Les classe de résistance d'un tuyau enfoncé et le type de joint Ils sont choisis en fonction des poussées prévues, de la longueur d'enfoncement, du diamètre, de la profondeur, des caractéristiques géotechniques, du frottement sol-conduite, de la courbure, de la pression extérieure, de l'étanchéité requise et des conditions d'exploitation de la conduite. La canalisation doit résister aussi bien aux charges temporaires liées à la mise en œuvre qu’aux charges permanentes une fois installée.
Dans les projets de le fonçage de tuyaux, le microtunnelage dans les applications terrestres et souterraines o Traversées d'infrastructures, ce choix ne doit pas reposer uniquement sur le diamètre ou l'utilisation finale de la canalisation. Il faut également tenir compte de la manière dont le tuyau est mis en place, des contraintes auxquelles il est soumis lors de la pose et du niveau d'étanchéité que le joint doit garantir.
À quelles contraintes doit résister un tuyau enfoncé ?
Un tube enfoncé fonctionne en deux phases distinctes :
| Phase | Principaux axes d'action | Ce qui est vérifié |
|---|---|---|
| Exécution | Poussée longitudinale, frottement, charges ponctuelles, déviations, courbure et pression de contact | Résistance axiale, joints, bagues de répartition, fissuration, déformation et capacité d'enfoncement |
| Service | Charges du sol, circulation, eau extérieure, pression intérieure, durabilité et étanchéité | Résistance structurelle, étanchéité, corrosion, abrasion, durée de vie et entretien |
C'est pourquoi un tuyau adapté au fonctionnement hydraulique ne suffit pas toujours pour être enfoncé. Il doit être conçu pour résister aux contraintes liées à la pose sans endommager le tuyau, le joint ni le revêtement.
Facteurs déterminants pour la classe de résistance
La classe de résistance est définie à partir d'une combinaison de variables techniques :
1. Poussée maximale prévue
La poussée d'enfoncement est l'un des facteurs les plus importants. Elle dépend de la longueur du tronçon, du frottement externe, de la lubrification, du diamètre, des conditions géotechniques, de la profondeur et du tracé. Si la poussée prévue est élevée, il peut être nécessaire d'utiliser un tuyau présentant une plus grande capacité de résistance ou de recourir à stations de poussée intermédiaires.
2. Profondeur d'enfoncement et frottement
Plus la longueur est grande, plus la surface de contact entre la canalisation et le sol est importante. Cela augmente les forces de frottement et peut avoir une incidence sur la résistance axiale du tuyau, la conception des joints et le système de lubrification.
3. Diamètre et épaisseur du tuyau
Le diamètre extérieur détermine la surface de contact, la poussée, la rigidité, la capacité hydraulique et la stabilité face aux charges externes. L'épaisseur influe sur la résistance structurelle et sur la capacité à supporter les efforts d'enfoncement.
4. Profondeur et charges extérieures
La couverture, le poids du sol, les charges dues à la circulation routière, au trafic ferroviaire ou aux constructions voisines influent sur la résistance requise pendant la durée de vie de la conduite.
5. Géotechnique et nappe phréatique
Les terrains abrasifs, hétérogènes, comportant des blocs rocheux, des roches, du sable, du gravier ou de l'eau peuvent accroître les poussées, l'usure, la pression extérieure et les exigences en matière d'étanchéité.
6. Courbure et tolérances de guidage
Si le tracé comporte des courbes, la canalisation et le joint doivent pouvoir supporter des déviations angulaires contrôlées sans perte de résistance ni d'étanchéité.
7. Utilisation finale de la conduite
L'assainissement, l'approvisionnement en eau, le drainage, les exutoires, le captage, les conduites industrielles ou les galeries accessibles peuvent nécessiter différents critères en matière d'étanchéité, de pression interne, de durabilité, de résistance chimique ou d'entretien.
Comment choisir le type de joint ?
