Brevet FR2529643A1 — publié le 19840106

L'invention se rapporte à une conduite pour transport de fluide caloporteur, tel que vapeur ou eau surehau- fée, comportant au moins un tuyau noyé dans une masse de matière d'enrobage, Dans une forme d'exécution connue, une telle con- duite comporte deux tuyaux métalliques (l'un pour l'aller et l'autre pour le retour du fluide) calorifugés par des demicoquilles de laine de verre ou de roche et installés dans un caniveau en béton armé étanche, recouveru d'une dalle également en béton armé.Le caniveau est mis e#n oeuvre au fond d'une tranchée finalement remblayée en sable ou en matériaux de déblai de la fouille. Une telle conduite est complexe et très coflteuse. Elle nécessite l'emploi de lyres ou de souffle# de dilatation pour les tuyaux. De plus, l'étanchéité du caniveau en béton n'est jamais absolue et les tuyaux métalliques, généralement en acier, s trouvent soumis a' la corrosion due à l'humidité d'infiltration en provenance du sol. Il est connu par ailleurs d'utiliser des tuyaux en acier ou en résine synthétique armée de fibres de verre, et de placer de tels tuyaux à l'intérieur de tuyaux de protection de plus grand diamètre, réalisés par exemple en PVC (polychlorure de vinyle), qui les protègent chimique- ment et mécaniquement du milieu extérieur. L'espace compris entre ces tuyaux coaxiaux est rempli d'un isolant thermique (laine de verre ou de roche, mousse de polyuréthane, etc). Les tuyaux composites à double paroi ainsi obtenus, inatta- quables par 1'eau, sont placés sur lit de sablon au fond d'une tranchée remblayée en sablon. Une telle structure dis-. pense de prévoir un caniveau étanche, car il n'est plus besoin d'assurer aux tuyaux composites une protection contre l'eau. Mais ces tuyaux, préfabriqués, sont coûteux et néces- sitent eux aussi des lyres ou des soufflets de dilatation et/ou des butées de blocage.De plus, ils doivent avoir une résistance mécanique intrinsèque suffisante pour résister aux efforts liés au fluide caloporteur (pression, température) ainsi qu'aux efforts extérieurs, cette résistance ne dis pensa pas de la nécessité de protection supplémentaires aux endroits exposés à des surcharges locales, ce qui conduit a y prévoir un recouvrement de dalles de béton ou une profondeur d'eneouissemerst importante, Afin de remédier à ces inconvénients, la prdsente invention a pour objet une conduire du genre défini au début, dans laquelle la matière d'enrobage est un béton isolant thermique coulé directement autour de la surface extérieure du tuyau ou des tuyaux que comporte la conduite. Un tel enrobage de béton, peu coûteux, assure à la fois les fonctions de calorifugeage et de protection mécanique du ou des tuyaux de la conduite, dont la structure peut alors ne comporter qu'une simple épaisseur de matière résistant aux seuls efforts dus au fluide (pression, température) et pouvant ne pas présenter de résistance mécanique propre aux efforts extérieurs De plus, le béton en réprime les allongements de dilatation et évite l'emploi de lyres ou de sourflets de compensation ainsi que de butées de blocage. Le béton utilisé peut contenir un granulat de matière expansée qui lui confère son caractère d'isolant thermique, ce granulat pouvant par exemple ttre formé de granules d'argile > -. expansée ou de verre expansé. la matière constitutive du ou des tuyaux que comporte la conduite peut quant à elle être une matière plastique, telle que le PVC ou une résine époxy. pareil matériau, inattaquable chimiquement, écarte tout risque de corrosion en cas de fissuration du béton. L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'une conduite conforme à la description précé- dente. Ce procédé consiste à placer le tuyau ou le groupe de tuyaux que doit comporter la conduite à l'intérieur d'une tranchée ou d'un coffrage longitudinal sur des cales thermiquement isolantes, et à couler le béton isolant d'enrobage de manière à noyer le tuyau ou le groupe de tuyaux.Afin de limiter ou d'éliminer les contraintes infligées au béton isolant du fait de la dilatation du ou des tuyaux engendrée par la haute température du fluide caloporteur transporté, il convient, si le béton utilisé n'offre pas un module d1élas- ticité suffisant pour supporter ces contraintes, d amener, lors de la coulée de celui-ci, chaque tuyau à prendre par très expansion un diamètre/ légèrement inférieur à celui qu'il présentera lorsqu'il sera parcouru par un fluide caloporteur à haute température. Ainsi est crée autour de chaque tuyau un intervalle procurant un Jeu à froid qui, à chaud, disparatt avec blocage corrélatif du tuyau dans le béton, sans que des contraintes excessives s'exercent sur le béton.En pratique, l'expansion précitée peut être obtenue parchauffagede chaque tuyau et/ou par mise sous pression de l'intérieur de chaque tuyau. Une autre possibilité, qui peut être mise en oeuvre seule ou combinée avec la précédente, consiste à entourer chaque tuyau (avec collage éventuel) d'une couche de matière compressible, telle que carton onduld ou feutre, qui, stin- terposant entre le tuyau et le béton après coulée de celuici, absorbe en s'écrasant les dilatatlo du tuyau. