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Activité – Préparer une solution antigel pour circuit de chauffage SITUATION PRO

Chapitre 9 – Solutions aqueuses et concentration | Première Bac Pro ICCER (Grpt 1) | Chimie | ⏱ 50 min

Dernière mise à jour : 5 mai 2026, 16:00

Objectifs :

Situation – préparation du fluide caloporteur avant l'hiver

Lucas est technicien chauffagiste chez ThermoConfort SARL à Grenoble. En prévision de l'hiver, il doit préparer le fluide caloporteur d'un circuit de chauffage pour protéger l'installation contre le gel jusqu'à −15 °C. Il utilise du mono-propylène glycol (MPG) qu'il doit diluer à la bonne concentration.

Document 1 — Schéma de la dilution antigel

Dilution : C₁V₁ = C₂V₂ (conservation de la masse de soluté) 520 g/L bidon concentré prélever V₁ ≈ 19,2 L + eau ≈ 30,8 L 200 g/L 50 L total circuit chauffage Protection −15 °C vérification au réfractomètre

Document 2 — Étiquette du bidon Glycol Protect

CaractéristiqueValeur
CompositionMono-propylène glycol (MPG) en solution aqueuse
Formule brute du MPGC₃H₈O₂
Concentration en masseCm,1 = 520 g/L
Masse volumiqueρ = 1 040 g/L
Contenance20 L
Protection antigel−35 °C (produit pur) / −15 °C à 200 g/L

Document 3 — Données et formules

📚 Cette activité s'appuie sur §1 (soluté/solvant), §2 (concentration Cm et C) et §3 (dilution C1V1 = C2V2) de la leçon Ch09.

Problématique : Quelle quantité de glycol concentré Lucas doit-il prélever pour préparer 50 L de fluide caloporteur protégé contre le gel à −15 °C ?

Question 1 APP

Dans la solution antigel concentrée du bidon :

a) Quel est le soluté ? Quel est le solvant ?

b) S'agit-il d'une solution aqueuse ?

a) Soluté : mono-propylène glycol (MPG). Solvant : eau.

b) Oui, c'est une solution aqueuse car le solvant est l'eau (étiquette : « solution aqueuse »).

Question 2 APP

Lucas veut diluer la solution concentrée pour obtenir une solution moins concentrée.

a) S'agit-il d'une dissolution ou d'une dilution ?

b) Quelle est la différence ?

a) C'est une dilution : Lucas part d'une solution déjà préparée (le bidon concentré) et ajoute de l'eau pour diminuer la concentration.

b) Dissolution : dissoudre un soluté pur (solide, liquide ou gazeux) dans un solvant. Dilution : ajouter du solvant à une solution existante pour diminuer sa concentration.

Question 3 REA

Le bidon contient 20 L de solution concentrée à Cm,1 = 520 g/L. Calculer la masse totale de glycol dans le bidon.

Rappel : m = Cm × V.

m = Cm,1 × Vbidon = 520 × 20 = 10 400 g = 10,4 kg de glycol.

Question 4 REA

Calculer la masse molaire moléculaire M du MPG (C₃H₈O₂).

M(C₃H₈O₂) = 3 × M(C) + 8 × M(H) + 2 × M(O).

M = 3 × 12 + 8 × 1 + 2 × 16 = 36 + 8 + 32 = 76 g/mol.

Question 5 REA

Calculer la concentration molaire C1 de la solution concentrée. Rappel : C = Cm / M.

C1 = Cm,1 / M = 520 / 76 ≈ 6,84 mol/L.

Très concentrée. Pour comparaison, l'eau de mer fait ~ 0,6 mol/L de NaCl.

Question 6 REA

Lucas veut préparer V2 = 50 L à Cm,2 = 200 g/L à partir de la solution à 520 g/L.

a) Écrire la relation de dilution.

b) Calculer le volume V1 de solution concentrée à prélever.

c) Volume d'eau à ajouter ?

a) Relation : Cm,1 × V1 = Cm,2 × V2.

b) V1 = (Cm,2 × V2) / Cm,1 = (200 × 50) / 520 ≈ 19,2 L.

c) Veau = V2 − V1 = 50 − 19,2 = 30,8 L.

