Brevet FR2413602A1 — publié le 19790727

La présente invention concerne le domaine des tuyaux et canalisations de matériaux composites et plus particulièrement de tels tuyaux ou canalisations en béton armé à âme métallique. On connait déjà des tuyaux de ce type qui sont couramment utilisés par exemple pour l'adduction d'eau sous pression. Pour réaliser l'assemblage à étanche de tels tuyaux, une des extrémités de chacun d'eux, dite about mâle, présente une partie prolongée du matériau composite proéminente, tandis que l'extrémité du tuyau suivant, dite about femelle, présente une partie prolongée du maté riau composite d'un diamètre intérieur légèrement plus grand que le diamètre extérieur de l'about malte, les surfaces externe de ce dernier et interne de l'about femelle étant en regard lorsque les tuyaux sont assemblés par pénétration du premier about dans le second. Lesdits abouts mâle et femelle sont métalliques et fabriqués à partir de plats de type courant qui sont cintrés pour former les surfaces cylindriques et/ou coniques formant les abouts métalliques eux-mêmes qui sont ensuite soudés sur l'âme en tôle du tuyau. L'étanchéité entre tuyaux est réalisée soit par soudure de l'about mâle sur l'about femelle, soit par un anneau de joint souple. Dans les types de tuyau où la liaison est réalisée par soudure, l'étanchéité est assurée, mais ce procédé nécessite un travail important sur chantier dans des conditions difficiles. De plus, après soudure, aucun mouvement longitudinal ou angulaire n'est plus possible entre deux tuyauxtce qui enlève toute souplesse à la conduite. Dans les types de tuyau ou l'étanchéité est réalisée par un anneau de joint souple, l'about mâle comporte généralement une rainure circulaire dans laquelle on peut disposer un anneau de joint en élastomère qui est écrasé entre les surfaces des abouts mâle et femelle. Puis un rejointoiement de l'intervalle séparant les surfaces en regard des tuyaux est de préférence effectué avec une matière de remplissage appropriée telle que par exemple un mortier. De tels tuyaux à joint souple ne donnent pas entière satisfaction en ce qui concerne les abouts par lesquels ils sont assemblés car les surfaces de ceux-ci ne peuvent être déterminées avec une précision suffisante en raison du profil et des principes de fabri cation et d'assemblage habituels desdits abouts; pour les xêmes raisons, des modifications des états de surface peuvent également intervenir au cours de la manutention, du transport ou de la pose de ces tuyaux sous l'action de chocs ou autres agents physiques. Il est certain que des modifications dans les paramètres des surfaces sont susceptibles de nuire à 1'étanchéité de l'ensemble. La présente invention apporte une solution aux problèmes précités et a pour objet des abouts métalliques de tuyau ou canalisation de matière composite à âme en tôle constitués par une surface métallique de forme générale cylindrique, solidaires par une de leurs extrémités de ladite âme en tôle et dont une partie de la surface à partir de leurs autres extrémités n'est pas recouverte par la matière composite au moins sur sa partie extérieure en ce qui concerne l'about mâle et au moins sur sa partie intérieure en ce qui concerne l'about femelle, le diamètre intérieur de celui-ci étant supérieur au diamètre extérieur de celui-là > caractérisés en ce que l'about mâle est constitué par un profil soit usiné soit laminé et conformé avec des tolérances réduites, la distance entre la surface externe de l'about mâle de plus grand diamètre et la surface interne de l'about femelle étant inférieure à environ 1 mm, et en ce que l'about mâle comporte à proximité de son extrémité libre une rainure contenant un anneau de joint. ou On a maintenant trouvé qu'en usinant,'en laminant et en conformant des plats selon des cotes déterminées avec des tolérances étroites sur l'assemblage, et en prévoyant sur la partie extérieure de l'about mâle et de préférence à proximité de son extrémité libre une rainure dans laquelle est disposé un anneau de point, il était possible de réaliser un assemblage étanche résistant à de fortes pressions même pour des tuyaux ou canalisations de grand diamètre. L'usinage ou le laminage et la conformation des plats aux cotes appropriées ne sera pas ici décrit en détail, et on pourra se référer aux techniques bien connues dans ce domaine. Les cotes choisies pour les abouts mâles et femelles sont bien entendu fonction des dimensions des tuyaux ou canalisations utilisés. Toutefois, il est nécessaire que la distance entre les surfaces intérieure de l'about femelle et extérieure de