Calcul du débit volumique

Sommaire

Le débit volumique est la quantité, généralement de liquide, qui circule dans une canalisation durant un laps de temps déterminé. Exprimé en litres par seconde (L/s), litres par minute (L/mn) ou en mètres-cubes par heure (m3/h), en plomberie, le débit volumique est proportionnel à la vitesse de circulation de l'eau et au diamètre des tuyaux, coudes, raccords, vannes et robinets. On vous en parle dans cet article !

Débit volumique : principe de base

En plomberie domestique, la notion de débit volumique est requise aussi bien pour les adductions et alimentations en eau courante que pour les évacuations en eaux usées.

L'adduction est l'alimentation de la maison, du bâtiment ou de l'installation généralement effectuée par le réseau de distribution selon le dimensionnement de l'édifice ou de l'appareil :

  • maisons ;
  • immeubles collectifs ;
  • établissements industriels ;
  • RIA (Réseau Incendie Armée, comme les bornes d'incendie par exemple).

Dans une maison, l'adduction s'effectue via la canalisation sur laquelle est installé le compteur d'eau puis est distribuée aux différentes alimentations via un répartiteur (nourrice ou clarinette) avec réducteur de pression monté en amont.

En règle générale, la pression d'eau assurée par le réducteur avoisine les 3 à 3,5 bars mais il existe des réducteurs réglables afin d'ajuster la pression.

À chaque alimentation correspond un débit d'eau qui est établi en fonction de l'équipement à raccorder (douche, baignoire, évier, lavabo...) afin d'obtenir le confort désiré à chaque point de tirage.

Utilité du débit volumique

L'utilité de calculer le débit volumique en L/s d'une distribution est d'obtenir le confort d'utilisation au point de tirage mais aussi de mesurer une consommation d'eau en m3/h afin de dimensionner la plomberie (alimentation et/ou évacuation) mais aussi d'anticiper sur sa facture.

Par exemple, la documentation technique (DTU) prévoit de 0,1 L/s pour un lave-mains à 3 fois plus (0,33 L/s) pour une baignoire. C'est en fonction de ses débits volumiques qu'on doit dimensionner le diamètre des tuyaux d'alimentation mais aussi des bondes et des évacuations d'eaux usées.

 

Débit volumique : le calcul

La mesure et/ou le calcul du débit volumique est aussi important en plomberie (distribution et évacuation des eaux propres et usagées) qu'en chauffage (pompes de circulation, réseaux de chaleur, radiateurs...), rafraîchissement et ventilation (circuit d'eau glacée) et en piscine (chauffage, filtration...) pour ce qui est du secteur domestique.

À moins qu'il ne soit indiqué sur un appareil de distribution (à pression standard de 3 bars), le débit volumique peut être mesuré et calculé à l'aide d'un débitmètre que l'on intercale dans une canalisation ou en mesurant le temps nécessaire à un point d'eau pour remplir un réservoir.

Par exemple, si à un point d'arrosage il faut 20 secondes pour remplir (robinet totalement ouvert) un arrosoir de 10 litres, le débit volumique est 0,5 L/s (10 L en 20 s = 1 L en 2 s).

Ainsi, le débit (noté Q) se calcule en multipliant la vitesse de passage du fluide mesurée en mètres par seconde (m/s) par la section de la canalisation exprimée en mètres-carrés (m²).

Formule : Q = vitesse de passage du fluide (m/s) x section de la canalisation (m²)

Exemples de calcul de débit volumique

Sur une installation de distribution d'eau, s'il est difficile de connaître la vitesse de passage du liquide, il faut prendre en compte le facteur de croissance entre le diamètre de la canalisation et le débit.

Puisqu'il s'agit d'une simple multiplication, on comprend que si la section de la canalisation est doublée, le débit sera lui aussi doublé.

Exemple : pour un point d'eau au débit 10 L/mn, vitesse d'écoulement de 1 m/s sous une pression de 1 bar, si la pression est doublée (1 bar x 2 = 2 bars), la vitesse d'écoulement passe à 1,4 m/s (1 x √2) et le débit également en passant à 14 L/mn. Pour avoir un débit multiplié par 2, il faudra multiplier la pression par 4 (4 bars).

Il est important de connaître le débit disponible à un point de tirage afin de pouvoir dimensionner les sanitaires et équipements en fonction : une douche d'hydromassage notamment ne pourra pas être installée dans la pièce éloignée que l'on souhaitait transformer en salle d'eau si le débit au point de tirage est insuffisant.

La solution consiste souvent dans ce cas à tirer une nouvelle canalisation de section plus importante depuis la nourrice ou de redimensionner le tuyau qui alimente plusieurs points de tirage en fonction du coefficient de perte en ligne.

Bon à savoir : Attention au rapport entre la pression, la vitesse et le débit. A section (diamètre du tuyau) identique, le débit (et la vitesse d'écoulement) varie selon la racine carrée de la pression.

Ces pros peuvent vous aider