Tableau des pertes de charge des tuyaux PPR : perte de charge par 100 m selon SDR
Abaque de pertes de charge PPR en m pour 100 m aux débits réels, calculé selon Darcy-Weisbach avec k=0,007 mm et indiqué par SDR, diamètre intérieur et température de l'eau.
Dans un tube PP-R SDR 6 véhiculant de l'eau à 20 °C, un mètre par seconde de vitesse coûte environ 11,5 m de charge pour 100 m en DN20, 8,6 en DN25, 6,3 en DN32, 4,8 en DN40, 3,6 en DN50 et 2,7 en DN63. Le tableau complet, avec débits et vitesses, figure ci-dessous.
Un second tableau suit, car ces six valeurs ne veulent rien dire isolément. La perte de charge est dictée par le diamètre intérieur, le diamètre intérieur par la série de paroi, et l'étiquette PN de votre devis ne vous indique pas de façon fiable la série. Tous les abaques de frottement PPR gratuits en première page omettent la série, la température de l'eau et la rugosité. Cette page précise les trois.
Points clés
- Le tableau est indexé sur le SDR, pas sur le PN, car le PN n'est pas une dimension. À un DE de 20 mm, un catalogue désigne la paroi de 2,8 mm comme PN20 et la paroi de 3,4 mm comme PN25 ; notre propre tableau de dimensions désigne la paroi de 2,8 mm comme PN16 et la paroi de 3,4 mm comme PN20. Vérifiez la paroi en millimètres.
- Le diamètre intérieur décide de tout. À un DE de 25 mm, le diamètre intérieur est de 16,6 mm en SDR 6 et de 20,4 mm en SDR 11, et le même débit perd alors 8,6 contre 3,2 m pour 100 m.
- L'eau chaude perd moins, pas plus : 0,86 fois la valeur à 20 °C à 60 °C, à débit identique.
- Calculé avec Darcy-Weisbach et Colebrook-White à k = 0,007 mm. Tuyau droit uniquement, sans raccords, sans charge statique, parois vérifiées jusqu'à un DE de 63 mm.
Une précision avant les chiffres. Practical Engineering fait circuler de l'eau dans un banc d'essai physique et aborde le terme de diamètre à 5:15 — observez l'ampleur du déplacement de la chute de pression pour un seul pas de dimension, car cet effet représente l'essentiel de ce que mesure l'abaque ci-dessous.
Flow and Pressure in Pipes Explained, Practical Engineering — une chaîne d'ingénierie indépendante, pas un fournisseur de tubes. Sa démonstration utilise Hazen-Williams ; cette page calcule avec Darcy-Weisbach, pour la raison donnée ci-dessous.
Tableau des pertes de charge PPR : tube SDR 6, eau à 20 °C
Les points de débit sont fixés à 0,5, 1,0 et 2,0 m/s plutôt qu'à des valeurs rondes en litres par seconde, ce qui permet d'utiliser le tableau également comme contrôle de vitesse. Un DN25 à 0,216 L/s donne 1,0 m/s et 8,6 m par 100 m ; à 0,433 L/s, il atteint 2,0 m/s et 29,6 m par 100 m, seuil au-delà duquel la plupart des concepteurs passent au diamètre supérieur.
