EN 13445
La norme européenne pour les appareils à pression non soumis à la flamme
La norme EN 13445 est la norme européenne harmonisée qui fournit des règles complètes pour la conception, la fabrication et l'inspection des appareils à pression non soumis à la flamme fonctionnant au-dessus de 0,5 bar. Reconnue dans tout l'Espace économique européen, elle constitue la voie principale pour démontrer la conformité à la Directive Équipements Sous Pression (DESP) 2014/68/UE.
Calculer avec NextGenQu'est-ce que l'EN 13445 ?
L'EN 13445 est une série de normes européennes publiées par le CEN (Comité Européen de Normalisation) qui définit les exigences relatives aux appareils à pression non soumis à la flamme, fabriqués en aciers, alliages de nickel et autres matériaux métalliques.
Publiée pour la première fois en 2002 en remplacement de diverses normes nationales à travers l'Europe, l'EN 13445 a unifié les pratiques de conception des appareils à pression sous un cadre unique et harmonisé. Elle s'applique aux appareils qui ne sont pas directement exposés aux flammes ou aux gaz de combustion, couvrant une large gamme d'équipements industriels, notamment les échangeurs de chaleur, les réacteurs, les colonnes, les réservoirs de stockage et les réservoirs d'air.
La norme est structurée en onze parties. Les parties 1 à 5 forment le noyau, couvrant les exigences générales, les matériaux, la conception, la fabrication et l'inspection. Les parties 6, 8, 10 et 11 étendent la norme à des matériaux supplémentaires (fonte, aluminium, nickel, titane), tandis que les parties 7 et 9 sont des rapports techniques CEN sur l'évaluation de la conformité DESP et la conformité ISO 16528.
Points clés
- Publiée par : CEN (TC 54)
- Première édition : 2002
- Domaine d'application : Appareils à pression non soumis à la flamme > 0,5 bar
- Harmonisée avec : DESP 2014/68/UE
- Matériaux : Aciers, alliages de nickel, aluminium, titane, fonte
- Remplace : Codes nationaux (BS 5500, CODAP, AD Merkblatt, VSR, etc.)
Les onze parties de l'EN 13445
Partie 1 Généralités
Contient les informations générales sur le domaine d'application de la norme, ainsi que les termes, définitions, grandeurs, symboles et unités utilisés dans l'ensemble de la norme.
Partie 2 Matériaux
Traite de la philosophie générale des matériaux, du regroupement des matériaux et du comportement à basse température. Limitée aux aciers ayant une ductilité suffisante et, pour les composants dans le domaine du fluage, une ductilité au fluage suffisante. Fournit également les exigences générales relatives aux conditions techniques de livraison et au marquage des matériaux.
Partie 3 Conception
Fournit les règles de conception et de calcul sous pression interne et/ou externe, charges locales et actions autres que la pression. Propose le calcul par formules (DBF), le calcul par analyse (DBA) et le calcul par expérimentation (DBE). Définit également les exigences pour l'analyse en fatigue. Il s'agit de la section de calcul principale utilisée quotidiennement par les ingénieurs en appareils à pression.
Partie 4 Fabrication
Spécifie les exigences pour la fabrication des appareils à pression non soumis à la flamme et leurs raccordements aux parties non soumises à la pression, y compris la traçabilité des matériaux, les tolérances de fabrication, les exigences de soudage, les assemblages permanents autres que le soudage, les essais de production, le formage, le traitement thermique, les réparations et les opérations de finition.
Partie 5 Inspection et essais
Couvre les activités d'inspection et d'essais pour la vérification de conformité, y compris la revue de conception, les CND, le contrôle documentaire, la traçabilité des matériaux, la préparation des joints et le soudage. Le groupe d'essais détermine le niveau de CND et le coefficient de joint utilisé en conception. Les CND suivent l'EN ISO 5817 niveau de qualité « C » pour les charges non cycliques et « B » pour les charges cycliques.
Partie 6 Fonte à graphite sphéroïdal
Règles spéciales pour les matériaux, la conception, la fabrication, l'inspection et les essais des appareils à pression en fonte à graphite sphéroïdal. Les règles des parties 2–5 s'appliquent avec les compléments et exceptions décrits dans cette partie.
