Chauffage au sol hydraulique en tuyaux de polypropylène : schémas, installation et essais

Le chauffage des logements par un plancher chauffant à eau chaude est aujourd'hui assez courant, et ce système devient de plus en plus la méthode de chauffage privilégiée.

Les systèmes de chauffage au sol sont constitués de tuyaux encastrés dans le sol et contenant un fluide frigorigène (généralement de l'eau). Le système est raccordé au réseau de chauffage central, à l'arrivée d'eau chaude sanitaire ou à une chaudière spécialement conçue à cet effet.

Il existe de nombreux types de tuyaux pouvant être installés dans les systèmes de chauffage au sol, mais aujourd'hui nous allons parler des tuyaux en polypropylène.

Types et caractéristiques des tuyaux en polypropylène

Les tuyaux en polypropylène sont largement utilisés dans le secteur de la construction, car ils sont peu coûteux et très résistants.

Il en existe deux types : monocouches et multicouches. Chaque type présente ses propres avantages et inconvénients. Voyons cela de plus près.

monocouche

Les profilés en polypropylène monocouche se déclinent en plusieurs variantes :

1. Les tuyaux RRN sont fabriqués en homopropylène. Ils ne sont pas destinés au chauffage par le sol, mais sont largement utilisés dans les systèmes d'adduction d'eau, d'assainissement et de ventilation.
2. PPB – fabriqué à partir d'un copolymère séquencé de polypropylène. Les produits de ce type sont durables et résistants.
3. Le PPR, un copolymère aléatoire de polypropylène, est utilisé dans la fabrication. Un profilé réalisé avec ce matériau répartit la charge uniformément sur ses parois.
4. Le PPS est un produit ignifuge. Les tuyaux peuvent fonctionner efficacement même à des températures allant jusqu'à 95 degrés Celsius.

multicouche

Les tuyaux multicouches en polypropylène sont également produits en plusieurs types et présentent les caractéristiques techniques suivantes :

• Les tubes en aluminium sont dotés d'une fine couche de renfort extérieure. Lors de l'assemblage de ces composants, cette couche est rognée de 1 mm. Certains produits présentent un renfort interne. Les tubes en polypropylène renforcé restent performants même à 95 °C.

• La fibre de verre – le renfort est pris en sandwich entre des feuilles de polypropylène. Ce type de renfort est particulièrement adapté aux systèmes de chauffage au sol.

• Composite – entre deux couches de polypropylène se trouve une couche qui combine des fibres de verre et des fibres d'aluminium.

Avantages et inconvénients du polypropylène

La popularité des tuyaux PPR dans les installations de chauffage au sol s'explique principalement par leur rapport coût-efficacité. Leur prix abordable est particulièrement important lors de la pose de tuyaux sur une grande surface.

De plus, contours en polypropylène :

• ont augmenté leur résistance mécanique et leur élasticité ;
• présentent un excellent niveau d'étanchéité - ceci est assuré par une méthode de soudure spéciale, le produit est monolithique, presque sans joint, ce qui permet de placer les tuyaux sous la chape ;
• durable – si les règles d’installation sont respectées, elles dureront plusieurs décennies sans défaillance ;
• Ils sont légers, ce qui simplifie le processus d'installation ;
• inerte - non sensible aux effets des substances agressives ;
• ne sont pas sujets à la corrosion - par conséquent, aucun dépôt ne s'accumule à l'intérieur du tuyau ;
• avoir une bonne isolation acoustique ;
• respectueux de l'environnement – ​​aucune substance nocive n'est libérée lors du chauffage.

Le polypropylène est très résistant aux basses températures, ce qui protège le liquide de refroidissement du gel.

Mais même en cas de gel, les parois des tuyaux ne s'affaissent pas, car le polymère est extensible et reprend sa forme initiale sous l'effet de la chaleur. C'est pourquoi les tuyaux en polypropylène sont idéaux pour les installations dans les maisons de campagne où les propriétaires n'habitent pas en permanence et où le sol n'est utilisé qu'occasionnellement.

Cependant, ce type de matériau pour tubes laminés présente aussi des inconvénients. Le polypropylène est hautement inflammable et ne doit pas être installé dans des zones à haut risque d'incendie (comme les zones boisées). De plus, sa température de fonctionnement optimale est de 75 °C. Il convient également de noter que le PP est peu flexible, ce qui rend difficile la réalisation de coudes serrés.

De plus, bien que les tuyaux en PVC standard soient conçus pour les réseaux d'adduction d'eau et d'assainissement, ils ne peuvent être installés dans les systèmes de chauffage au sol, car ils ne résistent pas aux contraintes thermiques et hydrauliques. Par conséquent, un système de tuyauterie renforcée est indispensable pour les planchers chauffants.

