ISO 15758:2014

NORME ISO
INTERNATIONALE 15758
Deuxième édition
2014-05-01
Performance hygrothermique
des équipements de bâtiments et
installations industrielles — Calcul
de la diffusion de vapeur d’eau —
Systèmes d’isolation de tuyauteries
froides
Hygrothermal performance of building equipment and industrial
installations — Calculation of water vapour diffusion — Cold pipe
insulation systems
Numéro de référence
©
ISO 2014
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2014
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2014 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles . 1
4 Formules de calcul . 3
4.1 Généralités . 3
4.2 Isolation homogène . 4
4.3 Systèmes d’isolation multicouches . 4
4.4 Systèmes possédant une capacité de séchage . 5
5 Conditions aux limites . 6
6 Méthode de calcul . 6
6.1 Généralités . 6
6.2 Calcul du taux de condensation dans une couche d’isolation homogène simple . 6
6.3 Calcul du taux de condensation dans un système d’isolation multicouche . 6
Annexe A (informative) Exemples . 9
Annexe B (informative) Système possédant une capacité de séchage et détermination
expérimentale du taux d’évaporation à la surface d’un tissu capillaire mouillé .11
Bibliographie .15
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues
(voir www.iso.org/patents).
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de
la conformité, aussi bien que pour des informations au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC
concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Foreword - Supplementary
information
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 163, Performance thermique et
utilisation de l’énergie en environnement bâti, sous-comité SC 2, Méthodes de calcul.
Cette seconde édition annule et remplace la première édition (ISO 15758:2004), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont:
— à l’Article 5, b), l’alternative consistant à utiliser la température et la pression de vapeur moyennes
annuelles est supprimée;
— la méthode de calcul indiquée au 6.3 est modifiée de sorte que la quantité totale d’eau qui condense
dans le système de tuyauteries complet est calculée en se basant uniquement sur la tangente à la
pression de saturation, p , la plus éloignée;
sat
— la Figure 1 est modifiée;
— l’exemple indiqué au A.3 est changé;
— à l’Annexe B, l’explication du système possédant une capacité de séchage est ajoutée;
— des références sont ajoutées à la Bibliographie.
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés

