Techniques de pose

Les travaux sans tranchée se sont beaucoup développés durant les 20 dernières années. La France rattrape depuis peu son retard en la matière par rapport aux pays environnants. Pour ces travaux, les conduites sont soumises à un risque d’endommagement supplémentaire à prendre impérativement en compte. Le DVGW (Syndicat allemand des industriels pour le gaz et l’eau) a recommandé dans un premier temps un manteau de protection. Désormais c’est la PAS1075, publiée par la DIN en 2009, qui constitue le texte normatif de référence pour ces applications.

Lors d’une pose en construction ouverte, la zone de la conduite doit être définie avec exactitude. En ce qui concerne la réalisation de la tranchée, la norme DIN 4124 « Fouilles et tranchées », entre autres, est applicable. Elle détermine exactement la largeur des espaces de travail et la manière dont le blindage doit être exécuté. Le sol environnant la conduite est préparé de manière à protéger la conduite de fluide supportant la pression des influences extérieures. La norme DIN EN 805 et la directive W400-2 énoncée par la DVGW (Société allemande de l’industrie du gaz et des eaux) prescrivent un encastrement de cette conduite dans du sable ou du gravier fin. La fiche de travail W400-2 de la DVGW n’autorise dans ce cas qu’une grosseur de grain d’un maximum de 22 mm. C’est la seule manière d’empêcher que des matériaux de construction inappropriés n’exercent une charge ponctuelle ou linéaire sur la conduite placée dans la tranchée.

La hausse de la pression liée aux coûts pousse de nombreuses entreprises à remettre en question la nécessité d’un enrobage fastidieux par lit de sable. Si les matériaux extraits sont compactables, ils peuvent être utilisés à la place du sable pour le remblayage, à condition cependant que la conduite soit à même de supporter les charges s’exerçant alors. En zone rurale, il est également possible d’installer de nouvelles conduites présentant un excellent rendement de pose en ayant recours à la trancheuse ou au soc.

Renoncer au lit de sable peut exposer la surface de la nouvelle conduite à des éraflures et des rayures (seuls les endommagements inférieurs à 10 % de l’épaisseur de la paroi sont tolérés). Par ailleurs, sur une période prolongée, des pierres peuvent générer des charges ponctuelles ou linéaires sur la paroi externe – en supplément des charges de service telles la pression interne, les charges dues à la pression du sol ou à la circulation – et conduire à la détérioration du tube. Si aucun lit de sable n’assure la protection du tube, il est nécessaire de garantir que ce dernier puisse supporter de légers endommagements de sa surface (rayures) et notamment les charges ponctuelles afin d’éviter des fissurations.

Trancheuse à soc

L’influence du soc sur le sol est relativement faible.
Cette méthode de pose préserve grandement l’environnement, peut être utilisé jusqu’à des profondeurs de pose de 2 mètres.
Avec des cadences de pose pouvant atteindre jusque 5000 mètres par jour, cette technique est très rentable quand les conditions le permettent.

Préconisation : exiger la conformité à la PAS1075 type 1 ou 2 .

Trancheuse à chaine

La chaîne ouvre jusque 60 cm de largeur, et pour une profondeur atteignant jusqu’à 2,5 m.
Le tuyau est mis en place et le remplissage de la tranchée a lieu pratiquement en même temps, en règle générale avec le matériau d’excavation.

Ce procédé de pose permet de travailler dans des sols difficiles jusqu’à la classe de sol 7. La cadence dépend bien évidemment de la qualité de sol.

Toujours moins rapide que le soc, mais toujours performante par rapport à une pose traditionnelle à la pelle.

Préconisation au niveau du tube : idem le concepteur se doit d’exiger la conformité à la PAS1075 type 1 ou 2 car le tube subira de fortes contraintes

pendant et après la pose.

Fusées de terre

Le procédé de compactage de terre est un procédé reconnu et établi depuis trois décennies pour la pose souterraine de conduites. A l’aide d’une fusée de compactage pneumatique, on crée un espace creux souterrain dans lequel on entraîne, immédiatement ou plus tard, des tubes sans manchons jusque DN 200 en PEHD sur une longueur de forage jusqu’à 40m.

