Brevet FR2516630A1 — publié le 19830520

La présente invention est relative à un procédé d'obtention de conduits de grande section. Diverses techniques sont utilisées pour la mise en place de conduits destins à des adductions d'eau,des transports pétroliers,des passages de câbles etc... La technique la plus fréquente consiste à utiliser des tronçons tubulaires, à section circulaire,qui sont mis bout à bout et assemblés par diverses méthodes. Cette technique présente des inconvénients qui augmentent avec le diamètre de la conduite , même Si l'on diminue la longueur des tron çons: fabrication, transports, manutentions et mise en place. De toute façon,des problèmes d'encombrement se posent dès qu'on approche d'un diamètre extérieur de 2,50 m qui correspond à la limite normale des gabarits routiers. Pour des débits importantssson onest amené à prévoir plusieurs conduits en parallèle,ce qui est une solution coûteuse,ou bien à construire le conduit sur place,suivant les techniques des constructions de maçonner1.c,voire de travaux en galeries également eX lieuses en argent et en temps. Il existe donc un problème pour l'obtention de conduits de section importante et en particulier supérieure à 5 m2 environ. La présente invention a pour but de fournir un procédé qui permette obtenir des conduits, notamment de grande section,aveo des prix de revient de fabrication,de transport et de mise en place considérablement réduits par rapport aux techniqtles actuelles. Selon un premier aspect de l'invention il est fourni un procédé d'obtention de conduits par assemblage sur place d'é léments préparés à l'avance selon lequel on assemble des éléments longitudinaux sans ondulation > préparés à l'avance, correspondant chacun à une partie seulement de la section transversale de la paroi du conduit. Le procédé ainsi défini présente un premier avantage: le transport est facilité.Si l'on suppose en effet que la dimension maximale admissiJ-le soit 2,5 mnla technique actuelle permet seulement le transport unitaire de tronçons de diamètre extérieur au plus égal à 2,5 m. Si les éléments selon l'invention correspondent chacun à un quart de la section du conduit,celui-ci pourra avoir,une fois terminé,un diamètre de 3,5 m environ,soit une surface de section double, et si les éléments correspondent à un sixjème de la section, un diamètre celui-ci pourra avoir une fois terminé/de 4,4 m environ soit une surface de section triple.De plus,pour une même hauteur de 2,5 m on pourra disposer,dans le même volume,un nombre considérable d'éléments unitaires,empilés les uns sur les autres,si bien que le même véhicule de transport sera utilisé à sa charge utile maximale. En revanche,la longueur totale des Jonctions à effectuer,par soudure ou autrement est évidemment augmentée. Il faut observer qu'il s'agit, normalement de Joints rectilignes qui sont bien plus faciles à obtenir ou exécuter que des Joints circulaires,et que le nombre de ces derniers peut être au contraire réduit du fait de la plus grande longueur unitaire des éléments, permi#epar leur poids unitaire plus réduit. Selon un second aspect de l'invention, on utilise des éléments ayant des courbures transversales d'ensemble différentes pour donner au conduit une section courbe mais non circulaire. Les avantages de ce second aspect sont multiples. La forme circulaire des conduits est,on le sait,la mieux adaptée au cas des fortes pressions internes. Elle est d'autre part la plus facile à obtenir lorsqu'on confectionne des tronçons correspondant à toute la section du conduit. Elle présente en revanche des inconvénients dans les autres utilisations. Un conduit circulaire crée,dans le sol qui supporte son poids,des contraintes qui présentent un maximum accusé dans sa région médiane. Il s'ensuit quasi le sol est meuble,des tassements différentiels importants peuvent se produire après la pose.La forme circulaire se prête mal à une bonne exploitation de l'espace lorsque celui-ci est encombré comme c'est souvent le cas en milieu urbain.Enfin,le poids est comparativement trop élevé;en effet la matière est, dans le cas de tronçons unitaires couvrant chacun toute la section,répartie de façon uniforme sur toute la périphérie alors que les contraintes ne le sont pas. Les formes de conduit que permet le second aspect de l'invention permettent d'éviter ces inconvénients. En particulier,suivant une modalité préférée,dans les zones où le sol est meuble,on utilise,pour la partie inférieure du conduit,des éléments ayant une courbure transversale d'ensemble plus faible que les autres,si bien que le conduit a une section de forme aplatie à la base. On obtient ainsi une amélioration considérable de la répartition des contraintes engendrées dans le sol sous-Jacent,et les mouvements de celuici peuvent etre réduits de façon très