Pourquoi la pression baisse le long d’un tuyau
L’eau qui frotte contre les parois et contre elle-même perd de l’énergie. Cette perte, appelée perte de charge, se traduit par une pression plus faible en bout de réseau : douche faiblarde à l’étage, arrosage qui ne porte pas, pompe qui force.
La formule de Hazen-Williams
Pour de l’eau à température ordinaire en conduite pleine :
J = 10,67 × L × Q^1,852 ÷ (C^1,852 × d^4,87)
avec J et L en mètres, Q en m³/s et d en mètres. Une perte de 10 mCE (mètres de colonne d’eau) correspond à environ 1 bar.
Coefficients C usuels
| Matériau | C |
|---|---|
| PVC, PER, PE, multicouche | 150 |
| Cuivre | 140 |
| Fonte revêtue | 130 |
| Acier neuf | 120 |
| Acier galvanisé ancien | 100 ou moins |
Exemple
20 L/min dans 20 m de tube de 16 mm de diamètre intérieur (cuivre 16/18 ou multicouche 20 × 2), C = 150 :
- Perte de charge ≈ 4,0 mCE, soit environ 0,40 bar.
- Perte linéaire ≈ 200 mmCE par mètre.
- Vitesse ≈ 1,66 m/s, dans les limites habituelles.
À 12 L/min dans le même tube, la perte tombe à environ 1,6 mCE (0,15 bar) : la perte varie avec le débit à la puissance 1,85, donc réduire le débit de 40 % la réduit de 61 %.
L’effet du diamètre
La perte de charge varie avec le diamètre à la puissance 4,87. Passer de 16 à 20 mm de diamètre intérieur la réduit d’environ 66 % à débit égal. Sur une longue alimentation, augmenter le diamètre de la conduite principale est souvent la solution la plus simple contre le manque de pression.
Raccords et accessoires
Chaque coude, té, vanne ou compteur ajoute une perte. On ajoute une longueur équivalente par singularité, ou on majore la longueur droite de 10 à 20 % pour un réseau sanitaire courant. Un clapet anti-retour, un filtre ou un adoucisseur peuvent à eux seuls coûter 0,2 à 0,5 bar.
Budget de pression
On part de la pression du réseau public ou du surpresseur, on retranche la hauteur à monter (environ 0,1 bar par mètre), les pertes du compteur et des équipements, puis les pertes de charge, et on vérifie qu’il reste au moins 1 bar dynamique au point de puisage le plus défavorisé. Le DTU 60.11 limite par ailleurs la pression statique à 3 bars dans le logement : au-delà, un réducteur de pression est installé après le compteur.
Limites
Hazen-Williams s’applique à l’eau entre environ 5 et 25 °C en régime turbulent. Pour l’eau chaude, d’autres liquides ou de faibles débits dans de petits tubes, la formule de Darcy-Weisbach avec le coefficient de Colebrook est plus précise, et les abaques des fabricants restent la référence pour leurs produits.