Calcul du diamètre d'une tuyauterie de gaz
Diamètre d'une canalisation de gaz en basse pression : gaz naturel H, propane ou butane, en acier fileté, cuivre ou inox à sertir. En gaz naturel, la chute de pression est vérifiée au critère de 1 mbar de la NBN D 51-003, par la méthode de l'organisme agréé et par Darcy-Weisbach.
Mis à jour le
Gaz distribué
PCI 10,1 kWh/m³(n) · ρ 0,78 kg/m³(n) · densité/air 0,6
Consommation
Q = 0,11 × P · règle de l'organisme agréé ACA pour le gaz H
Tracé du tronçon
Le gaz naturel est plus léger que l'air : une montée rend 4,8 Pa/m par la méthode de l'organisme agréé (5 Pa/m par Darcy-Weisbach), une descente en coûte autant.
Singularités
K total 3,00Comptés un par un dans le calcul Darcy-Weisbach. La méthode de l'organisme agréé couvre les raccords par une longueur fictive de 1,2 × L.
Matériau de la tuyauterie
Critères de sélection
Plafond de vitesse proposé : 15 m/s, limite que rappelle l'organisme agréé ACA en résidentiel (20 m/s en industriel). Plage de conception courante : 1 à 3 m/s. Chute admissible proposée : 100 Pa (1 mbar), critère de la NBN D 51-003 entre la sortie du compteur et chaque appareil, tous les appareils en fonctionnement.
Chute de 53 Pa par la méthode de l'organisme agréé et de 47 Pa par Darcy-Weisbach sur 10 m, sous le seuil de 100 Pa (1 mbar).
Vitesse du gaz
Repère 1 à 3 m/s, plafond retenu 15 m/s.
Dans la plage de conception courante.
Un seul tronçon : sur une installation à plusieurs appareils, additionnez les chutes de chaque tronçon jusqu'à l'appareil le plus défavorisé, tous les appareils en marche. L'organisme agréé refait ce calcul sur le schéma isométrique.
Zone bleutée : plage de conception courante 1–3 m/s. Le diamètre retenu ressort en bleu foncé.
Diamètres acier fileté, vitesses et pertes de charge — Gaz naturel H (gaz riche, réseau)
| Diamètre | Vitesse | ΔP méthode ACA | ΔP Darcy-Weisbach |
|---|---|---|---|
| DN 15 | 4,38 m/s | 247 Pa | 263 Pa |
| DN 20 | 2,31 m/s | 53 Pa | 47 Pa |
| DN 25 | 1,47 m/s | 18 Pa | 13 Pa |
| DN 32 | 0,82 m/s | 4 Pa | 3 Pa |
| DN 40 | 0,6 m/s | 2 Pa | 2 Pa |
| DN 50 | 0,37 m/s | 1 Pa | 1 Pa |
Gaz naturel H (gaz riche, réseau) — débit 2,75 m³/h — longueur 10 m, K total 3,00. Les lignes en surbrillance satisfont vos critères ; une valeur au-delà de 100 Pa ou de 15 m/s est signalée en ambre. Méthode ACA : longueur fictive de 1,2 × L, raccords compris ; Darcy-Weisbach : coudes et tés comptés un par un.
Dimensionner une canalisation de gaz en Belgique
Dimensionner une canalisation de gaz, c'est trouver le plus petit diamètre qui garde une chute de pression limitée entre le compteur (ou le détendeur) et les appareils, à une vitesse raisonnable. Trop petit, le tube prive le brûleur de pression : flamme instable, rendement dégradé. Trop gros, il renchérit l'installation pour rien. L'outil calcule, pour une puissance ou un débit, tous les diamètres d'acier fileté, de cuivre ou d'inox à sertir, avec la vitesse et la chute de pression de chacun.
En Belgique, les installations intérieures au gaz naturel de 100 mbar au plus et de DN 50 au plus relèvent de la NBN D 51-003 (édition en vigueur : 2010+A3:2025). Le guide pratique de l'organisme de contrôle agréé ACA en résume le critère : la perte de pression effective entre l'orifice de sortie du compteur et chaque appareil, tous les appareils fonctionnant en même temps à leur puissance nominale, ne dépasse pas 1 mbar. Le gaz y est livré le plus souvent à 20 mbar ; Fluvius règle ses régulateurs domestiques à 21 mbar en gaz riche.
