Vase d'expansion, quel est son rôle dans le chauffage ?

Quel est le rôle du vase d'expansion ?

Le rôle du vase d'expansion est fondamental dans les systèmes de chauffage en régulant la pression causée par les variations de température de l'eau. Lorsque l'eau chauffe dans la chaudière, elle se dilate, augmente de volume et génère un excédent de pression. Cette augmentation de volume fait monter la pression dans les tuyaux, ce qui peut endommager votre équipement de chauffage.

Le vase d'expansion permet d’anticiper et résoudre ce problème. Il est divisé en deux parties : une pour l'eau et l'autre pour l'air. Quand l'eau chaude se dilate et entre dans le vase, elle pousse sur une membrane qui sépare les deux parties. L'air se comprime, ce qui absorbe la pression supplémentaire.

Ce mécanisme permet de maintenir une pression quasi stable dans le système de chauffage. Il empêche les surpressions quand l'eau chauffe et les dépressions quand l'eau refroidit. Par exemple, une eau qui passe de 10 °C à 90 °C se dilate d'environ 4 %. Sans cet équipement, cette dilatation pourrait causer des problèmes.

Le vase d’expansion se présente sous la forme d'un cylindre ou d'une sphère. Il peut être intégré dans un équipement comme la chaudière, le chauffe-eau, la pompe à chaleur ou installé en dehors sur le retour d'eau près du corps de chauffe.

✔️ Bon à savoir ! Ce dispositif ne doit pas être confondu avec le soupape de sécurité qui, pour limiter la pression, libère une petite quantité d’eau !

Les différents types de vases d'expansion

Vase d'expansion fermé à pression variable

Un vase d’expansion fermé est conçu pour maintenir l'équilibre de pression dans un système de chauffage. Il est composé d'une enveloppe hermétique contenant un volume destiné au gaz (type azote) et un volume supplémentaire composé d’eau, séparés par une sorte de cloison flexible. La poche qui comprend le gaz est modulable puisque le gaz est compressible. Cela permet à la poche de se comprimer lors de la dilation de l’eau dans le circuit de chauffage afin de laisser plus de place à l’eau.

Membrane ou vessie ?

Pour les vases d’expansion fermés à pression variable, il existe deux types principaux : à membrane et à vessie. Ce qui différencie les deux, c'est principalement la forme de l’enveloppe de gaz. Les vases d’expansion à vessie sont souvent préférés pour leur durabilité et leur meilleure étanchéité puisqu’il n’y pas de contact entre l’eau du circuit et les parois du vase d’expansion. Cela réduit le risque de fuites et de corrosion, rendant le système plus fiable et nécessitant moins d'entretien.

Vase d'expansion fermé à pression constante

Un vase d’expansion à pression constante est un dispositif hermétiquement fermé, de type vessie, conçu pour les systèmes de chauffage de moyenne puissance. Contrairement aux vases d’expansion à pression variable, ce type de vase utilise un soupape pour gérer la pression interne en laissant s’échapper le gaz lorsque la pression monte trop haut. Cela permet de prévenir les montées en pression excessives dans le système de chauffage. Lorsque la température de l’eau baisse et que l'eau se rétracte, un compresseur injecte de l’air dans le vase pour compenser cette contraction. Bien que ce type de dispositif soit conçu pour maintenir une pression constante, il peut y avoir une légère variation de pression d'environ 0,5 bar lors des phases de dilatation de l'eau.

Vase d'expansion ouvert

Dans certaines installations anciennes, on trouve encore des vases d’expansion ouverts. Ces dispositifs étaient couramment utilisés avant l'innovation des systèmes fermés modernes. Un vase d’expansion ouvert est directement exposé à l'atmosphère, ce qui signifie que l'eau à l'intérieur du vase peut entrer en contact avec l'air extérieur. Cela peut entraîner une plus grande probabilité de corrosion et de contamination de l'eau. Ces vases sont généralement placés en hauteur, souvent au sommet du dispositif de chauffage. Cela permet à l'excès d'eau de s'écouler librement dans le vase lorsque la pression augmente. Le fonctionnement d'un vase d’expansion ouvert repose sur la gravité.

Quel vase d'expansion pour le chauffage et pour le sanitaire ?

Le chauffage

Le vase d’expansion chauffage, souvent de couleur rouge, grise ou bleue, est un composant clé pour la production de chauffage dans une chaudière ou une pompe à chaleur. Sa fonction principale est d'absorber la pression de l’eau circulant dans les radiateurs, garantissant ainsi la stabilité et la protection du système. Capable de supporter des températures allant jusqu'à 110 degrés et une pression maximale de 7 bars, ce vase est conçu pour résister aux conditions les plus extrêmes.

L'eau chaude sanitaire

Le vase d’expansion sanitaire, généralement de couleur blanche, est destiné principalement aux chauffe-eau ou aux pompes à chaleur air-eau qui produisent de l’ECS. Lors de la chauffe dans le ballon d’eau chaude sanitaire, l’eau se dilate, augmentant la pression. Ce surplus de pression est géré et évacué par le groupe de sécurité, habituellement lorsque la pression atteint 7 bars. Cependant, l'ouverture du groupe entraîne une perte d'environ 3 % du volume d'eau, ce qui n'est pas négligeable.

Les vases d’expansion sanitaire sont pré-gonflés avec une pression de 3 bars. Pour éviter de comprimer excessivement la vessie du vase, il est essentiel de régler également la pression du ballon à 3 ou 4 bars. Cela permet d'optimiser la performance et de minimiser les pertes d'eau. Pour ce faire, il est possible de placer un réducteur de pression avant le groupe de sécurité, ou un régulateur de pression à l'arrivée d'eau générale du bâtiment.