Le joint doit garantir l'alignement, la transmission des efforts, l'étanchéité et la compatibilité avec l'enfoncement. Sa conception dépend du matériau de la canalisation, de son diamètre, de la pression, de la courbure, des tolérances et des exigences d'exploitation.
| Type de critère | Ce qui est vérifié | Conséquences sur l'assemblée générale |
|---|---|---|
| Étanchéité | Pression interne, pression externe et niveau de la nappe phréatique | Définit les élastomères, la géométrie et le système d'étanchéité |
| Force d'enfoncement | Charge axiale transmise entre les tubes | Conditionne les bagues de répartition et les surfaces de contact |
| Courbure | Écart angulaire admissible entre les tubes | Exige des joints compatibles avec le rayon prévu |
| Durabilité | Environnement chimique, eau de mer, réseaux d'assainissement ou sols agressifs | Traitement des matériaux, des revêtements et de la protection |
| Tolérances | Alignement, fabrication et montage | Cela a une incidence sur le comportement lors de l'enfoncement et de l'exploitation |
| Entretien | Accessibilité et utilisation finale | Cela peut nécessiter une inspection, une réparabilité ou une plus grande robustesse |
Dans les canalisations enfoncées, on utilise généralement des systèmes de raccordement comportant des éléments d'étanchéité et des surfaces conçues pour répartir les poussées de manière uniforme. Lorsque les efforts sont importants, on recourt à des bagues de répartition ou à des solutions équivalentes afin d'éviter les concentrations de charge et les dommages aux extrémités de la canalisation.
Rôle des bagues de répartition de charge
Les anneaux de répartition Ils contribuent à répartir la poussée entre les tubes de manière plus uniforme. Leur fonction est de réduire les concentrations de contraintes, de compenser les faibles tolérances et de protéger les extrémités des tubes lors de l'enfoncement.
Ils revêtent une importance particulière lorsque :
- Poussée élevée.
- Longs tronçons.
- Grands diamètres.
- Courbure.
- Tolérances strictes.
- Tuyaux en béton armé, en PRV, en acier ou en d’autres matériaux soumis à des exigences spécifiques en matière de contact.
- Risque lié aux charges excentriques ou aux désalignements.
Le choix de la bague doit être coordonné avec le fabricant de la canalisation, les ingénieurs chargés du projet et la procédure d'enfoncement.
Erreurs courantes à éviter
Lors du choix des tuyaux et des joints, il convient d'éviter :
- Choisir la tuyauterie uniquement en fonction de son diamètre hydraulique.
- Ne pas vérifier les forces maximales d'enfoncement.
- Ne pas tenir compte du frottement ni de la lubrification.
- Ne pas tenir compte des courbures ou des écarts admissibles.
- Ne pas vérifier la pression extérieure en raison du niveau de la nappe phréatique.
- Utiliser des joints non adaptés à la pression de service.
- Ne pas prévoir de bagues de répartition adaptées.
- Sous-estimer les charges liées à la circulation, au réseau ferroviaire ou aux bâtiments.
- Ne pas coordonner le type de sol, la composition et la méthode d'excavation.
- Ne pas vérifier la résistance aux environnements chimiques, à l'abrasion ou à l'eau de mer.
De quelles informations Eurohinca a-t-elle besoin pour l'examiner ?
Pour déterminer la classe de résistance et le type de joint, il convient de fournir les informations suivantes :
- Diamètre intérieur et extérieur prévu.
- Matériau des tuyaux.
- Profondeur d'enfoncement.
- Profondeur et couverture.
- Plan et profil.
- Rayon de courbure, s'il existe.
- Géotechnique et nappe phréatique.
- Charges extérieures.
- Pression interne et externe.
- Utilisation finale de la conduite.
- Durée de vie requise.
- Exigences en matière d'étanchéité.
- Poussée maximale admissible par tube.
- Système de joint proposé.
- Nécessité de gares intermédiaires.
- Conditions de durabilité et environnement.
La sélection doit être coordonnée avec la l'assistance technique et l'ingénierie pour les chantiers sans tranchée, le fabricant des tuyaux ainsi que la conception globale des puits, de la foreuse de tunnel et du procédé d'enfoncement.
Liste de contrôle minimale pour le choix des tuyaux et des joints : diamètre, matériau, longueur d'enfoncement, poussée prévue, poussée admissible, frottement, lubrification, géotechnique, nappe phréatique, profondeur, charges extérieures, pression interne, pression externe, courbure, joint, anneau de répartition, étanchéité, durabilité, stations intermédiaires et méthode d'excavation.
Demander un contrôle technique de la classe de résistance, forces d'enfoncement et type de joint avant de finaliser la conception de la tuyauterie ou de préparer l'offre technico-commerciale.
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