Vase d'expansion sanitaire
Dimensionnez le vase d'expansion d'un ballon d'eau chaude selon la méthode Buildwise : volume minimal (NBN EN 806-2), prégonflage et pression finale (DIN 4807-5), contrôles de la fiche du vase.
Mis à jour le
Données de l'installation
Méthode Buildwise (ex-CSTC), feuille v1.3
Contenance maximale indiquée par le fabricant du ballon
Facultatif : ajouté au volume du ballon
Valeur égale ou juste supérieure à la consigne réelle
6, 7 ou 8 bar en résidentiel
0 si même niveau, négatif si le vase est plus haut
Facultatif. Laissé vide, le volume nominal est celui proposé par l'outil et le prégonflage vaut p0,max. Les autres données servent aux contrôles de la feuille Buildwise.
Résultats du dimensionnement
Dimensionnez le vase d'expansion d'un ballon d'eau chaude selon la méthode Buildwise : volume minimal (NBN EN 806-2), prégonflage et pression finale (DIN 4807-5), contrôles de la fiche du vase.
Pourquoi un vase d'expansion sur un ballon d'eau chaude ?
L'eau se dilate en chauffant : 100 litres portés de 10 à 60 °C occupent 1,7 litre de plus. Dans un ballon sous pression, fermé par le clapet anti-retour du groupe de sécurité, ce volume n'a nulle part où aller. La pression monte jusqu'au tarage de la soupape, qui s'ouvre et rejette un peu d'eau à chaque chauffe.
Avec le temps, le tartre empêche la soupape de se refermer et la fuite devient permanente. Le vase d'expansion sanitaire absorbe la dilatation dans un coussin de gaz séparé de l'eau par une membrane ou une vessie. Bien dimensionné et entretenu, il laisse la soupape fermée : elle ne s'ouvre plus qu'en cas d'anomalie (surchauffe, vase défectueux).
En Belgique, poser un vase sur un ballon est une pratique courante, pas une obligation. Mal choisi, il peut aussi nuire à la qualité de l'eau : un vase où l'eau stagne entre 25 et 50 °C favorise les légionelles. D'où l'intérêt d'un dimensionnement juste, ni trop petit ni trop grand.
La méthode Buildwise, étape par étape
Le calculateur reprend la feuille de calcul de Buildwise (ex-CSTC) « Dimensionnement des vases d'expansion sanitaires » (version 1.3) et son mode d'emploi. Les pressions viennent de la norme allemande DIN 4807-5, le volume minimal de la NBN EN 806-2. Toutes les pressions sont relatives, en bar.
Le volume d'expansion (Vex)
On multiplie la contenance en eau du ballon par le coefficient d'expansion de la consigne, mesuré depuis l'eau froide de remplissage à 10 °C. Avec une boucle de circulation, son contenu s'ajoute à celui du ballon.
Volume d'expansion
Vex : volume d'expansion (L) · Vbal : contenance du ballon et de la boucle (L) · e : coefficient d'expansion (%)
| Consigne | Coefficient d'expansion e | Dilatation pour 100 L |
|---|---|---|
| 50 °C | 1,18 % | 1,18 L |
| 60 °C | 1,68 % | 1,68 L |
| 70 °C | 2,25 % | 2,25 L |
| 80 °C | 2,89 % | 2,89 L |
| 90 °C | 3,57 % | 3,57 L |
La feuille Buildwise ne propose que ces cinq consignes et n'interpole pas : pour une consigne de 65 °C, retenez 70 °C. Ce tableau est produit par le moteur de l'outil.
La pression d'eau au vase (pi)
C'est la pression de l'eau froide au niveau du vase. Le plus simple est de la lire au manomètre. À défaut, elle se déduit de la pression au compteur, ou de la pression réglée au réducteur, en retirant 0,1 bar par mètre dont le vase est plus haut. Exemples du mode d'emploi : 2,5 bar au compteur et un vase 6 m plus haut donnent 1,9 bar ; un réducteur à 3,0 bar et un vase 3 m plus bas, 3,3 bar.
Les pressions limites (p0,max et pf,max)
Le prégonflage du vase reste un peu sous la pression d'eau, pour qu'il contienne toujours une réserve d'eau à froid. À chaud, la pression au vase ne doit pas gêner la soupape : on vise 15 à 20 % sous son tarage, corrigé de la hauteur entre le vase et la soupape.
Prégonflage maximal
p0,max : prégonflage maximal du vase vide (bar) · pi : pression d'eau au vase à froid (bar)
Pression finale admissible
pf,max : pression maximale au vase à la consigne (bar) · psv : tarage de la soupape (bar) · h : hauteur dont le vase est plus bas que la soupape (m) — Δp et pf,max arrondis au dixième supérieur
Le volume minimal du vase (VN,min)
La loi de Boyle-Mariotte appliquée au gaz du vase, en pressions absolues (d'où les « + 1 »), donne le volume qui absorbe la dilatation sans dépasser pf,max. La NBN EN 806-2 impose en plus un vase d'au moins 4 % du ballon : on garde le plus grand des deux, arrondi au dixième supérieur.