Introduction
Si l’isolation thermique d’un système de tuyauteries froides n’est pas complètement étanche à la vapeur
d’eau, il se produit un flux de vapeur d’eau depuis l’environnement chaud vers la surface froide du tuyau,
chaque fois que la température de surface de la tuyauterie froide est inférieure au point de rosée de
l’air ambiant. Ce flux de vapeur d’eau entraîne une condensation interstitielle dans la couche d’isolation
et/ou la formation de rosée à la surface même du tuyau. La condensation interstitielle peut entraîner une
détérioration du matériau isolant et la formation de rosée à la surface d’un tuyau métallique peut être
une source de corrosion au fil du temps. Si la température est inférieure à 0 °C, de la glace se forme et les
méthodes données dans la présente norme ne sont pas applicables.
Lors des périodes où le point de rosée de l’air ambiant est supérieur à la température de la surface
externe de l’isolation, il se produit de la condensation superficielle. Ce cas est traité dans l’ISO 12241.
Il existe différentes méthodes pour contrôler le transfert de vapeur d’eau et réduire la quantité de
condensation. Les méthodes suivantes sont généralement appliquées:
a) installation d’un retardateur de vapeur;
b) utilisation de matériaux isolants possédant un facteur de résistance à la vapeur d’eau élevé (faible
perméabilité);
c) utilisation d’un retardateur de vapeur et d’un absorbeur capillaire pour évacuer de manière continue
l’eau condensée depuis la surface du tuyau vers l’environnement; un exemple est présenté à l’Annexe
B.
Le choix de la méthode de protection dépend du climat ambiant, de la température du fluide circulant
dans le tuyau et de la résistance à la diffusion de vapeur d’eau de la couche d’isolation. L’efficacité de
tout système dépend fortement de sa mise en œuvre et de sa maintenance. Dans tous les cas, il convient
d’appliquer des méthodes anticorrosion dans le cas de tuyauteries métalliques utilisées dans des
conditions sévères.
La durée de vie économique escomptée d’un système d’isolation, sur la base d’une valeur maximale
acceptable de la teneur en humidité accumulée, peut être calculée à l’aide des méthodes données dans
la présente norme.
NORME INTERNATIONALE ISO 15758:2014(F)
Performance hygrothermique des équipements de
bâtiments et installations industrielles — Calcul de la
diffusion de vapeur d’eau — Systèmes d’isolation de
tuyauteries froides
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale donne une méthode permettant de calculer la densité du flux de vapeur
d’eau dans les systèmes d’isolation de tuyauteries froides, ainsi que la quantité totale d’eau diffusée dans
l’isolation au cours du temps. La méthode de calcul suppose que la vapeur d’eau ne peut migrer dans le
système d’isolation que par diffusion, sans aucune contribution d’un flux d’air. Elle suppose également
l’utilisation de matériaux isolants homogènes et isotropes, de telle sorte que la pression partielle de
vapeur d’eau soit constante en tout point équidistant de l’axe du tuyau.
La présente Norme internationale s’applique lorsque la température du fluide circulant dans le tuyau est
supérieure à 0 °C. Elle s’applique aussi bien aux tuyauteries situées à l’intérieur de bâtiments qu’à celles
situées à l’air libre.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 9346, Performance hygrothermique des bâtiments et des matériaux pour le bâtiment — Grandeurs
physiques pour le transfert de masse — Vocabulaire
ISO 12241, Isolation thermique des équipements de bâtiment et des installations industrielles — Méthodes
de calcul
ISO 12572, Performance hygrothermique des matériaux et produits pour le bâtiment — Détermination des
propriétés de transmission de la vapeur d’eau
ISO 13788, Performance hygrothermique des composants et parois de bâtiments — Température superficielle
intérieure permettant d’éviter l’humidité superficielle critique et la condensation dans la masse — Méthodes
de calcul
3 Termes, définitions et symboles
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans les normes ISO 9346,
ISO 12572 et ISO 13788 s’appliquent ainsi que les termes, définitions et symboles suivants (voir
Tableau 1).
3.1
aire humide exposée
aire de la surface d’un absorbeur capillaire exposée à l’atmosphère ambiante
3.2
retardateur de vapeur
matériau possédant une haute résistance à la transmission de vapeur d’eau
3.3
épaisseur d’air équivalente corrigée pour la diffusion de la vapeur d’eau
épaisseur d’une couche plane imaginaire pour laquelle μ =1, d’aire égale à πD ayant la même résistance
j
à la diffusion que la couche j pour laquelle μ = μ
j
Note 1 à l’article: Voir la formule (18).
Tableau 1 — Symboles et unités associées
a
Symbole Grandeur Unité
A’ Aire de la surface où se produit l’évaporation par mètre linéaire de tuyauterie m /m
e
D Diamètre extérieur du tuyau froid m
D Diamètre extérieur de la couche j d’un système d’isolation m
j
D Diamètre extérieur de la couche extérieure d’un système d’isolation m
n
G Absorption totale d’humidité sur une certaine période par mètre linéaire de kg/m
tuyauterie [se reporter à la Formule (2)]
G’ Absorption totale d’humidité sur une certaine période par mètre linéaire de kg/m
tuyauterie
P Pression atmosphérique réelle Pa
P Pression atmosphérique normale = 101 325 Pa
R Constante des gaz pour la vapeur d’eau = 461,5 J/(kg·K)
v
T Température thermodynamique K
Z’ Résistance à la vapeur d’eau d’une feuille mince, revêtement ou peau, par mètre m·s·Pa/kg
fl
linéaire de tuyauterie
Z’ Résistance à la vapeur d’eau de la couche j d’un système d’isolation par mètre m·s·Pa/kg
j
linéaire de tuyauterie
Z’ Résistance à la vapeur d’eau du système d’isolation par mètre linéaire de m·s·Pa/kg
P
tuyauterie
d Épaisseur d’une couche d’isolation m
f Facteur d’évaporation kg/(m ·s·Pa)
e
g’ Flux de vapeur d’eau dans l’isolation par mètre linéaire de tuyauterie kg/(m·s)
g’ Taux de condensation par mètre linéaire de tuyauterie kg/(m·s)
c
g’ Taux d’évaporation par mètre linéaire de tuyauterie kg/(m·s)
e
h Coefficient de convection W/(m ·K)
c
p Pression partielle de vapeur d’eau Pa
p Pression partielle de vapeur d’eau dans l’air Pa
a
p Pression de vapeur d’eau saturante Pa
sat
s Épaisseur d’air équivalente pour la diffusion de la vapeur d’eau m
d
s Épaisseur d’air équivalente de feuilles pour la diffusion de la vapeur d’eau m
df
t Période de calcul (mois ou année) mois, année
x Distance m
δ Perméabilité à la vapeur d’eau kg/(m·s·Pa)
δ Perméabilité à la vapeur d’eau de l’air kg/(m·s·Pa)
σ Épaisseur d’air équivalente corrigée de la couche j pour la diffusion de la m
d,j
vapeur d’eau
 Épaisseur d’air équivalente corrigée totale pour la diffusion de la vapeur d’eau, m
σ
d, j
de la surface de la tuyauterie froide à la face externe de la couche j
a
Pour des raisons pratiques, les heures ou les jours sont souvent utilisés au lieu des secondes pour les unités de temps.
2 © ISO 2014 – Tous droits réservés