Tuyaux de chauffage au sol : conseils d’experts // FORUMHOUSE

Marquage des tuyaux en polypropylène

Actuellement, ce segment de marché propose une grande variété de produits présentant les caractéristiques suivantes :

1. La norme PN 10 est utilisée pour les tuyaux en polypropylène standard à structure uniforme. Ils sont recommandés pour les réseaux d'adduction d'eau avec une température maximale de 20 °C et une pression maximale de 10 atm. Les tuyaux portant ce marquage ont généralement un diamètre compris entre 20 et 110 mm.
2. Le PN 16 désigne un produit monocouche adapté aux systèmes de chauffage au sol. Il supporte des températures de fluide caloporteur jusqu'à 80 °C et des pressions jusqu'à 10 atm. Le diamètre du circuit est identique à celui du PN 10, mais l'épaisseur de paroi est nettement supérieure.
3. La désignation PN 20 s'applique aux tubes homogènes ; la température admissible du fluide caloporteur peut atteindre +95 °C. La pression de service est alors de 6 atm maximum et le diamètre varie de 20 à 110 mm.
4. Le PN20 AL (PN20 GF) est utilisé sur les polymères renforcés par une couche d'aluminium ou de fibre de verre. Tous les autres paramètres sont identiques à ceux du PN 20. Ce type de fluide se distingue des autres par son coefficient de dilatation thermique, plus faible.

Il est très important de tenir compte de ce marquage lors du choix d'un produit pour certaines conditions d'utilisation, car l'efficacité du plancher chauffant en dépend.

Création d'un schéma et calcul du nombre de tuyaux

Avant de commencer les travaux d'installation d'un plancher chauffant en polypropylène, il faut établir un projet et tout calculer.

Plancher chauffant en polypropylène.

Le dessin est réalisé sur du papier millimétré et illustre la disposition et les étapes d'installation.

Préparation du projet

La tuyauterie du plancher chauffant à eau peut être installée selon les schémas suivants :

1. La méthode du « serpent » est une option simple, mais elle présente un inconvénient : le liquide de refroidissement se refroidit en passant dans le tuyau et sera donc plus froid à la sortie.
2. « Spirale » – cette méthode assure un chauffage uniforme, ce qui explique sa popularité.
3. « Double serpent » – dans ce cas, la chaleur est répartie uniformément sur toute la surface du sol.

Lors du choix d'une conception, le coefficient de transfert thermique de la structure est pris en compte, car il détermine l'efficacité du plancher chauffant. Cela nécessite des informations telles que la superficie de la pièce, les matériaux utilisés pour les murs, les sols et l'isolation, le type de revêtement de sol, le diamètre et le matériau du circuit, ainsi que la température du fluide caloporteur.

Une fois le schéma d'installation choisi, il convient de le dessiner sur papier. L'espacement recommandé entre les tuyaux est de 10 à 30 cm, et la longueur de la boucle ne doit pas excéder 80 mètres. La boucle doit être installée à 20 cm des murs. L'emplacement du coffret collecteur doit être indiqué sur le schéma.

Si le chauffage principal est un plancher chauffant à eau chaude, la canalisation doit être posée avec un décalage de 12 à 15 cm.

Calcul de la taille du pipeline

Pour déterminer la longueur des tuyaux en polypropylène destinés au chauffage au sol, deux méthodes sont utilisées. La première consiste à mesurer le diamètre du tuyau sur le plan à l'aide d'une règle, puis à multiplier cette mesure par le coefficient multiplicateur. Une marge de 10 % est ensuite ajoutée au résultat pour permettre l'ajustement.

La deuxième méthode consiste à utiliser une ficelle. On la tend au sol en suivant le schéma du circuit. Il suffit ensuite de la mesurer : cette mesure correspond au diamètre du tuyau. Comme pour la première méthode, il faut ajouter une marge de 10 %.

Pour chaque pièce, la longueur des tuyaux doit être calculée séparément.

Travaux préparatoires avant l'installation du système

Pour une installation correcte d'un plancher chauffant à eau chaude en forme de tarte Pour installer un tuyau en polypropylène, il est nécessaire d'effectuer certains travaux préparatoires. Les étapes sont les suivantes :

• L'ancien revêtement de sol est enlevé et la chape est démontée.
• Le support est inspecté et toute fissure constatée doit être réparée. Au préalable, la surface doit être débarrassée des gravillons de béton et apprêtée. Si le support ne peut être reconstruit, une fine chape de nivellement doit être coulée.
• Le coffret collecteur est installé au mur ou dans une niche prévue à cet effet, à 1 mètre du sol. Cette installation doit être effectuée avant la pose du revêtement de sol, car elle est assez salissante.
• On pose une couche d'étanchéité ; un film de polyéthylène épais convient car il retient l'humidité. Le film doit être posé avec un chevauchement de 10 cm sur les murs. Si la pièce est grande et que plusieurs lés de film sont posés, il faut les faire se chevaucher et les fixer ensemble avec du ruban adhésif.
• Une bande amortisseur est collée sur le pourtour pour empêcher la chape de béton de se fissurer sous l'effet de la chaleur.
• L'isolation thermique est installée. Elle peut se présenter sous forme de rouleaux ou de plaques. Lors de l'utilisation de panneaux de polystyrène extrudé, il est impératif d'éviter tout interstice entre eux ; le matériau doit donc être posé en deux couches. Pour une meilleure étanchéité, les joints peuvent être scellés avec de la mousse.

