Brevet FR2346625A1 — publié le 19771028

La présente invention concerne un dispositif de support des canalisations transportant à distance des liquides ou des fluides L'eau, le pétrole, le gaz par exemple sont souvent acheminés du lieu d'extraction au lieu de consoumiation ou de traitement, par l'intermediaire de canalisations en acier, en béton ou en plastique, enterrées ou disposées à la surface du sol sur des appuis rigides en béton ; les canalisations en acier sont généralement constituées de tronçons d'une longueur de dix à douze mètres soudés bout à bout ; les canalisations en béton ou en plastique sont souvent assemblées à l'aide de joints spéciaux en caoutchouc.Du fait de leur liaison directe avec le sol sur une grande distance, ces canalisations sont très sensibles aux tassements de sol ou aux vibrations d'origine sismique 3 ces phénomènes naturels introduisent, en effet, dans les conduites, des contraintes importantes aboutissant à des déformations permanentes et très souvent à la rupture des assemblages. Les joints spéciaux en caoutchouc placés dans les tuyaux en plastique ou en béton ne permettent d'absorber que de légers tassements et laissent entier le pro bleuie des séismes et des tassements de sol importants. le procédé suivant l'invention apporte une solution satisfaisante à ces problèmes. Avec ce dernier, en effet, la canalisation est supportée, à intervalles réguliers, par un dispositif élastique qui l'isole complètement du sol et supprime pratiquement le risque de rupture des joints. Ce dispositif est inséré, soit entre le sol et la canalisation lorsque celle-ci est enterrée, soit entre le support en béton et la conduite lorsque ce le ci est située à l'air libre ; dans le premier cas, la canalisation reste logée dans le sol, mais n'est en contact avec la terre sur aucune partie de son trajet (voir fig. 1). Le dispositif élastique type est composé d'un ou plusieurs étages de ressorts ou d'amortisseurs horizontaux, verticaux ou inclinés, les dits étages séparés les uns des autres par des plaques horizontales en métal ou en béton armé. Les ressorts ou les amortisseurs peuvent être de type quelconque; ils doivent toutefois etre dimensionnés de facon à absorber les déplacements requis. La figure 1 représente à titre d'exemple non limitatif un dix positif à deux étages : ltétage supérieur est constitué de ressorts inclinés 1 supportant directemellt la ca3alication 2, ltétare inférieur par deux ressorts verticaux 3 supportant l'étage supérieur par l'intermédiaire d'une plaque 4 en acier ou en béton.L'avantage des deux niveaux est de pouvoir séparer les fonctions d'isolation : le niveau supérieur peut être conru pour absorber les déplacements transversaux, le niveau inférieur pour absorber les déplacements verticaux ou réciproquement. Dans le cas de la figure 1, le dispositif est fixé sur un socle en béton 5 pincé au fond de la tranchée 6 ; la canalisation 2 n'est nulle part en contact avec les parois de la tranchée 6. Le même dispositif pourrait être placé sans changement sur un socle en béton de hauteur plus importante situé au-dessus de la surface du sol. La figure 2 montre également à titre d'exemple non limitatif un autre type de dispositif qui peut etre adopté, toujours à deux étages. Les ressorts 1 de ltétage supérieur supportant directement la canalisation 2 sont horizontaux, fixés à deux montants 7 en acier ou en béton solidaires de la plaque 4 séparant les deux étages ; les ressorts 3 de l'étage inférieur restent verticaux 3 l'ensemble est posé sur un radier en béton 5 et placé, pour le cas de la figure dans la tranchée 6. Le fonctionnement du dispositif élastique est différent suivant qu'il suait d'absorber des tassements du sol ou de résister à des vibrations d'origine sismique. Dans le premier cas, le fonctionnement du dispositif est statique ; on démontre que si S est la rigidité transversale de la canalisation et K la rigidité verticale du dispositif élastique, un tassement d du sol situé sous le socle en béton provoque un déplacement vertical égal à d (1 + S/K) 1 de la canalisation ; plus K est petit par rap port à S, plus faible sera le déplacement de la canalisation comparé au tassement d du sol, la différence étant absorbée par une élongation du sys tèmo élastique.Les contraintes de flexion et de cisaillement dans la canalisation étant proportionnelles au déplacement vertical, la réduction de ce dernier entraîne une diminution parallèle des contraintes ; si par exemple, S/K = 2, le déplacement vertical de la canalisation ne sera que le tiers du tassement et les contraintes seront divisées par 3. Dans le cas des vibrations sismiques le dispositif élastique fonctionne en régime dynamique, de façon àabaisser les fréquences naturelles de la canalisation en-dessous des fréquences dominantes du séisme, La théorie de l'isolation sismique montre en effet que l'accélération d'une structure est d'sutant plus réduite que sa première fréquence naturelle est plus in férieure à la fréquence do.-llinar.te du séisme ; par ailleurs, plus faible est la rigidité K du système élastiqueS plus basses sont les fréquences naturelles de la canalisation.Il en résulte qu'en choisissant une rigidité assez faible pour le dis-ositif élastique, on parvient à diminuer, de façon considérable, les accélérations et donc les contraintes dans la canalisation soumise à 11 action d'un séisme. Les considérations ci-dessus s'appliquent de façon identique, qu'il s'agisse de vibrations verticales, horizontales ou même de torsion ; chaque étage peut être conçu pour rom plir une fonction d'isolation propre, targe supérieur absorbant par exemple les vibrations horizontales, l'étage inférieur les vibrations verticales. le dispositif, objet de l'inventionS peut être utilisé pour supporter des canalisations traversant des terrains mous ou instables ou situées dans des zônes sismiques ou encore transportant des fluides radioactifs pour lesquels aucune fuite ne peut être tolérée. D'une façon générale, il peut être employé chaque fois qu'il y a risque de rupture des joints raccordant les différents tronçons de canalisation, notamment lorsque cette rupture risque d'entraîner une importante pollution de l'environne-ent. REVENDICATIONS 1. Dispositif applicable aux canalisations et permettant de réduire les contraintes qu'elles supportent du fait des tassements ou des vibra tiens du sol, caractérisé par le fait qu'il comporte des supports élastiques à faible rigidité placés à intervalles réguliers tout le long de la canalisation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque support élastique est constitué par un ou plusieurs étages de ressorts ou amortisseurs verticaux, horizontaux ou inclinés.