Brevet FR2559875A1 — publié le 19850823

La présente invention est relative à un tuyau comportant une âme métallique cylindrique entourée d'une couche de béton léger isolant. On connait des tuyaux de ce type comportant une âne intérieure en tale, une couche de béton léger, une armature métallique et une chape d'étanchéité extérieure comme le décrit le brevet français 81 23 253. Dans cette réalisation connue, la couche unique de béton de fibres remplit deux fonctions : une fonction "isolation thermique" et une fonction "résis- tance mécanique", Or, si par ailleurs les résultats obtenus avec ce tuyau sont satisfaisants , on a observé que la mise en oeuvre d'une couche unique de ce béton léger limite l'obtention d'un faible coefficient de conductivité et donc l'isolation. L'invention a pour but de remédier a cet inconvénient. Suivant l'invention, le tuyau comprend en combinaison en plus d'une couche intérieuredebéton léger: a) une seconde couche extérieure de béton centrifugé armé de fibres; b) et une barrière étanche complémentaire placée sur la couche extérieure de béton centrifugé armé de fibres. La séparation du béton en deux couches permet de séparer les fonctions "isolation" et "résistance mécanique", l'isolation étant améliorée par l'existance de la couche intérieure de béton léger. De plus, 1' enveloppe de béton extérieure armée de fibresqui assure la résistance-mécanique, permet de récupérer les contraintes d'oflgine mécanique résultant de la pression du fluide et d'origine thermique,que blâme et le béton léger n'ont pu absorber totalement. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent un mode de réalisation non limitatif à titre d'exemple dans lequel - la Figure 1 est une vue an coupe transversale d'un mode de réalisation du tuyau selon l'invention; - la Figure 2 est une vue an coupe axiale suivant II-II de la Figure 1 de deux extrémités de tuyaux selon l'inventiol raccordées entre eux par un joint d'étanchéité; - la Figure 3 est une vue en coupe transver sale du tuyau selon l'invention enterré dans une tran chée. Le tuyau 10 représenté d la Figure 1 comprend, de l'intérieur vers l1extérieur > une âme métallique 1, par exemple en tle cylindrique et d'une épais- seur d'au moins 0,003 m, une couche de bétcn isolant 2 réalisée à partir d'agrégats légers expansés, de sable et de ciment Cette couche de béton 2 -?eut être armée si nécessaire par des armatures loncitudinales et circonférentielles 17 placées sur la partie extérieure de la couche 2.En variante, il est possible d'entourer la couche 2 par un film plastique 3 imperméable constitue soit d'un manchon plastique continu (par exemple en polyéthylène, ou en chlorure de polyvinyle, ou en polypropylène), soit d'une couche de résine souple telle que du chlorure de polyvinyle #ar exemple. Autour du film plastique 3 vient se placer une couche extérieure 4 en béton centrifugé armé de fibres métalliques ou de fibres de verre ou de fibres de verre métallique (fibres de fonte) avec un aux d'incorporation de celles-ci d'au moins environ 15%, environ 60% des fibres étant réparties circonférentiellement et environ 40% étant réparties longitudinalement.Ce taux est obtenu par centrifugation de la couche extérieure de béton 4 avec alimentation séparée en béton et fibres au moyen de deux canaux d'alimentation. Les fibres sont orientées et placées de manière continue ou discontinue en fonction des sollicitations d'origine mécanique et thermique La couche de béton de fibres 4 a une épais- seur d'environ 0,015 à 0,040 m. Sur ce béton de fibres est disposée en fin de fabrication une barrière étanche complémentaire 5 composée soit d'un film de polyéthylène thermorétractable collé aux extraits de la couche de béton centrifugé 4, soit d'un film de chlorure de polyvinyle liquide, slit st'Ln film de chlorure le polyvinyle soudé et collé aux extrémités en formant un manchon souple, ce film pouvant être protégé par une envelo?pe résistante telle qu'un géotextile non tissé. L'âme métallique 1, d'une épaisseur d'au moins 0,003 m, est destinée à reprendre les efforts dhs à la pression et à l'ovalisation ainsi qu'à servir d'étanchéité. La couche de béton#isolant 2 permet d'obtenir un coefficient de conductibilité thermique de l'ordre de 540 à 1670 J/m0C; en service l'épaisseur de cette couche 2 est variable suivant l'isolation recherchée (de 0,07 m à 0,30 m environ) et sa densité est de l'ordre 3 de 500 à 1000 kg/m . L'utilisation d'un béton colloi- dal léger ou de béton à base de résine ou de béton de mousse permet d'améliorer les performances d'isolation. La couche extérieure de béton 4 d'épaisseur variable selon les efforts à reprendre est pratiquement imperméable. En effet, la centrifugation à 500 m/S2 lui confire un coefficient de perméabilité de l'ordre de 10#10in/S, minimum qui peut être porté à 10-12 m/S grâce à l'incorporation d'un adjuvant type BAGRAT A7 (marque déposée) ou à l'application d'une résine. Un traitement de surface au silicate type BAGRAT ISO 110 K ou S, brai ou brai étoxy améliore encore l'im-perméabilité et rend le béton résistant aux eaux