Installation et entretien

Où placer l'installation ?

Un vase d’expansion, souvent en forme de cylindre en métal, est généralement raccordé sur le retour de l’eau de chauffage par le haut, permettant ainsi à l'eau en contact avec la membrane d'être moins chaude. Cela prolonge sa durée de vie en réduisant son exposition à des températures élevées. Sous le vase d’expansion, on trouve une valve qui permet de gonfler l’enveloppe de gaz.

Lors de l’installation, s’il n’est pas directement intégré à la chaudière mais installé ultérieurement, il est essentiel de gonfler le vase à la pression adéquate avant de remplir le circuit de chauffage. Le volume et la pression du vase doivent être calculés avec précision par l’installateur, en tenant compte de la puissance de la chaudière et de la hauteur de l’installation. Ce calcul précis permet d’assurer une performance optimale et prévenir tout risque de surpression.

Pour les structure équipés d’une pompe à chaleur air-eau bi-bloc, le vase d’expansion est généralement déjà installé au sein de l’unité intérieure. En revanche, pour une pompe à chaleur monobloc, il n'est pas intégré. Dans ce cas, il est nécessaire d'installer le dispositif séparément pour garantir une gestion efficace de la pression.

Gonflage du vase

Gonfler un vase d’expansion est une opération essentielle pour maintenir la performance et la sécurité de votre installation de chauffage. Voici les étapes à suivre pour effectuer cette tâche correctement :

1- Mettre votre équipement à l'arrêt : Avant toute intervention, assurez-vous de mettre votre chaudière, chauffe-eau ou pompe à chaleur hors service. Cela garantit la sureté de l’opération et évite tout risque de surpression ou de fuite.

2- Procéder à une vidange de l'appareil : Il est nécessaire de vidanger le circuit de chauffage pour réduire la pression et permettre un accès facile à la valve du vase. Ouvrez les vannes de vidange et laissez l’eau s’écouler complètement.

3- Raccorder une pompe avec un manomètre à la valve de gonflage : Comme pour gonfler un pneu de vélo, fixez une pompe équipée d'un manomètre à la valve située sous le vase. Utiliser le manomètre vous permettra de surveiller précisément la pression.

4- Gonfler le vase jusqu'à obtention de la pression désirée : Pompez lentement jusqu’à atteindre la pression recommandée, généralement à une pression inférieure à 1,5 bar pour les vases de chauffage et entre 2,5 et 3 bars pour les vases d'expansion sanitaire. La pression exacte à atteindre est souvent indiquée sur une étiquette apposée sur le dispositif ou dans le manuel de l’appareil.

En suivant ces étapes, vous vous garantissez que votre vase d’expansion fonctionne correctement, ce qui est important pour maintenir une pression stable dans votre installation de chauffage.

Les risques d'un vase d'expansion défectueux

Plusieurs signes peuvent indiquer un vase d'expansion défectueux, et il est important de les reconnaître pour éviter des risques.

• Pertes d'air

Un signe courant de défaillance est la perte d’air dans le vase d’expansion. Il est essentiel de contrôler régulièrement la pression et de remettre à niveau si nécessaire. La pression d’un vase d’expansion, exprimée en bars, se mesure à l’aide d’un manomètre, à froid et sans pression d’eau dans l’installation. Lors de cette vérification, il faut également tenir compte de la hauteur de l’installation au-dessus du vase. Plus la colonne hydrostatique est haute, plus la pression de gonflage doit être élevée pour maintenir un fonctionnement optimal.

• Écoulement d’eau

Un autre signe de problème est l’écoulement d’eau. Cela peut indiquer une fuite au niveau de la soupape ou un joint défectueux de la membrane. Vérifiez ces éléments pour identifier et réparer les fuites.

• Embouage et formation de calcaire

L’apparition de boue et la formation de calcaire sont des signes que la membrane du vase d’expansion peut être obstruée. L’embouage réduit l’efficacité du chauffage et peut causer des dommages à long terme. Un entretien régulier avec un désembouant par exemple et des vérifications peuvent prévenir ces problèmes.

• Surpression de la chaudière

L'installation d'un vase d'expansion permet de prévenir les dépressions dans le système lorsque l'eau refroidit. Cependant, si ce composant est vide ou défectueux, il peut provoquer une surpression notable, entraînant une élévation dangereuse de la température dans la maison. De plus, un vase d'expansion obsolète ou avec une membrane endommagée peut nécessiter un remplacement immédiat.

✏️  A noter ! Sachez que le meilleur moyen de prévenir un vase d'expansion défectueux est de réaliser la traditionnelle maintenance obligatoire tous les ans de votre chaudière ou de votre installation. Celui-ci doit être réalisé par un professionnel qui veillera à sa sécurité et ses bonnes performances.

FAQ

Quelle est la durée de vie d'un vase d'expansion ?

Le vase d’expansion est une pièce d’usure soumise à la corrosion et à de grandes variations de température. En général, sa durée de vie est d’environ 8 ans. Pour veiller à son bon fonctionnement, il est important de le faire contrôler chaque année lors de la visite d’entretien de la chaudière.

Comment détecter un problème de membrane ?

Le vase fonctionne grâce à la séparation de l'eau et de l'air par une membrane. Si celle-ci se déchire, les deux éléments peuvent se mélanger. Pour vérifier l’intégrité de la membrane, tapotez sur la cuve. La moitié basse devrait sonner creux, tandis que la moitié haute devrait produire un son plein. Si ce n’est pas le cas, il est probable que le vase d'expansion soit défectueux et que l’eau se soit propagée dans tout le vase. Dans ce cas, il est nécessaire de le remplacer pour maintenir le bon fonctionnement de votre structure.