Avant la mise en service, un organisme agréé contrôle l'installation : documents (dont le schéma isométrique), matériaux et pose, essai d'étanchéité à 150 mbar et calcul de la perte de pression jusqu'à chaque appareil. L'outil reprend la méthode de ce calcul, telle que l'organisme agréé ACA la publie dans son tableur. Depuis la fin de la conversion du gaz pauvre en 2024, le gaz naturel H est le seul gaz de réseau ; l'outil traite aussi le propane et le butane.
Méthode de calcul
Débit de calcul
En gaz naturel H, le tableur de l'organisme agréé ACA compte 0,11 m³/h par kW de puissance nominale. C'est un peu plus que ce que donne le gaz riche le moins calorifique publié par ORES (PCS de 10,81 kWh/m³(n)) : la règle est du côté de la sécurité. Pour le propane et le butane, l'outil divise la puissance par le pouvoir calorifique inférieur du gaz. Un débit relevé sur la plaque d'un appareil peut aussi être saisi directement ; pour changer de conditions de référence, utilisez la conversion de débit de gaz.
Débit de calcul en gaz naturel H
Q : débit de calcul (m³/h) · P : puissance nominale cumulée des appareils desservis (kW)
Débit de calcul en propane ou butane
PCI : pouvoir calorifique inférieur (kWh/m³(n)) — 25,1 pour le propane, 32,8 pour le butane
Méthode de l'organisme agréé (gaz H)
Le tableur public de l'organisme agréé ACA calcule la perte de charge par mètre avec la formule de Renouard. Il la porte sur une longueur fictive de 1,2 fois la longueur réelle, qui couvre forfaitairement les raccords, et retire 0,048 mbar par mètre de montée. Le tableur renvoie à l'annexe C de la NBN D 51-003, qui donne des exemples de calcul. L'outil applique cette méthode en gaz naturel, avec les diamètres intérieurs du même tableur.
Perte de charge unitaire (Renouard, tableur ACA)
j : perte de charge (mbar/m) · d = 0,625 : densité relative du gaz H retenue par le tableur · Q : débit (m³/h) · D : diamètre intérieur (mm)
Chute de pression du tronçon
ΔP : chute de pression (mbar) · L : longueur développée (m) · H : dénivelé (m, positif quand le gaz monte)
Calcul Darcy-Weisbach (tous les gaz)
L'outil refait le calcul par la formule de Darcy-Weisbach, où le coefficient de frottement λ vient de l'équation de Colebrook-White. Ce calcul distingue les matériaux par leur rugosité, et compte les singularités une par une : K = 0,75 par coude à 90° et K = 1,5 par té, valeur du té en dérivation retenue par sécurité. C'est le seul calcul appliqué au propane et au butane.
Perte de charge linéique (Darcy-Weisbach)
ΔP/L : perte de charge par mètre (Pa/m) · λ : coefficient de frottement (Colebrook-White) · D : diamètre intérieur (m) · ρ : masse volumique (kg/m³) · v : vitesse (m/s)
Pertes singulières
ΔPₛ : pertes singulières (Pa) · ΣK : somme des coefficients des coudes et des tés du tronçon
Effet du dénivelé
Une colonne de gaz subit la poussée de l'air qu'elle déplace. Le terme de dénivelé vaut (ρair − ρgaz) × g par mètre de montée et change de signe selon le gaz. Une montée rend 5,0 Pa/m au gaz naturel (4,8 Pa/m dans la méthode de l'organisme agréé), mais coûte 6,6 Pa/m au propane et 12,8 Pa/m au butane. Le tableur de l'organisme agréé le rappelle : un tronçon ne monte jamais de plus que sa longueur, et l'outil le signale.
Critères de sélection du diamètre
Le diamètre retenu est le plus petit qui respecte à la fois :
- une vitesse sous 15 m/s, limite que rappelle le tableur de l'organisme agréé en résidentiel (20 m/s en industriel) ; 1 à 3 m/s reste la plage de conception courante, pour le bruit ;
- en gaz naturel, une chute de pression sous 1 mbar par la méthode de l'organisme agréé et par Darcy-Weisbach : aucun des deux calculs ne couvre toujours l'autre ;
- pour le propane et le butane, une chute Darcy-Weisbach sous le critère que vous saisissez.