Volume minimal
VN,min : volume nominal minimal du vase (L) · Vex : volume d'expansion (L) · p0,max, pf,max, pi : pressions des étapes 2 et 3 (bar) · Vbal : contenance du ballon (L)
Le choix du vase et ses contrôles
On choisit un modèle d'au moins VN,min, sans l'exagérer : un vase deux fois trop grand favorise la stagnation de l'eau. Le calculateur propose le plus petit volume du commerce recensé par Buildwise, puis contrôle la fiche du modèle :
- température admissible de la membrane au moins égale à la consigne (70 °C pour un vase conforme à la NBN EN 13831) ;
- prégonflage réglé sur site au plus égal à p0,max, à réduire si le vase sort d'usine à 3 ou 4 bar ;
- pression finale réelle pf au plus égale à pf,max ;
- pression de service du vase d'au moins 1,2 fois le tarage de la soupape, plus Δp ;
- volume d'eau dans le vase, et débit de pointe pour un vase à passage intégral, dans les limites du fabricant.
Exemple de calcul : l'exemple du mode d'emploi Buildwise
Ballon de 100 L à 60 °C, groupe de sécurité taré à 7 bar, 3 bar d'eau au vase, vase 1 m plus bas que la soupape :
- Volume d'expansion : 100 × 1,68 % = 1,68 L
- Prégonflage maximal : 3,0 − 0,2 = 2,8 bar ; pression finale admissible : 0,8 × 7 + 0,1 = 5,7 bar
- Volume minimal : 4,4 L (le minimum de 4 % ne demanderait que 4,0 L)
- Vase de 8 L prégonflé à 2,5 bar : réserve à froid de 1,0 L, pression finale de 4,26 bar, 2,68 L d'eau dans le vase à la consigne.
Le vase de l'exemple sortait d'usine à 4 bar : il faut le dégonfler sur site. Saisissez ces valeurs dans le calculateur pour retrouver chaque résultat ; la suite de tests les vérifie à chaque exécution.
Tableau de dimensionnement rapide (abaque)
Volume minimal du vase selon la contenance du ballon et la consigne, pour un groupe de sécurité taré à 7 bar, 3 bar d'eau au vase et un vase au niveau de la soupape. Chaque valeur est calculée par le moteur de l'outil. L'astérisque signale les cas où le minimum de 4 % de la NBN EN 806-2 l'emporte.
| Contenance du ballon | 50 °C | 60 °C | 70 °C | 80 °C | 90 °C |
|---|---|---|---|---|---|
| 50 L | 2,0 L * | 2,3 L | 3,1 L | 3,9 L | 4,8 L |
| 80 L | 3,2 L * | 3,6 L | 4,9 L | 6,2 L | 7,7 L |
| 100 L | 4,0 L * | 4,5 L | 6,1 L | 7,8 L | 9,6 L |
| 150 L | 6,0 L * | 6,8 L | 9,1 L | 11,6 L | 14,4 L |
| 200 L | 8,0 L * | 9,0 L | 12,1 L | 15,5 L | 19,1 L |
| 300 L | 12,0 L * | 13,5 L | 18,1 L | 23,2 L | 28,7 L |
| 500 L | 20,0 L * | 22,5 L | 30,1 L | 38,7 L | 47,7 L |
| 750 L | 30,0 L * | 33,7 L | 45,1 L | 58,0 L | 71,6 L |
| 1 000 L | 40,0 L * | 44,9 L | 60,2 L | 77,3 L | 95,4 L |
| 1 500 L | 60,0 L * | 67,4 L | 90,2 L | 115,9 L | 143,1 L |
| 2 000 L | 80,0 L * | 89,8 L | 120,3 L | 154,5 L | 190,8 L |
Lecture : un ballon de 300 L à 60 °C demande au moins 13,5 L de vase. Avec une autre pression d'eau, un autre tarage ou une boucle de circulation, utilisez le calculateur.
Groupe de sécurité, clapet EA et position du vase
Le Répertoire Belgaqua des prescriptions techniques impose une protection EA (clapet de non-retour anti-pollution contrôlable) sur l'alimentation de tout chauffe-eau. Robinet d'arrêt, clapet EA et soupape existent dans le commerce en un seul ensemble : le groupe de sécurité. La conduite d'évacuation de la soupape porte une garde d'air visible d'au moins 2 cm.
Dans la plupart des installations, le vase se place entre le clapet anti-retour et le ballon, sur l'amenée d'eau froide. Buildwise conseille un vase à circulation forcée, traversé par l'eau, plutôt qu'un vase en bout de piquage où elle stagne. Il peut aussi se poser sur le départ d'eau chaude ou sur la boucle de déstratification, si sa membrane supporte la température : 70 °C pour un vase conforme à la NBN EN 13831.
