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Tubes ondulés en acier inoxydable Stahlmann vs. tubes en polyéthylène

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Comparaison des caractéristiques et détermination du leader pour l'utilisation dans les systèmes de services publics

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La qualité, la fiabilité et la longévité sont des éléments clés dans la sélection des composants à installer. Une attention particulière doit être accordée à l'achat de tubes utilisés pour le chauffage par le sol, l'approvisionnement en eau chaude et froide, l'extinction des incendies, le gaz, les réseaux électriques et de communication.

Dans cet article, nous passerons en revue les avantages des types de tubes les plus courants pour les applications susmentionnées et identifierons la solution la plus polyvalente et la plus fiable.

Les types de tubes et leurs propriétés particulières

1. Tubes en polyéthylène réticulé (PE-X)

Ce matériau de haute technologie est fabriqué à partir d'un polymère organique d'éthylène et est produit par réticulation moléculaire.

Il existe quatre types de réticulation : PE-Xa, PE-Xb, PE-Xc, PE-Xd, le PE-Xa étant le plus avancé technologiquement. Ces tubes sont résistants aux contraintes et ont une élasticité accrue. Lorsqu'elles sont déroulées, les bobines se redressent rapidement et conservent bien leur forme. Elles ne se plissent pas lorsqu'elles sont cintrées (dans les limites admissibles et conformément à la technologie).

2. Tubes en polyéthylène de matériaux résistants aux températures élevées (PE-RT)

Ils sont basés sur du polyéthylène conventionnel avec des additifs pour hautes températures. Ils ont des propriétés similaires à celles du PE-X. Ces tubes sont inertes aux réactifs chimiques et ne sont pas sensibles à la corrosion. En raison de l'absence de réticulation, ils présentent une résistance aux températures élevées, une flexibilité, une plasticité et une hydrostaticité accrues.

3. Tubes ondulés en acier inoxydable

Les tubes Stahlmann sont fabriqués en acier inoxydable 304. Ce métal présente une résistance élevée à la corrosion et n'est pas affecté par une large gamme de milieux agressifs. Plus dur et plus solide que l'acier au carbone, l'aluminium, le laiton et le bronze, il est également très flexible, se plie bien et présente une meilleure soudabilité.

Comparaison des principales propriétés thermophysiques des trois types de tubes

Pour vous aider à comprendre les caractéristiques à rechercher, nous décrivons ci-dessous les principaux indicateurs, expliquons à quoi ils servent et fournissons des données pour trois types de tubes couramment utilisés dans les systèmes d'utilité publique.

● Température de fonctionnement maximale

Cette caractéristique est extrêmement importante à prendre en compte, car tous les tubes utilisés dans les systèmes de chauffage doivent pouvoir supporter la température du fluide qui les traverse sans se déformer.

Par exemple, la température moyenne de l'eau dans un système de chauffage central est de 90°C. Dans le même temps, les tubes doivent pouvoir résister à une surchauffe supérieure à la norme de 105°C.

Température maximale de fonctionnement des 3 types de tubes comparés :

- Tube PE-Xa Ø16 mm - 90 °С ;

- Tube PE-RT Ø16 mm - 70 °С ;

- Tube ondulé Stahlmann - 150 °С.

Le tube ondulé est donc mieux adapté à l'eau chaude, car il ne craint pas les températures élevées, ce qui le rend idéal pour les chaudières et les systèmes de chauffage.

Une caractéristique importante des systèmes de tubes ondulés est leur capacité à résister au gel et au dégel. L'installation peut être réalisée à des températures aussi basses que -10°C sur des sites non électrifiés. Cela permet de réduire le temps d'installation de 40 % et d'accélérer la mise en service.

● Température maximale à court terme

Les fluctuations à court terme de la température du caloporteur n'entraîneront pas de défaillance du tube dans la plupart des cas. Toutefois, des températures supérieures à 100°C réduiront considérablement la durée de vie du tube en polyéthylène, dont le point de fusion est de 140°C.

