Brevet FR2847645A1 — publié le 20040528

Domaine de l'invention La présente invention concerne une installation et un procédé pour remplacer sans tranchée un tuyau de plomb d'une canalisation d'eau enfouie dans le sol, par un tuyau en plastique notamment en poly5 éthylène haute densité. Art antérieur Il est déjà connu de rénover des branchements en plomb par exemple selon le document FR O0 10 381. Le procédé décrit utilise un dispositif de coupe pour une canalisation en plomb ou en matière plasti10 que. Ce dispositif se compose d'un outil coupant que l'on déplace à l'intérieur de la canalisation en combinant un effort de traction et un effort de percussion. L'outil est muni d'un élargisseur pour écarter la canalisation coupée et permettre l'introduction dans la canalisation coupée d'une nouvelle canalisation. Cette mise en place se fait en même temps que l'on coupe et que l'on élargit la canalisation coupée. Ce procédé et cette installation prévoient ainsi d'élargir le tuyau de plomb vers l'extérieur et nécessitent à cet effet un outil de coupe encore appelé marteau qui est à la fois tiré et mis en percussion pour faciliter le passage. Cette solution connue a l'inconvénient de ne pas permettre de récupérer le tuyau de plomb et de nécessiter le développement d'un effort important à la fois de traction et de percussion. Il s'agit donc d'un procédé de rénovation mais non pas de récupération du plomb et tous les problèmes liés à la pollution du sol par la présence de plomb subsistent. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une installation et un procédé permettant de remplacer un tuyau de plomb d'une canalisation d'eau enfouie, en récupérant ainsi le plomb pour ne pas le laisser dans le sol tout en installant au cours de la même opération et avec les mêmes moyens, le tuyau de remplacement en matière plastique et notamment en polyéthylène haute densité. Exposé de l'invention A cet effet l'invention concerne une installation du type dé35 fini ci-dessus caractérisée en ce qu'elle comprend - un moyen de traction de câble, - un câble de traction à introduire dans le tuyau de plomb à remplacer dont on a dégagé les deux extrémités, ce câble étant relié à - une tête de tirage reliée au tuyau de remplacement et au câble de traction, comprenant A. un corps de diamètre inférieur au diamètre intérieur du tuyau de plomb, * relié au câble et portant B. un manchon de diamètre intérieur, supérieur au diamètre du tuyau de plomb pour passer sur celui-ci, *ce manchon muni de moyens d'accrochage pour le tuyau de remplacement, étant relié au corps par C. des lames de liaison et de coupe D. une bague d'adaptation à section en forme de rampe * de diamètre intérieur adapté au diamètre extérieur du tuyau de plomb pour passer étroitement sur celui-ci, * de diamètre extérieur nettement supérieur au diamètre intérieur du manchon pour chevaucher le manchon quelle que soit la position excentrée du manchon par rapport au tuyau de plomb, * cette bague étant appuyée librement contre l'avant du manchon pour fermer l'intervalle entre le manchon et le tuyau de plomb. Cette installation permet de réaliser simultanément l'enlèvement du tuyau de plomb à remplacer et de mettre en place le tuyau de remplacement. L'évacuation du plomb se fait de manière simple puisque le plomb est recueilli à l'intérieur du tuyau de remplacement et peut ainsi être évacué par simple traction, d'autant plus que d'une part le tuyau est coupé et d'autre part, il est de section inférieure à la section in25 térieure du tuyau de remplacement et libéré de la pression du terrain. Cette installation offre également l'avantage de mettre en place un tuyau de remplacement qui peut servir tel quel au passage du fluide notamment de l'eau ou encore pour recevoir un tuyau intérieur. Cette seconde solution a l'avantage de permettre à l'avenir un remplace30 ment encore plus facile du tuyau intérieur puisqu'il suffira simplement de le tirer, au même titre que l'on remplace des fils électriques dans une gaine. L'invention concerne également un procédé de remplacement d'un tuyau de plomb, du type défini ci-dessus, ce procédé est ca35 ractérisé en ce qu' - on dégage les extrémités du tuyau de plomb à remplacer, - on place le câble de traction dans le tuyau de plomb, - on visse la tête de tirage sur l'extrémité du tuyau de remplacement, - on accroche la tête de tirage au câble après avoir mis en place la bague, - on tire le câble, la tête de tirage et le tuyau de remplacement en découpant le tuyau de plomb au