MPG 30 % — propylène glycol à 30 % en volume

Qu'est-ce que le MPG à 30 % ?

Le monopropylène glycol (MPG, propane-1,2-diol, CAS 57-55-6) est l'antigel des circuits fermés où le fluide peut entrer en contact avec une eau potable ou un produit consommable. Mélangé à l'eau, il abaisse le point de congélation et relève le point d'ébullition du caloporteur, exactement comme le monoéthylène glycol — mais sans le risque toxicologique de ce dernier. Ne confondez pas les deux sigles : MPG = propylène, MEG = éthylène. Si vous cherchiez le second, la table MEG 30 % donne les propriétés correspondantes.

Le 30 % s'entend en volume, convention des fiches techniques de fluides et des réfractomètres de chantier : 30 litres de glycol pur pour 70 litres d'eau. Comme le propylène glycol pur n'est qu'à peine plus dense que l'eau (1036 contre 998 kg/m³ à 20 °C), cela représente 30,8 % en masse : les deux échelles sont presque confondues, ce qui n'est pas le cas sur le MEG.

C'est le premier palier réellement courant de la gamme, celui des installations qu'un hiver ordinaire suffit à protéger :

• circuits de froid des brasseries, laiteries, caves et process agroalimentaires, où le contact avec la denrée est possible ;
• groupes de production d'eau glacée et boucles de climatisation dont l'aérocondenseur est en extérieur ;
• réseaux et dépendances mis simplement hors gel, locaux techniques non chauffés, chaufferies en toiture ;
• installations de chauffage et planchers chauffants sous un climat tempéré, sans exposition prolongée au grand froid.

Protection antigel : quel pourcentage de monopropylène glycol ?

La dépression du point de congélation croît avec la concentration, mais pas proportionnellement : elle avance de 3 à 4 K tous les 5 points jusqu'à 45 %, puis de 6 K sur le dernier palier. Voici les valeurs publiées par un fabricant de fluides caloporteurs au monopropylène glycol.

Combien de litres d'antigel pour obtenir 30 % ?

C'est la question qui précède la lecture de la table. Avec un concentré — le glycol additivé vendu pur, à diluer — le dosage est une simple règle de trois sur le volume total du circuit.

Pour une installation de 200 litres, cela donne 60 litres de concentré et 140 litres d'eau. Vu depuis le bidon : 20 litres traitent environ 67 litres de circuit, et un fût de 200 litres environ 670 litres. Trois erreurs classiques annulent ce calcul.

• Le circuit est déjà plein d'eau. Ajouter 60 litres de concentré à 200 litres d'eau ne donne pas 30 %, mais 23 % — et un circuit en surpression. Sur ce palier, l'erreur est doublement pénalisante : 23 % passe sous le plancher de 25 % des inhibiteurs, et le circuit se retrouve mal protégé du gel comme de la corrosion. Il faut vidanger la part correspondante avant l'appoint.
• Le produit acheté est un « prêt à l'emploi ». Il est déjà dilué, souvent autour de 30 à 35 % : on le verse tel quel, sans eau d'appoint, sous peine de tomber à la moitié du dosage visé.
• Le volume du circuit est estimé au doigt mouillé. Il s'additionne poste par poste, ou se mesure au compteur pendant le remplissage. Et quel que soit le calcul, le contrôle final se fait au réfractomètre une fois le circuit brassé.

Les cinq grandeurs de la table

Toutes les valeurs sont données pour du monopropylène glycol à 30 % en volume dans l'eau. La température est le seul paramètre d'entrée, de −10 à 175 °C par pas de 5 °C. Les valeurs citées ci-dessous sont celles de la ligne 20 °C.

• Masse volumique ρ (kg/m³) — 1022 kg/m³ à 20 °C, soit une densité de 1,022. Elle décroît régulièrement avec la température, de 1035 kg/m³ à −10 °C jusqu'à 918 kg/m³ à 175 °C. C'est elle qui convertit un débit volumique en débit massique.
• Chaleur massique Cp (J/kg·K) — 3867 J/kg·K, soit 3,867 kJ/kg·K ou 0,924 kcal/kg·°C. Contrairement à l'eau, dont le Cp est quasi constant, celui du mélange croît nettement avec la température : de 3829 J/kg·K à −10 °C à 4047 J/kg·K à 175 °C.
• Viscosité dynamique μ (Pa·s) — 0,002962 Pa·s, soit 2,962 mPa·s ou 2,962 cP. La viscosité cinématique correspondante vaut ν = μ/ρ = 2,90 mm²/s (2,90 cSt). C'est la grandeur la plus sensible à la température : elle est divisée par 39 entre −10 et 175 °C.
• Conductivité thermique λ (W/m·K) — 0,468 W/m·K, soit 0,403 kcal/h·m·°C. C'est la plus stable des cinq : elle ne gagne que 23,6 % sur les 185 kelvins de la plage, de 0,445 W/m·K à −10 °C à 0,550 W/m·K à 175 °C. La raison est physique — la conductivité de l'eau croît avec la température, celle du glycol pur décroît, et les deux effets se compensent en partie.
• Pression de vapeur Ps (Pa abs.) — 2125 Pa. La colonne relative, exprimée en bar par rapport à l'atmosphère normale (1,01325 bar), reste négative jusqu'à 100 °C et change de signe à 105 °C : c'est là que le mélange bouillirait à l'air libre.

