Brevet FR2409440A1 — publié le 19790615

La présente invention concerne un dispositif de raccordement étanche entre les extrémités adjacentes de deux tuyaux cylindriques pouvant être soumis à de fortes pressions intérieures ou extérieures, par exemple des tuyaux de conduites forcées équipant une installation hydro-electrique. Les conduites forcées équipant les installations hydro-électriques sont frequemment placées en galerie rocheuse, où elles sont "blindées", c'est à dire bloquées au rocher par un produit liant tel que du béton. Pour le raccordement de telles conduites, les systèmes à brides extérieures sont généralement exclus par manque d'accessibilité et à cause de leur prix élevé de fabrication, de sorte qu'à l'heure actuelle de tels raccordements sont effectués sur place par soudure. Une telle méthode de raccordement par soudure, bien que procurant une étanchéité parfaite, présente néanmoins quelques inconvénients - compte tenu de la qualité de l'acier à utiliser, on est limite, pour ltexécution de la soudure, en épaisseur des tuyaux ; on est donc limité en hauteur de chute, c'est à dire en pression, ainsi qu'en diamètre des tuyaux, car à diamètre égal l'épaisseur nécessaire augmente avec la pression intérieure, et à pression égale ltépaisseur nécessaire augmente également avec le diamètre ; - un tel soudage manuel en position dans une galerie est souvent difficile à exe, cuter, en particulier en raison de l'humidité nuisant à la bonne exécution de la soudure, de ltimpossibilité de reprise extérieure de soudure, de l'impossibilité ou difficulté d'exécuter des préchauffages, post-chauffages et recuits de deten- tionnement de la soudure ;; - il est long et difficile d'effectuer, lors de la mise en place de chaque tuyau, un réalignement de ce tuyau par rapport à ceux déjà montés, en rattrapant les défauts possibles de fabrication ou de montage ; - lelmontage de tels tuyaux à raccordement par soudure est d'autant plus long que les tuyaux sont epais. Par ailleurs, dans le cas où l'on n'est pas en galerie blindée, ctest à dire où l'on peut accéder à ltextérieur des tuyaux, il est toujours possible dluti- liser des dispositifs connus tels que des systèmes de raccordement à brides. Toutefois ces dispositifs ne permettent pas un réalignement aise du hoyau à raccorder par rapport à ceux déjà montés. La présente invention se rapporte à un dispositif de raccordement qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs précédents. Celui-ci en effet est de mise en place rapide, permet un auto-alignement de chaque tuyau par rapport à ceux déjà montés, et ntimposeaucune limitation d'épaisseur des tuyaux. Il est caractérisé par une jonction des tuyaux par portée sphérique, par la presence, à chaque extrémité de tuyau, d'organes de renforcement et de maintien, dont au moins celui se trouvant du côté de la portée femelle est un anneau circulaire soudé à ltexté- rieur du tuyau, ainsi que par la présence d'au moins un organe dtétanchéité. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de quelques exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement les extrémités adjacentes des deux tuyaux, usinées de manière à être raccordées à l'aide du dispositif de l'invention - la figure 2 représente, en vue agrandie, la zone de jonction entre les deux tuyaux, raccordées selon l'invention ; - la figure 3 représente la même zone de jonction dans le cas d'un montage à l'air libre, ou lorsque l'accès est possible à l'extérieur ; - la figure 4 représente ladite zone de jonction et sa mise en place dans le cas d'un montage en galerie blindée ; - la figure 5 représente l'état des deux extrémités dans le cas d'un décalage angulaire entre les deux tuyaux ; - la figure 6 représente schématiquement une variante d'exécution du dispositif de la figure 4. Selon la figure 15 les extrémités adjacentes des deux tyyaux I et 2 sont usinées suivant des portées a et b, femelle et mâle respectivement, dont la surface fait partie d'une même sphère s, de diamètre supérieur, et préférentiellement légèrement supérieur, à celui des tuyaux. Bien que ces valeurs ne soient nullement limitatives pour la réalisation de l'invention, la demanderesse a trouvé qu'une valeur de diamètre de la sphère s supérieure d'une valeur de l'ordre de 5 à 20 % par rapport au diamètre des tuyaux 1 et 2 permettait de réaliser l'invention de manière très satisfaisante. La figure 2 représente, de manière plus détaillée, la zone de jonction entre les deux tuyaux 1 et 2. Les portées sphériques a et b sont en contact. Une rainure 3, usinée dans la portée mâle B revoit un joint d'étanchéité 4. Des anneaux extérieurs 5 et 6 sont soudés sur chacun des tuyaux I et 2 à hauteur de leurs extrémités.Ces anneaux ont un rôle multiple : - ils servent à assurer le maintien en position des deux extrémités de tuyaux, soit par jonction desdits anneaux par boulonnage dans le cas où les tuyaux sont accessibles de ltextérieur, soit par irintermédiaire du béton dans le cas de blindage en galerie rocheuse ; - anneau 5 soudé sur la portée femelle sert de renfort pour compenser llamincis- sement créé par l'usinage de la portée sphérique ;; - dans le cas où les tuyaux