Exemple : une chaudière de 25 kW appelle 2,75 m³/h de gaz H. Sur 10 m d'acier fileté avec 4 coudes, le DN 15 perd 2,5 mbar par la méthode de l'organisme agréé : il est refusé. Le DN 20 perd 0,53 mbar : c'est lui que l'outil retient.
Abaque de dimensionnement en gaz naturel
Ce tableau donne le diamètre à retenir selon la puissance des appareils et la longueur du tronçon, en gaz naturel H. Il est calculé par le moteur de l'outil lui-même : tronçon horizontal, 4 coudes à 90°, aucun té, chute de 1 mbar au plus par la méthode de l'organisme agréé et par Darcy-Weisbach, vitesse sous 15 m/s. Pour un autre tracé, utilisez le calculateur, qui fait exactement le même calcul.
Comme les tableaux de contrôle simplifié du guide ACA, il ne vaut que pour un seul appareil, un seul tube du compteur à l'appareil, et un compteur à peu près à la même hauteur que l'appareil. Au-delà, additionnez les chutes de chaque tronçon.
Gaz naturel H — 1 mbar, 0,11 m³/h par kW
| Puissance | Débit | 5 m | 10 m | 20 m | 30 m | 50 m |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 kW | 0,55 m³/h | 12x1,0DN 15 | 12x1,0DN 15 | 15x1,0DN 15 | 15x1,0DN 15 | 18x1,0DN 15 |
| 10 kW | 1,10 m³/h | 15x1,0DN 15 | 15x1,0DN 15 | 18x1,0DN 15 | 22x1,0DN 20 | 22x1,0DN 20 |
| 15 kW | 1,65 m³/h | 15x1,0DN 15 | 18x1,0DN 15 | 22x1,0DN 20 | 22x1,0DN 20 | 28x1,0DN 25 |
| 20 kW | 2,20 m³/h | 18x1,0DN 15 | 22x1,0DN 20 | 22x1,0DN 20 | 28x1,0DN 25 | 28x1,0DN 25 |
| 25 kW | 2,75 m³/h | 18x1,0DN 20 | 22x1,0DN 20 | 28x1,0DN 25 | 28x1,0DN 25 | 28x1,0DN 25 |
| 30 kW | 3,30 m³/h | 22x1,0DN 20 | 22x1,0DN 20 | 28x1,0DN 25 | 28x1,0DN 25 | 35x1,2DN 32 |
| 40 kW | 4,40 m³/h | 22x1,0DN 20 | 28x1,0DN 25 | 28x1,0DN 25 | 35x1,2DN 32 | 35x1,2DN 32 |
| 50 kW | 5,50 m³/h | 28x1,0DN 25 | 28x1,0DN 25 | 35x1,2DN 32 | 35x1,2DN 32 | 42x1,2DN 32 |
| 70 kW | 7,70 m³/h | 28x1,0DN 25 | 35x1,2DN 32 | 35x1,2DN 32 | 42x1,2DN 32 | 42x1,2DN 40 |
| 100 kW | 11,00 m³/h | 35x1,2DN 32 | 35x1,2DN 32 | 42x1,2DN 40 | 42x1,2DN 40 | 54x1,5DN 50 |
Première ligne de chaque case : cuivre NBN EN 1057 (Ø extérieur × épaisseur). Seconde ligne : acier au carbone fileté (DN).
Matériaux admis et diamètres retenus
Le guide de l'organisme agréé ACA liste les matériaux autorisés pour une installation au gaz naturel : acier au carbone, acier galvanisé, acier inoxydable, tubes PLT, cuivre et polyéthylène (PE). Chacun a ses modes de raccordement et ses conditions de pose (encastré, enterré, en gaine). L'outil en calcule trois, avec les diamètres intérieurs du tableur de l'organisme agréé :
- acier au carbone fileté, du DN 15 (21,3 × 3,2 mm, soit 14,9 mm intérieurs) au DN 50 (60,3 × 4,5 mm), dimensions de la série lourde de la NBN EN 10255 ;
- cuivre selon la NBN EN 1057, de 12 × 1,0 à 54 × 1,5 mm ;
- inox à sertir, de 15 × 1,0 à 54 × 1,5 mm.