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé b titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut Etre mise en pratique. La figure unique représente en coupe transversale une conduite enterrée selon l'invention. On voit sur la figure une tranchée 1 creusée dans le sol 2 pour recevoir une conduite de transport de fluide caloporteur tel que de l'eau surchauffée. Cette conduite comporte deux tuyaux 3, l'un servant à l'aller et l'autre au retour du fluide, qui sont disposés caste à côte sur des cales 4 en matière. thermiquement isolante. Les tuyaux 3 et les cales 4 sont noyés dans une masse de béton 5 coulée en place dans la tranchée 1, sans pervibration, et recouverte d'une couche de terre 6 de remblayage de la tranchée. Un tel remblayage n1 est toutefois pas indispensable, 1e béton 5 assurant une protection mécanique suffisante. Ce dernier est un béton isolant thermique contenant un granulat d'argile expansée ou de verre expansé. Les cales 4 sont de préférence réalisées en un béton isolant identique au béton de coulée 5. Les tuyaux 3 sont des tuyaux en polychlorure de vinyle, en résine époxy ou en un polymère analogue. Dans le cas où le module d'élasticité du béton 5 ne serait pas suffisant pour que celui-ci résiste aux contrain- tes de dilatation exercées par les tuyaux 3 lorsque la conduite est en service, ceux-ci sont soumis. à une expansion calculée pour les amener à peu près au diamètre qu'ils doivent présenter en raison de la dilatation causée par la circulation du fluide caloporteur à haute température. Cette expansion, qui peut Etre obtenue soit par chauffage des tuyaux, soit par "gonflage" de ceux-ci à l'aide d'un fluide sous pression, par exemple de l'eau, soit par ces deux moyen à la fois, évite tout risque d'éclatement du béton d'enrobage 5 par contrainte interne due à la dilatation thermique des tuyaux 3. On peut aussi coller sur chaque tuyau 3, avant coulée du béton 5, une couche de carton ondulé ou de feutre. Les deux formules suivantes peuvent entre envisagées pour le béton isolant 5 Formule 1 Granulat d'argile expansée (granulométrie 4 i 12 mm) --- 450 litres Granulat concassé d'argile expansée (granulométrie Cendres de houille ---------- 240 kg Ciment CPJ 45 --------------- 150 kg Eau ------------------------- 120 litres Formule 2 Granulat de verre expansé (Expanver) -----1 m3 Adjuvant plastifiant et entratneur d'air- 2,7 kg Laitier d'incinération ------------------ 0,5 m3 Ciment CPJ 45 --------------------------- 150 kg Eau --------------------- 120 litres Les deux tuyaux 3 peuvent soit entre disposés dans un même plan horizontal, comme représenté, soit être superposés dans un même plan vertical ou oblique. Les cales isolantes 4 peuvent présenter la forme simple de briques, ainsi que le montre la figure, ou la forme de blocs de section peuntreu moins complexe, par exemple de blocs en U recevant/leurs branches la paire de tuyaux 3. REVENDICATIONS 1.- Conduite pour le transport de fluide caloporteur, comportant au moins un tuyau noyé dans une masse de matière d'enrobage, caractérisée par le fait que la matière deenrobage est un béton isolant thermique coulé directement autour de la surface extérieure du tuyau ou des tuyaux que comporte la conduite. 2.- Conduite selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le béton isolant continent un granulat de matière expansée. 3. - Conduite selon la revend#cation 2, caractérisée par le fait que le granulat est formd-de granules d'argile expansée. 4.- Conduite selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le granulat est formé de granules de verre expansé. 5. - Conduite selon l'unequeleonque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la matière constitutive du ou des tuyaux qu'elle comporte est une matière plastique, telle que le polychlorure de vinyle ou une résine époxy. 6.- Procédé de réalisation d'une conduite selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé -' par le fait qu'il consiste ;k placer le tuyau -o:l le groupe de tuyaux à l'intérieur d'une tranchée ou d'un coffrage longitudinal sur des cales thermiquement isolantes, et à couler le béton isolant d'enrobage de manière à noyer le tuyau ou le groupe de tuyaux. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que lors de la coulée du béton on amène chaque tuyau à prendre par expansion un diamètre ssg rement inférieur à celui qu'il présentera lorsqu'il sera parcouru par un fluide caloporteur à haute température. 8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'expansion est obtenue au moins partiellement par chauffage de chaque tuyau. 9.- Procédé selon la revendication 7 ou 8, caracté- risé par le fait que l'expansion est obtenue au moins partiellement par mise sous pression de l'intérieur de chaque tuyau. 10. - Procédé selon l'une quelconque des revendieations 6 à 9, caractérisé par le fait qu'on entoure chaque tuyau: d'unecouehe de matière compressible.