| DN (mm) | Débit (L/s, ×3,6 = m3/h) | Vitesse (m/s) | Perte de charge (m/100 m) | Verdict de dimensionnement |
|---|---|---|---|---|
| DN20 | 0,068 | 0,50 | 3,4 | Vitesse faible, silencieux, surdimensionné pour le débit |
| DN20 | 0,137 | 1,00 | 11,5 | Point de dimensionnement normal pour une conduite de distribution |
| DN20 | 0,274 | 2,00 | 39,5 | Au-delà du plafond habituel de 2 m/s pour le bruit et l'érosion |
| DN25 | 0,108 | 0,50 | 2,5 | Vitesse faible, silencieux, surdimensionné pour le débit |
| DN25 | 0,216 | 1,00 | 8,6 | Point de dimensionnement normal pour une conduite de distribution |
| DN25 | 0,433 | 2,00 | 29,6 | Au-delà du plafond habituel de 2 m/s pour le bruit et l'érosion |
| DN32 | 0,176 | 0,50 | 1,9 | Vitesse faible, silencieux, surdimensionné pour le débit |
| DN32 | 0,353 | 1,00 | 6,3 | Point de dimensionnement normal pour une conduite de distribution |
| DN32 | 0,706 | 2,00 | 21,9 | Au-delà du plafond habituel de 2 m/s pour le bruit et l'érosion |
| DN40 | 0,278 | 0,50 | 1,4 | Vitesse faible, silencieux, surdimensionné pour le débit |
| DN40 | 0,556 | 1,00 | 4,8 | Point de dimensionnement normal pour une conduite de distribution |
| DN40 | 1,111 | 2,00 | 16,5 | Au-delà du plafond habituel de 2 m/s pour le bruit et l'érosion |
| DN50 | 0,438 | 0,50 | 1,0 | Vitesse faible, silencieux, surdimensionné pour le débit |
| DN50 | 0,876 | 1,00 | 3,6 | Point de dimensionnement normal pour une conduite de distribution |
| DN50 | 1,752 | 2,00 | 12,5 | Au-delà du plafond habituel de 2 m/s pour le bruit et l'érosion |
| DN63 | 0,693 | 0,50 | 0,8 | Vitesse faible, silencieux, surdimensionné pour le débit |
| DN63 | 1,385 | 1,00 | 2,7 | Point de dimensionnement normal pour une conduite de distribution |
| DN63 | 2,771 | 2,00 | 9,4 | Au-delà du plafond habituel de 2 m/s pour le bruit et l'érosion |
Lire le tableau selon le SDR, pas selon le PN figurant sur la facture
Le SDR 6 est le plus lourd des trois gammes d'eau courantes, il donne donc le plus petit diamètre intérieur pour un diamètre extérieur donné.
| OD (mm) | ID à SDR 11 (mm) | ID à SDR 7,4 (mm) | ID à SDR 6 (mm) |
|---|---|---|---|
| DN20 | 16,2 | 14,4 | 13,2 |
| DN25 | 20,4 | 18,0 | 16,6 |
| DN32 | 26,2 | 23,2 | 21,2 |
| DN40 | 32,6 | 29,0 | 26,6 |
| DN50 | 40,8 | 36,2 | 33,4 |
| DN63 | 51,4 | 45,8 | 42,0 |
Indexez le tableau sur le SDR, car le PN n'est pas une dimension. Les normes dimensionnelles, DIN 8077 et EN ISO 15874-2, tabulent l'épaisseur de paroi par série de tube et n'impriment aucune classe de pression. ISO 4065:2018 fixe la géométrie à l'article 3.6 sous la forme S = (SDR − 1) / 2, puis définit la désignation à l'article 4.2 par S = contrainte de calcul / PN. La paroi est normalisée ; la classe qu'elle obtient ne l'est pas, car la contrainte de calcul dépend de la matière et de la température et de la durée de service. Faites le calcul : S 2,5, soit SDR 6, est PN20 pour une contrainte de calcul de 5,0 MPa et PN25 pour 6,25 MPa. Même tube, même diamètre intérieur, deux désignations correctes.
C'est pourquoi les tableaux publiés divergent sans qu'aucun ne soit faux. Un catalogue PP-R indique PN25 = SDR 6, PN20 = SDR 7,4, PN16 = SDR 9, PN10 = SDR 11, et un tableau d'un second fournisseur reprend la même échelle. Notre propre tableau des dimensions et classes de pression PPR décale d'un cran : PN12,5, PN16, PN20, PN25 face à SDR 11, 7,4, 6, 5. Ainsi une ligne PN20 en OD 20 mm correspond à une paroi de 2,8 mm selon une convention et de 3,4 mm selon l'autre, soit un diamètre intérieur de 14,4 contre 13,2 mm. Lisez la ligne SDR 6 en gardant la paroi la plus légère et vous surestimez la perte de charge d'environ 52 %.