l'about mâle au niveau de l'anneau de joint soit de l'ordre de 1 mm. Dans ces conditions on a trouvé que des diamètres d'anneaux de joint de 18 ou de 24 mm étaient satisfaisants, 18 mm pour les tuyaux de diamètre intérieur inférieur à 1,2 mètre environ et 24 - pour les tuyaux de diamètre intérieur compris entre 1,2 m et 3,2 m environ. A chacun de ces 2 diamètres de l'anneau de joint correspond un profil de rainure tel que la section de l'anneau de joint étiré excède légèrement la section de la rainure de façon à ce que après embottements l'anneau de joint écrasé occupe le volume de la rainure et l'espace compris entre face intérieure de l'about femelle et face extérieure de l'about mâle. L'anneau de joint peut être réalisé en tout matériau couramment utilisé dans ce domaine et présentant de préférence une inertie chimique vis-à-vis du liquide s'écoulant dans le tuyau ou la canalisation. On utilise couramment des bagues d'étanchéité de section transversale circulaire en une substance élastomère naturelle ou synthétique. L'about femelle est constitué par un plat métallique de forme générale cylindrique semblable à celle de l'âme.Toutefois > pour faciliter l'accostage, il est préférable de conférer à cet about une forme conique évasée du côté de son extrémité libre. Cet about présente entre son extrémité libre de forme conique et l'extrémité solidaire de l'âme en tôle une partie cylindrique dont la surface interne sera en regard de la surface externe de l'about mâle, l'étanchéité étant assurée par compression de l'anneau de joint, disposé sur l'about mâle, entre lesdites surfaces. Il est souhaitable que ladite partie cylindrique de l'about femelle ait une longueur assez grande, car on a maintenant trouvé que dans ce cas, il est possible de réaliser des canalisations dans lesquelles un certain jeu angulaire peut exister entre chaque tuyau assemblé, par formation d'une sorte d'articulation au niveau de l'assemblage, conférant ainsi aux canalisations une souplesse qu'il n'était pas possible d'obtenir à ce point avec les dispositifs d'assem blage utilisés jusqu' & présent. De même, un déplacement longitu- dinal important des / tuyaux l'un par rapport à l'autre est possible. L'about mâle est constitué par un plat soit usiné, soit laminé et conformé de forme générale cylindrique et comporte à proximité de son extrémité libre une rainure dans laquelle est disposé un anneau de joint. L'épaisseur du plat métallique utilisé peut être constante ou variable selon les pressions auxquelles la canalisation sera soumise en service, ce choix étant à la portée de l'homme de l'art. L'about mâle peut être constitué par une ou plusieurs parties, par exemple par deux plats métalliques cylindriques soudés ensemble, le premier étant un plat métallique du type de ceux qui étaient utilisés antérieurement et le deuxième étant un plat métallique cylindrique suivant la présente invention, usiné ou laminé et conformé aux cotes voulues et comportant une rainure pour un anneau de joint. Cet ensemble est ensuite soudé sur l'âme en tôle du tuyau. Un tel dispositif présente les avantages liés à l'invention et précédemment indiqués, mais il permet en outre d'abaisser le prix de revient du dispositif par réduction des dimensions du plat métallique usiné ou laminé et conformé utilisé, alors que le premier plat est un plat courant du commerce qui est d'un faible coût. Les surfaces métalliques ajoutées à l'extrémité des tuyaux pourront être constituées de tout métal approprié dont les caractéristiques physiques et dimensionnelles seront déterminées dans chaque cas par l'homme de l'art en fonction des dimensions des canalisations utilisées et de l'usage pour lequel elles sont prévues. Néanmoins, dans tous les cas, le jeu entre la partie de plus grand diamètre du profil spécial de l'about mâle et l'intérieur de la partie cylindrique de la tulipe doit rester très faible et de l'ordre de 1 mm environ, en tout point de la circonférence. L'étanchéité est ainsi assurée, même pour des pressions supérieures à 20 bars. Bien entendu, il est possible de protéger les surfaces métalliques par tout revêtement approprié. De même, il est possible d'effectuer un rejointoiement extérieur et intérieur comme dans les dispositifs utilisés jusqu'à présent. L'invention sera maintenant illustrée en référence aux dessins annexés sur lesquels Fig. 1 est une demi-coupe de canalisations en position d'assemblage avec joint annulaire. Fig. 2 est une vue de l'extrémité de l'about mâle de la figure 1. Fig. 3 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, l'about femelle 1 et l'about mâle 2 de