Comparaison de la température maximale à court terme des 3 types de tubes :

- Tube PE-Xa Ø16 mm - 100 °С ;

- Tube PE-RT Ø16 mm - 95 °С ;

- Tube ondulé Stahlmann - 400 °С.

Le tube ondulé en acier dépasse de 4 fois la limite de résistance thermique des tubes en polyéthylène et peut facilement supporter toutes les températures du caloporteur utilisé dans les locaux résidentiels et industriels.

● Coefficient de transfert thermique

Il indique la quantité de chaleur transférée par 1 mètre de surface de tube en 1 seconde. Il est évident que le taux de transfert de chaleur des tubes métalliques est plus élevé que celui des tubes en polyéthylène, mais ils ont leurs propres avantages.

Comparaison du coefficient de transfert de chaleur des 3 types de tubes :

- Tube PE-Xa Ø16 mm - 0,41 W/m-K ;

- Tube PE-RT Ø16 mm - 0,4 W/m-K ;

- Tube ondulé Stahlmann - 17 W/m-K.

Le plus grand diamètre intérieur du tube ondulé, avec une épaisseur de paroi ondulée de 0,3 mm, offre une surface maximale de transfert de chaleur supérieure de 20 % à celle des tubes en polyéthylène. Cela signifie que le tube ondulé peut être posé à des intervalles plus importants, ce qui permet de réduire les coûts de matériel et de main-d'œuvre.

Le rendement thermique du tube ondulé étant supérieur de 20 % à celui du tube en polyéthylène, il est possible d'augmenter l'espacement des tubes pour le chauffage par le sol de 0,15 m à 0,2 m. Cela permet d'économiser 17 mètres courants de tube pour 10 m2 et 170 mètres courants pour 100 m2 avec le même rendement thermique.

Le tube ondulé chauffe également la chape plus rapidement. Cela permet au système de mieux répondre aux points de consigne lorsque des thermostats programmables sont utilisés.

● Coefficient de dilatation linéaire de 100 m de tube à une température du caloporteur de 50°C

Ce coefficient est pertinent pour les canalisations d'eau chaude et les systèmes de chauffage. Il indique de combien la longueur du tube augmente lorsqu'il est chauffé à 50°C et diminue lorsqu'il est refroidi.

● Coefficient de dilatation linéaire de 100 m de tube à la température du caloporteur de 50°C des 3 types de tubes comparés :

- Tube PE-Xa Ø16 mm - 1000 mm ;

- Tube PE-RT Ø16 mm - 1000 mm ;

- Tube ondulé Stahlmann - 55 mm.

Pour le tube ondulé, le coefficient est 18 fois plus petit : un tube de 100 mètres en polyéthylène peut se dilater jusqu'à 1 m, alors qu'un tube ondulé en acier ne se dilate que de 5,5 cm.

Ce paramètre est particulièrement important dans les installations sur chape, où la dilatation importante du tube et le frottement contre la chape brisent sa barrière à l'oxygène. Il existe des cas réels où le PEX a été fixé à des grilles d'acier avec des attaches, ce qui a provoqué des trous dans le tube.

Comparaison des principales propriétés physiques des 3 types de tubes

● Pression de service maximale

Elle dépend directement de la température du caloporteur : plus la température est élevée, plus la pression dans le tube est faible.

Il existe ici une autre dépendance : plus le diamètre interne du tube est grand, plus la pression résultante est faible. Au point où le tube se rétrécit, il y a un pic soudain de pression car le même volume d'eau commence à s'écouler à travers le plus petit diamètre.

Comparaison de la pression maximale de service des 3 types de tubes :

- Tube PE-Xa Ø16 mm avec une épaisseur de paroi de 2,2 mm - 10 bar à 90 °C ;

- Tube PE-RT Ø16 mm avec une épaisseur de paroi de 2,2 mm - 12,5 bar à 20 °C et 5,4 bar à 95 °C ;

- Tube ondulé Stahlmann - 15 bar.

On constate que la pression de service des tubes ondulés est 50 % plus élevée que celle des tubes en polyéthylène. Cela offre une grande marge de sécurité en fonctionnement et protège contre les fuites soudaines.