Tableau 1 (suite)
a
Symbole Grandeur Unité
μ Facteur de résistance à la vapeur d’eau —
θ Température du fluide circulant dans le tuyau °C
a
Pour des raisons pratiques, les heures ou les jours sont souvent utilisés au lieu des secondes pour les unités de temps.
4 Formules de calcul
4.1 Généralités
La densité du flux de vapeur d’eau, g, à travers un matériau se calcule à l’aide de la formule suivante:
dp
g=−δ (1)
dx
où δ est la perméabilité à la vapeur d’eau du matériau.
L’absorption totale d’humidité pendant une période, G, est donnée par:
t
Gg= dt (2)
∫
Dans les calculs, on remplace souvent la perméabilité par le facteur de résistance à la diffusion μ:
δ
μ= (3)
δ
où δ est la perméabilité à la vapeur d’eau de l’air calme, qui peut se calculer à partir de:
18, 1
0,083P
 T 
δ = ⋅ (4)
0  
RT⋅⋅P 273
 
V
Pour des calculs approximatifs, δ peut être supposé constant dans la gamme de températures considérée
et la valeur suivante peut donc être utilisée:
−10
δ =×20, 10 (5)
4.2 Isolation homogène
Dans le cas d’une tuyauterie froide comportant une seule couche d’isolation homogène, la densité du
flux de vapeur d’eau par mètre de tuyauterie froide isolée est donnée en remplaçant dans la Formule (1)
l’expression différentielle par la différence de pression de vapeur:
pp− θ
()
asat 0
′
g = (6)
′
Z
P
où
p est la pression de vapeur de l’air ambiant, en Pa;
a
p (θ ) est la pression de vapeur saturante à la surface extérieure du tuyau, en Pa;
sat 0
Z′ ZP est la résistance à la vapeur d’eau par mètre linéaire d’isolation de la tuyauterie, en
P
msPa/kg, définie par la Formule (7):
 
D
ln
 
D
 
′
Z = (7)
P
2πδ
Si la pression de vapeur réelle, p, ne dépasse pas la valeur de la pression de vapeur saturante, p , la
sat
condensation n’a lieu que sur la surface extérieure de la tuyauterie froide. Si la pression de vapeur réelle
dépasse la valeur de la pression de vapeur saturante, suivre la procédure décrite à l’Article 6.
L’absorption totale d’eau sur une période t est alors donnée par:
t
 
pt −ptθ
() ()
a sat 0
 
′
G = dt (8)
∫
Z′
P
4.3 Systèmes d’isolation multicouches
La résistance à la vapeur d’eau, Z’ , d’un système d’isolation composé de n différentes couches est donnée
P
par:
 
D
j
ln
 
n
 
D
j−1
 
′
Z = (9)
P ∑
2πδ
j
j=1
ce qui donne,
n
 
D
j
Z′ = μ ln (10)
 
P ∑ j
 
2πδ D
01j−
j=1  
où
δ
μ =
j
δ
j
j = 1 à n définit les couches en partant de la tuyauterie froide vers l’extérieur.
La Formule (10) peut être un moyen d’approximation du calcul de la résistance à la vapeur d’eau d’un
matériau d’isolation homogène dont la résistance à la vapeur d’eau dépend fortement de la température.
NOTE Voir l’exemple du A.2.
4 © ISO 2014 – Tous droits réservés

Si la couche extérieure, n, est un retardateur de vapeur, feuille ou peau, d’épaisseur négligeable, mais
dont l’épaisseur d’air équivalente pour la diffusion de la vapeur d’eau, s , est importante, la résistance à
df
la vapeur d’eau du retardateur de vapeur est:
11 2s
df
′
Z ==s (11)
n df
ππδδD 2 D
00nn
La résistance à la vapeur d’eau du système complet est alors:
n−1
 
 
D
2s
j
df
 
′
Z = μ ln + (12)
P ∑ j
 
2πδ D D
 
01jn−
j=1  
 
L’absorption totale d’eau sur une période t est alors donnée par la Formule (8).
4.4 Systèmes possédant une capacité de séchage
Pour les systèmes de tuyauteries froides possédant des capacités de séchage, l’absorption totale d’eau G’
dans le système est do
...