agressives. De plus, elle ne présente pas de gradient radial. Cela permet une bonne reprise des contraintes dues à la pression interne du fluide et aux dilatations thermiques. Ainsi, la couche de béton extérieure 4 remplit les fonctions d'imperméabilité, de tenue à la corrosion, et de résistance-mécanique du tuyau. Le joint d'étanchéité raccordant deux extrémités de deux tuyaux 10, représenté à la Figure 2 réalisé de manière identique à celui décrit dans le brevet français 81 23 253, est constitué comme suit L'âme 1 est formée d'une succession d'élé- ments cylindriques reliés deux à deux par un embout cylindrique 20 rapporté à l'un de deux éléments consé- cutifs pourvu de deux collerettes 21 emprisonnant entre elles une bague élastomère 6 d'étanchéité. Une couche de matière synthétique recouvre partiellement l'embout ou virole 20 pour la protéger contre l'action extérieure des eaux, ainsi que l'autre extrémité de l'âme 1; cette matière synthétique résiste à la température de 1100. Les tranches d'extrémité du . tuyau ' sont pro tégées par un brai Epoxy, une résine ou une application de silicate BAGRAT-à l'extrémité, le béton étant remplace sur 5 à 10 cm par un béton étanche 8. L'espace vide annulaire 13 entre les couches de béton 8 est rempli de granulés légers 14 par exemple de la perlite, soit avec de la laine de verre, soit avec une mousse de polyuréthane sur fond de joint en laine de verre. Enfin, une bande souple 9 thermorétractable est collée sur les extrémités des deux tuyaux 10 par-dessus les granulés 14 pour assurer leur protection, et permet la libre dilatation du système, Cette bande assure la continuité de l'étanchéité entre deux tuyaux 10. La pose du tuyau 10 illustrée à la Figure 3 se fait sur un lit de sable 15 déposé au fond d'une tranchée 12. Pour réduire les déperditions de chaleur, une plaque isolante peut être posée sur les tubes après leur pose au cours du remblaiement. Le tuyau 10 est ensuite recouvert de terre criblée 16 jusqu'à sa partie supérieure. Dans les terrains agressives, un film plastique 11 est développ2 dans cette tranchée 12 et refermé à 30 crvt. au-dessus du tuyau 10 de façon à fscrpecher la remontée des sels du sol au dessus de la conduite 10 et à garder le sol autour de celle-ci à une humidité pratiquement constante. Le tuyau selon l'invention présente, en plus des avantages déjà indiqués, celui de ne pas se fissurer et d'#tre pratiquement imperméable grâce à une centrifu galion de 500 m/S lui conférant un très faible coef f icient de perméabilité. Selon une variante de réalisation, la manche plastique souple 5 peut être placée directement autour du tuyau 10 avant remblaiement. Selon un mode particulier de réalisation du tuyau 10, la couche de béton 2 est formée par coulée verticale entre le béton centrifugé armé démoulé 4 et l'ame métallique 1. REVE## ICATIONS 1 - Tuyau (10) comportant une âme inétalli- que cylindrique (1) entourée d'une couche de béton léger isolant (2), caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison : a) une couche extérieure de béton centrifugé (4) armé de fibres; b) une barrière étanche complémentaire (5) placée sur la couche extérieure de béton centrifugé (4) armé de fibres. 2 - Tuyau (10) selon la revendication k, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un film plastique isolant (3) autour de la couche (2) de béton léger, ce film isolant étant constitué soit d'un manchon plastique continu (par exemple en polyéthylène, ou en chlorure de polyvinyle, ou en polypropylène) soit d'une couche de résine souple telle que du chlorure de polyvinyle liquide par exemple. 3 - Tuyau (10) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce aue la couche de belon léger isolant (2) est réalisée à partir d'agrégats expansés de sable et de ciment, éventuellement armée par des armatures (17) longitudinales et circonférentielles placées sur la partie extérieure de la couche. 4 - Tuyau (10) selon l'une des revendications 1 3, caractérisé en ce que la couche extérieure de béton centrifugé (4 > est armée de fibres de verre ou métalliques avec un taux d'incorporation de celles-ci d'au moins environ 15W, environ 60% des fibres étant réparties circonférentiellement et environ 40% étant réparties longitudinalement. 5 - Tuyau selon l'une des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que la barrière étanche extérieure (5) est, soit un film de polyêthylène thermorétractable, collé aux extrémités de la couche de béton centrifugé (4), soit un film de chlorure de polyvinyle liquide, soit un film de chlorure de polyvinyle soudé et collé aux extrémités en formant une manche souple, ce film pouvant être mécaniquement protégé par une enveloppe résistante telle qu'un géotextile non tisse. 6 - Procédé de fabrication d'un tuyau (10) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche extérieure de béton (4) est obtenue par centrifugation avec alimentation séparée en béton et en fibres au moyen de deux canaux dtalimentation, et la couche de béton léger (2) est formée par coulée verticale entre le béton centrifugé armé défoulé (4) et l'âme métallique (1).