Pr

1
LE TUBE CUIVRE
J-M R. D-BTP
2006
2
Les principales caractéristiques du cuivre
Découpe
Les principales propriétés physiques du cuivre
Brasage
Les tubes cuivre
Brasage tendre
Classification électrochimique
Brasage fort
Façonnage dun coude 90
Normalisation
Façonnage dune baïonnette
Tube cuivre recuit
Façonnage dune cuillère
Le cintrage
Façonnage dun chapeau de gendarme
Les raccords
Tube cuivre pré-isolé
3
Les principales caractéristiques du cuivre
29e élément du tableau périodique des éléments
Métal de teinte rouge caractéristique Seul
métal naturellement coloré avec l'or Meilleur
conducteur électrique et thermique après l'argent
Présent dans les organismes vivants de 1 à 10
milligrammes par kg Température de fusion 1
084,5 C
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Les principales propriétés physiques du cuivre

• Numéro atomique 29
• Masse atomique 63,546 g (69,17 d'isotope 63 et
  30,83 d'isotope 65)
• Densité moyenne 8,92
• Coefficient de dilatation thermique linéaire
  moyen entre 20 et 100 C 16,8.10-6/C
• Température d'ébullition 2 578 C
• Capacité thermique massique à 20 C 385
  J/(kg.K)
• Masse volumique à 20 C 8,94 (kg/dm3)
• Conductivité thermique à 20 C (W/(m.K)) 328
• Conductivité électrique à 20 C ( IACS) 70 à
  90 (variable en fonction de la teneur en
  phosphore)
• Résistivité électrique à 20 C (10-8 W.m) 2,2

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Les tubes cuivre 1/2
Les tubes
Une large gamme, conforme à la nouvelle norme
européenne NF EN 1057 de décembre 1996, couvre
tous les besoins des installateurs 26 diamètres
de 6 à 267 mm 12 épaisseurs de 0,5 à 3 mm 3 états
de livraison recuit (R 220), demi-dur (R 250)
et dur (R 290) 3 états de surface extérieure
nus, gainés, isolés
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Les tubes cuivre 2/2
Le cuivre se dilate peu sous l'effet de la
température. Il se dilate 7 fois moins que les
matières plastiques et son coefficient de
dilatation est pratiquement le même que celui du
béton.
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Classification électrochimique 1/2
Les contacts entre différents métaux en présence
d'eau sont parmi les principaux problèmes à
éviter lors de la mise en œuvre d'une
installation sanitaire ou de chauffage central.
La corrosion galvanique correspond à la corrosion
d'un métal mis en contact avec un autre métal
"plus noble", en présence d'un électrolyte.Par
un phénomène d'électrolyse, il y a dissolution du
métal le moins noble, qui joue alors le rôle
d'anode, tandis que le métal le plus noble, qui,
lui, joue le rôle de cathode, ne subit aucune
transformation.
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Classification électrochimique 2/2
On a coutume de classer les métaux par ordre
décroissant de tendance à se corroder. Cette
"noblesse électrochimique" est établie sous la
forme d'une échelle (échelle de Nernst) qui
permet de comparer le comportement des métaux
entre eux lorsqu'on les met en contact deux par
deux.
A travers cette échelle, on peut constater que,
mis à part les métaux précieux auxquels on peut
ajouter le carbone, le cuivre se trouve être le
plus noble de tous les métaux usuels.
Il est ainsi à l'abri de la corrosion galvanique.
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Normalisation 1/4
Les tubes et raccords en cuivre font l'objet de
normes européennes dont les références sont les
suivantes
- Norme européenne tubes de cuivreNF EN 1057,
indice de classement A 51-120 - Décembre
1996 Cuivre et alliages de cuivreTubes ronds
sans soudure en cuivre pour l'eau et le gaz dans
les applications sanitaires et de chauffage. -
Norme française tubes ronds en cuivre NFA 51-121
- Décembre 1988 Tubes ronds en cuivre revêtus
d'une gaine réalisée en matériau thermoplastique
à structure non expansée et non alvéolaire.