La longévité de la conduite posée avec cette technique dépend de son degré d’intégrité. Le matériau tolère des altérations sur une profondeur inférieure à 10 % de la paroi du tube ; au-delà, un raccourcissement de la durée de vie est à prévoir.

Aussi, la fiche technique GW 321 rédigée par la DVGW prescrit le recours aux conduites à manteau protecteur.

Eclatement

Ménageant l’environnement et utilisant le tracé existant, la pose par éclatement statique est une méthode destinée au renouvellement sans tranchée de conduites généralement défectueuses ou sous-dimensionnées.

Un dispositif transporteur pousse une tringle à travers l’ancienne conduite à éclater. Une fois que la tringle atteint le puits ou la fouille cible, la tête d’éclatement, le mandrin d’élargissement et la nouvelle conduite y sont fixés. En fonction des conditions, il est possible d’élargir la section pour atteindre jusque 2 sections nominales supplémentaires. Une simple traction statique arrière de la tringle permet d’éclater l’ancienne conduite tout en y introduisant la nouvelle. Les matériaux particulièrement durs, tels l’acier ou la fonte GS, sont sectionnés, tandis que les matériaux cassants (grès, béton, fonte grise, etc.) sont brisés. Les fragments de l’ancienne conduites sont alors compactés dans la terre.

L’opération d’éclatement et d’introduction du nouveau tube expose ce dernier à de fortes contraintes. Les fragments de l’ancienne conduite peuvent provoquer des entailles et des rayures ; par ailleurs, des charges ponctuelles s’exercent. Aussi, la fiche technique GW 323 publiée par la DVGW (Société allemande de l’industrie du gaz et des eaux) recommande l’utilisation de conduites à manteau protecteur.

Procédé de Réduction

Dans ce cas, les tubes en PEHD sont tirées dans l'ancienne conduite de telle sorte que le diamètre intérieur de l'ancienne conduite corresponde au diamètre extérieur de la nouveau tube en PEHD (en anglais : Close Fit).

Pour cela, le nouveau tuyau est :

soit déformé puis remis à sa forme en jouant sur l’effet mémoire au moyen de vapeur,
soit on réduit mécaniquement le diamètre extérieur du tuyau.

Ce procédé est appelé le swagelining (de l’anglais « matrice »). Le tube passe à travers une matrice ajustée sur le diamètre intérieur de l’ancienne conduite et est soumis à une contrainte de traction jusqu’à sa complète introduction. La contrainte de traction une fois relâchée, il retrouve sa forme d’origine : l’espace annulaire disparaît et la paroi externe de la nouvelle conduite se plaque contre la paroi interne de l’ancienne.

Close-Fit-Lining

Dans la gamme Close-fit-Lining avec des tuyaux PE, les conduites sont réhabilitées de manière efficace et durable et en outre en respectant l’environnement à l’aide d’un tuyau PE fabriqué en usine. Le nouveau tuyau subit pour cela une déformation spécifique consistant en un pliage thermomécanique. La longueur maximale pouvant être enroulée sur un tambour dépend du diamètre du tuyau. Selon la dimension nominale, la section réduite du nouveau tuyau permet de poser plusieurs centaines de mètres par étape de travail. En rajoutant de la vapeur et de la pression, le nouveau tuyau reprend sa forme ronde initiale et s’adapte ainsi comme tuyau statiquement indépendant à l’ancienne conduite.

Déroulement : En amont de la réhabilitation, la conduite est séparée. Après une inspection à la caméra, les dépôts et les obstacles sont soigneusement éliminés. En cas de besoin, une alimentation provisoire pour les consommateurs est installée. Le Close-Fit-Liner est ensuite inséré dans la conduite à réhabiliter à l’aide d’un treuil à moteur. Le Liner est ensuite réchauffé par des vapeurs chaudes. L’« effet de mémoire» est alors activé dans cette opération. Le tuyau Close-Fit reprend sa forme initiale sous l’effet de la pression de la vapeur et s’adapte parfaitement en se déployant à la paroi de l’ancien tuyau. Grâce au soudage du manchon par le filament de chauffage la jonction est parfaite et la conduite sous pression ou la conduite à écoulement libre est à nouveau intégrée au réseau existant.

