9 ; 3,2...
20	¾	26,9	1,8 ; 2 ; 2,3 ; 2,6 ; 2,9 ; 3,2...
25	1	33,7	1,8 ; 2 ; 2,3 ; 2,6 ; 2,9 ; 3,2...
32	1 ¼	42,4	1,8 ; 2 ; 2,3 ; 2,6 ; 2,9 ; 3,2...
40	1 ½	48,3	2,3 ; 2,6 ; 2,9 ; 3,2...
50	2	60,3	2,6 ; 2,9 ; 3,2 ; 3,6 ; 4...
65	2 ½	76,1	2,6 ; 2,9 ; 3,2 ; 3,6 ; 4...
80	3	88,9	2,6 ; 2,9 ; 3,2 ; 3,6 ; 4...
100	4	114,3	2,6 ; 2,9 ; 3,2 ; 3,6 ; 4...
125	5	139,7	2,6 ; 2,9 ; 3,2 ; 3,6 ; 4...
150	6	168,3	2,6 ; 2,9 ; 3,2 ; 3,6 ; 4 ; 4,5 ; 5 ; 5,4...
...

Tubes galvanisés

Tubes particuliers, immergés dans des bains de zinc, sont employés dans le cas où l’on voudrait éviter l'oxydation du matériel qui emmènerait une pollution du fluide transporté. Très employés dans le bâtiment pour les conduites d’eau, ils sont facilement raccordés à d’autres éléments de l’installation par une liaison filetée ou soudée par brasage.

Tubes pour applications mécaniques

Sont des tubes en acier non allié de qualités en général utilisées dans les échangeurs de chaleur ou dans les fours.

Tubes pour conduites spéciales

Entrent dans cette catégorie ; les tubes en acier au carbone qui sont employés en général pour le transport d'eau, produits pétrolifères ou gaz naturel.

Tubes aciers spéciaux

Ce sont des tubes en acier allié inoxydable adaptés pour travailler en conditions critiques et donc avec des fluides qui présentent une température élevée ou une grande agressivité chimique.

Tubes métaux non ferreux

Tubes en cuivre

Ce sont des tubes faits spécialement en cuivre pour avoir des caractéristiques élevées de conductibilité thermique et électrique. Ils sont de dimensions moyennes-petites et pour leurs caractéristiques, sont d’un emploi fréquent dans les installations thermo-sanitaires, dans le chauffage et dans le transport de gaz ou de combustibles. Dans le commerce, on trouve ces tubes sous diverses formes :

• barre en cuivre écroui droite (longueur de 3 à 6 m) ;
• en couronne de cuivre recuit ;
• en couronne de cuivre recuit revêtu d’une gaine plastique.

Tubes laiton

De la même forme que les tubes en laiton, mais nettement moins employés car ils se travaillent difficilement. La principale utilisation est pour les faisceaux tubulaires de condenseur ou de réchauffeur. Également pour certaines installations sanitaires (siphon et évacuation d’eaux usées).

Tubes plomb

Etaient très largement utilisés dans le bâtiment pour les canalisations d’eau potables ou usées, dans l’industrie chimique pour le transport de produits corrosifs. Malgré sa qualité d’être facile à travailler, le plomb est dorénavant proscrit pour des raisons de santé publique.

Tubes en fonte

Les tubes en fonte sont, en général, obtenu par centrifugation ; procédé qui permet d’obtenir des diamètres constants et des épaisseurs régulières, tout en améliorant la texture du métal (facilité d’usinage).

Fonte grise

Les tuyaux en fonte grise sont d’un emploi courant pour les canalisations souterraines d’eau et de gaz. Ces tuyaux réunissent les qualités de la fonte pour l’inoxydabilité, et celles du fer pour la solidité. Ils offrent une grande sécurité par leur résistance aux coups de bélier et aux chocs extérieurs. Les tuyaux enterrés devront subir un goudronnage à chaud (réalisé dès la fabrication) afin d’améliorer leur résistance à la corrosion.

Fonte sphéroïdale

Ils présentent une bonne résistance à la corrosion mais ont un poids plus élevé par unité de longueur (à tenir compte lors du choix des supports). Ils peuvent supporter des pressions jusqu'à PN 10 et pour leurs caractéristiques ils sont employés dans le transport d'eau, de produits pétrolifères ou de gaz naturel en particulier dans les conduites enterrées.

Tubes béton

Le béton armé, destinés aux conduites d’un diamètre supérieur à 500 mm pour le transport des eaux de ruissellement ou usées. Pour les très gros diamètres et fort débit, on utilise des tubes en béton avec une âme en tôle acier épaisse.

Tubes en matières plastiques

Tube en polyéthylène

Ce sont des tubes qui sont toujours de plus en plus employés grâce aux caractéristiques de légèreté, flexibilités, résistance à la corrosion, propriétés diélectriques. La limite de ces tubes est dans la basse valeur de pression et de température qu’ils peuvent supporter. Les matières les plus utilisées dans la réalisation de ces tubes sont :

• PVC (polychlorure de vinyle)
• PE (polyéthylène)
• PP (polypropylène)

Les tubes PVC sont très employés dans les installations sanitaires pour l’évacuation des eaux usées ou des eaux de pluie. Le raccordement se fait par emboîtement et collage (colle ou mastic silicone).

Il faut tenir compte que ces tubes subissent un vieillissement s’ils sont exposés à la lumière solaire. Pour leurs propriétés, ils sont employés dans le transport d'eaux potables ou de déchargement, de liquides alimentaires, de produits chimiques.

Tubes en verres

Les tubes en verre sont utilisés en applications spéciales, par exemple pour les travaux avec des substances fortement acides.

Classement sur la base du fluide transporté

Tube polyéthylène pour le transport du gaz.

Les tubes peuvent être distingués en fonction du fluide transporté. Dans ce cas, on se réfère à des couleurs distinctes basées sur les indications du code (voir NF X 08-100) pour réaliser des marquages (peints mais généralement adhésifs).

• Vert-jaune → eau
• Bleu clair → air
• Violet pâle → acide ou alcalin
• Gris clair (alu) → eau surchauffée ou vapeur
• Marron clair → huiles minérales et combustibles liquides
• Jaune orangé moyen → autre gaz
• Noir → autre liquides
• Rougé orangé vif → Fluide d'extinction d'incendie

Les indications codées sont constituées de :

• couleurs de fond indiquant la nature du fluide (ex: bleu clair pour l'air)
• couleur d'identification précisant la nature du fluide (ex: blanc et noir: air respirable à usage médical)
• un marquage indiquant l'état du fluide (ex: anneau rose moyen pour un gaz liquéfié)
• une symbolisation du sens d'écoulement (flèche ou pointe)

Articles connexes

• Robinetterie
• Raccord (robinetterie)
• Tuyau souple
• Plomberie