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Normalisation 2/4
Norme européenne raccords en cuivreNF EN 1254,
indice de classement E 29591-1 à E 29591-5 -
Avril 1998 Cuivre et alliages de cuivre
raccords Partie 1 raccords à braser par
capillarité pour tubes en cuivre Partie 2
raccords à compression pour tubes en cuivre
Partie 3 raccords à compression pour tuyaux en
plastique Partie 4 raccords combinant des
assemblages par capillarité ou par compression à
d'autres types d'assemblage Partie 5 raccords
à emboîture courte pour brasure
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Normalisation 3/4
Marquage
Les tubes de cuivre bénéficiant du droit d'usage
de la marque NF doivent faire l'objet d'un
marquage gravé sur les tubes tous les 60 cm. Les
informations suivantes doivent y figurer dans
l'ordre indiqué
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Normalisation 4/4
logo Le logo de la marque NF
XX Le nom du fabricant en toutes lettres ou son sigle officiel
XX Le code de deux chiffres attribué par l'AFNOR à chaque usine
FR Le code du pays d'origine
12 x 1 Le diamètre extérieur x l'épaisseur (en mm)
EN 1057 La référence de la norme européenne
Clt A 51-120 L'indice de classement de la norme dans le catalogue AFNOR
97 L'année de fabrication désignée par ses deux derniers chiffres
III Le trimestre de fabrication en chiffres romains
XX La marque commerciale du titulaire du droit d'usage (facultatif)
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Tube cuivre recuit
Afin d'effectuer plus facilement des opérations
de façonnage du tube, il est parfois nécessaire
de procéder à une opération de recuit sur les
tubes écrouis Méthode préconisée Pour rendre
leur malléabilité aux tubes, il est nécessaire de
les chauffer jusqu'à obtenir un début de couleur
rouge sombre . L'opération de recuit résulte
d'un compromis entre la température et la durée.
Plus la température de recuit est basse, plus le
temps de maintien à cette température doit être
élevé. Remarque Un maintien trop prolongé à la
température de recuit rouge sombre risque de
rendre le cuivre poreux ou cassant -
grossissement intempestif du grain - sans qu'il
soit possible de le ramener à son état premier.
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Le cintrage
Les paramètres de cintrage des tubes de cuivre
Etat Diamètreextérieur (mm) Rayon de cintrage Mode de cintrage
Tube recuit en couronnes 22 7 fois le diamètre extérieur à la main
Tube recuit en couronnes 22 3 à 4 fois le diamètre extérieur pince à cintrercintreuse d'établi
Tube écroui en longueur droite gt 22 3,5 à 4 fois le diamètre extérieur cintreuse d'établimachine à cintrer avec mandrin intérieur
Tube écroui en longueur droite gt 22 3 à 3,5 fois le diamètre extérieur machine à cintrer avec mandrin intérieur et recuit préalable
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Les raccords 1/7
Conforme à la nouvelle norme européenne NF EN
1254 d'avril 1998, il existe une gamme
diversifiée de produits, parmi lesquels -
réductions - manchons - unions (coudés,
droits, droits à souder...) - coudes (à 45,
90 ...) - appliques fixes - tés (égaux et
réduits) - bouchons
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Les raccords 2/7
Raccords à braser
Les raccords en cuivre à braser par capillarité
bénéficiant du droit d'usage de la marque NF sont
conditionnés dans des emballages qui portent la
mention de l'identification du fabricant et le
logo NF
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Les raccords 3/7
Raccords à clipser
Les raccords à clipser font partie d'une gamme de
raccords pour tubes de cuivre ne nécessitant ni
soudure, ni filetage, ni clé, ils sont
particulièrement indiqués pour les installations
accessibles.
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Les raccords 4/7
Raccords à clipser
Ces raccords, réutilisables, peuvent être
déboités et réemboités autant de fois que
nécessaire. La rotation du tube dans le raccord
est possible, ce qui facilite la pose et les
travaux annexes comme peindre derrière un
radiateur par exemple. Ces raccords représentent
la solution idéale lorsqu'il est difficile ou
dangereux d'effectuer une soudure.
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Les raccords 5/7
Raccords à sertir
Les raccords à sertir font partie d'une gamme de
raccords - agréée CSTB - compatibles avec tous
types de tubes cuivre (écroui, recuit ...), ils
sont utilisables avec un outillage à sertir
simple.