passage et en le faisant entrer dans le tuyau de remplacement, et - une fois le tuyau de remplacement installé, on retire manuellement le tuyau de plomb découpé pour l'évacuer. La mise en oeuvre de l'installation et du procédé selon l'invention ne nécessite que des efforts de traction extrêmement réduits puisque la force de traction est essentiellement nécessaire pour assurer l'effort ponctuel d'élargissement du terrain au droit de l'outil. En aval de l'outil, le conduit ainsi formé permet la progression du tuyau de remplacement sans que celui-ci ne crée par frottement, une résistance importante, d'autant plus qu'un tuyau en matière plastique notamment en polyéthylène haute densité est très lisse. La coupe du tuyau de plomb par les ailettes de la tête de tirage se fait simultanément sans nécessiter d'efforts importants et la bague d'adaptation au diamètre permet d'utiliser une tête d'ouverture relativement grande à la fois pour ne pas serrer le tuyau de plomb et permettre sa découpe. Ainsi quelles que soient les déformations du tuyau de plomb et la courbure de son tracé, le tuyau e plomb sera toujours coupé e part en part à travers son épaisseur puisque le tuyau sera obligé de passer dans l'intervalle entre le corps et le manchon. Malgré l'éventuel décentrage de la tête de tirage par rapport à l'axe du tuyau ou à la déformation de la section du tuyau comme, par exemple, son écrasement ou son ovalisation, le découpage se fera nécessairement de façon complète à travers l'épaisseur du tuyau. Enfin, la bague d'adaptation qui chevauche de façon relativement serrée le tuyau de plomb, obture l'intervalle qui subsiste entre le tuyau de plomb et le manchon de la tête de tirage. La mobilité de la bague d'adaptation par rapport au man30 chon de la tête de tirage est mécaniquement très importante pour assurer la souplesse de fonctionnement de l'installation malgré les éventuelles courbures ou déformations subies par le tuyau de plomb enfoui. Ces déformations peuvent facilement être absorbées par la bague d'adaptation relativement courte (dans le sens longitudinal du tuyau) mais qui est ap35 pliquée de manière étroite sur l'extérieur du tuyau de plomb alors que le manchon de la tête de tirage n'est pas adapté étroitement au contour extérieur du tuyau de plomb et permet ainsi d'adapter une certaine courbure du tuyau de plomb sans que le manchon n'ait à dévier sa trajectoire sensiblement parallèle à l'axe moyen du tuyau de plomb. Cette désolidarisation entre la bague et le manchon de la tête de tirage permet également au manchon dont le diamètre est plus grand que celui de la tête de tirage de s'adapter plus facilement aux difficultés du terrain entourant le tuyau de plomb et de se décaler par rapport à la position alignée sur l'axe. Le corps de tête de tirage a une forme d'ogive à l'avant de façon à permettre le redressement éventuel d'un tuyau de plomb partiellement écrasé ou déformé. Cette opération est facilitée par la décompression du terrain obtenue par le passage du manchon immédiatement en amont de la tête de tirage. De façon avantageuse le corps de la tête de tirage comporte un filetage à son extrémité avant et le câble de traction est muni d'un manchon serti pour se visser au corps de la tête de tirage. Cette liaison a l'avantage de permettre de transmettre facilement les efforts du câble de traction à la tête de tirage sans compliquer l'ouverture de la liaison, une fois l'opération de remplacement du tuyau réalisé. Suivant une autre caractéristique avantageuse le moyen d'accrochage du manchon pour le tuyau de remplacement est constitué par un filetage réalisé dans le manchon au niveau de son extrémité arrière pour recevoir le filetage à l'extrémité du tuyau de remplacement. Comme la tête de tirage peut se désolidariser du câble de traction, il est avantageux de visser d'abord la tête de tirage sur l'extrémité filetée du tuyau de remplacement et ensuite seulement de visser le man25 chon serti du câble de traction sur le corps de la tête de tirage. La liaison entre le manchon de la tête de tirage et l'extrémité avant du tuyau de remplacement a l'avantage de bien transmettre les efforts et d'être très peu encombrante en diamètre. Suivant une autre caractéristique avantageuse, les lames de liaison sont au nombre de deux ou de trois à répartition équi-angulaire. Il est particulièrement avantageux que ces lames soient au nombre de trois à la fois pour bien répartir la transmission des efforts entre le corps et le manchon de la tête de tirage et