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3) Fonctionnement d’un robinet de régulation et diamètres de raccordement - niv 4

3) Fonctionnement d’un robinet de régulation et diamètres de raccordement - niv 4

En formation de niveau 5 (CAP), on n'étudiera pas ce §.




Pour qu’un robinet régule bien, il faut qu’il fasse varier progressivement le débit en fonction de son ouverture. On dira qu’il doit, par construction, présenter une bonne réponse hydraulique.

La réponse hydraulique d’un robinet indique la variation du débit qui le traverse en fonction de son ouverture, lorsqu’il est alimenté sous une pression constante.

C’est par exemple la variation du débit du robinet de la baignoire lorsqu’on le manœuvre, si l’on admet que la pression du réseau de ville est stable. On souhaite que cette variation soit aussi régulière que possible. A l’opposé, il n’est pas gênant que la réponse hydraulique d’un simple robinet de sectionnement ne soit pas régulière, on lui demande seulement d'être bien étanche et de ne pas présenter de fortes PdC en grande ouverture.

Par construction, selon leur destination, les robinets disposent de réponses hydrauliques très diverses :

Question

Q1 : Expliquez en quelques mots comment varie le débit dans un robinet de sectionnement lors de son ouverture.

Dès son ouverture le débit au travers d’un robinet de sectionnement augmente très fortement.

Question

Q2 : Expliquez en quelques mots comment varie le débit dans un bon robinet de régulation ou de réglage de débit lors de son ouverture :

Au fil de son ouverture le débit au travers d’un robinet de régulation ou de réglage de débit augmente progressivement.

Mais la qualité de construction du robinet de réglage ou régulation ne suffit pas à elle seule. Pour pouvoir facilement régler le débit, le robinet de réglage doit être bien dimensionné. En effet, après installation, la réponse hydraulique réelle n’est plus celle d’origine obtenue par construction, car elle dépend de l’environnement hydraulique du robinet.

Très simplement, si un robinet de réglage est surdimensionné, une petite ouverture pourra engendrer une forte augmentation du débit (même si le robinet est correctement construit).

Dès son ouverture, le robinet en DN 50 ci-dessus présentera une importante section de passage et le débit sera très vite maximal. Ensuite le débit n'augmentera plus beaucoup avec l'ouverture du robinet car il sera limité par le diamètre de la canalisation en DN15.

Ainsi, si sur un lave-mains, on installe un robinet de baignoire, une petite ouverture permettra d’obtenir le débit maximal. Pour une ouverture plus grande, le débit n’augmentera plus car il sera limité par le diamètre de la tuyauterie d’alimentation.


D ‘un point de vue hydraulique, la notion de « taille» se traduit par celle de résistance au passage de l’eau. Pour qu’il puisse facilement réguler, un robinet de régulation (ou de réglage de débit) doit être suffisamment résistant (pas trop gros), en comparaison du circuit dans lequel il est chargé de faire varier le débit.

Rappelons pour mémoire que les Kv sont en relation avec la taille et la taille joue sur la résistance hydraulique des robinets. Si la taille est faible est faible, la résistance est normalement grande et le Kv est faible.

Cette règle n’est pas si simple à mettre en œuvre, car :

  • Pour un même diamètre un fabricant peut fournir des vannes dont les résistances hydrauliques sont différentes, ou, dans un autre langage, dont les Kvs sont différents.

Ainsi, pour la vanne de régulation de type VXG de Siemens ci-dessous, on ne distingue pas moins de 7 niveaux de résistances hydrauliques en DN15…

Source Siemens

  • Pour une résistance hydraulique donnée (pour un Kvs donné) un fabricant peut fournir des vannes raccordables sur différents diamètres

Source Siemens

Question

Q3 : Etudiez le tableau de Kvs indiqué par le fabricant de la V3V VXF41 ci-dessus.
Quels sont les diamètres disponibles pour la V3V VXF 24 dont la résistance hydraulique est caractérisée par un Kvs de 5 [m³/h] ?
Pour les V3V VXF41 quel sont les Kvs disponibles en DN25 ?

Les diamètres disponibles pour la V3V VXF 24 dont la résistance hydraulique est caractérisée par un Kvs de 5 [m³/h] sont les DN 20 et DN 25.

Pour les V3V VXF41 les Kvs disponibles en DN25 sont 5 [m3/h] (VXF41.24) et 7,5 [m³/h] (VXF41.25).

En fait, il faut comprendre que pour certains diamètres, le fabricant de la V3V VXF41 propose 2 niveaux de résistance hydraulique :

  • Le corps d’un robinet DN10 (Kvs = 1,9 m³/h) est chez ce fabricant obligatoirement raccordé en DN15. On parle alors d’un robinet de DN15 ayant un « Kvs réduit ».
  • Le corps d’un robinet DN20 (Kvs = 5 m³/h) est disponible raccordable en DN25. On parle alors plutôt d’un robinet de DN25 ayant un « Kvs réduit ».
  • Le corps d’un robinet DN32 (Kvs = 12 m³/h) est disponible raccordable en DN40. On parle alors plutôt d’un robinet de DN40 ayant un « Kvs réduit ».
  • Le corps d’un robinet DN40 (Kvs = 19 m³/h) est disponible raccordable en DN50. On parle alors plutôt d’un robinet de DN50 ayant un « Kvs réduit ».

Une telle disponibilité a pour objectif l’installation d’une vanne de régulation dans le diamètre de la tuyauterie mais disposant du corps interne du diamètre immédiatement inférieur pour favoriser la qualité de la régulation.
Ces disponibilités aideront au raccordement des vannes sur les tuyauteries. On pourra installer des V3V raccordables dans le diamètre de la tuyauterie, mais dont le corps interne est en fait d’un diamètre inférieur.

Sur une tuyauterie en DN15, on pourra raccorder une VXF41.14 en DN 15, mais dont le corps interne sera celui équivalent à un DN10.
Sur une tuyauterie en DN25, on pourra raccorder une VXF41.24 en DN 25 mais dont le corps interne sera celui équivalent à un DN20.
Sur une tuyauterie en DN40, on pourra raccorder une VXF41.39 en DN 40 mais dont le corps interne sera celui équivalent à un DN32.
Etc.