Robinet (vanne)

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Un robinet (également robinet ou robinet : voir variations d’utilisation) est une vanne qui contrôle la libération d’un liquide ou d’un gaz.

Liquide

L’eau pour les bains, les éviers et les lavabos peut être fournie par des robinets séparés, chauds et froids ; cette disposition est courante dans les installations plus anciennes, en particulier dans les salles de bains/lavabos publics et les buanderies/lavabos. Dans les cuisines et les salles de bains, les mitigeurs sont couramment utilisés. Dans ce cas, l’eau chaude et l’eau froide des deux vannes sont mélangées avant d’atteindre la sortie, permettant à l’eau de sortir à n’importe quelle température entre celle de l’alimentation en eau chaude et froide. Les robinets mélangeurs ont été inventés par Thomas Campbell de Saint John, au Nouveau-Brunswick, et brevetés en 1880.

Pour les bains et les douches, les mitigeurs incorporent fréquemment un dispositif d’équilibrage de pression de sorte que le rapport du mélange chaud/froid ne soit pas affecté par des variations transitoires de la pression de l’une ou l’autre des alimentations. Cela permet d’éviter les échaudures ou le refroidissement inconfortable lorsque d’autres charges d’eau se produisent (comme la chasse d’eau d’une toilette). Plutôt que deux vannes séparées, les mitigeurs utilisent souvent une seule vanne, plus complexe, commandée par une seule poignée (mitigeur monocommande). La poignée se déplace de haut en bas pour contrôler le débit d’eau et d’un côté à l’autre pour contrôler la température de l’eau. Spécialement pour les bains et les douches, les derniers modèles sont des mitigeurs thermostatiques qui utilisent un thermostat intégré et qui peuvent être mécaniques ou électroniques. Il y a aussi des robinets avec des LEDs de couleur pour indiquer la température de l’eau.

Si des robinets séparés sont installés, il se peut que l’on ne sache pas immédiatement quel robinet est chaud et lequel est froid. Le robinet chaud a généralement un indicateur rouge tandis que le robinet froid a généralement un indicateur bleu ou vert. Aux États-Unis, les robinets sont souvent marqués d’un « H » ou d’un « C ». Dans les pays de langue romane, les lettres « C » pour chaud et « F » pour froid sont utilisées (du français « chaud »/italien « caldo »/espagnol « caliente » (chaud) et du français « froid »/italien « freddo »/espagnol « frio » (froid)). Cela peut créer de la confusion pour les visiteurs anglophones. Les robinets mélangeurs peuvent être munis d’une bande rouge et bleue ou de flèches indiquant quel côté chauffe et quel côté refroidit.

Dans la plupart des pays, il existe une disposition standard des robinets chaud/froid. Par exemple, aux États-Unis et dans de nombreux autres pays, le robinet d’eau chaude se trouve à gauche des exigences du code du bâtiment. Il existe de nombreuses installations où cette norme a été ignorée (appelées « connexions croisées » par les plombiers). Un mauvais assemblage de certains mitigeurs monovalves peut provoquer un échange chaud/froid même si le luminaire a été correctement plombé.

La plupart des poignées dans les maisons sont vissées sur les arbres des vannes, mais dans de nombreuses applications commerciales et industrielles, elles sont équipées d’une clé amovible appelée « clé libre », « clé à eau » ou « clé en soie », qui possède une cheville carrée et une clé à bout carré pour fermer et fermer l’eau ; la « clé libre » peut être enlevée pour empêcher les vandales de tourner sur l’eau. Avant l’invention de la « clé libre », il était courant que certains propriétaires ou concierges enlèvent la poignée d’un robinet, qui avait des dents qui se rejoignaient avec les engrenages de l’axe de la vanne. Ce système de dents et de dents est encore utilisé sur la plupart des robinets modernes. On peut aussi trouver des  » clés desserrées  » à l’extérieur des maisons pour empêcher les passants de s’en servir.