Partie 7 Évaluation de la conformité DESP CEN/TR
Rapport technique CEN fournissant des lignes directrices pour l'utilisation des procédures d'évaluation de la conformité de la Directive Équipements Sous Pression.
Partie 8 Aluminium et alliages d'aluminium
Règles spéciales pour les matériaux, la conception, la fabrication, l'inspection et les essais des appareils à pression en aluminium et alliages d'aluminium. Les règles des parties 2–5 s'appliquent avec les compléments et exceptions décrits dans cette partie.
Partie 9 Conformité ISO 16528 CEN/TR
Rapport technique CEN détaillant la conformité de la série EN 13445 à l'ISO 16528-1 « Chaudières et appareils à pression — Partie 1 : Exigences de performance ».
Partie 10 Nickel et alliages de nickel
Règles spéciales pour les matériaux, la conception, la fabrication, l'inspection et les essais des appareils à pression en nickel et alliages de nickel. Les règles des parties 2–5 s'appliquent avec les compléments et exceptions décrits dans cette partie.
Partie 11 Titane et alliages de titane Nouveau — 2024
Le dernier ajout à la série EN 13445 (septembre 2024). Règles spéciales pour les matériaux, la conception, la fabrication, l'inspection et les essais des appareils à pression en titane et alliages de titane.
Clauses de conception EN 13445-3
La partie 3 est le cœur de l'EN 13445, fournissant des règles détaillées de calcul par formules pour les composants d'appareils à pression. Le tableau suivant liste toutes les clauses et annexes majeures de conception, indiquant les calculs pris en charge par le logiciel NextGen.
| Clause | Description | NextGen |
|---|---|---|
| Clause 5 | Critères de conception de base — conditions de chargement, pression de calcul, température, coefficients de sécurité | |
| Clause 6 | Valeurs maximales de contrainte admissible — contrainte nominale de calcul pour tous les groupes de matériaux | |
| Clause 7 | Viroles sous pression interne — sections cylindriques, sphériques et coniques | |
| Clause 8 | Viroles sous pression externe — analyse de flambage, conception des anneaux raidisseurs | |
| Clause 9 | Ouvertures dans les viroles — renforcement des tubulures, efficacité de ligament, ouvertures multiples | |
| Clause 10 | Fonds plats — fonds plats circulaires et non circulaires, avec et sans tirants | |
| Clause 11 | Brides — brides intégrales, tournantes et inversées avec interaction du joint | |
| Clause 12 | Fonds bombés boulonnés — fonds de fermeture sous pression et boulonnés | |
| Clause 13 | Plaques tubulaires d'échangeurs de chaleur — configurations à plaques fixes, à tête flottante et en U | |
| Clause 14 | Soufflets de dilatation — durée de vie en fatigue, raideur et analyse de stabilité | |
| Clause 15 | Appareils à section rectangulaire — règles de conception pour les sections non circulaires | |
| Clause 16 | Charges additionnelles non liées à la pression — vent, séisme, poids mort et efforts de tuyauterie | |
| Clause 17 | Évaluation simplifiée de la fatigue — critères de sélection et évaluation conservative de la fatigue | |
| Clause 18 | Évaluation détaillée de la fatigue — courbes S-N, comptage de cycles, endommagement cumulatif | |
| Clause 19 | Conception au fluage — règles de conception dépendantes du temps pour les hautes températures | |
| Clause 20 | Règles de conception pour les parois planes renforcées | |
| Clause 21 | Fonds plats circulaires avec nervures de renforcement radiales | |
| Clause 22 | Analyse statique des appareils verticaux élancés sur jupes |
Annexes
| Annexe | Description | NextGen |
|---|---|---|
| Annexe E | Écart par rapport au cercle parfait — méthode d'évaluation de l'ovalisation | |