importante.Un autre avantage de telles formes est une hauteur plus faible à section égale,d'où réduction des frais de fouille(terrassements, blindages,rabattements de nappe phréatique etc )D'autre part, lorsque la consistance du sol porteur l'exige (nappe aquifère notamment)on peut intégrer au conduit un lestage obtenu au mo yen de masses de métal ou de béton qui viennent s'accrocher, par un boulonnage approprié,sous le radier dudit conduit. Bien entendu,la masse du lestage est calculée en fonction des données propres au site concerné et chacun des éléments de lestage peut être également préfabriqué. On peut également ancrer le conduit au sol par ce même procédé de boulonnage lequel est rendu possible depuis l'intérieur par la forme aplatie du radier. Suivant une autre modalité avantageuse de l'invention on calcule à l'avance les contraintes auxquelles seront soumis les divers éléments et on détermine,en fonction de ces contraintes,l'épaisseur de chaque élément et/ou la matiè re dont il est fait. Il est fréquent en effet,que la partie supérieure d'un conduit n'ait qu'un rôle de protection et ne soit soumise qu'à des contraintes limitées. D'autre part,le poids du fluide transporté,quand il s'agit d'eau ou d'un autre liquide agit évidemment plus à la partie inférieure qu'au sommet. De plus l'étanchéité obtenue aux Joints d'assemblage autorise le conduit à supporter des pressions internes et, de ce faits être utilisé en conduite forcée. On notera également que,dans sa forme définitive,le conduit constituant un ensemble homogène et monoblocl ne sera pas nécessaire de réaliser des butées aux changements de direction,générateurs de poussées longitudine.ies.La possibilité d'adapter l'épaisseur et la matière de l'élément permet de réaliser d'importantes économies sur le prix de revient et sur le transport. La confection d'un conduit selon l'invention,c'est-à-dire par éléments qui ne correspondent qu'à une partie de la section mais qui peuvent,par compensation, être de longueur importante,pos# des problèmes spécifiques au moment de l'assemblage;ces problèmes ont pu être résolus par le procédé d'assemblage suivant,qui se trouve donc en liaison étroite avec l'obJet principal de l'invention. Selon ce procédé,on procède à l'assemblage initial des éléments en les reliant entre eux tant longitudinalement que transversalement par des moyens permettant un déplacement relatif limité des éléments adJacents et en intercalant entre eux un Joint d'étanchéité en matière souple,et on procède ensuite à l'assemblage définitif et rigide des éléments entre eux lors#que les terrains environnants et l'ensemble du conduit se sont stabilisés. De préférence,l'assemblage initial des éléments entre eux est fait à l'aide de boulons traversant au moins un des éléments par un trou ovalisé. Les changements directionnels s'obtiennent par des éléments préfabriqués courbes ou en pans coupés,spécialement calculés et adaptés à la géométrie imposee. La présente invention va être décrite plus en détail à l'aide d'exemples,non limitatifs de réalisation illustrés par les dessins parmi lesquels: Figs. 1 à 3 sont des coupes transversales schématiues de conduits selon l'invention; Fig. 4 est une coupe partielle illustrant le mode d'assemblage. La figure 1 montre,en trait plein, la coupe d'un conduit 1 obtenu par le procédé de l'invention,et pour comparaison en tirets,la coupe d'un conduit circulaire 2 de même section. Le conduit selon l'invention est obtenu par assemblagehe cinq éléments de même longueur. Deux éléments de base 3 sont sensiblement plans;deux éléments de côté 4 ont une courbure variable plus forte vers le bas que vers le haut;le profil est complèté par un élément supérieur 5,à section en arc de cercle. L'exemple représenté correspond,à titre indicatif à une section de iOn2. La hauteur H totale est de 2,40 m et la largeur L de 5,00 m, à comparer avec le diamètre D du conduit circulaire correspon dant,qui est de 3,57 m. La fouille nécessaire pour le conduit selon l'invention est plus large à la base que pour le conduit circulaire,mais elle est moins profonde;et au total,le volume à excaver est du même ordre,il peut être plus faible pour certains terrains. La figure 2 montre une autre forme de conduit selon l'in vention,dans lequel les éléments du fond 3a sont légèrement incurvés,et qui comporte deux éléments supérieurs Sa au lieu d'un. La figure 3 montre encore une autre réalisatîon,qui présente La particularité que l'élément de fond 3b forme une cunette centrale 6. On a prévu que la cunette est au milieu de l'élé nent 3b et est légèrementevasee ibien que des éléments sont identiques et empilables pour le transport,mais bien entendu d'autres dispositions sont possibles. Suivant la technique ci#ssique,l'adj.onction d'une cunette pose un problème quasi insoluble. La figure 4 illustre un exemple du mode de Jonction entre comme deux éléments 4,5 placés Ides éléments 4a et Sa de la figure 2. L'élément 4 est dans une première phase pourvu d'une plaque de raccordement 7,fixée par une soudure 8,laquelle peut êtr exécutée en usine ou sur place. Cette plaque 7 présente des trous ovalisés 9,qui > lors du montage,vîennent en correspo.