● Perméabilité à l'oxygène

Ce point est important car l'oxygène pénètre facilement les parois des tubes en polyéthylène, saturant l'eau chaude à l'intérieur. L'oxygène provoque de la rouille lorsqu'il entre en contact avec des pièces métalliques. Cela réduit la durée de vie des équipements et des assemblages raccordés de 3 à 5 ans.

La couche anti-diffusion EVOH réduit la perméabilité à l'oxygène des tubes en polyéthylène. Cela empêche la pénétration de l'oxygène dans l'eau et prévient donc la corrosion.

Les tubes PE-Xa et PE-RT sont également disponibles avec une barrière à l'oxygène, mais les tubes PE-RT sont plus courants sans barrière. Dans ce cas, certains fabricants indiquent ce qui suit : "S'il n'y a pas de restrictions concernant la teneur en oxygène dissous dans le caloporteur, il est possible de l'utiliser dans les systèmes de chauffage par le sol à l'eau..." Mais n'oubliez pas : Ce n'est qu'une astuce de marketing.

Selon les normes internationales, la perméabilité à l'oxygène des tubes conçus pour les classes de service 4 et 5 ne doit pas dépasser 0,1 g/m3*jour.

Comparaison de la perméabilité à l'oxygène des 3 types de tubes :

- Tube PE-Xa Ø16 mm - <0,1 g/m3*jour pour le tube avec barrière à l'oxygène, 9 g/m3*jour sans barrière à l'oxygène ;

- Tube PE-RT Ø16 mm - <0,1 g/m3*jour pour le tube avec barrière à l'oxygène, >0,1 g/m3*jour pour le tube sans barrière à l'oxygène ;

- Tube ondulé Stahlmann - imperméabilité totale à l'oxygène.

Les trois échantillons répondent à la norme. Cependant, la perméabilité à l'oxygène nulle du tube ondulé empêche la corrosion. Une protection supplémentaire contre la corrosion est assurée par un film d'oxyde de chrome. Cette combinaison de propriétés augmente considérablement la durée de vie de l'ensemble du système, y compris les radiateurs en acier et les autres composants.

● Rayon de courbure minimum pour Ø16 mm

L'installation de tuyauteries complexes implique souvent de cintrer le tube. Dans les systèmes de chauffage par le sol qui sont posés en "serpentin" ou en "escargot", la capacité des tubes à se plier est extrêmement importante.

La façon la plus courante de plier les tubes est de les cintrer ou de les équiper d'un raccord coudé. La seconde méthode permet d'économiser de l'espace mais comporte plus de raccords, ce qui augmente le risque de fuites.

Par conséquent, plus le rayon de courbure minimal est faible, plus vous avez d'options pour installer les services publics de manière pratique et compacte.

Comparaison du rayon de courbure minimal des 3 types de tubes :

- Tube PE-Xa Ø16 mm - 80 mm ;

- Tube PE-RT Ø16 mm - 80 mm ;

- Tube ondulé Stahlmann - 40 mm.

On constate que le tube ondulé présente le plus petit rayon de courbure sans modification de la section transversale. Cela permet d'installer des canalisations complexes de toute configuration sans craindre de les endommager ou de les faire éclater en cours de fonctionnement.

Les tubes ondulés Stahlmann sont faciles à cintrer à la main, sans modifier la section transversale de l'alésage, ce qui permet de créer des configurations de tubes complexes avec un nombre minimal de raccords.

● Plasticité en cas de cintrage en dessous du rayon de courbure minimal

Il est parfois nécessaire de cintrer le tube plus étroitement que le rayon de cintrage minimal. C'est là que la plasticité du tube fournie par le fabricant se révèle utile.

Plasticité de cintrage de 3 types de tubes comparés en dessous du rayon de cintrage minimum :

- Tube PE-Xa Ø16 mm - le cintrage provoque un flambage, la forme du tube peut être rétablie en le chauffant avec un pistolet thermique ;

- Tube PE-RT Ø16 mm - l'aplatissement et le flambage du tube ne sont pas autorisés ;

- Tube ondulé Stahlmann - peut supporter jusqu'à 40 courbures sans modification de l'étanchéité ou de la section (pour un tube recuit).