| Annexe F | Pression externe admissible pour les appareils présentant des écarts de circularité | |
| Annexe G | Règles alternatives de calcul des brides — méthode simplifiée pour les brides standard | |
| Annexe J | Calcul alternatif des plaques tubulaires d'échangeurs de chaleur — méthodes de calcul supplémentaires | |
| Annexe S | Extrapolation des contraintes de fluage — prédiction de la résistance dépendante du temps |
Vérifications supplémentaires
Au-delà des clauses principales de l'EN 13445-3, NextGen prend également en charge les calculs selon les normes associées fréquemment utilisées conjointement avec l'EN 13445 :
- EN 1591-1 — Brides et leurs assemblages (calcul basé sur le joint)
- EN 1092-1 — Brides en acier (désignation PN)
- EN 1759-1 — Brides en acier (désignation Class)
- WRC Bulletins — Charges locales sur les tubulures (WRC 107/537)
- EN 13480 — Tuyauteries industrielles métalliques
- EJMA — Normes de l'Expansion Joint Manufacturers Association
- TEMA — Normes de la Tubular Exchanger Manufacturers Association
- ASME PCC-1 — Directives pour l'assemblage des joints à brides boulonnées sous pression
- PD 5500 — Spécification pour les appareils à pression non soumis à la flamme (norme britannique)
- Nozzle PRO — Analyse de tubulures par éléments finis
Conformité DESP et EN 13445
La Directive Équipements Sous Pression (DESP) 2014/68/UE est une législation obligatoire dans tous les États membres de l'UE et de l'EEE. L'EN 13445, en tant que norme harmonisée au titre de la DESP, confère une présomption de conformité aux exigences essentielles de sécurité de la directive.
Lorsqu'un appareil à pression est conçu et fabriqué conformément à l'EN 13445, le fabricant bénéficie d'une présomption de conformité avec la DESP. Cela signifie que l'appareil est réputé conforme aux Exigences Essentielles de Sécurité (EES) de la directive sans preuve supplémentaire, ce qui simplifie considérablement la procédure d'évaluation de la conformité.
Comment l'EN 13445 soutient la conformité DESP
- Annexe I (EES 1 – Généralités) : Les parties 1, 3 et 5 établissent la méthodologie de conception, les coefficients de sécurité et les exigences d'inspection conformes aux dispositions générales de l'annexe I de la DESP.
- Annexe I (EES 4 – Matériaux) : La partie 2 garantit que seuls les matériaux répondant aux propriétés mécaniques et aux exigences d'essai spécifiées dans les normes EN sont utilisés.
- Annexe I (EES 3 – Fabrication) : La partie 4 traite des exigences de soudage, de formage et de traitement thermique correspondant aux EES de fabrication de la DESP.
- Annexe I (EES 5 – Mise en service) : La partie 5 définit les pressions d'épreuve hydrostatique et les critères d'acceptation conformes aux exigences de mise en service de la DESP.
Classification DESP
La DESP classe les équipements sous pression en quatre catégories (I à IV) en fonction du type de fluide, de la pression maximale admissible (PS) et du volume (V) ou du diamètre nominal (DN). Plus la catégorie est élevée, plus la procédure d'évaluation de la conformité est stricte.
| Catégorie | Modules d'évaluation |
|---|---|
| I | Module A (contrôle interne de la fabrication) |
| II | Modules A2, D1, E1 |
| III | Modules B+D, B+F, B+E, B+C2, H |
| IV | Modules B+D, B+F, G, H1 |
L'EN 13445 est inscrite au Journal officiel de l'Union européenne en tant que norme harmonisée au titre de la DESP 2014/68/UE.
EN 13445 par rapport aux autres codes de construction
Les ingénieurs doivent souvent choisir entre différents codes internationaux de construction d'appareils à pression ou les comparer. Le tableau ci-dessous met en évidence les principales différences entre l'EN 13445, l'ASME VIII et l'AD 2000 Merkblatt.
