Vase d’expansion à pression constante

Le vase d’expansion est un composant essentiel des installations hydrauliques, que ce soit pour le chauffage, l’eau glacée et l’eau chaude sanitaire.

Il existe plusieurs types de vase d’expansion :

• Le vase d’expansion fermé à pression constante
• Le vase d’expansion fermé à pression variable
• Le vase d’expansion ouvert

Pour chacun d’eux, nous verrons leur rôles, fonctionnement, utilisation et critères de choix.

Le rôle du vase d’expansion

Lorsqu’il y a un changement de température de l’eau, il y a un changement de volume, c’est une règle physique qui s’applique sur l’eau.

Donc, lorsque la température de l’eau augmente, son volume augmente. Le volume d’une installation étant constant, c’est la pression de l’eau qui va augmenter. Cette augmentation peut être dangereuse pour l’installation, c’est pour cela qu’il y a des soupapes de sécurité permettant d’évacuer cet excès de pression. Pour éviter des pertes d’eau, on installe un vase d’expansion sur le circuit, de préférence sur le retour.

Le vase d’expansion permet donc d’accepter les fluctuations de volume de l’eau du circuit.

Le deuxième rôle d’un vase d’expansion est aussi de pallier les chutes de pression dans le circuit. Cette fonction est gérée différemment selon la typologie du vase. Nous la traiterons donc au cas par cas.

Le fonctionnement du vase d’expansion fermé

Le fonctionnement d’un vase d’expansion fermé permet d’offrir un volume supplémentaire à l’installation lorsque la pression augmente.

Cet espace supplémentaire est possible grâce au vase d’expansion. Il est composé d’une cuve séparée en deux parties : une partie est destinée au gaz neutre (type azote) servant de pression de référence, tandis que l’autre partie est destinée à créer le volume supplémentaire. Lorsque la pression du circuit d’eau augmente, la pression dans la partie pour l’eau augmente et comprime la partie destinée au gaz. De ce fait, la partie eau voit son volume augmenter tandis que la partie gaz diminue.

Les deux parties du vase d’expansion sont séparées par une membrane ou vessie en caoutchouc. Pour le vase d’expansion à pression constante, il s’agit généralement de la vessie.

La particularité du vase d’expansion à pression constante

À la différence d’un vase d’expansion fermé à pression variable, celui à pression constante possède un compresseur d’air.

Lorsque la pression du circuit d’eau augmente, la partie réservée au gaz relâche la pression de gaz pour créer le volume supplémentaire à l’eau. La pression du circuit d’eau reste donc constante.

Quand la pression du circuit d’eau baisse (dégazage d’air, refroidissement de l’eau), le compresseur gonfle la partie gaz. La pression augmentant, l’eau contenue dans le vase retourne dans le circuit d’eau. Encore une fois la pression reste constante dans le circuit.

Les vases d’expansion à pression constante sont en général destinés aux installations de taille moyenne à grande.

Les critères de choix d’un vase d’expansion

Les critères à prendre en compte pour dimensionner un vase d’expansion sont :

• Le volume d’eau du circuit
• La pression minimale à froid (pression statique de l’installation)
• La pression maximale (ouverture des soupapes)
• Le coefficient de dilatation de l’eau (voir tableau ci-dessous)
• La puissance thermique de l’installation (afin de déterminer le compresseur d’air)