Après un test de pression réussi et le rinçage de la conduite, la nouvelle conduite est opérationnelle.

Forage horizontale dirigé

Le forage horizontal dirigé intervient par exemple pour les poses sur de longs parcours, les siphons inversés et les franchissements de bâtiments, les ouvrages de drainage et d’irrigation, la pose de câbles reliés à des systèmes de guidage du trafic routier et les travaux de stabilisation des pentes ou de consolidation des digues. L’orientation du forage s’effectue par une rotation de la tête de forage pilote à l’intérieur du trou. Une cavité souterraine est alors percée par jet d’eau.

Projetée sous forte pression de la tête de forage, une boue de forage ameublit le sol et expulse hors du trou le matériau déblayé. La composition de cette boue est adaptée aux différents sols et, outre le minéral argileux qu’est la bentonite, peut inclure d’autres agents renforçant par exemple la solidité du canal de forage.

En fonction du diamètre de la conduite à installer, le forage pilote doit être suivi de plusieurs forages d’élargissement permettant une préparation adéquate du canal de forage à la propulsion du tube. Un système à percussion adapté aux sols pierreux atteignant la catégorie 5 et partiellement 6 facilite non seulement la progression, mais aussi le pilotage. Si un forage à travers la roche est nécessaire, un moteur de forage équipé de trépans à molettes est placé à l’avant.

La fiche technique GW 321 de la Société allemande de l’industrie du gaz et des eaux (DVGW) ‒ Forage horizontal dirigé pour les réseaux de gaz et d’eau ; exigences, garantie de la qualité et contrôle ‒ spécifie que la réhabilitation de réseaux d’eau potable réclame des conduites présentant un échelon de pression minimum de 10 bars. Durant leur introduction, les tubes ne doivent pas subir des contraintes supérieures aux forces de traction autorisées. Selon la fiche technique GW 321 émise par la DVGW, ou, le cas échéant, sur demande du maître d’ouvrage, les forces de traction s’exerçant directement sur la conduite de fluide doivent être mesurées et faire l’objet d’un protocole. La prise de mesure s’effectue à l’aide d’un dynamomètre de traction monté en amont du tube à tirer. En raison des contraintes mécaniques accompagnant cette technique de pose, il est recommandé d’avoir recours uniquement à des conduites de la série SDR 11, en particulier pour les tubes de faibles diamètres. La longévité de la conduite posée avec cette technique dépend de son degré d’intégrité. Le matériau tolère des altérations sur une profondeur inférieure à 10 % de la paroi du tube ; au-delà, un raccourcissement de la durée de vie est à prévoir. Aussi, la fiche technique GW 321 rédigée par la DVGW prescrit le recours aux conduites à manteau protecteur.

Retubage

Les tubes PEHD sont introduits à l’intérieur de l’ancienne conduite. Le retubage implique également une diminution de la section fréquemment souhaitée à des fins de réajustement des capacités, par ex. suite au départ d’établissements industriels, d’entreprises ou à un déplacement de population. Du point de vue de la circulation des fluides, les nouveaux tubes présentent des valeurs de résistance comparativement plus faibles. Comme le démontre la pratique, ils permettent souvent, malgré leur section réduite, une augmentation du débit. Un retubage nécessite le nettoyage préalable de l’ancienne conduite. Un calibrage de la section est ensuite effectué afin de garantir que la section requise par le nouveau tube est présente sur tout le tronçon à rénover. Si besoin est, celui-ci fait l’objet d’une inspection vidéo.

L’introduction est généralement réalisée à partir de fouilles au moyen d’un treuil et d’un câble tracteur. Après la pose, l’espace circulaire présent entre l’ancienne et la nouvelle conduite est ordinairement rempli d’un produit de remplissage. Celui-ci permet une fixation solide du nouveau tube et, constituant un lit, favorise une répartition homogène des charges externes. Les conduites à manteau de protection sont conçues pour supporter les contraintes inhérentes au retubage et garantissent une parfaite intégrité du tube central, pendant comme après la mise en place.