Plomberie et consommation d’énergie : comment traiter l’air emprisonné dans les tuyaux de votre habitation ?

Les effets indésirables de l’air emprisonné sont l’un des plus grands problèmes qui affligent les systèmes de tuyauterie de liquides. Cet article traite les différentes façons dont l’air peut pénétrer dans un système liquide, des problèmes spécifiques qu’il peut causer et la façon de l’éliminer en toute sécurité et de façon contrôlée.

Comment l’air entre dans les tuyauteries ?

Il y a trois façons courantes pour l’air d’entrer dans un système de tuyauterie de liquide. La majeure partie de l’air entre dans un système pendant la vidange et le remplissage des conduites. Chaque fois que du liquide est retiré d’un système de tuyauterie, l’air remplit l’espace vide et des poches d’air restent dans la conduite même après le remplissage du système.

La deuxième source d’entrée est plus difficile à détecter. Même si un système fermé peut sembler complètement étanche, l’air peut se frayer un chemin à travers les raccords, les joints, les filetages de tuyaux, les joints toriques et les paliers. Cela se produit généralement lorsque des conditions de vide se produisent, par exemple du côté de l’aspiration d’une pompe.

Le troisième mécanisme d’entrée d’air est contenu dans le fluide lui-même. Plus de 2 % du volume total de l’eau municipale standard est de l’air dissous. C’est semblable au dioxyde de carbone dissous trouvé dans les boissons gazeuses. Tout comme l’ouverture d’une canette de soude, cet air dissous sort de la solution lorsqu’il passe par des zones de basse pression, telles que des vannes partiellement ouvertes, des variations de vitesse d’écoulement et des changements de diamètre des tuyaux. Une fois que l’air a quitté la solution, il s’élève jusqu’aux points hauts du système et crée des poches d’air.

Ces poches d’air peuvent nuire à l’efficacité et à la sécurité d’un système de tuyauterie. Lorsque des bulles d’air s’accumulent aux points hauts, elles réduisent la surface de la section transversale que le liquide peut traverser. Cela crée essentiellement un point d’étranglement qui augmente la perte de charge, réduit l’efficacité du système et crée des courants dangereux à haute vitesse.

En plus d’augmenter la consommation d’énergie, ces poches d’air transitoires entraînent une multitude de problèmes, allant du fonctionnement erratique des vannes de commande aux coups de bélier et à la corrosion des conduites, endommageant ou détruisant ainsi un système de tuyauterie.

Comment remédier aux problèmes d’air pris au piège ?

Comment faire face à ces dangers cachés ? Traditionnellement, quelqu’un montait dans une échelle au démarrage du système et ouvrait une vanne d’évent sur une colonne montante, puis la fermait rapidement lorsque le liquide montait dans le système. A l’occasion, il s’en est suivi un arrosage de l’opérateur de la vanne, parfois avec de graves conséquences.

Heureusement, la technologie a progressé au point qu’il existe trois types de vannes qui peuvent libérer automatiquement l’air d’un système de tuyauterie et prévenir plusieurs ou toutes sortes de dangers connexes.

Les plus simples de ces vannes sont les vannes air/vide, également connues sous le nom de vannes d’évacuation d’air. Ces vannes sont dotées d’un flotteur interne qui s’ouvre automatiquement lorsque le fluide s’écoule et se ferme dès que le niveau du liquide monte. Ce processus permet à la vanne d’expulser de grandes quantités d’air pendant que le système se remplit durant le démarrage. En plus de la ventilation de démarrage, ces vannes éliminent également de grandes quantités d’air pendant que le système s’évacue pour la protection contre le vide dans les tuyaux.

Les vannes d’air/de vide doivent être placées à plusieurs endroits dans le système pour un remplissage et une vidange plus efficaces. Le premier emplacement se trouve sur le refoulement de la pompe. Ceci permet un amorçage rapide des pompes de puits profonds et des pompes à turbine verticale. Les vannes doivent également être placées le long de longues remontées de tuyauterie en-dessous de la ligne de pente hydraulique.

La vanne air/vide est une solution aux problèmes liés à l’air lors du démarrage et de l’arrêt, mais qu’en est-il le reste du temps ? Comme l’air constamment admis dans le système de tuyauterie et qu’il s’échappe du fluide pendant le fonctionnement normal, il doit être traité de façon continue. Etant donné que les joints d’étanchéité de la vanne d’air/de vide se ferment lorsqu’un système est sous pression, un deuxième type de mécanisme de déverrouillage est nécessaire. C’est là qu’une soupape de dégazage automatique entre en jeu.

Les vannes de dégazage automatique utilisent également un flotteur interne, mais ont un orifice d’aération beaucoup plus petit. Lorsque des bulles d’air s’accumulent à l’intérieur de la vanne, l’eau se déplace, le flotteur tombe et l’air est évacué du système de façon continue. Ceci est particulièrement utile avec l’hypochlorite de sodium et d’autres solutions sujettes au dégazage.

L’accumulation d’air à l’intérieur des boîtiers de filtre est une source de préoccupation dans un réseau de distribution d’eau. Lorsque le gaz s’accumule à l’intérieur du boîtier, il réduit le débit et crée une filtration inégale. Cela diminue le débit et augmente l’usure du filtre. En installant des vannes de dégazage sur le dessus des boîtiers des filtres, ce gaz est continuellement évacué, ce qui permet à l’unité de fonctionner à pleine capacité. Cela réduit la consommation d’énergie, augmente le débit et réduit les coûts de filtration.

La troisième option pour l’élimination de l’air et du gaz est la vanne de dégazage « combinée », conçue pour réduire les coûts d’installation et de maintenance. Ces vannes combinées contiennent le meilleur des deux mondes dans une seule unité. Il est préférable de les installer à des endroits élevés du système pour assurer la libération de l’air pendant le remplissage, le dégazage continu pendant les opérations normales sous pression et la protection du vide pendant la vidange.

En choisissant et en plaçant correctement ces soupapes de dégazage d’air, les opérateurs peuvent assurer un fonctionnement efficace et atténuer de nombreux problèmes de sécurité dans un système de tuyauterie liquide.