#- dance avec des trous ovalisés 10 de l'élément 5. On peut prévoir que les ovalisations des trous 9 et 10 ,sont sensible ment perpendiculaires l'uoe à l'autre. Au moment du montage on intercale entre l'élément 5 et la plaque 7 un Joint souple 11 en élastomère ou analogue,puis on procède à la Jonction à l'aide d'une vis 12 et d'un écrou 13. Lorsque le Jeu d'éléments correspondant à la section suivante du conduit est monté,de légers mouvements relatifs des éléments 4 et 5 peuvent apparaltre,par exemple sous l'effet de variations de niveau du fond de la fouille. De légers mouvements peuvent aussi être la conséquence du tassement des terrains sous-Jacents. Tous ces mouvements sont rendus possiblespar l'ovalisation des trous 9 et 10.Quand ces mouvements ont cessé de se produire,on peut procèder à la Jonction définitive des éléments par une soudure 14. La vis 12 et l'écrou 13 peuvent en outre être retirés,et les trous 9 et lO,ou seulement l'un des deux,peuvent être obturés par soudure. Comme on l'a dit plus haut,les divers éléments peuvent être d'épaisseurs différentes selon le résultat du calcul des contraintes. Ils peuvent aussi être des matériaux différents,à condition toutefois que,le cas échéant les précautions nécessaires aient été prises pour éviter la corrosion par effet de couples électrochimiques. Parmi les matériaux préférés,on peut citer,pour son prix peu élevé et ses facilités d'obtention et de soudage,les fontes ductîles,mals d'autres matériaux peuvent être envisagés seuls ou en combinaison,tels que d'autres métaux, et aciers,les plastiques renforcés par des fibres, le béton, précontraint ou non. Dans ces deux derniers cas,il est évident que les soudures dont on a parlé plus haut sont à remplacer par des liaisons appropriées. REVENDICATIONS l.Procédé d'obtention de conduits par assemblage sur place d'éléments préparés à l'avance,caractérisé en ce qu'on longitudinaux assemble des élenents correspondant chacun à une partie seulement de la section transversale de la paroi du conduit. 2. Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce qu'on utilise des éléments ayant des courbures transversales d'ensemble différentes ,pour donner au conduit une section courbe mais non circulaire. 3.Procédé selon la revendication 2,caractérisé en ce qu'on utilise,pour la partie inférieure du conduit,des éléments ayant une courbure transversale d'ensemble plus faible que les autres,si bien que le conduit a une section de forme aplatie à la base. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on calcule à l'avance les contraintes auxquelles seront soumis les divers éléments et on détermine, en fonction de ces contraintes l'épaisseur de chaque élément et/ou la matière dont il est fait. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4,caractérisé en ce qu'on procède à l'assemblage initial des éléments en les reliant entre eux par des moyens permettant un déplacement relatif limité des éléments adjacents et en intercalant entre eux un Joint d'étanchéité en matière souple, et en ce qu'on procède ensuite à l'assemblage définitif et rigide des éléments entre eux lorsque les terrains environnants et l'ensemble du conduit se sont stabilises. 6.Procédé selon la revendication 5,caractérisé en ce que l'assemblage initial des éléments entre eux est fait à l'aide de boulons traversant au moins un des éléments par un trou ovalisé. 7.Procédé selon l'une des revendications 3 à 6,caracté risé en ce qu'on fixe par boulonnage,sous la base de forme aplatie du conduit,des masses de lestage ou bien des éléments d'ancrage. 8.Procédé selon l'une des revendications 1 à 7,caractérisé en ce qu'on utilise,pour les changements directionnels du conduit des éléments préfabriqués courbés ou en pans coupés,spécialement calculés et adaptés. 9.Eléments longitudinaux de conduit préparés à l'avance pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 8 ,caractérisés en ce qu'ils correspondent chacun à une partie seulement de la section transversale du conduit à obtenir. 1O.Eléments selon la revendication 9,caractérisés en ce qu'ils ont une courbure transversale variable. ll.Eléments selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisés en ce qu'ils sont en fonte ductile. 12 Conduit, formé par assemblage d'éléments longitudimaux correspondant chacun à une partie seulement de la section transversale du conduit et obtenu selon le procédé de l'une des revendications 1 à 8.