Pour le calcul Darcy-Weisbach, la rugosité retenue est prudente : 0,15 mm pour l'acier, valeur du fer galvanisé dans le diagramme de Moody, et 0,01 mm pour le cuivre et l'inox, au-dessus des 0,0015 mm du tube étiré. La formule de Renouard, elle, ne dépend pas du matériau : seul le diamètre intérieur compte.
Propriétés des gaz retenues
| Gaz | EN 437 | Pression | ρ (0 °C) | Densité / air | PCI | μ | Dénivelé |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Gaz naturel H (gaz riche, réseau) | G20 | 20 mbar | 0,78 kg/m³(n) | 0,60 | 10,1 kWh/m³(n) | 11,0 µPa·s | +5,02 Pa/m |
| Propane commercial | G31 | 37 mbar | 1,97 kg/m³(n) | 1,52 | 25,1 kWh/m³(n) | 8,0 µPa·s | −6,62 Pa/m |
| Butane commercial | G30 | 28 mbar | 2,59 kg/m³(n) | 2,01 | 32,8 kWh/m³(n) | 7,4 µPa·s | −12,76 Pa/m |
Ces propriétés servent au calcul Darcy-Weisbach et à la conversion du GPL. La colonne « Dénivelé » donne le gain (+) ou la perte (−) de pression par mètre de montée. Le gaz riche distribué par ORES a un PCS de 10,81 à 12,79 kWh/m³(n) ; les outils du site retiennent un PCI de 10,1 kWh/m³(n), partagé avec le convertisseur GPL ⇄ gaz naturel. En gaz naturel, la méthode de l'organisme agréé garde ses propres valeurs : densité relative de 0,625 et 0,11 m³/h par kW.
Renouard ou Darcy-Weisbach ?
La formule de Renouard est une corrélation empirique : simple, elle ne dépend que du débit, du diamètre et de la densité du gaz. C'est celle du tableur de l'organisme agréé, donc celle du contrôle. La formule de Darcy-Weisbach, avec Colebrook-White, tient compte de la rugosité du tube et du régime d'écoulement, et compte chaque coude.
Les deux ne donnent pas la même chose. À débit et tube égaux, sur un tube droit, Darcy-Weisbach admet de 0,98 à 1,9 fois la longueur de la méthode de l'organisme agréé : le plus souvent davantage, surtout aux faibles débits, mais moins en acier rugueux à forte vitesse. Et sur un tronçon court très coudé, ses coudes comptés un par un pèsent plus que la majoration forfaitaire de 20 %. C'est pourquoi, en gaz naturel, l'outil exige les deux.
Comment ce calcul est vérifié
Le moteur est couvert par une suite de 34 tests automatisés, construite sur des références extérieures à l'outil. Les écarts cités sont ceux mesurés au dernier passage.
- Les tableaux de l'organisme agréé ACA sont retrouvés. Les 400 longueurs maximales que son guide publie en gaz H, pour l'acier fileté, le cuivre et l'inox à sertir, sont recalculées par l'outil. Chacune tombe dans l'arrondi du guide ; au-delà de 10 m, l'écart maximal est de 0,55 %.
- La formule est celle du tableur de l'organisme agréé. La perte de charge par mètre a été comparée à sept valeurs de son tableur public, sur l'acier, l'inox, le cuivre et le PE : elle est identique.
- Le calcul Darcy-Weisbach suit ses lois de référence. En écoulement lent, il redonne exactement la loi de Poiseuille. Recoupé avec le calcul de l'outil Perte de charge totale, il s'en écarte de 0,08 % au plus : aucune erreur d'unité possible.
- Les tableaux de cette page sont produits par le moteur. L'abaque et les propriétés des gaz viennent du code de l'outil. Un test refait chacune des 100 cases de l'abaque et vérifie qu'aucun tube plus petit ne conviendrait.
- Les anciens calculs se rechargent avec les règles belges. Un calcul enregistré en gaz B, ou avec l'ancien critère de 5 % de la pression, revient en gaz H avec 1 mbar. Une saisie vide ou absurde ne donne jamais de diamètre inventé.