Ce que le glycol change par rapport à l'eau

À 30 %, les écarts à l'eau ne sont plus des corrections de second ordre : ils dimensionnent le circuit. Et celui qui compte le plus n'est pas celui auquel on pense.

MPG ou MEG à 30 % : chacun gagne sur un terrain

L'idée reçue veut que le monoéthylène glycol soit « le meilleur caloporteur ». Comparées ligne à ligne, les deux tables du site au même dosage disent quelque chose de plus nuancé. Le 30 % est d'ailleurs le seul palier où le fabricant cité publie les deux familles : la comparaison de protection s'y fait sans interpolation.

• Sur le transport de chaleur, le MPG l'emporte. Sa chaleur massique dépasse de 5,3 % celle du MEG 30 % (3867 contre 3672 J/kg·K), et le produit ρ × Cp suit : 3952 contre 3841 kJ/m³·K. Pour la même puissance, le circuit au MPG demande 5,6 % de débit en plus que l'eau, contre 8,7 % pour le MEG. Le MEG est plus dense (1046 contre 1022 kg/m³), mais cette densité ne rattrape pas son déficit de chaleur massique.
• Sur l'hydraulique, le MEG l'emporte, et c'est au froid que ça se joue. À −10 °C, le MPG 30 % est 1,68 fois plus visqueux que le MEG 30 %. Le rapport tombe à 1,59 à −5 °C, 1,51 à 0 °C, 1,37 à 10 °C, 1,26 à 20 °C et 1,12 à 40 °C. C'est donc le circulateur d'une boucle extérieure, et lui seul, qui paie le choix du MPG.
• Sur l'échange et la protection, le MEG garde une courte avance. Sur la plage froide où se décide le choix d'un antigel, il conduit la chaleur 2,5 % mieux à 20 °C (0,480 contre 0,468 W/m·K) et protège 2 K plus bas au même dosage — le même fabricant annonce −16 °C à 30 % contre −14 °C pour le monopropylène glycol. L'explication est moléculaire : la dépression du point de congélation dépend du nombre de molécules dissoutes, et le propylène glycol est plus lourd (76,1 contre 62,1 g/mol). À volume égal, il en apporte moins.
• Le contact tranche. L'éthylène-glycol est classé nocif en cas d'ingestion — mention de danger H302 (INRS, fiche toxicologique n° 25). Le propylène glycol est, lui, autorisé comme additif alimentaire (E 1520), avec une dose journalière admissible de 25 mg/kg de poids corporel réaffirmée par l'EFSA en 2018. Dès qu'un échangeur peut mettre le fluide en relation avec une eau potable, un process alimentaire ou un bassin, c'est le monopropylène glycol qui s'impose — et si la question ne se pose pas, la table MEG 30 % reste le terme de comparaison.

30, 35 ou 40 % : ce que change un palier

Le 30 % est le palier le plus dilué des trois tables MPG du site. Voici ce que coûte, mesuré à 20 °C entre tables voisines, le cran de 5 points suivant.

• Sur l'échange et le transport, c'est marginal. Passer de 30 à 35 % fait perdre 1,55 % de chaleur massique et 4,49 % de conductivité thermique, pour 0,39 % de masse volumique gagnée ; le débit à faire circuler n'augmente que de 1,2 %. Le cran suivant, de 35 à 40 %, coûte exactement le même ordre de grandeur.
• Sur l'hydraulique, c'est net et régulier. Chaque palier de 5 points multiplie la viscosité par 1,20 à 20 °C — et par 1,30 à −10 °C, c'est-à-dire davantage au moment le plus défavorable. C'est le circulateur, et non l'échangeur, qui encaisse le surdosage.
• Ce que le palier achète. 4 K de protection à chaque cran : −14 °C à 30 %, −18 °C à 35 %, −22 °C à 40 %. La règle pratique tient en une phrase : caler le dosage sur la température minimale réellement atteinte par le fluide, pas sur celle de l'air. Si l'installation voit régulièrement −15 °C, la table MPG 35 % donne les propriétés correspondantes ; pour un froid plus sévère, voyez la table MPG 40 %.

Contrôler la concentration en service

La concentration se vérifie au réfractomètre, gradué pour le glycol employé — une échelle MEG lue sur un mélange MPG donne un résultat faux, et l'erreur va dans le sens dangereux. Un densimètre convient également, la masse volumique du mélange étant une fonction monotone de la concentration ; c'est précisément ce que la colonne ρ de cette table permet de faire, en lisant à l'envers la densité mesurée à température connue. Attention toutefois : le MPG n'alourdit le mélange que de 2,4 % à 30 %, la lecture densimétrique y est donc peu sensible, et le réfractomètre reste le bon outil.