constituent un blindage en galerie rocheuse, auquel car ils sont bloqUés au rocher par ltintermédiaire du béton, les anneaux 5 et 6 servent en outre à absorber, en les reportant sur le béton, les efforts longitu dinaux engendrés dans le tuyau par la pression intérieure, par les variations thermiques ou par toute autre cause, de manière à éviter tout déplacement des deux surfaces en contact pouvant nuire à ltétanchéité. On remarquera que, s'il est bien nécessaire que l'organe 5 soit un anneau, c'est à dire une cerce circulaire continue et soudée car il sert au renforcement de l'extrémité amincie du tuyau I, par contre organe 6 pourrait être constitué par des dispositifs de fixation équivalents, tels qu'une série de pointes ou de blocs ; toutefois, pour ce dernier organe 6, la forme d'anneau reste néanmoins préférentielle, comme étant la plus régulière ainsi que la plus simple de réalisation. Par ailleurs, comme on le voit sur la figure les angles intérieurs et extérieurs p et q sont abattus pour éviter d'avoir une zone fragile en extrémitédes portées sphériques. Côté intérieur, le vide créé en p peut être avantageusement rempli d'un mastic ou d'une résine durcissable permettant d'éviter les mouvements tourbillonnaires de liquide dans cette zone. La figure 3 montre la réalisation de l'invention dans le cas où l'exté- rieur des tuyaux est accessible. Les anneaux extérieurs 5 et 6 sont alors réunis par un dispositif de boulonnage 13 > ce qui leur permet d'assurer à la fois la compression nécessaire à la mise en contact des portées sphériques et la transmission d'efforts longitudinaux. La figure 4 montre par contre le cas d'un tuyau installé en galerie rocheuse et destiné à être bloqué au rocher 7 par bétonnage 8 entre les conduites I et 2 et le rocher. Dans ce cas, l'accessibilité côté extérieur n'est pas- possible, et il est nécessaire d'utiliser un dispositif provisoire permettant dtas- surer, pendant la prise du béton, la compression nécessaire à la mise en contact des portées sphériques. Ce dispositif provisoire de compression comporte par exemple des pattes 9 soudées provisoirement à l'intérieur des tuyaux 1 et 2 et reliées par l'intermédiaire de dispositifs de boulonnage 10 ; il est enlevé lorsque le béton a terminé sa prise. La figure 5 représente la position inclinée que peuvent prendre, sans inconvénient grâce au dispositif de l'invention qui forme genouillère, les deux tuyaux l'un par rapport à l'autre, formant entre eux un angle cX En variante au dispositif de l'invention, la figure 6 représente, dans le cas d'un blindage en galerie bloqué au rocher par béton, une disposition analogue aux précédentes, mais sans rainure et sans joint d'étanchéité. Après mise en contact des deux portées sphériques a et b par un dispositif provisoire 9, 10, analogue à celui de la figure 4 et maintenu avant et pendant bétonnage, le béton- nage est exécuté et, lorsque le béton a atteint la résistance voulue, on effectue une injection d'un produit dtétanchéité (résine par exemple) à travers une série de trous il percés radialement à travers le tube 2, ce pergage pouvant être effectué avant ou après bétonnage. Le produit d'injection vient colmater la zone q et, lorsque l'injection est terminée, le trou 11 est obturé par une cheville 12 vissée ou soudée. Si le perchage des trous 11 est fait avant bétonnage, des précautions sont prises de manière à éviter le bouchage des trous Il et de la zone q par les produits de bétonnage. La variante d'exécution d'étanchéité de la figure 6 peut aussi être utilisée comme possibilité de réparation du dispositif à rainure et joint de la figure 4. L'invention est plus particulièrement destinée à etre appliquée aux conduites forcées équipant les installations hydro-électriques. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de raccordement étanche entre les extrémités adjacentes de deux tuyaux cylindriques, caractérisé en ce que lesdites extrémités sont usinées en portée sphérique, mâle et femelle respectivement, suivant une sphère de diamètre supérieur à celui des tuyaux, en ce qutelles sont munies d'organes de renforcement et de maintien, dont au moins celui se trouvant du côté de la portée femelle comporte un anneau circulaire soudé à l'extérieur du tyyau, et en ce qutelles sont en outre munies d'au moins un organe d'étanchéité. 2.- Dispositif de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe d'étanchéité comporte au moins une rainure circulaire dans laquelle vient s'insérer un joint d'étanchéité. 3.- Dispositif de raccordement selon la revendication I, ou la revendication 2, du type selon lequel lesdits organes de renforcement et de maintien sont assemblés par l'intermédiaire d'un produit liant, tel que du béton, caractérisé en ce que la jonction périphérique extérieure des deux tuyaux est recouverte d'uns produit d'étanchéité. 4.- Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites extrémités de tuyaux sont usinées suivant une sphère de diamètre légèrement supérieur à celui des tuyaux. 5.- Dispositif de raccordement selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit diamètre de la sphère est de l'ordre de 5 à 20 % supérieur à celui des tuyaux.