Commandez donc par épaisseur de paroi en millimètres ou par série S, jamais par le seul numéro PN. PN, SDR et schedule couvre les trois systèmes de classification, et la page fournisseur PPR donne la gamme que nous tenons en stock.
Comment les valeurs ont été calculées, et comment les reproduire
Darcy-Weisbach avec un coefficient de frottement de Colebrook-White, et non Hazen-Williams, dont les sources publiées situent le coefficient C entre 145 et 150 pour les matières plastiques, sans préciser laquelle est correcte. Colebrook utilise une rugosité absolue en millimètres, et celle du PP-R est publiée : 0,007 mm, valeur employée par les tables hydrauliques des fabricants, à 20 °C.
Calculons une cellule à la main. Le DN25 en SDR 6 a un diamètre intérieur de 16,6 mm, soit une section de 2,1642 × 10-4 m². À 0,25 L/s, la vitesse est de 1,155 m/s et le nombre de Reynolds vaut 1,155 × 0,0166 / 1,0035 × 10-6, soit 19 108. La rugosité relative est de 0,007 / 16,6, soit 4,217 × 10-4. La résolution itérative de Colebrook donne un coefficient de frottement de 0,02706, et la perte de charge est de 0,02706 × 1,155² / (2 × 9,81 × 0,0166), soit 0,1108 m par mètre, ou 11,1 m pour 100 m. Reprenez ces calculs sur n'importe quelle cellule du tableau et vous devriez retrouver la valeur indiquée.
Correction pour l'eau chaude et pour une paroi plus mince
La correction de température va à l'encontre de l'intuition. L'eau chaude se fluidifie, le nombre de Reynolds augmente, le coefficient de frottement diminue, et le même débit coûte moins de charge. De 20 à 60 °C, la viscosité cinématique passe de 1,0035 à 0,4740 × 10-6 m²/s et la perte de charge tombe à 0,86 de la valeur du tableau. Une colonne montante chaude est un problème de classe de pression, que régit le déclassement de pression selon la température de service.
| Variation | Multiplier la perte de charge par | Pourquoi |
|---|---|---|
| Eau à 40 °C au lieu de 20 °C | × 0,91 | La viscosité chute plus vite que le coefficient de frottement n'augmente |
| Eau à 60 °C au lieu de 20 °C | × 0,86 | Même effet, plus marqué : une ligne chaude perd moins qu'une ligne froide |
| SDR 7.4 au lieu de SDR 6, même DN | × 0,66 | L'alésage augmente de 8,4 % à DN25, de 16,6 à 18,0 mm |
| SDR 11 au lieu de SDR 6, même DN | × 0,37 | L'alésage augmente de 22,9 % à DN25, de 16,6 à 20,4 mm |
La correction de série est plus importante. Une paroi plus mince, c'est un alésage plus large, donc à débit égal, le SDR 11 en DN25 perd 3,2 m pour 100 m contre 8,6 pour le SDR 6. Ce gain se paie en pression nominale : choisir le SDR 11 pour économiser de la charge de pompe sur un circuit à 70 °C, c'est ainsi qu'une installation lâche prématurément.
Ce que le tableau ne couvre pas
Tuyau droit uniquement. Les coudes, tés et vannes ajoutent des pertes locales pour lesquelles aucune longueur équivalente n'est fournie ici, faute de coefficient de perte PP-R vérifié et publié. La hauteur statique est également absente : une colonne d'eau ajoute 1 m de charge, soit 0,098 bar, par mètre de dénivelé, et relève du calcul de colonne montante.