Contrairement aux tubes en polyéthylène, les tubes ondulés conservent leur forme et sont faciles à installer. Il est presque impossible de les endommager pendant l'installation et les erreurs d'installation sont impossibles. En comparaison, un tube en PE-Xa se casse sous l'effet d'une forte flexion.

Garantie du fabricant, durée de vie et applications

● Durée de vie des 3 types de tubes comparée lorsque les conditions de fonctionnement sont respectées :

- Tube PE-Xa Ø16 mm - 50 ans au total (grade 5) : 14 ans à 20 °C, 25 ans à 60 °C, 10 ans à 80 °C, 1 an à 90 °C, 100 heures à 100 °C ;

- Tube PE-RT Ø16 mm - 50 ans au total (grade 5) : 14 ans à 20 °C, 25 ans à 60 °C, 10 ans à 80 °C, 1 an à 90 °C, 100 heures à 100 °C ;

- Tube ondulé Stahlmann - minimum 30 ans.

À première vue, une durée de vie de 50 ans pour les tubes en polyéthylène est une bonne chose, mais il y a une nuance. La durée de vie totale des tubes est considérablement réduite lorsque la température ou la pression augmente. La durée de vie réelle des tubes ondulés est donc 2 fois plus longue que celle des tubes en polyéthylène.

● Garantie du fabricant pour les 3 types de tubes comparés :

- Tube PE-Xa Ø16 mm - 10 ans (Valtec), 5 ans (Rehau) ;

- Tube PE-RT Ø16 mm - 10 ans (Valtec) ;

- Tube ondulé Stahlmann - garantie à vie.

Pour que la comparaison soit la plus objective possible, nous avons pris en compte les durées de garantie maximales des tubes en polyéthylène sur le marché. Les tubes ondulés Stahlmann ayant une durée de vie de 30 ans et plus, le fabricant offre une garantie correspondante.

● Domaine d'application des 3 types de tubes comparés :

- Tube PE-Xa Ø16 mm - eau chauffage par le sol, chauffage par radiateur, alimentation en eau chaude et froide ;

- Tube PE-RT Ø16 mm - chauffage par le sol à l'eau, alimentation en eau chaude et froide ;

- Tube ondulé Stahlmann - chauffage par le sol, chauffage par radiateur, alimentation en eau chaude et froide, systèmes solaires, extinction d'incendie, alimentation en gaz, conduites de câbles, ventilation.

Chauffage par le sol, chauffage par radiateurs, alimentation en eau chaude et froide, installations solaires, extinction d'incendie, systèmes de gaz, conduites de câbles, climatisation et ventilation - il est difficile d'imaginer une gamme d'applications plus diversifiée pour les tubes d'acier. Les tubes ondulés Stahlmann sont aussi performants les uns que les autres dans chacun de ces domaines.

Les tubes ondulés en acier ne sont pas seulement résistants à la corrosion et aux coups de bélier. Ils ne sont pas non plus exposés à la formation de dépôts ! Par rapport aux tubes à paroi lisse, les tubes ondulés créent un flux tourbillonnant qui empêche la formation d'un biofilm sur les parois.

Contrairement aux tubes en polyéthylène, les tubes ondulés Stahlmann sont disponibles en couronnes de 10, 20, 30, 50 et 100 mètres. La longueur maximale des couronnes permet d'installer des boucles de chauffage par le sol, des tuyauteries étendues ou des conduits de câbles sans un seul joint.

En conclusion

Après avoir comparé toutes les caractéristiques clés des tubes ondulés en polyéthylène réticulé, en polyéthylène haute température et en acier inoxydable, nous pouvons affirmer en toute confiance que les tubes en acier sont supérieurs aux tubes en polyéthylène dans presque tous les domaines.

Fonctionnalité, fiabilité, polyvalence et garantie à vie en font le leader du marché dans le domaine des solutions techniques d'installation. Pour la gamme complète des tubes ondulés et des accessoires Stahlmann, veuillez consulter le site http://www.warm-on.com