Les robinets sont normalement reliés à l’alimentation en eau par un « raccord pivotant » qui est fixé à l’extrémité de la conduite d’eau à l’aide d’un raccord soudé ou à compression et qui comporte un grand écrou à visser sur la « queue » filetée du robinet, qui se trouve sous le bain, la cuve ou le lavabo. Une rondelle en fibre (qui se dilate lorsqu’elle est mouillée, ce qui facilite l’étanchéité) est utilisée entre le connecteur et la queue du robinet. Les queues de robinet sont normalement de ⁄4  » ou 12 mm de diamètre pour les éviers et ⁄8  » ou 19 mm pour les bains, bien que l’Europe continentale utilise parfois une taille ⁄2  » (toujours impériale). La même méthode de connexion est utilisée pour un robinet.

Le terme robinet est largement utilisé pour décrire la soupape utilisée pour distribuer de la bière pression à partir d’un fût, qu’il soit alimenté par gravité ou pressurisé.

Gaz

Un robinet à gaz est une forme spécifique de robinet à boisseau sphérique utilisée dans les applications résidentielles, commerciales et de laboratoire pour le contrôle grossier du dégagement des gaz combustibles (comme le gaz naturel, le gaz de charbon et le gaz de synthèse). Comme toutes les vannes à boisseau sphérique, sa poignée est parallèle à la conduite de gaz lorsqu’elle est ouverte et perpendiculaire lorsqu’elle est fermée, ce qui facilite l’identification visuelle de son état.

Physique

Les robinets d’eau et de gaz ont un débit réglable : les robinets-vannes sont plus progressifs ; les robinets à tournant sphérique sont plus grossiers, généralement utilisés dans les applications tout ou rien. Tourner un bouton ou un levier de soupape permet de régler le débit en faisant varier l’ouverture du dispositif de commande dans l’ensemble de la soupape. Le résultat, lorsqu’il est ouvert à n’importe quel degré, est un écoulement étouffé. Son débit est indépendant de la viscosité ou de la température du fluide ou du gaz dans la conduite et ne dépend que faiblement de la pression d’alimentation, de sorte que le débit est stable à un réglage donné. Lors des réglages de débit intermédiaire, la pression au niveau de la restriction de la vanne tombe presque à zéro à cause de l’effet Venturi ; dans les robinets d’eau, l’eau bouillonne momentanément à température ambiante lorsqu’elle passe à travers la restriction. Des bulles de vapeur d’eau froide se forment et s’effondrent à la restriction, provoquant le sifflement familier. En cas de débit très faible, la viscosité de l’eau devient importante et la chute de pression (et le sifflement) disparaît ; en cas de débit maximal, la résistance parasite dans les conduites devient importante et l’eau redevient silencieuse.

Mécanismes

Le premier mécanisme de robinet à vis a été breveté et fabriqué par les fondateurs de Rotherham Guest and Chrimes en 1845. La plupart des robinets plus anciens utilisent une rondelle en caoutchouc souple ou en néoprène qui est vissée sur un siège de soupape afin d’arrêter le débit. C’est ce qu’on appelle une « vanne à soupape » en ingénierie et, bien qu’elle assure une étanchéité étanche et un bon réglage fin du débit, la rondelle en caoutchouc et le siège de la vanne sont soumis à l’usure (et pour le siège, à la corrosion) avec le temps, si bien qu’en position fermée, aucun joint étanche ne se forme, ce qui provoque une fuite au robinet. La rondelle peut être remplacée et le siège de soupape refait surface (au moins quelques fois), mais les robinets à soupape ne sont jamais sans entretien.

De plus, le chemin tortueux en forme de S que l’eau est obligée de suivre offre une obstruction importante à l’écoulement. Pour les installations d’eau domestique à haute pression, cela n’a pas d’importance, mais pour les installations à basse pression où le débit est important, comme une douche alimentée par un réservoir de stockage, un « robinet d’arrêt » ou, en termes techniques, un « robinet-vanne » est préférable.

