Brevet FR2499120A1 — publié le 19820806

La présente invention concerne des matériaux destinés à des revêtements imperméables continus, en particulier pour des galeries d'adduction de conduites forcées subissant des pressions variables,des puits piézométriques et autres installations alimentant des centrales hydroélectriques,ainsi que leur pose. I1 est déjà connu un procédé pour réaliser des revêtements intérieurs pour galeries avec prédisposition d'éléments laminés en plusieurs couches, et une armature métallique perforée. Un tel matériau trou une ve application industrielle en particulier dans des centrales hydro-électri- ques utilisant des turbines du type Pelton, Francis ou d'autres fonctionnant avec de l'eau sous pression à travers des conduites forcées,qui en amont sont raccordées à des galeries d'alimentation reliées à des bassins de retenue et à des installations de prise nécessaires. Ces galeries d'alimentation,soumises à des variations de pressions parfois importantes,duivent être rendues imperméables.Suivant la nature de la roche dans laquelle ces galeries sont forées, et selon le revêtement dont elles sont garnies, les pressions variables engendrent des phénomènes d'usure pouvant avec le temps, provoquer dans les parois de ces galeries des fissures plus ou moins importantes allant en augmentant lorsque le bassin est plein,et se refermant plus ou moins lorsque le niveau de l'eau baisse et avec lui, la pression agissante. Pendant le fonctionnement de l'installation, ces fissures élargies peuvent donner lieu à des fuites importantes d'eau sous pression,entrainant consécutivement des pertes de charge. En plus, ces pertes risquent d'avoir des répercusions nuisibles dans le milieu géologique environnant, avec comme conséquence un risque pour la stabilité de l'installation. La présente invention se propose d'améliorer les conditions de préservation des parois soumises à une pression hydrostatique variable, et éventuellement aussi à des phénomènes dynamiques résultant de telles variations, tout en perfectionnant la réalisation et la pose des moyens imperméabilisants préconisés, de manière à obtenir un revêtement étanche pratiquement insensible aux variations de pression. I1 s'agit en l'espèce, selon la présente invention, de matériaux préfabriqués en plusieures couches sensiblement planes,comprenant une armatrue laminaire métallique, de préférence en acier, mais éventuellement aussi en cuivre ou autre métal ou alliage métallique approprié, cette armature intérieure étant noyée dans la masse de ces couches de recouvrement qui sont en matière synthétique telle qu'une résine thermosou- dable et rigoureusement imperméable, par exemple du chlorure de polyvinyle (connu sous la dénomination "PVC" et indiqué par cette abréviation la suite), ou autre substance équivalente. L'armature intérieure en tôle métallique est, d'une façon connue,perforée pour constituer des passages à travers lesquels la matière de recouvrement de part et d'autre peut se lier à la suite d'un traitement à chaud sous pression. L'armature intérieure peut également être formée par un tissu à larges mailles de résistance élevée à la traction. Au lieu de perforations,il est possible de prévoir sur l'armature des bossages ou d'autres particules saillantes rapprochées pour assurer son adhésion au revêtement qui l'entoure. Ces matériaux, sous formes de plaques planes, carrées ou rectangulaires,sont préfabriqués en des dimensions standardisées et prédéterminées, permettent une pose jointive de façon à obtenir une couverture complète de la surface à revêtir, s'adaptant même à des courbures grâce à leur souplesse inhérente. En outre, dans ces plaques l'armature métallique intérieure est en léger retrait par rapport au contour de celles-ci, pour permettre entre elles une liaison intime par thermosoudure. Quant aux dimensions de ces plaques armées, en particulier en ce qui concerne leur épaisseur,elles peuvent varier suivant les besoins. L'armature métallique intérieure peut être une tôle en acier d'une épaisseur comprise entre 0,4 et 1,2 mm,et la masse l'entourant peut être par exemple du PUC, d'une épaisseur comprise entre 1,5 et 3 mm suivant la souplesse exigée,pour permettre une bonne adaptation du revêtement imperméable. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, une telle plaque armée ainsi que la façon dont a lieu l'assemblage de ce genre de plaques pour constituer un revêtement étanche continu. La figure 1 est une vue perspective d'un tron çon d'une telle plaque en coupe partielle à échelle amplifiée, La figure 2 en est une vue en plan partiellement coupée au niveau de l'armature métallique intérieure, laquelle accuse des perforations de formes et de dimensions variables, La figure 3 montre la plaque en coupe suivant son épaisseur, Les figures 4,5,6,7 et 8, ont trait aux différentes phases d'assemblage entre elles de plaques suivant les figures précédentes, en vue de la formation du revêtement imperméable à établir. En se référant aux figures 1 à 3, la plaque de forme rectangulaire ou carrée, ayant une structure comportant des faces 10 et 12 et une épaisseur 14, est en PVC entourant complètement une armature métallique 16 de préférence en acier. La masse 10, 12 et 14 en PVC est sensiblement homogène, puisqu'elle est obtenue par compression à chaud de résine, formée par extrusion ou par un autre procédé approprié, cette structure se composant d'au moins deux ou davantage de couches disposées de part et d'autre de l'armature métallique 16. L'armature métallique intérieure 16 peut comporter des bossages, des froncements ou autres configurations assurant une bonne adhérence avec la masse enveloppante en PVC. Il est cependant plus avantageux de perforer cette armature de la manière représentée à la figure 2. Ainsi par le traitement de compression à chaud de la masse en PVC, cette matière pénètre à travers les perforations en entretoisant solidement le revêtement de part et d'autre de l'armature (Fig. 3). L'armature 16 peut aussi être un treillis métal lique ou du métal déployé noyé dans la masse 10, 12. Dans certains cas il est concevable de choisir pour l'armature une matière textile, à condition que celle-ci garantisse une résistance suffisante. Les plaques armées dans les conditions précitées se présentent sous une forme rectangulaire, carrée, ou même hexagonale permettant par juxtaposition de recouvrir complètement une surface à revêtir. Dans le procédé de mise en oeuvre illustré par les figures 4 à 8, le revêtement est réalisé par l'assemblage de plaques quadrangulaires. Cet assemblage est réalisé comme suit En se référant à la figure 4, des feuillards métalliques 20 et 22 se croisant,constituent l'ossature contre laquelle les plaques M en PVC, armées, sont posées et fixées suivant F. D'après la figure 5, quatre de ces plaques M1, M2, M3 et M4 sont posées sur le croisement des feuillards 20 et 22. Ces plaques sont appelées à être mises directement en contact avec la paroi à revêtir, et leur fixation F aux feuillards a lieu par tous les moyens utiles, tels que vis, boulons expansifs et autres avec interposition éventuelle de rondelles, suivant le figures 4 à 7. Dès lors, conformément à la figure 6, les bords des plaques rx 2 M3 et M4 ainsi semblées sont soudés à chaud sint'1e 4 cordons à angle droit 51' S2. Cette soudure est exécutée par des moyens connus en faisant usage d'air chaud et d'un fil en PVC pouriemplir parfaitement les jointures entre ces plaques. Suivant la figure 7, l'assemblage est complété par l'adjonction d'un gousset C en forme de croix soudé par thermofusion à air chaud. Ce gousset C , en PVC d'une épaisseur ne devant pas être inférieure à 2 mm, recouvre les cordons de soudure S1, S2 au croisement des feuillards 20, 22. Enfin, il y a avantage à appliquer et à souder par thermofusion des rubans N1 et N2 en PVC (fig.8), dont la largeur dépasse celle des croisillons C, et s'étendant de manière à recouvrir toutes les soudures S1 et S2 des jointures des plaques M1, M2, M3 et M4. Sur la figure 8, les parties couvertes, et partant masquées par ces rubans M1, M2, à savoir les feuillards 20, 22 et le croisillon C, sont représentées en traits discontinus. Le procédé ci-dessus permet d'obtenir un revêtement continu, imperméable et résistant à des pressions élevées aussi bien sur l'intrados que sur l'extrados de celui-ci, et dont l'application convient dans tous les cas où se posent des problèmes d'imperméablité et de résistance , en particulier pour le revêtement de galeries sous pression. Grâce à l'exécution en différentes phases du procédé, il est possible en particulier de garantir la résistance mécanique du revêtement composé des plaques armées ainsi assemblées, notamment au droit des jointures où l'armature métallique est interrompue. En particulier, sur les bords des plaques indiqués par 14 sur les figures 1 à 3, bords qui ne sont pas renforcés, les bandes N1, N2 empêchent l'échappement du PVC par des fentes possibles vers le dessous, supprimant ainsi le risque de rupture et de coincement du PVC, au cas où des fentes dans la structure devaient se refermer lors d'une diminution de pression pendant le fonctionnement de l'installation dotée de ce revêtement. Un autre avantage de l'invention eest que, grâce au scellement par thermofusion à air chaud ou autre, il n'y a pas d'apport de matériaux, ni sur le revêtement formé par les plaques armées, ni sur les croisillons C en PVC recouvrant les soudures S1 et 52 c'est-à-dire aux endroits vulnérables quant au maintien de l'étanchéité du revêtement. Enfin, la mise en place au moyen d'un scellement analogue,par thermofusion sans apport de matériaux des