En Flandre, certains bâtiments à risque (maisons de repos, hôpitaux, complexes sportifs avec douches) suivent les « BBT » liées à l'arrêté Legionella du 9 février 2007 : le vase s'y place sur le départ d'eau chaude et doit être traversé par tout le débit consommé.
Entretien du vase et de la soupape
Le gaz traverse lentement la membrane : le prégonflage baisse avec les années. Buildwise recommande de le mesurer chaque année, vase isolé et vidangé côté eau, au manomètre sur la valve. Sonder le vase avec un objet métallique ne suffit pas.
La soupape du groupe de sécurité s'inspecte en principe tous les six mois (NBN EN 806-5), et ses écoulements doivent rester visibles. Une soupape qui goutte à chaque chauffe signale un vase dégonflé, percé ou trop petit.
Pour un circuit de chauffage, le calcul n'est pas le même : pressions de 3 bar, eau glycolée possible, membrane sans contact alimentaire. Utilisez alors le calcul du vase d'expansion chauffage.
Comment ce calcul est vérifié
Le moteur de cet outil est couvert par une suite de 28 tests automatisés, construite sur des références extérieures à l'outil.
- L'exemple chiffré du mode d'emploi Buildwise est reproduit à l'identique : volume d'expansion, pressions limites, volume minimal de 4,4 L, réserve d'eau, pression finale et contrôles du vase de 8 L. Les deux exemples de pression au vase du même document le sont aussi.
- Les coefficients d'expansion sont recoupés avec deux autres sources. Par rapport aux masses volumiques de l'eau (formulation IAPWS-95), l'écart maximal est de 0,018 point, à 80 °C et dans le sens de la sécurité : 0,05 L sur un ballon de 300 L. La table Énergie+ du vase de chauffage donne les mêmes valeurs à 50 et 60 °C.
- Les formules sont réécrites indépendamment du moteur, sous une autre forme algébrique. Elles sont comparées à ses résultats sur sept installations : ballons de 30 à 3 000 L, consignes de 50 à 90 °C, tarages de 6 à 10 bar.
- Loi de Boyle-Mariotte vérifiée à froid et à chaud. Un vase de volume exactement minimal atteint juste la pression finale admissible. Le vase proposé garde toujours une réserve d'eau à froid et laisse la soupape fermée.
- Les tableaux de cette page sont produits par le moteur, et une saisie vide, nulle, négative ou hors liste renvoie un message clair, jamais un vase au hasard.
Références
- Buildwise (ex-CSTC), feuille de calcul « Dimensionnement des vases d'expansion sanitaires » v1.3 (octobre 2022) et son mode d'emploi v1.0 (novembre 2019) : formules, table des coefficients d'expansion, contrôles et base de vases du marché belge. buildwise.be · mode d'emploi (PDF)
- NBN EN 806-2 (2005), installations pour l'eau destinée à la consommation humaine à l'intérieur des bâtiments, partie 2 : conception. Vase d'au moins 4 % du ballon et réducteur de pression (§ 16.1), tels que les rapportent Buildwise et sa FAQ n° 166. Fiche Buildwise · FAQ n° 166
- DIN 4807-5 (mars 1997), vases d'expansion fermés à membrane pour installations d'eau potable : prégonflage maximal et pression finale admissible retenus par Buildwise. DIN Media
- NBN EN 13831, vases d'expansion fermés à membrane incorporée : norme produit, membrane prévue pour 70 °C (Buildwise).
- Belgaqua, Répertoire 2026 des prescriptions techniques des installations intérieures (24 février 2026), partie explicative, § 3.4 « Chauffe-eau » : protection EA, groupe de sécurité, garde d'air de 2 cm. belgaqua.be (PDF)
- Buildwise, article 2019/06.08 « Boilers : avec ou sans vase d'expansion sanitaire ? » (CSTC-Contact 2019/6) : rôle du vase, position, légionelles, contrôle annuel. buildwise.be
- CRC Handbook of Chemistry and Physics, « Thermophysical Properties of Water and Steam » : masses volumiques de l'eau conformes à IAPWS-95, référence des tests sur le coefficient d'expansion.
- Eau chaude sanitaire produite par accumulation. Les vases de chauffage relèvent de la NBN EN 12828 et de l'outil vase d'expansion chauffage ; les surpresseurs et leurs réservoirs suivent une autre logique.
- Consigne choisie dans la liste Buildwise (50 à 90 °C), sans interpolation. Pour une consigne intermédiaire, la valeur supérieure majore le vase : c'est le sens de la sécurité.
- Le volume de la boucle de circulation est une donnée d'entrée. L'outil ne le déduit pas d'un métré ; le forfait de 10 à 25 % de certains fabricants reste à appliquer vous-même.
- Le volume proposé vient de la base Buildwise d'octobre 2022. Elle n'est pas exhaustive : la fiche du modèle retenu fait foi pour sa température, ses pressions, son volume utile et son débit.
Questions fréquentes
Pour aller plus loin