La vanne de mélange, également appelée VBF, a été inventée dans les années 1960 par l'ingénieur Fritz Sommers. Son objectif était de résoudre un problème typique des bâtiments à plusieurs étages : gérer simultanément l'évacuation des eaux usées et la ventilation du réseau de tuyaux d'évacuation sans utiliser deux colonnes séparées. Le système VBF est une innovation technique qui combine les fonctions d'évacuation des déchets et de ventilation dans une seule colonne.

Pendant des décennies, cette idée n'a pas été mise en pratique en raison des difficultés techniques liées à l'utilisation de matériaux métalliques. Avec l'avènement des plastiques tels que le polyéthylène et le polypropylène, la vanne de mélange est devenue une réalité concrète et performante, capable de révolutionner la conception des systèmes de plomberie dans les applications résidentielles et autres.

Qu'est-ce qu'une vanne de mélange ?

La vanne de mélange est un raccord géométrique complexe qui permet de raccorder plusieurs branches horizontales à la colonne verticale principale, en gérant de manière intégrée l'évacuation et la ventilation. Le principe de fonctionnement repose sur la séparation physique et dynamique des flux provenant des différentes branches, garantissant un mélange contrôlé et évitant les turbulences et les variations de pression qui pourraient compromettre le fonctionnement des siphons.

Le VBF dispose de six entrées : trois supérieures pour les flux d'eaux usées importants (par exemple, WC) et trois inférieures pour les flux d'eaux usées plus faibles (par exemple, lavabo, bidet). La structure interne comprend trois zones fonctionnelles : une chambre de dérivation, une chambre de mélange et un déflecteur, chacune ayant pour tâche spécifique de réduire la vitesse du flux, de stabiliser la pression et d'assurer une ventilation optimale du réseau.

Avantages du VBF par rapport aux systèmes traditionnels

L'un des principaux avantages des systèmes équipés du VBF est la possibilité d'éliminer la colonne de ventilation parallèle. Cela se traduit par une conception simplifiée, un encombrement réduit et une optimisation significative des matériaux utilisés.

L'intégration de plusieurs fonctions dans un seul tuyau d'évacuation permet de réaliser des économies en termes de diamètre des tuyaux, de raccords, de supports et de temps d'installation. De plus, cela libère de l'espace dans les gaines techniques, ce qui est précieux dans les bâtiments équipés de systèmes à forte densité.

Le VBF est idéal pour les structures où l'utilisation simultanée des services est importante. Les pressions internes dans la colonne montante restent faibles même en cas de flux d'eaux usées multiples, ce qui garantit la stabilité hydraulique et la durabilité du système.

La vanne de mélange dans la conception du système

Un tuyau d'évacuation équipé d'une vanne VBF peut atteindre des débits allant jusqu'à 13 l/s avec des diamètres de 110 mm, dépassant largement les limites des systèmes à ventilation primaire (4 l/s) ou parallèle (5,6 l/s). Avec la même section transversale, un tuyau VBF peut desservir jusqu'à 100 salles de bains standard, contre 16 avec les systèmes traditionnels.

Les performances du VBF ont été testées selon les critères réglementaires (par exemple UNI EN 12056-2) et dépassent clairement celles des systèmes classiques. Les avantages comprennent des pressions plus faibles, l'absence de siphons spéciaux et un risque réduit de retour ou de vidange du siphon.

Applications pratiques de la colonne de vidange avec VBF

Le VBF est idéal pour les immeubles de grande hauteur, les tours résidentielles et les complexes à usage mixte, où la maîtrise de la pression et la compacité des systèmes sont des exigences fondamentales.

Dans les hôpitaux, les hôtels et les installations sportives, les installations sanitaires sont utilisées simultanément par un grand nombre de personnes. Les tuyaux de vidange avec vanne de mélange permettent une gestion optimale du débit, augmentant ainsi la fiabilité et le silence du système.

Performances hydrauliques et acoustiques des systèmes équipés de vannes de mélange VBF

La forme interne de la vanne de mélange réduit les turbulences et les dépressions, préservant ainsi l'étanchéité des siphons même en présence de flux d'eaux usées très discontinus.

Dans les systèmes d'évacuation silencieux (tels que Silere ou Triplus), l'utilisation de la vanne VBF améliore les performances acoustiques grâce à la gestion fluide des eaux usées, qui s'écoulent sans coups ni coupures brusques.

VBF et matériaux

Le polyéthylène (HDPE) offre une résistance chimique et thermique élevée, ce qui le rend idéal pour les bâtiments industriels et techniques. Cependant, son installation nécessite une soudure, ce qui augmente le temps et les coûts.

Valsir propose également la Vanne de mélange en polypropylène, intégrée dans des systèmes à haute performance acoustique tels que Blackfire, Triplus, PP3 et Silere. L'installation est plus simple, avec des raccords à emboîtement et à joint, sans compromettre les performances.

Le PEHD est préféré pour les installations techniques lourdes, tandis que le PP se distingue par sa facilité d'utilisation et son excellente isolation acoustique. Le choix dépend de l'utilisation prévue du bâtiment et des exigences du projet.

Dans les environnements hospitaliers et hôteliers, le PP offre le meilleur compromis entre confort acoustique et rapidité d'installation. Pour les systèmes de traitement des déchets industriels, le PEHD reste le choix optimal.

Principes d'installation de la vanne de mélange

La distance maximale entre deux vannes de mélange est de 6 m. Il est essentiel d'éviter les réductions de diamètre le long de la colonne et de vérifier la nécessité d'une « boucle de décharge ».

Il s'agit d'un circuit de dérivation secondaire, obligatoire dans certaines configurations, qui sert à équilibrer les pressions à la base du tuyau d'évacuation. Il garantit que les appareils les plus bas ne sont pas soumis à une surpression.

Si le débit total est inférieur à 5,2 l/s et que la différence de hauteur entre les points extrêmes de la conduite est inférieure à 12 m, la boucle peut être omise. Cela permet une plus grande flexibilité dans les bâtiments de petite et moyenne taille.

Configurations spéciales des conduites d'évacuation

Les déviations verticales doivent suivre des géométries précises afin de ne pas altérer le débit. Pour les déplacements supérieurs à 1 m, une section verticale intermédiaire ou une boucle de décompression est nécessaire.

Plusieurs colonnes peuvent être raccordées en aval de leurs boucles respectives, en maintenant une distance minimale de 1 m entre les raccordements. Cela permet une gestion centralisée du collecteur sans compromettre la fonctionnalité.

Les dérivations ne doivent pas dépasser une longueur maximale de 8 m si elles ne sont pas ventilées (6 m avec WC) ou de 20 m si elles sont ventilées. Les pentes varient de 1 % à 5 % selon le type de raccordement.

Si la dérivation dessert plusieurs appareils ou dépasse les limites de longueur, un circuit de ventilation secondaire doit être prévu, raccordé à la colonne par une dérivation à 45°.

Entretien et contrôles

Il est conseillé de prévoir au moins un contrôle tous les cinq étages et au niveau de la boucle de décompression afin de faciliter le nettoyage et les contrôles périodiques.

Les vannes de mélange doivent être installées dans des gaines techniques accessibles.