d'autre part pour couper le tuyau de plomb en trois lamelles qui se regroupent de manière peu encombrante à l'intérieur du tuyau de remplacement au fur et à mesure de la progression de l'installation par rapport au tuyau de plomb à remplacer. Enfin il est avantageux que l'extrémité avant du manchon soit chanfreinée tout en formant une surface d'appui plane pour la bague qui a, comme indiqué ci-dessus, une section en forme de rampe ou section triangulaire et la surface arrière de la bague est plane de manière à pouvoir se décaler par rapport à la surface d'appui de la tête de tirage, ellemême plane. En fait la bague d'adaptation est choisie en fonction du diamètre extérieur du tuyau à supprimer et est toujours centrée sur le tuyau de plomb du fait de son surdimensionnement très faible par rapport au diamètre extérieur du tuyau de plomb alors que la tête de tirage peut être soumise à des déplacements plus importants, autorisés par la diffé1o rence de son diamètre intérieur par rapport à la différence du diamètre extérieur du tuyau de plomb, déplacement qui peut être rendu nécessaire par la résistance variable offerte par le terrain au niveau de la tête de tirage ou la courbure du tuyau. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'une installation représentée schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'une installation de remplacement dont la tête de tirage est en position centrée théorique par rapport au tuyau de plomb à remplacer, - la figure 2 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 1 mais montrant le décalage de la tête de tirage par rapport à l'axe du tuyau de plomb à remplacer. Description d'un mode de réalisation Selon la figure 1, l'invention concerne une installation pour remplacer un tuyau de plomb TB d'une canalisation d'eau enfouie dans le sol par un tuyau de remplacement TR en plastique notamment en polyéthylène haute densité. Le tuyau en plomb TB est enfoui dans le sol non représenté. De manière très schématique l'ensemble de l'installation est représentée droite, centrée sur l'axe XX théorique du tuyau de plomb TB et par suite du logement réalisé dans le sol pour y introduire le tuyau de remplacement TR. L'installation se compose d'un câble de traction relié 1 relié à un cabestan situé à l'une des extrémités dégagées du tuyau de plomb TB que l'on veut remplacer. Ce cabestan n'est pas représenté. Le câble de traction 1 porte à son extrémité un manchon fileté 2 qui se visse sur l'extrémité avant filetée du corps 31 non apparente d'une tête de tirage 3. Cette tête de tirage 3 se compose du corps 31 ou noyau oc5 cupant une position centrale dans la tête de tirage avec un manchon 32 relié au corps 31 par des lames de support et de coupe 33.. Ces lames sont au nombre de trois, réparties symétriquement par rapport à l'axe XX dans l'intervalle séparant le corps 31 du manchon 32. L'extrémité avant 32-1 du manchon 32 est chanfreinée. Les lames de liaison et de coupe 33, également inclinées de préférence d'avant en arrière, comportent une arête avant 33-1 tranchante. La partie arrière du manchon 32 comporte un filetage intérieur 32-2 pour recevoir et tenir l'extrémité correspondante, filetée du tuyau de remplacement TR. L'installation est complétée par une bague d'adaptation 4. Cette bague d'adaptation 4 est libre par rapport au manchon 32 de la tête de tirage 3 et elle est installée de façon flottante autour du tuyau de remplacement TB. La bague 4 a une forme de rampe avec une surface fron20 tale 4-1 inclinée et une surface arrière 4-2 plane, perpendiculaire à l'axe XX. La bague 4 a un diamètre intérieur assez étroitement adapté au diamètre du tuyau de plomb TB pour ne laisser que le jeu suffisant au glissement de la bague 4 sur le tuyau de plomb TB sous la pous25 sée de la tête de tirage 3. La surface avant 32-3 du manchon 32 de la tête de tirage est plane, perpendiculaire à l'axe XX ce qui permet un déplacement transversal relatif, libre entre la bague 4 et la tête de tirage 3 puisque le diamètre intérieur du manchon 32 de la tête de tirage est nettement supérieur au diamètre extérieur du tuyau de plomb TB. Les diamètres intérieurs du manchon 32 et du tuyau de remplacement TR sont identiques pour éviter tout blocage éventuel du tuyau de plomb TB. La figure 1 montre la position théorique de la tête de tirage 3 centrée par rapport à l'axe XX du tuyau de plomb à remplacer TB. En pratique la tête de tirage 3 peut se décaler par rapport à cet axe XX suivant les nécessités du terrain ou la courbure du tracé