deux canalisations consécutives en béton 3 armé 5 et 5' et comportant une âme en tôle 4 présentent des surfaces métalliques, respectivement 6 et 7, soudées sur l'extrémité de chaque âme en tôle 4. Le plat selon l'invention 7' est soudé sur le plat cylindrique 7. Le jeu entre la surface externe de 7' et la surface interne de l'about 6 est inférieur ou égal à 1 mm. La surface métallique de l'about femelle n'est pas recouverte de béton sur une partie de sa face intérieure, celle-ci assurant l'étanchéité du dispositif par compression d'un anneau de joint torique 9 en élastomère, disposé dans la rainure 8 de la surface métallique 7' de l'about mâle. 7' et une partie de 7 ne sont pas recouverts de béton sur leur face supérieure. Bien entendu, les interstices 10 et 11 peuvent faire l'objet d'un rejointoiement (non représenté pour 11) par exemple par du mortier. Sur la figure 2, on a représenté en détail le plat 7' selon l'invention. L'épaisseur de l'extrémité avant 12 de ce plat est inférieure à l'épaisseur de la partie 13 de façon à ce que la partie avant du plat pénètre facilement dans l'about femelle lors de l'accostage des tuyaux. La rainure 8 a un profil en U. La figure 3 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel le plat 14 est en une seule partie dont l'é- paisseur est variable. Le profil de l'extrémité libre de cet about est semblable à celui représenté sur la figure 2. L'exemple suivant est destiné à illustrer l'invention sans aucunement en limiter la portée. EXEMPLE On a utilisé des abouts selon l'invention pour assembler les tuyaux en bétonarmé d'un diamètre interne égal à 1,5 m et d'un diamètre externe égal à 1,74 m. Les abouts utilisés étaient tels que représentéssur la figure 1. Le plat mâle 7 avait une longueur égale à 150 mm et une épaisseur de 10 mm. A l'extrémité de ce plat, était soudé un about selon la présente invention dont la longueur totale était de 64,5 mm, et l'épaisseur maximum était de 12,7 mm. La partie cylindrique de l'about femelle avait une longueur de 100 mm. La longueur développée de l'extérieur de l'about mâle, au point de plus grand diamètre était de 5077 mm et la longueur développée de l'intérieur de la partie cylindrique de l'about femelle était 5083 mm, soit un jeu radial inférieur à 1 mm. La rainure de section transversale en U contenait une bague d'étanchéité ou anneau de joint en élastomère de 452 mm de section au repos et de 362 mm de section lorsqu'il était placé, étiré de 25%, dans la rainure de l'about mâle. Après emboitement, il subissait un écrasement moyen de 35%. Un tel dispositif a supporté des pressions internes de 20 bars dans le cas d'un emboîtement normal aussi bien qu'avec recul de 45 mm ou avec rayonnement de 1030: Bien entendu, des variantes peuvent être données aux formes des surfaces métalliques selon les problèmes particuliers à résoudre et les canalisations à assembler, sans aucunement sortir du cadre de l'invention. Néanmoins, il faut noter que la longueur de la partie cylindrique d'emboitement des 2 abouts est toujours importante, ce qui permet un déboitement partiel ou un rayonnement de 2 tuyaux adjacents l'un par rapport à l'autre, sans perte d'étanchéité. REVENDICATIONS 1. Abouts métalliques de tuyau ou canalisation de matière composite à âme en tôle constitués par une surface métallique de forme générale cylindrique, solidaires par une de leurs extrémités de ladite âme en tôle et dont une partie de la surface à partir de leurs autres extrémités n'est pas recouverte par la matière composite au moins sur sa partie extérieure en ce qui concerne l'about mâle et au moins sur sa partie intérieure en ce qui concerne l'about femelle, le diamètre intérieur de celui-ci étant supérieur au diamètre extérieur de celui-là, caractérisés en ce qu'ils sont constitués par des plats soit usinés,soit laminés et conformés avec des tolérances réduites, la distance entre la surface externe de plus grand diamètre de l'about mâle et la surface interne de l'about femelle étant inférieure à environ 1 mm,et en ce que l'about mâle comporte à proximité de son extrémité libre une rainure contenant un anneau de joint. 2. Abouts métalliques selon la revendication 1, caractérisés en ce que le profil de l'about mâle est prolongé par une autre surface métallique en plat du commerce d'épaisseur variable elle-même soudée sur l'âme en tôle. 3. Abouts métalliques selon l'une des revendications 1 ou caractérisés en ce que la longueur de la partie cylindrique d'emboitement est suffisamment grande pour permettre un déboitement partiel ou/rayonnement de deux tuyaux adjacents sans perte d'étanchéité.