Vase d'expansion à pression variable

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 variable
• Le vase d'expansion fermé à pression constante
• 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 donc 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 séparés par une membrane ou vessie en caoutchouc.

La particularité du vase d'expansion à pression variable

À la différence d'un vase d'expansion fermé à pression constante, celui à pression variable ne possède pas de compresseur d'air.

Lorsque la pression du circuit d'eau augmente, la partie réservée au gaz se voit comprimée pour offrir un volume supplémentaire à l'eau. La pression du circuit d'eau augmente.

Quand la pression du circuit d'eau baisse (dégazage d'air, refroidissement de l'eau), la pression de la partie gaz devient supérieure à celle de la partie eau, l'eau retourne dans le circuit. La pression du circuit d'eau diminue.

On voit donc que la pression du circuit est variable, d'où le nom de vase d'expansion à pression variable.

Les vases d'expansion à pression variable sont en général destinés aux installations de petite taille, type domestiques.

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)

Coefficient de dilatation de l'eau

Accroissement de température [°C]	Coefficient d'expansion [%]
10 - 25	0,35
10 - 30	0,43
10 - 35	0,63
10 - 40	0,75
10 - 45	0,96
10 - 50	1,18
10 - 55	1,42
10 - 60	1,68
10 - 70	2,25
10 - 80	2,89
10 - 90	3,58
10 - 100	4,34
10 - 110	5,16