Brevet FR2020598A1 — publié le 19700717

La présente invention est relative à une conduite forcée à renforcement extérieur pour les installations de force motrice hydraulique ou analogues. Le fait de renforcer des tuyaux de ce genre par des bandages qui, généralement, entourent le tuyau sous précontrainte est connu. Toutefois, les bandages sont insuffisants pour résister efficacement aux efforts de compression exercés de l'extérieur sur le tuyau et leur protection est nulie, ou presque nulle, sur les tuyaux de grand diamètre, par exemple de plusieurs mètres. Les anneaux de rigidité, disposés à de longues distances les uns des autres et qui, de ce fait, n'apportent pas de renforcement sensible contre les pressions intérieures, sont également connus: Il en- est de même en présence de blindages de galeries pour les éléments prévus à l'extérièur de la conduite forcée, qui servent d'ancrages dans le terrain environnant ou le béton de remplissage et sont destinés à empêcher les mouvements de l'enveloppe du tuyau dans le sens circonférentiel. En ce qui concerne les conduites enterrées, c'est-à-dire exposées à la pression active du sol, le fait de renforcer le sommet du tuyau par des coques cylindriques, qui s'étendent sur toute la longueur du tuyau et forment avec son enveloppe un vide en forme de croissant rempli d'une masse résistante à la pression, est également connu.Cependant, ce genre de renforcement auquel on ne peut d'ailleurs. recourir que pour la pose des conduites dans le sol ou-des masses de rem blåi est également impropre à opposer une résistance suffisante aux pressions intérieures. Enfin sont encore connus des conduites forcées qui présentent une double enveloppe et un remplissage de béton entre le tuyau intérieur et le tuyau extérieur. Si, dans ce cas, les éléments intérieurs seulement des tuyaux sont assemblés entre eux de manière à assurer l'étanchéité à l'eau, il n'en résulte pratiquement qu'un-renforcement contre la pression intérieure.Seules les conduites à double enveloppe dont les éléments intérieurs et extérieurs sont assemblés de manière étanche offrent une résistance suffisante à la pression interne comme à la pression extérieure; elles présentent cependant l'inconvénient que les joints des éléments doivent être accessibles de l'intérieur et de l'extérieur pour effectuer les soudures d'assemblage, ce qui dans leur utilisation comme blindage de galerie t par exem- ple, n'est généralement pas le cas, comme il est également à peu près impossible de pratiquer ultérieurement des ouvertures pour l'injection de téton de remplissage.L'inconvénient le plus critique cependant réside dans le fait qu'au cas où le tuyau extérieur deviendrait non -étanche en un endroit, toute la pression extérieure s'exerceraitalors sur sur le tuyau intérieur seulement ce qui, aux endroits les moins résistants, peut aboutir à un bossellement sans aucune possibilité de détecter et d'étancher l'endroit non-étanche du tuyau extérieur situé à un tout autre endroit. Pour cette raison, il est également à peu près exclu en cas de charge extérieure, d'utiliser des conduites à double enveloppe sur lesquelles les joints circulaires de l'enveloppe extérieure, c'est-à-dire le tuyau extérieur, ne sont pas soudés sur l'ensemble du pourtour, et cela en dépit du fait qu'au point de vue du travail à la compression du tuyau un joint seulement serait suffisant pour le tuyau extérieur. Le problème à résoudre par l'invention est de supprimer ces carences et de créer une conduite forcée dont le renforcement extérieur est considérablement amélioré, aussi bien contre la pression extérieure que contre la pression intérieure, sans requérir pour autant une accessibilité quelconque de l'extérieur et permettant de pratiquer ultérieurement des ouvertures d'injection ou analogues, et présente encore d'autres avantages. L'invention résout le problème posé en ce sens qu'elle prévoit une multiplicité de coques de renforcement disposées à distance les unes derrière les autres dans le sens longitudinal du tuyau, dont les enveloppes cylindriques se terminent par des faces latérales orientées vers l'intérieur, c'est-à-dire reliées à la conduite forcée, et sont remplies de manière connue d'une masse résistant à la pression, cependantqueIe pouvoir porteur des sections de tuyaux sensiblement influencées par les faces latérales des coques de renforcement voisines est d'un ordre de grandeur au moins égal à celui des sections de meAme longueur des zones qui ne sont pas sensiblement influencées par ces faces latérales.Du fait du remplissage des coques de renforcement avec une masse résistant à- la pression#, il-se pr~oduit dans les zones qui ne sont pas sensiblement influencées -par- faces latérales des mouvementrs de même-ordre de grandeur entraînés par la charge et dirigés dans le sens radial du tuyau et des coques de renforcement. Le renforcement selon l'invention ne résiste pas seulement à la pression extérieure, mais est également réalisé de manière telle qu'il réduit en même temps les forces périphériques sur toute la longueurde la conduite. De ce fait, l'épaisseur de paroi du tuyau requise en raison de la pression intérieure peut également être diminuée.Il permet, en outre, de réduire le volume de soudure sur le tuyau proprement dit, de telle sorte qu'il n'en résulte pas d'augmentation sensible du volume total de soudure nécessaire, malgré l'assemblage par soudure des coques à la conduite. En cas d'une non-étanchéité quelconque de l'une ou l'autre des coques de renforcement, une zone étroitement limitée seulement de la conduite forcée est exposée à la pleine charge extérieure, contrairement à ce qui se passe en présence d'une conduite à double enveloppe connue, de sorte que la conduite selon l'invention présente une sécurité accrue et facilite la détection de la non-étanchéité ainsi que la réparation.Les coques de renforcement sont disposées à des distances rapprochées de manière telle que le pouvoir porteur est d'un ordre de