• Une feuille d'aluminium est posée pour réfléchir les rayons de chaleur. La chaleur est dirigée vers le haut, réchauffant ainsi le sol et l'air de la pièce. Les matériaux sont assemblés à l'aide d'un ruban adhésif. Si l'isolant est déjà recouvert d'une feuille d'aluminium, cette feuille d'aluminium n'est pas nécessaire.
• Un treillis de renfort est mis en place pour consolider la structure, et une canalisation peut également y être raccordée.

Le strict respect de toutes les règles d'exécution de ces travaux contribue au bon fonctionnement du système.

Pose de canalisations en polypropylène

L'installation est une étape cruciale de la pose d'un système de chauffage au sol hydraulique. La tuyauterie doit être disposée selon le schéma prévu, en forme de serpentin ou d'escargot. Commencez au collecteur, et l'autre extrémité du tuyau doit y revenir après l'installation.

Lors de la manipulation de tuyaux en polypropylène, la température ambiante doit être maintenue à +5 degrés.

Les tuyaux sont fixés de plusieurs manières :

1. Fixer le treillis de renfort au cadre à l'aide de colliers de serrage en plastique ou de fil de fer est une solution fiable. Évitez de trop serrer le cadre, car cela pourrait l'endommager.
2. Au produit d'isolation thermique avec chevilles.
3. On utilise des tapis isolants à picots. La canalisation est placée entre ces picots dans des rainures, ce qui la maintient fermement en place.

Les fixations doivent être installées tous les 80 cm.

Raccordement du sol

La première étape consiste à assembler l'appareil, qui se compose d'un manomètre, d'une vanne d'air, d'une vanne de contrôle et de purge, et d'un mélangeur.

Il est possible d'installer un collecteur prêt à l'emploi avec le nombre de branches requis., dans l'armoire installée. Les tuyaux alimentant le fluide frigorigène chauffé y sont raccordés à l'aide d'un écrou et d'une bague, de même que le tuyau de retour.

Ensuite, les circuits de plancher sont raccordés au collecteur. Une extrémité du tuyau est raccordée à la vanne d'alimentation et l'autre à la conduite de retour.

Tests système

Avant de couler du béton sur la canalisation, il est essentiel de tester le dispositif, car tout dysfonctionnement ou fuite sera difficile à réparer sous le béton.

Pour tester le système, chaque circuit est rempli d'eau individuellement et toutes les vannes de régulation sont ouvertes afin d'éliminer l'air des canalisations. La pression est ensuite réglée à 1,5 fois la pression de service, sans toutefois être inférieure à 6 bars.

Après 3 à 4 heures, la pression diminue et doit être augmentée à nouveau. Cette opération doit être répétée trois fois. Ensuite, on laisse reposer le système pendant 24 heures. Si la pression n'a pas diminué de plus de 2 bars durant cette période, le système est correctement installé.

Si une fuite ou un dysfonctionnement est détecté, il faut le réparer, souder les zones de fuite, puis répéter le test d'étanchéité du sol.

Coulage de la chape

Pour remplir la chape, on utilise un mortier de ciment-béton avec des plastifiants., que vous pouvez fabriquer vous-même ou acheter tout prêts.

Pour renforcer la structure, il est possible de poser un treillis d'armature supplémentaire sur la canalisation. À défaut d'armature additionnelle, il convient d'incorporer des fibres de polypropylène au mortier.

La température ambiante lors de la pose de la chape doit être de +5 °C. Un gabarit de niveau doit être installé au préalable afin de garantir une surface plane.

Commencez à couler le mortier par bandes depuis le coin le plus éloigné de la pièce et terminez à la sortie. Nivelez le mortier à l'aide d'une règle.

En fonction du diamètre des tuyaux, l'épaisseur de la chape varie de 30 à 70 mm.

Il faudra 28 jours pour que le mortier sèche complètement. Ce n'est qu'une fois la chape durcie que le revêtement de sol définitif pourra être posé. Les carreaux de céramique sont le meilleur choix, notamment pour les salles de bains et les toilettes, bien que d'autres matériaux soient également acceptables.

N’allumez pas le chauffage au sol tant que le mélange de béton n’est pas complètement sec. Avant la première utilisation, purgez l’air du système.

Comme vous pouvez le constater, l'installation d'un plancher chauffant à eau à l'aide de tuyaux en polypropylène est simple. Ce matériau est facile à travailler, ce qui permet à chacun de créer un plancher chauffant en polypropylène dans une maison ou un appartement.

Vidéo

Plancher chauffant en polypropylène