Les robinets-vannes utilisent un disque métallique du même diamètre que le tuyau qui est vissé perpendiculairement à l’écoulement, le coupant ainsi. Il n’y a pas de résistance à l’écoulement lorsque le robinet est complètement ouvert, mais ce type de robinet assure rarement une étanchéité parfaite lorsqu’il est fermé. Au Royaume-Uni, ce type de robinet a normalement une poignée en forme de roue plutôt qu’une poignée de béquille ou de cabestan.

Les vannes à cône ou à boisseau sphérique sont une autre alternative. Ces robinets sont souvent des robinets d’arrêt de service dans les réseaux d’eau plus coûteux et se trouvent habituellement dans les robinets de gaz (et, soit dit en passant, dans les robinets de bière en fût dont il est question ci-dessus). Ils se distinguent par leur amplitude de mouvement de 90° seulement entre l’ouverture et la fermeture complètes. Habituellement, lorsque la poignée est alignée avec le tuyau, la vanne est ouverte, et lorsque la poignée est en travers du tuyau, elle est fermée. Une vanne à cône se compose d’un cône s’effilant peu profondément dans un manchon étanche placé en travers de l’écoulement du fluide. En anglais britannique, c’est ce qu’on appelle généralement un robinet à prise conique. Un robinet à boisseau sphérique utilise plutôt une bille sphérique. Dans les deux cas, un trou à travers le cône ou la bille permet au fluide de passer s’il est aligné avec les ouvertures de l’emboîture par laquelle le fluide entre et sort ; tourner le cône à l’aide de la poignée fait tourner le passage et présente le fluide avec la surface ininterrompue du cône par laquelle il ne peut passer. Des vannes de ce type utilisant un cylindre plutôt qu’un cône sont parfois rencontrées, mais l’utilisation d’un cône permet d’obtenir un ajustement serré même avec des tolérances de fabrication modérées. La bille des robinets à tournant sphérique tourne à l’intérieur des sièges en plastique.

Les détecteurs de proximité infrarouges mains libres remplacent la vanne standard. Les vannes de mélange ou de dérivation électroniques à commande thermostatique à double usage sont utilisées dans les applications industrielles pour fournir automatiquement les liquides nécessaires.

Les robinets à commande au pied sont installés dans les laboratoires et les hôpitaux, ainsi que dans les environnements industriels où des mains extrêmement sales en actionnant des robinets peuvent laisser des résidus sur ceux-ci.

Les robinets modernes sont souvent munis d’aérateurs à leur extrémité pour aider à économiser l’eau et à réduire les éclaboussures. Sans aérateur, l’eau s’écoule habituellement du robinet en un seul grand courant. Un aérateur répartit le flux d’eau en de nombreuses petites gouttelettes.

Les robinets de salle de bains et de cuisine modernes utilisent souvent des surfaces en céramique ou en plastique qui glissent contre d’autres surfaces en céramique à ressort ou des rondelles en plastique. Ces robinets tendent à nécessiter beaucoup moins d’entretien que les robinets à soupape traditionnels, et lorsque l’entretien est nécessaire, l’intérieur entier du robinet est habituellement remplacé, souvent sous forme d’une seule cartouche préassemblée.

De trois fabricants en Amérique du Nord, Moen et American Standard utilisent des cartouches (Moen est à base de joints toriques, American Standard étant en céramique), tandis que Delta utilise des sièges en caoutchouc face aux cartouches. Chaque design a ses avantages : Les cartouches Moen sont généralement les plus faciles à trouver, les cartouches American Standard ont une durée de vie presque infinie dans l’eau municipale sans sédiments, et les sièges en caoutchouc Delta sont les plus tolérants aux sédiments dans l’eau de puits.

Prévention des retours d’eau

La plupart des juridictions américaines exigent maintenant que les robinets à pointeau soient munis d’un brise-vide ou d’un dispositif anti-refoulement, de sorte que l’eau ne puisse pas retourner par le robinet à pointeau du tuyau. Cela permet d’éviter la contamination du bâtiment ou du réseau d’eau public en cas de chute de pression. Au Royaume-Uni, la réglementation sur l’eau exige un double clapet anti-retour, qui est souvent incorporé dans le corps du robinet lui-même.

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