du tuyau de plomb TB. On peut ainsi arriver à une position excentrée comme celle représentée à la figure 2. Dans cette figure 2 on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes éléments qu'à la figure 1. L'installation telle que décrite ci-dessus se met en oeuvre de la manière suivante: après avoir dégagé les deux extrémités du tuyau de plomb à remplacer TB, on place le câble de traction 1 dans le tuyau de plomb TB puis on prépare l'installation selon l'invention en vissant d'abord la tête de tirage 3 sur l'extrémité préalablement filetée du tuyau de remplacement R et ensuite on accroche la tête de tirage munie du tuyau de remplacement au câble 1 après avoir mis en place la bague d'adaptation 4 devant la tête de tirage 3 sur le tuyau de plomb TB. Puis on tire le câble 1 qui tire la tête de tirage 3 et le tuyau de remplacement TR. Pendant ce mouvement les lames de liaison 33 et de coupe découpent le tuyau de plomb TB en écartant du fait de l'augmentation de diamètre, la terre autour du tuyau de plomb. Le tuyau de plomb découpé pénètre dans le tuyau de remplacement TR et une fois le tuyau de remplacement complètement installé et la tête de tirage 3 dégagée, on tire le tuyau de plomb pour l'évacuer puis on branche le tuyau de remplacement ou on y introduit un nouveau tuyau de diamètre inférieur. REVENDICATIONS ) Installation pour remplacer sans tranchée un tuyau de plomb (TB) d'une canalisation d'eau enfouie dans le sol, par un tuyau TR en plastique notamment en polyéthylène haute densité (PEHD) caractérisée en ce qu' elle comprend - un moyen de traction de câble, - un câble de traction (1) à introduire dans le tuyau de plomb à remplacer (TB) dont on a dégagé les deux extrémités, ce câble étant relié à - une tête de tirage (3) reliée au tuyau de remplacement (TR) et au câble de traction (1), comprenant A. un corps (31) de diamètre inférieur au diamètre intérieur du tuyau de plomb (TB), * relié au câble (1) et portant B. un manchon (32) de diamètre intérieur, supérieur au diamètre du tuyau de plomb (TB) pour passer sur celui-ci, *ce manchon (32) muni de moyens d'accrochage (32-2) pour le tuyau de remplacement (TR), étant relié au corps (31) par C. des lames de liaison et de coupe (33), D. une bague d'adaptation (4) à section en forme de rampe * de diamètre intérieur adapté au diamètre extérieur du tuyau de plomb (TB) pour passer étroitement sur celui-ci, * de diamètre extérieur nettement supérieur au diamètre intérieur du manchon (3) pour chevaucher le manchon (3) quelle que soit 25 la position excentrée du manchon par rapport au tuyau de plomb, * cette bague (4) étant appuyée librement (4-2) contre l'avant (32-3) du manchon (3) pour fermer l'intervalle entre le manchon (32) et le tuyau de plomb (TB). 2 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps (31) de la tête de tirage (3) comporte un filetage à son extrémité avant (34) et le câble de traction (1) est muni d'un manchon serti (2) pour se visser à l'extrémité avant (31-10) du corps (31). ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen d'accrochage est constitué par un filetage (32-2) réalisé dans le manchon (32) pour recevoir le filetage de l'extrémité du tuyau de remplacement (TR). 40) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les lames de liaison (33) sont disposées symétriquement par rapport à l'axe du tuyau de l'outil. io 50) Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les lames de liaison (33) sont au nombre de deux, trois ou quatre. 6 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité avant (32-1) du manchon (32) est chanfreinée tout en formant une surface d'appui plane (32-3) pour la bague (4). ) Procédé de remplacement d'un tuyau de plomb d'une canalisation 20 d'eau enfouie dans le sol par un tuyau en plastique notamment en polyéthylène haute densité, à l'aide d'une installation selon l'une des revendications i à 6, caractérisé en ce que - on dégage les extrémités du tuyau de plomb à remplacer (TB), - on place le câble de traction (1) dans le tuyau de plomb (TB), - on visse la tête de tirage (3) sur l'extrémité du tuyau de remplacement (TR), - on accroche la tête de tirage (3) au câble (1) après avoir mis en place la bague (4), - on tire le câble (1), la tête de tirage (3) et le tuyau de remplacement (TR) en découpant le tuyau de plomb (TB) au passage et en le faisant entrer dans le tuyau de remplacement (TR), et - une fois le tuyau de remplacement (TR) installé, on retire manuellement le tuyau de plomb (TB) découpé pour l'évacuer.