Ces raccords permettent une mise en œuvre simple
et rapide, et sont particulièrement indiqués
lorsqu'il est difficile d'effectuer une soudure.
Ces raccords présentent le gros avantage de
pouvoir être encastrés.
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Les raccords 6/7
Raccordement multifonctions
Les systèmes tubes de raccordement multifonctions
comprennent quatre familles de produits,
particulièrement adaptés aux installations de
canalisations apparentes ou semi-encastrées, aux
zones d'installation difficiles d'accès et aux
problèmes de mise en œuvre complexe comme les
cintrages délicat, ou les raccordements d'appoint
...) .
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Les raccords 7/7
Raccordement multifonctions
systèmes de raccordement flexibles " prêts à
poser " systèmes de raccordement rapide sans
soudure systèmes de raccordement rapide pour
robinetteries encastrées systèmes de
raccordement rapide pour radiateurs
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Tube cuivre pré-isolé
Tubes cuivre pré-isolés
Les tubes cuivre pré-isolés sont constitués d'un
tube cuivre recuit en couronne et d'une gaine en
mousse de polyéthylène à haut pouvoir isolant,
les tubes cuivre pré-isolés constituent la
solution idéale pour l'incorporation en dalle de
béton (avis technique CSTB 14 15/95-432) et
pour le passage des canalisations en combles, en
vide sanitaire et dans les pièces à forte
variation de température.Disponibles en 7
diamètres (l'épaisseur du tube étant de 1 mm) et
en 2 épaisseurs de gaine, les tubes cuivre
pré-isolés sont particulièrement adaptés au
système hydrocuivre de pose en pieuvre à partir
de collecteur.
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Découpe 1/2
La découpe des tubes de cuivre s'effectue selon
les procédés suivants - Avec un coupe-tubes à
moletteAvantage une déformation minimum du
tube. A éviter une découpe brutale du tube qui
risque de l'ovaliser ou de créer une bavure
importante. Cette bavure risque de freiner le
passage de l'eau et de créer des pertes de charge
par turbulences qui peuvent générer des
corrosions-érosions.- A l'aide d'une scie
circulaireAvantage une coupe franche qui ne
déforme pas le tube.- A l'aide d'une scie à
métaux à denture fineIndication à utiliser en
particulier pour les grands diamètres.La coupe
doit être perpendiculaire à l'axe du tube. Pour
assurer sa protection,celui-ci doit être
maintenu en étau avec des mordaches en plomb ou
en bois.
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Découpe 2/2
Après découpe, on procèdera à l'ébavurage dans
les conditions suivantes - A l'alésoir monté
sur le coupe-tube - A la lime à fine dentelure,
ronde pour l'intérieur, plate pour l'extérieur ou
demi-ronde dans les deux cas.
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Brasage
Le brasage est le procédé de base pour l'
assemblage des tubes cuivre.
La brasure capillaire, technique facile et
originale particulièrement adaptée au cuivre et
d'une grande fiabilité, a contribué de façon très
importante au développement de l'utilisation des
tubes de cuivre. Cette technique s'est en outre
fortement répandue avec l'usage de plus en plus
étendu des raccords à braser par capillarité
On distingue deux types de brasage le brasage
tendre et le brasage fort
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Brasage tendre 1/6
Le brasage tendre est lopération consistant à
assembler des pièces métalliques par fusion d'un
métal d'apport, dont le point de fusion est
inférieur à 450 Celsius, dans un intervalle
ménagé entre les pièces
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Brasage tendre 2/6
- Principe de mise en œuvre
Le phénomène de capillarité est un phénomène par
lequel un liquide se répand entre les interstices
de deux pièces en contact et progresse de proche
en proche quelle que soit la position des
pièces. Dans le cas du tube de cuivre, cette
capillarité se réalise d'autant mieux que
l'espace annulaire existant entre le tube et le
raccord est faible et régulier, c'est-à-dire
quelques centièmes de mm.