| Aspect | EN 13445 | ASME VIII Div. 1 & 2 | AD 2000 Merkblatt |
|---|---|---|---|
| Organisme émetteur | CEN (Européen) | ASME (États-Unis) | VdTÜV (Allemagne) |
| Portée géographique | Pays UE / EEE | Mondial (dominant en Amériques, Asie) | Allemagne, Europe centrale |
| Harmonisation DESP | Oui — Inscrite au Journal officiel de l'UE | Partielle — Acceptée avec des lacunes | Oui — Inscrite au Journal officiel de l'UE |
| Approche de conception | Approche semi-analytique avancée : DBF + DBA, proche de la mécanique des structures moderne | Div. 1 : DBF traditionnel / Div. 2 : DBF + DBA (élastique, élastoplastique, fatigue) / Div. 3 : très haute pression | DBF fortement prescriptif avec des coefficients de sécurité élevés |
| Coefficient de sécurité (traction) | 2,4 sur Rm | 3,5 sur Rm (Div. 1) / 2,4 (Div. 2) | 2,4 sur Rm |
| Analyse en fatigue | Complète (Clauses 17 & 18) | Div. 2 uniquement (détaillée) | AD 2000 S1/S2 (simplifiée) |
| Conception au fluage | Clause 19 + Annexe S | Div. 1 & Div. 2 (Partie 5) via ASME IID valeurs admissibles dépendantes du temps | AD 2000 S6 |
| Système de matériaux | Normes EN (EN 10028, EN 10222, etc.) avec traçabilité DESP (certificats EN 10204) | Spécifications ASME SA/SB — base de données étendue pour les installations pétrochimiques et chimiques | Matériaux EN + DIN (W.Nr.) avec des restrictions plus strictes sur certains aciers |
| Conservatisme des contraintes admissibles | Généralement moins conservatif — épaisseurs optimisées, composants plus légers | Div. 1 : conservatif (parois plus épaisses) / Div. 2 : comparable à l'EN 13445 | Conservatif — marges de sécurité élevées, composants souvent plus lourds |
| Charges externes | Clause 16 : vent, séisme, poids mort, efforts de tuyauterie — avec références aux Eurocodes | Div. 2 (4.1) : dispositions générales ; charges locales via codes auxiliaires WRC | AD S3/S4 : vent et charges supplémentaires (simplifié) |
| Appareils rectangulaires | Clause 15 | Div. 1 (Part UNC) & Div. 2 (4.12) | AD B5, B5/1 |
| Soufflets de dilatation | Clause 14 | Div. 1 (Part UEB) & Div. 2 (4.19) | AD B13 (simple pli uniquement) |
| Complexité & cas d'utilisation | Complexe et détaillée — idéale pour les conceptions sur mesure, les vérifications avancées et l'optimisation du poids. Nécessite un logiciel de calcul avancé. | Div. 1 : facile à appliquer, référence mondiale pour les projets internationaux. Div. 2 : plus exigeante mais puissante pour les conceptions optimisées. | Plus simple à appliquer — préférée dans le contexte réglementaire allemand et pour les équipements standardisés. |
| Licence / accès | Achat auprès des membres du CEN | Abonnement ou achat BPVC | Achat auprès de Beuth Verlag |
Points forts de l'EN 13445
Approche semi-analytique avancée, proche de la mécanique des structures moderne. Des contraintes admissibles moins conservatives permettent des épaisseurs optimisées et des appareils plus légers. Clauses dédiées pour les appareils rectangulaires, les soufflets de dilatation et les parois planes renforcées. Méthodologies complètes de fatigue, fluage et charges externes avec intégration des Eurocodes. Conformité directe à la DESP. Idéale pour les conceptions sur mesure et l'optimisation du poids — le logiciel NextGen rend ces calculs avancés rapides et accessibles.
Quand utiliser l'ASME
Le standard de référence mondial pour les projets internationaux, en particulier en Amérique du Nord, au Moyen-Orient et en Asie. Requis par le NBIC pour les appareils enregistrés aux États-Unis. Div. 1 est largement utilisée et facile à appliquer ; Div. 2 offre des analyses élastiques et élastoplastiques avancées comparables au DBA de l'EN 13445 ; Div. 3 couvre les applications à très haute pression.
Quand utiliser l'AD 2000
Approche fortement prescriptive, préférée dans le contexte réglementaire allemand et par les fabricants de tradition DIN. Plus simple à appliquer pour les équipements standardisés, avec des marges de sécurité élevées qui résultent en composants robustes mais plus lourds. Souvent utilisée comme alternative ou complément à l'EN 13445 en Europe centrale.
Calculer l'EN 13445 avec NextGen
Sant'Ambrogio NextGen est une application de bureau professionnelle pour le calcul d'appareils à pression qui prend en charge intégralement l'EN 13445 et les normes associées.
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