Références
- NBN D 51-003:2010+A3:2025 — Installations intérieures alimentées en gaz naturel et placement des appareils d'utilisation — Dispositions générales : installations nouvelles de 100 mbar et de DN 50 au plus. Norme payante. Fiche Buildwise.
- NBN D 51-004 (1992) — Installations alimentées en gaz combustible plus léger que l'air distribué par canalisations — Installations particulières : au-delà du DN 50, et de 100 mbar à 15 bar. Non traitée par l'outil. Fiche Buildwise.
- ACA asbl — Guide pratique « Petites installations à gaz naturel », version février 2026, organisme de contrôle agréé : champ d'application, matériaux autorisés (§ 3.1), pression de livraison et critère de 1 mbar (§ 3.5.1), tableaux de contrôle simplifié (§ 3.5.2), essai d'étanchéité à 150 mbar (§ 3.6). Établi sur la NBN D 51-003:2010+A3:2025. Guide ACA (PDF).
- ACA asbl — Tableur « Calcul pertes de charge » (2007, révision 03), téléchargeable sur la page « Contrôle de gaz » : formule de Renouard, longueur fictive de 1,2 × L, 0,048 mbar par mètre de dénivelé, 0,11 m³/h par kW, vitesse sous 15 m/s en résidentiel et 20 m/s en industriel, diamètres intérieurs des tubes. Il renvoie à l'annexe C de la NBN D 51-003. Page ACA.
- Synergrid — communiqué « 1,6 miljoen gezinnen schakelden om van arm naar rijk gas » (2024) : fin de la conversion du gaz pauvre vers le gaz riche. PDF Synergrid.
- ORES — « Pouvoir calorifique du gaz » : gaz riche seul distribué, gaz pauvre jusqu'au 1er septembre 2024, PCS de 10,81 à 12,79 kWh/m³(n). Page ORES.
- Fluvius — communiqué du 3 juillet 2019 sur le passage au gaz riche : régulateurs domestiques à 21 mbar en gaz riche. PDF Fluvius.
- NBN EN 437 — Gaz d'essais, pressions d'essais, catégories d'appareils : G20 (gaz naturel H) à 20 mbar, G30 (butane) et G31 (propane), couples de pressions 28-30 et 37 mbar.
- NBN EN 1057 — Tubes ronds sans soudure en cuivre pour l'eau et le gaz. NBN EN 10255 — Tubes en acier non allié soudables et filetables.
- L. F. Moody, « Friction factors for pipe flow », Transactions of the ASME, vol. 66, 1944 : rugosités de référence (fer galvanisé, tube étiré).
- C. F. Colebrook, « Turbulent flow in pipes, with particular reference to the transition region between the smooth and rough pipe laws », Journal of the Institution of Civil Engineers, vol. 11, n° 4, 1939, p. 133-156. Équation résolue par le calcul Darcy-Weisbach.
- Un tronçon à la fois. L'outil vérifie un tube parcouru par un seul débit. Sur une installation à plusieurs appareils, additionnez les chutes de chaque tronçon jusqu'à chaque appareil, tous en marche, comme le fait le tableur de l'organisme agréé : l'outil ne trace pas l'arborescence ni le schéma isométrique.
- Petites installations au gaz naturel. La méthode de l'organisme agréé vaut pour la NBN D 51-003 : 100 mbar et DN 50 au plus, ce qui borne les catalogues. Au-delà, la NBN D 51-004 s'applique et l'outil ne la traite pas.
- GPL : pas de critère belge publié. Pour le propane et le butane, la NBN D 51-006 n'est pas en accès libre : l'outil compare le seul calcul Darcy-Weisbach à la chute que vous saisissez, sans valeur par défaut.
- Trois matériaux. Acier fileté, cuivre et inox à sertir : le PE, l'inox fileté et les tubes PLT, pourtant admis, se calculent avec le tableur de l'organisme agréé. Dans le calcul Darcy-Weisbach, robinets, filtres et compteur ne sont pas comptés : détaillez-les avec Pertes de charge singulières.
Questions fréquentes
Pour aller plus loin