Question 7 ANA

L'étiquette : protection à −15 °C pour 200 g/L, à −35 °C pour le produit pur (520 g/L).

a) Pourquoi la concentration en glycol est-elle importante pour la protection antigel ?

b) Que se passerait-il si Lucas préparait une solution trop diluée (50 g/L) ?

a) Le glycol abaisse le point de congélation de l'eau (cryoscopie). Plus la concentration est élevée, plus la Tgel est basse.

b) Avec 50 g/L : Tgel à peine sous 0 °C (~ −2 à −3 °C). En cas de grand froid, l'eau du circuit pourrait geler → dilatation (eau gèle en augmentant de 9 % de volume) → tuyaux qui éclatent et installation endommagée. Coût réparation : 5 000-15 000 €.

D'où l'importance de respecter la concentration recommandée.

Question 8 VAL

Lucas vérifie la solution préparée avec un réfractomètre : il indique une protection à −14 °C.

a) Cohérent avec la concentration cible de 200 g/L (−15 °C) ?

b) Expliquer le léger écart.

a) Oui, cohérent. Écart de 1 °C, dans la marge d'incertitude acceptable.

b) Causes possibles :

  • Imprécision de la mesure des volumes sur chantier (récipients gradués au litre, pas de fioles jaugées).
  • Précision du réfractomètre (~ ± 1 °C).
  • Arrondissement du calcul (V1 = 19,2 L, en pratique 19,0 ou 19,5 L).

Question 9 COM

Rédiger le protocole de préparation que Lucas doit suivre sur le chantier.

Protocole — préparation 50 L de solution antigel à 200 g/L

Matériel : bidon Glycol Protect 520 g/L, récipient gradué 50 L propre, bidon gradué 20 L, eau du réseau, agitateur, réfractomètre.

  1. Préparer un récipient propre de capacité ≥ 50 L.
  2. Prélever 19,2 L de solution Glycol Protect avec un bidon gradué.
  3. Verser la solution concentrée dans le récipient.
  4. Ajouter progressivement 30,8 L d'eau du réseau.
  5. Mélanger soigneusement pour obtenir une solution homogène.
  6. Vérifier la concentration au réfractomètre (résultat attendu : protection ~ −15 °C).
  7. Remplir le circuit de chauffage avec la solution préparée et purger l'air.

Sécurité : porter gants et lunettes (le MPG est légèrement irritant). EPI mentionnés sur la fiche FDS du produit.

🚀 Pour aller plus loin ANA

Pourquoi utilise-t-on aujourd'hui le mono-propylène glycol (MPG) plutôt que le mono-éthylène glycol (MEG) dans les circuits de chauffage domestique ?

2 antigels existent en chauffage :

CaractéristiqueMEG (mono-éthylène glycol)MPG (mono-propylène glycol)
FormuleC₂H₆O₂C₃H₈O₂
ToxicitéToxique (DL50 5 mg/kg !)Non toxique (DL50 23 g/kg)
GoûtSucré (attire enfants/animaux)Légèrement sucré
Performance antigelExcellenteTrès bonne (10 % moins efficace)
Viscosité (impact circulation)Plus faiblePlus élevée
Prix~ 3 €/L~ 5 €/L
UsageIndustrie, automobile (lave-glace)Chauffage domestique, agro-alimentaire, cosmétique

Le MEG est mortel : 30 mL suffisent pour tuer un adulte. Cas tristement célèbre : enfants et animaux qui boivent du liquide de refroidissement automobile au goût sucré.

Pour les circuits de chauffage domestique, on utilise donc systématiquement le MPG (depuis arrêté ministériel 2010) :

  • Pas de risque en cas de fuite (chaufferie, sanitaires).
  • Compatible avec installations à proximité d'eau potable.
  • Biodégradable.
  • Approuvé par les fabricants de chaudières (Vaillant, Viessmann, etc.).

L'industrie automobile utilise encore du MEG car les circuits sont fermés et le risque de contact humain limité (mais danger pour les animaux qui lèchent les flaques sous les voitures).

Pour Lucas : toujours vérifier sur la fiche du produit et l'étiquette FDS qu'il s'agit bien de MPG (« propylene glycol ») et non de MEG (« ethylene glycol »). Erreur fatale possible.

À retenir