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Brasage tendre 3/6
Les métaux d'apport En pratique on utilise
pour le brasage capillaire des tubes de cuivre et
des métaux d'apport du type étain-cuivre ou
étain-argent dont le point de fusion se situe
généralement autour de 250C . Remarque la
brasure étain-plomb n'est plus autorisée en
sanitaire mais seulement en chauffage.
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Brasage tendre 4/6
- Précautions à prendre
L'opération de brasage capillaire nécessite
certaines précautions concernant le calibrage des
extrémités du tube et le nettoyage des parties en
contact
Ajustage parfait des deux pièces Coupe du tube
franche et d'équerre Bavures soigneusement
enlevées
Nettoyage à la laine d'acier extérieurement et
intérieurement.
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Brasage tendre 5/6
Les flux décapants Après nettoyage et pour
éviter l'oxydation pendant le chauffage, on
appliquera modérément une couche de flux décapant
sur toute la surface extérieure du tube à braser
(pièce mâle). Le flux doit être appliqué sans
excès de façon à ne pas provoquer de coulures à
l'intérieur du tube. Mieux vaut placer la partie
mâle de l'emboîture vers le haut Les deux
parties sont enfoncées l'une dans l'autre, en
imprimant au tube un mouvement rotatif pour
assurer la bonne répartition du flux. Il existe
de nombreux produits jouant le rôle de flux
décapants pour le brasage tendre des tubes de
cuivre, et notamment - Les flux halogénés, qui
contiennent des chlorures ou des fluorures
alcalins. Ils sont très efficaces, mais
nécessitent une élimination totale après brasage,
par lavage et brossage à l'eau chaude, car leurs
résidus sont corrosifs.- Les flux organiques à
base de colophane, qui ne sont pas corrosifs et
ne nécessitent pas d'élimination après
brasage. Remarque certains métaux d'apport
comportent une âme active constituée d'un flux
généralement non corrosif.
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Brasage tendre 6/6
Il est inutile de procéder à l'étamage préalable
du tube ou du raccord. Les parties à braser
seront chauffées légèrement jusqu'à ce qu'elles
puissent fondre par simple contact, en éloignant
la source de chaleur et en appliquant la baguette
de soudure. Le métal d'apport liquide doit
mouiller le métal de base, c'est-à-dire s'étaler
à la surface du métal, afin de faciliter la
pénétration dans un intervalle entre les pièces.
Par capillarité, la brasure doit progresser tout
autour des pièces à assembler, de façon à former
un cercle de brasure régulier, qui assure le
raccordement et l'étanchéité du joint. Le
chauffage doit être minimum mais suffisant pour
faire fondre la baguette de brasage. Un chauffage
excessif pourrait brûler le métal, et entraîner
des risques de corrosion.
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Brasage fort 1/3
L'assemblage par brasage fort est à déconseiller
pour les réseaux de distribution d'eau sanitaire.
Il est même interdit dans certains pays.En
effet, le risque de sur chauffage du métal est
important et, par conséquent, augmente la
probabilité d'une oxydation par brûlage, avec les
risques de corrosion correspondants. Ce brasage
ne doit être utilisé que dans des cas
particuliers.Il est notamment recommandé dans
les réseaux en cuivre pour distribution de gaz.
Le risque de corrosion y est nul, en raison de la
siccité du fluide transporté. - Principe de mise
en oeuvreDans l'exécution d'un assemblage par
brasage fort, il faut éviter de chauffer les
tubes à une température excessive. Il s'agit en
effet de ne pas provoquer la brûlure du métal et
d'éviter ainsi le risque occasionnel de corroder
le tube. Il est donc conseillé de choisir un
alliage d'apport à point de fusion aussi bas que
possible et ne dépassant pas 700C.
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Brasage fort 2/3
Les métaux d'apport
Les métaux d'apport classiques sont du type
cuivre-phosphore ou cuivre-phosphore-argent. Les
alliages d'apport à base de phosphore sont dits
"auto-décapants", et permettent d'éviter l'emploi
du flux, car le phosphore élimine l'oxyde au fur
et à mesure de sa formation. Il existe d'autres
métaux d'apport du type cuivre-argent-zinc par
exemple, qui nécessitent l'emploi de flux
spécifiques. Le mode opératoire est identique à
celui de la brasure tendre, mais il faut veiller
à ce que l'assemblage atteigne rapidement la
température désirée d'une façon aussi uniforme
que possible.
