À quoi sert ce calculateur
Cet outil détermine la vitesse moyenne de l'eau à l'intérieur d'un tuyau circulaire à partir du débit volumique exprimé en gallons par minute (GPM) et du diamètre intérieur du tuyau en pouces. La vitesse est donnée en pieds par seconde (pi/s), l'unité de référence utilisée en plomberie, en irrigation et en CVC (chauffage, ventilation, climatisation) dans les pays anglo-saxons. Bon à savoir : ces unités (GPM, pouces, pieds/s) sont propres aux normes nord-américaines ; en France et dans la plupart des pays, on raisonne plutôt en L/min, mm et m/s.
Comment l'utiliser
Saisissez le débit en GPM, puis le diamètre intérieur (et non nominal) du tuyau en pouces, et lisez directement la vitesse obtenue. Utilisez bien le diamètre intérieur réel, car l'épaisseur de la paroi réduit la section de passage. En conception, on vise généralement une vitesse inférieure à environ 5 à 8 pi/s afin de limiter le bruit, l'érosion et les coups de bélier.
La formule expliquée
La relation découle de \( v = Q / A \). La section d'un cercle vaut \( A = \pi D^{2}/4 \). En convertissant les GPM en pieds cubes par seconde et les pouces en pieds, les constantes se regroupent en un seul coefficient :
$$v\ (\text{pi/s}) = 0{,}4085 \times \frac{\text{GPM}}{D^{2}}$$ où D est le diamètre intérieur en pouces. Comme la section varie avec le carré du diamètre, doubler le diamètre divise la vitesse par quatre pour un même débit.
Exemple chiffré
Imaginons que vous fassiez circuler 10 GPM dans un tuyau dont le diamètre intérieur est de 1 pouce. On obtient alors $$v = 0{,}4085 \times \frac{10}{1^{2}} = 4{,}085\ \text{pi/s}.$$ Si le diamètre était plutôt de 2 pouces, on aurait $$v = 0{,}4085 \times \frac{10}{4} = 1{,}02\ \text{pi/s}.$$
FAQ
Faut-il utiliser le diamètre nominal ou le diamètre réel ? Utilisez le diamètre intérieur réel. Les diamètres nominaux (par exemple « 1 pouce ») diffèrent souvent de l'alésage réel selon le matériau et la série (schedule) du tuyau.
Quelle vitesse est trop élevée ? De nombreuses normes recommandent de maintenir la vitesse de l'eau sous 5 à 8 pi/s pour l'eau froide, et plus basse encore pour l'eau chaude, afin de réduire l'érosion et le bruit.
Cet outil tient-il compte des pertes de charge ? Non. Il ne donne que la vitesse ; le calcul des pertes de charge dues au frottement nécessite les équations de Hazen-Williams ou de Darcy-Weisbach.