grandeur identique sur toute la longueur du tuyau, ce qui résulte du fait que 1' in- fluence des faces latérales s'exerce pleinement dans les courtes zones situées entre les coques. En vue d'améliorer les propriétés mécaniques, réduire le volume de soudure et le temps de montage, les coques de renforcement sont constituées d'une seule pièce, c'est-à-dire que les enveloppes cylindriques et leurs faces latérales sont cintrées, c'est-à-dire embouties dans une seule plaque de tôle. Les faces latérales des coques de renforcement forment rationnellement avec, d'une part, les enveloppes de ces dernières et, d'autre part, la conduite forcée des angles obtus avec des courbes de transition afin de faciliter le remplissage et éviter les vides. La masse de remplissage des coques de renforcement est constituée de manière connue par du mortier de ciment introduit sous pression, ou analogue. L'essai de pression ou contrôle d'étanchéité des coques de renforcement s'effectue par l'injection même de la masse de remplissage. Etant donné que les coques de renforcement sont montées avec des intervalles les unes derrière les autres, cette disposition permet de prévoir sans difficulté des raccords, ouvertures d'injection, joints circulaires pour l'assemblage des éléments de tuyaux et/ou analogues dans les zones situées entre elles, sans pour autant exiger une accessibilité quelconque de l'exté- rieur et tout en permettant de réaliser ultérieurement et sans difficulté des ouvertures d'injection ou analogues. Une économie de matériau peut être réalisée en dimensionnant les coques de renforcement et la conduite, en tenant compte de la fonction d'appui du terrain et du béton de remplissage, dans l'utilisation de ladite conduite comme galerie de blindage, ou de la pression passive du sol lorsque la conduite est posée dans un sol meuble ou des masses de remblai. En cas de charge prédominante du sol ou analogue à cette dernière, les coques de renforcement pourront, le cas échéant,#ne s'étendre que sur une partie seulement du pourtour de la conduite. D'autre part, les coques de renforcement et la conduite peuvent betre dimensionnées en tenant compte de la résistance à la pression et/ou à la poussée de la masse de remplissage des coques. Le dessin montre, à titre d'exemple, par une vue en coupe axiale, une partie d'une conduite forcée selon l'invention La conduite forcée 1, dont les éléments sont respectivement assemblés entre eux par un joint de soudure circulaire 2, présente un renforcement extérieur. Ce dernier est constitué par une multiplicité de coques de renforcement 3, 4 dont les enveloppes 3 se terminent par des faces latérales 4 orientées vers l'intérieur, c'est-à-dire reliées à la conduite, et présentent un remplissage 5 de mortier de ciment injecté sous pression. Au- dessous des enveloppes 3, les faces latérales 4 des coques forment avec la conduite 1 des angles obtus avec des courbes de transition. Les enveloppes cylindriques 3 et leurs faces latérales 4 sont réalisées chacune d'une seule pièce, c'est-à-dire cintrées ou embouties dans une plaque de t8le. Les intervalles (a) entre les coques de renforcement 3,4 sont réduits de manière telle que, dans les zones (b) sensiblement influencées par les faces latérales de coques de renforcement voisines, le pouvoir porteur est d'un ordre de grandeur au moins égal à celui des sections de même longueur des zones (c) qui ne sont pas sensiblement influencées par ces faces. REVENDICA?IONS 1. Conduite forcée à renforcement extérieur pour les installations de force motrice hydraulique ou analogues, caractérisée par une multiplicité de coques de renforcement, disposées à distance les unes derrière les autres dans le sens longitudinal du tuyau, dont les enveloppes cylindriques se terminent par des faces latérales orientées vers l'intérieur, c'est-à-dire reliées à la conduite, et sont remplies de manière connue d'une masse résistant à la pression, cependant que le pouvoir porteur des sections de tuyaux sensiblement influencées par les faces latérales des coques de renforcement voisines est d'un ordre de grandeur au moins égal à celui des sections de même longueur des zones qui ne sont pas sensiblement influencées par ces faces latérales. 2. Conduite forcée selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les coques de renforcement sont réalisées chacune d'une seule pièce. 3. Conduite forcée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que les faces latérales des coques de renforcement forment, d'une part, avec les-enveloppes de ces dernières et, d'autre part, la conduite des angles obtus avec des courbes de transition. 4. Conduite forcée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la masse de remplissage des coques de renforcement est constituée, de manière connue, par du mortier de ciment ou analogue injecté sous pression. 5. Conduite forcée selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisée par le fait que des raccords, ouvertures d'injection, joints circulaires pour l'assemblage des éléments de tuyaux et/ou analogues sont disposés dans les zones situées entre les coques de renforcement. 6. Conduite forcée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que, pour son utilisation comme galerie de blindage, les coques de renforcement- et la conduite sont dimensionnées en tenant compte de la fonction d'appui du terrain et du béton de remplissage, ou de la pression passive du sol lorsqu'elle est posée dans un sol meuble tourdes masses de remblai. 7. Conduite forcée selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisée par le fait qu'en cas de charge prédominante du sol ou analogue à cette dernière, les coques de renforcement ne s'étendent que sur une partie seulement du pourtour de la conduite. 8. Conduite forcée selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que les coques de renforcement et la conduite sont dimensionnées en fonction de la résistance à la pression et/ ou à la poussée de la masse de remplissage des coques.