Le calcul de la perte de charge totale d'un réseau ne demande aucune donnée supplémentaire, seulement la définition. Hauteur totale = (J / 100) × longueur droite en mètres, plus la somme des ζ × v² / 2g pour chaque raccord et vanne, plus la hauteur statique. J et v proviennent de la ligne lue ; g vaut 9,81 m/s². Le seul terme que cette page ne peut fournir est ζ : à obtenir auprès du fabricant de raccords pour le moulage exact, car un coude à emboîtement PP-R, un té moulé et un raccord à compression de même diamètre nominal n'ont pas le même coefficient. À demander par écrit plutôt que d'emprunter un tableau de raccords acier.
Une mise en garde avant de comparer ce tableau à un catalogue. Sur trois lignes échantillonnées d'un tableau hydraulique PP-R publié, à rugosité et température déclarées identiques, les vitesses concordaient à trois décimales près tandis que la perte de charge tabulée était environ 1,10 fois plus élevée. Le catalogue n'indique pas pourquoi. IFAN ne publie ni tolérance de diamètre intérieur mesurée ni données de banc d'essai pour son propre tuyau ; tous les chiffres ici sont donc calculés, non mesurés.
Conclusion
Deux chiffres déterminent un calcul de pertes de charge en PPR, et un seul figure sur votre devis. Le débit, vous le connaissez ; le diamètre intérieur, vous devez l'établir, car un même diamètre nominal couvre 16,6 à 20,4 mm en DN25, soit un facteur de 2,7 sur les pertes de charge. Confirmez la série d'épaisseur en millimètres, puis lisez la ligne correspondante.
Questions fréquentes
Quelle perte de charge un tube PPR subit-il pour 100 m ?
En tube SDR 6 à 20 °C et 1 m/s : 11,5 m pour 100 m en DN20, 8,6 en DN25, 6,3 en DN32, 4,8 en DN40, 3,6 en DN50 et 2,7 en DN63. En divisant la vitesse par deux, la perte diminue d'un facteur d'environ 3,4.
Quelle formule utiliser pour la perte de charge d'un tube PPR ?
Darcy-Weisbach avec un coefficient de frottement de Colebrook-White. Elle fait intervenir une rugosité absolue, publiée à 0,007 mm pour le PP-R, ce qui rend le résultat reproductible. Hazen-Williams exige une valeur de C sur laquelle les sources publiées ne s'accordent pas.
L'eau chaude augmente-t-elle la perte de charge dans un tube PPR ?
Non. À débit volumique identique, la perte de charge baisse d'environ 14 % entre 20 °C et 60 °C, soit un facteur de 0,86, la viscosité cinématique chutant de 1,0035 à 0,4740 × 10-6 m²/s. Les colonnes montantes d'eau chaude lâchent sur la classe de pression et la dilatation, pas sur le frottement.
Pourquoi la série de paroi modifie-t-elle la perte de charge ?
Parce qu'elle change le diamètre intérieur. Pour un diamètre extérieur de 25 mm, le diamètre intérieur est de 16,6 mm en SDR 6 et de 20,4 mm en SDR 11. À débit égal, le tube à paroi plus épaisse perd environ 2,7 fois plus de charge.
SDR 6 équivaut-il à PN20 ?
Pas de façon fiable. L'ISO 4065 définit S = contrainte de calcul / PN, si bien qu'une même paroi reçoit un label PN différent selon le compound. Un catalogue appelle le SDR 6 PN25 ; notre propre tableau de dimensions le classe PN20. Commandez par épaisseur de paroi en millimètres ou par série S.
Quelle vitesse retenir pour dimensionner un tube PPR ?
La plupart des concepteurs maintiennent les colonnes de distribution autour de 1 m/s et considèrent 2 m/s comme le plafond pour le bruit et l'érosion. Le graphique indique la vitesse en regard de chaque débit, la limite est donc visible.
Ce graphique tient-il compte des coudes, tés et vannes ?
Non, il ne concerne que le tube droit. Les pertes de charge locales au niveau des raccords et des vannes sont exclues, et aucune longueur équivalente n'est fournie faute de vérification par rapport à un coefficient de perte de charge PP-R publié.