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Brasage fort 3/3
- Précautions à prendre
Les dégradations que peut subir la structure du
métal dépendent de la température, mais également
de la durée pendant laquelle cette température
est maintenue. En conséquence, les opérations de
brasure forte, et spécialement celles qui sont
effectuées avec des alliages d'apport dont le
point de fusion est de l'ordre de 700C, doivent
être réalisées le plus rapidement possible et
sans hésitation.
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Façonnage dun coude 90 1/2
1 - Tracer la cote à respecter sur le tube.
2 - Placer le tube dans la cintreuse en mettant
la cote à respecter du coté du crochet.
Placer le trait de côte à léquerre du bord du
galet de la cintreuse.
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Façonnage dun coude 90 2/2
3 - Cintrer à 90 .
Puis vérifier léquerrage.
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Façonnage dune baïonnette 1/3
1 - Placer le tube dans la cintreuse en mettant
la partie la plus courte dans le crochet. Cintrer
à 45 .
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Façonnage dune baïonnette 2/3
2 - Placer le tube comme sur la photo et mettre
une équerre sur son axe.
3 - Mesurer de léquerre au bord du galet et
ajuster la côte désirée.
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Façonnage dune baïonnette 3/3
4 - Cintrer à 45.
5 - Recuire les coudes afin dajuster la
baïonnette.
40
Façonnage dune cuillère 1/4
1 - Tracer la côte égale à lécartement entre les
deux tubes.
2 - Placer le trait sur le repère zéro de la
cintreuse.
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Façonnage dune cuillère 2/4
3 - Réaliser le cintrage à 45.
4 - A partir du milieu du coude , tracer la côte
égale à lécartement des deux tubes.
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Façonnage dune cuillère 3/4
5 - Placer le tube dans la cintreuse en plaçant
le trait sur le repère zéro.
6 - Cintrer à 22.5. Langle de 22.5 est le
milieu entre le repère 0 et 45.
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Façonnage dune cuillère 4/4
7 - Recuire les coudes afin dajuster la cuillère.
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Façonnage dun chapeau de gendarme 1/5
Ø du tube à cintrer Obstacle en mm Côte  A  en mm Côte  B  en mm
12 x 1 ou 14 x 1 15 40 5
12 x 1 ou 14 x 1 20 45 5
12 x 1 ou 14 x 1 35 55 10
12 x 1 ou 14 x 1 30 60 10
12 x 1 ou 14 x 1 40 70 15
12 x 1 ou 14 x 1 50 80 20
12 x 1 ou 14 x 1 60 90 20
16 x 1 ou 18 x 1 15 50 5
16 x 1 ou 18 x 1 20 60 5
16 x 1 ou 18 x 1 30 65 10
16 x 1 ou 18 x 1 35 70 10
16 x 1 ou 18 x 1 40 80 15
16 x 1 ou 18 x 1 50 90 15
16 x 1 ou 18 x 1 60 100 20
22 x 1 15 60 5
22 x 1 20 65 10
22 x 1 30 70 10
22 x 1 35 80 15
22 x 1 40 90 15
22 x 1 50 100 20
22 x 1 60 120 20
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Façonnage dun chapeau de gendarme 2/5
1 - Relever dans le tableau ci dessus la côte A
et le raccourci.
2 - Tracer la côte à respecter plus le raccourci.
3 - Reporter la côte A de chaque coté du trait.
46
Façonnage dun chapeau de gendarme 3/5
4 - Placer le tube dans la cintreuse, en
positionnant le trait du milieu aligné avec le
repère 45 .
5 - Cintrer à 90 .
6 - Placer le coude à 90 dans le crochet de la
cintreuse avec un trait sur le repère zéro.
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Façonnage dun chapeau de gendarme 4/5
7 - Cintrer à 45 .
8 - Renouveler lopération pour le deuxième coude
à 45.
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Façonnage dun chapeau de gendarme 5/5
9 - Recuire les coudes afin dajuster le chapeau
de gendarme.