Le contrôle ne s'arrête pas là. Ce qui met fin à la vie d'un mélange n'est presque jamais la disparition du glycol, mais l'épuisement des inhibiteurs de corrosion : le fluide s'acidifie et attaque les métaux du circuit. Le pH et la réserve d'alcalinité font donc partie du contrôle périodique, au même titre que la concentration — et sur un palier à 30 %, où la marge au-dessus du plancher de 25 % n'est que de 5 points, c'est la dérive de concentration vers le bas qu'il faut surveiller en priorité, notamment après tout appoint d'eau.

Comment ces valeurs sont vérifiées

La table est couverte par une suite de 28 tests automatisés. Le principe : elle est comparée à des références externes réimplémentées indépendamment du moteur — jamais à ses propres sorties. Les écarts ci-dessous sont ceux que les tests mesurent réellement.

• Pression de vapeur — loi de Raoult et IAPWS-IF97. C'est le contrôle le plus complet. La fraction molaire d'eau du mélange (0,905) est recalculée à partir des seules masses molaires et masses volumiques des corps purs, puis multipliée par la pression de saturation de l'eau pure donnée par l'équation de la région 4 d'IAPWS-IF97, réécrite avec ses dix coefficients. Sur les 36 lignes de 0 à 175 °C, la table se tient entre +0,19 % et +0,90 % de cette référence. C'est la constance de ce biais sur 175 kelvins, bien plus que sa valeur, qui exclut une erreur de modèle ou d'unité.
• Conversions d'unités — définitions exactes. Chaque colonne secondaire doit être la conversion de la colonne principale : 1 kcal = 4186,8 J, 1 kcal/(h·m·°C) = 1,163 W/(m·K), 1 Pa·s = 3600 kg/(m·h), et la pression relative doit valoir la pression absolue moins 1,01325 bar. Les 38 lignes passent : l'écart maximal est de 9,0·10⁻⁴ kcal/kg·°C sur le Cp et 7,0·10⁻⁴ kcal/h·m·°C sur λ, soit moins d'une unité du dernier chiffre affiché. C'est le contrôle qui attrape une coquille de saisie.
• Bornage par les deux dosages supérieurs. Le 30 % est le palier le plus dilué : à chaque température commune, il doit se placer sous le 35 % et le 40 % sur la masse volumique et la viscosité, et au-dessus sur la chaleur massique et la conductivité. Le classement complet est vérifié de −10 à 110 °C ; sur Cp et λ, il tient sur la totalité de la plage. Trois tables saisies indépendamment se contrôlent ainsi l'une l'autre — une erreur sur une ligne casse cet ordre.

Références

• IAPWS R7-97(2012) — Revised Release on the IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam, International Association for the Properties of Water and Steam (révision du 29 mai 2018). Sa région 4 fournit l'équation de saturation de l'eau pure utilisée comme étalon de la colonne pression de vapeur.
• NIST Chemistry WebBook, SRD 69 — Propylene glycol (1,2-propanediol), National Institute of Standards and Technology. Fiche de référence du corps pur : formule C₃H₈O₂, CAS 57-55-6, masse molaire 76,0944 g/mol — la valeur utilisée pour calculer la fraction molaire du mélange. webbook.nist.gov
• Glysofor — fiches produits Glysofor L (monopropylène glycol) et Glysofor N (monoéthylène glycol), consultées le 24 août 2026. Source du tableau de protection antigel reproduit plus haut, du plancher de 25 % en volume sous lequel l'efficacité des inhibiteurs de corrosion n'est plus garantie, et du terme de comparaison MEG/MPG à formulation et méthode constantes — le palier de 30 % est publié pour les deux familles. glysofor.de
• EFSA — Re-evaluation of propane-1,2-diol (E 1520) as a food additive, EFSA Journal, 5 avril 2018 (doi : 10.2903/j.efsa.2018.5235). Source du statut d'additif alimentaire et de la dose journalière admissible de 25 mg/kg de poids corporel et par jour, établie en 1996 et maintenue par cette réévaluation. efsa.onlinelibrary.wiley.com
• INRS — Fiche toxicologique n° 226, « Propylène-glycol » (février 2020). Institut national de recherche et de sécurité. Fiche de référence de la substance (CAS 57-55-6) : propriétés physico-chimiques, effets sur la santé et précautions d'emploi. inrs.fr
• INRS — Fiche toxicologique n° 25, « Éthylène-glycol » (mise à jour d'août 2023). Source de la mention de danger H302 citée pour le monoéthylène glycol, qui départage les deux familles. inrs.fr
• CRC Handbook of Chemistry and Physics — propriétés des corps purs à 20 °C employées comme étalons de mélange : propylène glycol (ρ 1036 kg/m³, Cp 2507 J/kg·K, λ 0,200 W/m·K) et eau (998,2 kg/m³, 4182 J/kg·K, 0,598 W/m·K, 1,002 mPa·s).
• Celsius Process — Caractéristiques physiques des fluides thermiques, fiche « MPG 30 % » (PDF mis en ligne en janvier 2020). Table constructeur au même format que celle-ci, utile pour recouper une ligne. Le document est un PDF image : il se lit à l'écran, mais son contenu n'est pas extractible automatiquement.