rubans N1 et N2 sur les soudures et S2 réalisées sur la structure déjà recouverte de croisillons, contribue à accroître l'étanchéité requise du revêtement. Bien entendu, des solutions techniques modifiées peuvent être apportées au procédé selon la présente invention, dans les zones où le revêtement imperméable doit nécessairement être interrompu, par exemple aux ex trémités des galeries. Ces solutions ne seront pas décrites en détail, puisque les principes sont les mêmes que ceux mentionnés ci-dessus, et que des variation sont toujours applicables. REVENDICATIONS 1. Matériaux destinés à la formation de revêtements imperméables continus, en particulier pour des galeries et des conduites d'adduction soumises à des pressions hydrauliques variables, à des infiltrations d'eau et à l'usure en raison du milieu d'exposition, destinés en particulier à des centrales hydro-électriques, dont la pose est réalisée sous forme de plaques planes composées de plusieurs couches en matière synthétique de résines thermosoudables et rigoureusement imperméables, tel que le chlorure de polyvinyle (PVC), plaques à l'intérieur desquelles est noyée une armature résistant à des tractions élevées, caractérisés en ce que les plaques armées de dimensions standardisées sont assemblées de manière à pouvoir s' adapter à leur destination, grâce à leur souplesse inhérente. 2. Matériaux selon la revendication 1, constitués de produits manufacturés comportant plusieurs couches et une armature intérieure résistant aux tractions, caractérisés en ce que l'armature ne s'étend pas jusqu'aux bords des plaques composées par une masse homogène en PVC. 3. Matériaux selon les revendications 1 et 2, caractérisés en ce que, façonnés en forme de plaques, ils se composent de couches opposées préfabriquées en PVC assemblées sous pression et chauffage, de façon à envelopper complètement sur les deux faces et sur le contour, l'armature de renforcement. 4. Matériaux selon la revendication 3, caractérisés en ce que l'armature de renforcement accuse des perforations traversées par la masse enveloppante en PVC. 5. Matériaux selon la revendication 3, caractérisés en ce que les surfaces de l'armature accusent des bossages ou parties saillantes semblables, s'engageant dans la masse enveloppante en PVC de manière à obtenir une structure homogène. 6. Matériaux selon la revendication 3, caractérisés en ce que l'armature des plaques est en métal déployé. 7. Matériaux selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'armature métallique est formée par une tôle d'acier perforée ou autre comportant des évidements rapprochés à travers lesquels la masse de PVC peut pénétrer de manière à constituer un ensemble homogène. 8. Matériaux selon l'une ou l'autre des revendications 4 à 7, caractérisés en ce que l'armature a une épaisseur comprise entre 0,4 et 1,2 mm, alors que les couches extérieures en PVC recouvrant l'armature, ont une épaisseur comprise entre 1,5 et 3 mm. 9. Matériaux selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, caractérisés en ce que les plaques, de dimensions standardisées, affectent des formes géométriques, par exemple carrées, rectangulaires, voire hexagonales, permettant leur assemblage pour obtenir un revêtement continu de la surface à garnir. 10. Pose des matériaux sous forme de plaques selon la revendication 9, caractérisée en ce que ces plaques sont appliquées par leurs bords sur des feuillards métalliques disposés sur les parois à revêtir, et fixées par des moyens traversant ces bords exempts d'armature, ces moyens pouvant entre autres être des clous, des vis, des boulons et similaires, éventuellement pourvus de rondelles. 11. Pose des matériaux selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les jointures entre les plaques sont soudées à chaud en utilisant de l'air chaud et un fil en PVC ayant un diamètre proportionnel. 12. Pose des matériaux en forme de plaques selon l'une ou 1' autre des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que les soudures sont protégées et renforcées , là où elles se croisent, par interposition de goussets en PVC en forme de croisillon ou autres moyens,préfabriqués de façon compatible avec les zones de croisement, ces éléments étant soudés sur toute leur étendue par thermofusion à air chaud. 13. Pose des matériaux en forme de plaques selon la revendication 12, caractérisée en ce que les éléments superposés aux jointures et appliqués par thermosoudage accusent une épaisseur n'étant pas inférieure à 2 mm. 14. Pose des matériaux en forme de plaques selon l'une ou 1? autre des revendications 9 à 13, caractérisée en ce que le revêtement continu est complété par l'application par thermosoudure de rubans en PVC,de largeur supérieure à celle des croisillons et recouvrant ceux-ci, y compris les cordons de soudure sur toute leur étendue.