PN 16 n’est pas toujours 16 bar – pression nominale, température et matériau

Règle pratique

Le PN est une désignation de la géométrie de raccordement ; la pression admissible dépend du matériau et de la température.

D’où vient la règle ?

PN 16 et « 16 bar » sont si proches que les confondre est presque inévitable au quotidien – et pour de l’eau à température ambiante, c’est même vrai. La règle naît là où la température entre en jeu : la pression nominale se rapporte à 20 °C, et qui applique les 16 bar à de la vapeur à 200 °C a oublié la réserve de température.

Qu’est-ce qui est techniquement exact ?

Le PN (pression nominale, EN 1333) désigne le niveau de pression d’une série de composants : toutes les brides DN 100 PN 16 ont les mêmes cotes de raccordement – diamètre extérieur, cercle de perçage, nombre de trous. La pression qu’une bride donnée supporte résulte du couple pression-température de son groupe de matériaux. Pour le groupe 3E0 (P245GH/P250GH, la bride à collerette à souder usuelle en acier), PN 16 admet 16,0 bar à température ambiante, 14,8 bar à 100 °C, 13,3 bar à 200 °C, 11,0 bar à 300 °C et 9,5 bar à 400 °C. Pour le 1.4301 (groupe 11E0), les chiffres sont 16,0 – 14,5 – 11,9 – 10,2 bar aux mêmes températures ; le 1.4571 (15E0) tient plus longtemps : 16,0 – 16,0 – 14,9 – 13,3 bar. Même raccordement, trois courbes différentes.

La pression nominale est donc une limite supérieure à température ambiante et, au-delà, seulement un nom.

Où s’arrête la règle ?

• Elle vaut pour la bride. Le joint (matériau, limite de température), les boulons (classe de qualité) et la contre-bride peuvent limiter l’assemblage plus tôt – un assemblage à brides est aussi résistant que son élément le plus faible.
• La robinetterie et les raccords suivent leurs propres règles (EN 12516 pour la robinetterie, tenue à la pression selon l’EN 10253 pour les raccords), même si « PN » y figure aussi.
• En dessous de 20 °C, la pression admissible ne monte pas au-dessus du PN ; aux basses températures s’ajoutent des exigences de ténacité.
• Le PN ne se convertit pas en classe (voir la règle sœur).

Que dit la norme ?

L’EN 1333 définit le PN comme une désignation alphanumérique sans unité, en relation avec le bar. L’EN 1092-1 donne les couples pression-température dans l’annexe G, un tableau par PN avec une ligne par groupe de matériaux (G.5 pour PN 16, non austénitique ; G.18 pour PN 16, austénitique). L’interpolation linéaire entre les valeurs est permise ; les valeurs situées dans le domaine du fluage sont imprimées en italique dans la norme.

DIN/EN et ASME/ASTM

Le même principe des deux côtés : PN et annexe G ici, classe et section 2 là-bas. PN 16 et Class 150 sont souvent assimilés ; les deux admettent des pressions semblables à 200 °C en acier au carbone (13,3 contre 13,8 bar), mais pas à température ambiante (16,0 contre 19,6 bar) – et les brides ne s’assemblent pas.

Exemple chiffré

Bride à collerette à souder type 11, DN 100 PN 16, P250GH, pour tube 114,3 (gamme principale, en stock) : 16 bar jusqu’à température ambiante, 13,3 bar à 200 °C, 11,0 bar à 300 °C. Pour une conduite de vapeur saturée à 12 bar (environ 190 °C), PN 16 suffit – de justesse, avec 13,4 bar admissibles. Pour 16 bar à 200 °C, il ne suffit pas ; là, PN 25 (groupe 3E0 : 20,8 bar à 200 °C) est le bon niveau. C’est exactement le calcul que saute celui qui lit PN 16 comme « 16 bar ».

Vérifié aujourd’hui

Feu : exacte (catégorie A). La règle est juste sans restriction ; PN 16, c’est 16 bar à température ambiante et moins au-dessus.

Pour aller plus loin

• Brides EN 1092-1 expliquées : DN, PN, types et faces de joint – aperçu des brides avec les groupes de matériaux
• Dimensions des brides PN 6 à PN 40 selon l’EN 1092-1 – aperçu des dimensions PN 6–40
• Assemblages à brides et montage : constitution, principe d’étanchéité, serrage en croix – montage des brides (boulons, joint)
• Class 150 n’est pas 150 psi – ce que dit vraiment la classe de pression ASME – la règle sœur