Tuyaux de grands diamètres en PVC

Tuyaux de grands
diamètres en PVC
Les canalisations plastiques:
Une solution efficace
La solution “canalisations plastiques”, tubes et
raccords en PVC, garantit une étanchéité
absolue et une résistance excellente à la
corrosion; leurs légèreté et fiabilité assurent une
souplesse d’installation et une rapidité de pose.
Les développements apportés par
Sirci Gresintex S.p.A. dans ce domaine ont
permis la création de canalisations de grands
diamètres jusqu’à 1.200 mm.
Les conduits plastiques pour l’assainissement
de Sirci Gresintex S.p.A. sont fabriqués dans
une usine que suit le système d’assurance
qualité dicté par la norme EN ISO 9001-2000.
2
Programme de fabrication PVC GRESINTEX
TUYAUX
Matériel
Couleur
Dimensions
PVC compact
RAL 8023
Rouge brique
mm
DN = Diamètre exterieur
e = Epaisseur
Tuyaux à bétonner
Tuyaux autoportants
Gresintex Standard
Gresintex Eurocompact Gresintex Eurocompact Gresintex Eurocompact
Mode de
pose
Classe de
rigidité
SN = CR 0.5
SN = CR 2
SN = CR 4
SN = CR 8
SDR
81
51
41
34
Ø = DN
DN x e
DN x e
DN x e
DN x e
110
-
110 x 3,2
110 x 3,2
110 x 3,2
125
-
125 x 3,2
125 x 3,2
125 x 3,7
160
-
160 x 3,2
160 x 4,0
160 x 4,7
200
200 x 3,0
200 x 3,9
200 x 4,9
200 x 5,9
250
250 x 3,1
250 x 4,9
250 x 6,2
250 x 7,3
315
315 x 3,9
315 x 6,2
315 x 7,7
315 x 9,2
355
355 x 4,4
355 x 7,0
355 x 8,7
355 x 10,4
400
400 x 5,0
400 x 7,9
400 x 9,8
400 x 11,7
450
-
450 x 8,8*
450 x 11,0*
450 x 13,2*
500
500 x 6,2
500 x 9,8
500 x 12,3
500 x 14,6
630
630 x 7,9
630 x 12,3
630 x 15,4
630 x 18,4
710
710 x 8,8
710 x 13,9
710 x 17,4
710 x 20,7
800
800 x 10,0
800 x 15,7
800 x 19,6
800 x 23,3
900
900 x 11,3
900 x 17,6
900 x 22,0
-
1000
1000 x 12,5
1000 x 19,6
1000 x 24,5
-
1200 x 23,6*
-
-
1200
1200 x 14,9*
* Fabrication sur demande
3
Conditions hydrauliques
La quantité d’eau transportée dans une
canalisation, c’est-à-dire le débit est déterminée
par la relation
Q=A·V
Pour le mouvement de l`eau dans les
canalisations circulaires en PVC il faut employer
la formule de Prandl-Colebrook, qui dans le
domaine de l`assainissement à section circulaire
est de plus en plus approuvée.
V=-2
√ 2 · g · Di · J · Log
(
K
2,51 · v
----------------------------------+---------------------------------------------------------------3,71 Di Di √ 2 · g · Di · J
)
Où:
A
Section hydraulique
V
Vitesse moyenne (rapport entre
débit et section mouillée)
m/s
g
Accélération de gravité
9,81 m/s2
Di
Diamètre intérieur du tube
m
v
Viscosité cinématique moyenne
pour eaux usées
1,31 · 106 m2/s
J
Pente
‰
K
Rugosité absolue de la
canalisation (valeur moyenne)
2,5 · 104 m
On a fixé K = Ke (valeur de travail) = 0,25 mm
pour tenir compte de:
- diminution des sections à cause des dépôts
- ovalisation admissible due à l’écrasement
des tuyaux
- modifications directionelles (coudes, etc.)
- systèmes de jonction
- chambres de visite
4
Conditions dans la nappe
phréatique
La pression critique de déformation “Pk“
en Bar est causée par la nappe phréatique
(pression extérieure) ou par la dépression
intérieure qui est définie par l’équation.
10E
e 3
Pk = ------------------------------------ (-----------)
3,36
rm
( )
Où:
e
Épaisseur minimum du tube
mm
E
Module d’élasticité ≥ 3000
N/mm2
rm
Rayon moyen du tube
mm
J Ø
‰
355
Q
400
V
Q
450
V
Q
500
V
Q
630
V
Q
710
V
0,4
0,6
0,8
800
900
1000
Q
V
Q
V
Q
V
Q
V
195,45
0,54
267,77
0,59
367,83
0,64
485,44
0,68
176,27
0,62
241,49
0,67
330,68
0,73
454,05
0,79
599,01
0,84
111,29
0,63
204,73
0,73
280,39
0,78
383,84
0,84
526,89
0,92
694,93
0,98
779,54
1,09
1
50,91
0,57
69,28
0,61
95,34
0,66
125,00
0,70
229,84
0,81
314,72
0,88
430,74
0,95
591,14
1,03
2
73,04
0,82
99,31
0,87
136,56
0,95
178,95
1,01
328,61
1,17
449,67
1,26
615,08
1,36
843,65
1,47 1111,99 1,57
3
90,07
1,01
122,42
1,08
168,28
1,17
220,44
1,24
404,53
1,44
553,40
1,55
756,74
1,67 1037,66 1,80 1367,49 1,92
4
104,45
1,16
141,93
1,25
195,04
1,36
255,46
1,44
468,59
1,67
640,91
1,80
876,25
1,93 1201,33 2,09 1582,86 2,23
5
117,12
1,31
159,13
1,40
218,64
1,52
286,32
1,62
525,06
1,87
718,04
2,01
981,58
2,17 1345,56 2,34 1772,73 2,50
6
128,59
1,44
174,68
1,54
239,98
1,67
314,24
1,77
576,13
2,05
787,80
2,21 1076,80 2,38 1475,99 2,57 1944,41 2,74
7
139,14
1,55
188,99
1,67
259,61
1,80
339,92
1,92
623,10
2,22
851,95
2,39 1172,54 2,58 1595,96 2,77 2101,17 2,96
8
148,96
1,66
202,32
1,79
277,89
1,93
363,82
2,06
666,82
2,37
911,68
2,56 1254,65 2,76 1707,63 2,97 2248,09 2,99
9
158,19
1,77
214,83
1,90
295,06
2,05
386,28
2,18
707,90
2,52
974,61
2,72 1331,79 2,93 1812,53 3,15 2386,08 3,36
10
166,91
1,86
226,67
2,00
311,30
2,16
407,52
2,30
752,08
2,67 1028,05 2,87 1404,75 3,09 1911,74 3,32 2516,61 3,54
11
175,22
1,96
237,94
2,10
326,75
2,27
427,73
2,42
12
183,15
2,05
248,70
2,20
341,52
2,37
447,07
2,53
13
190,76
2,13
259,02
2,29
355,68
2,47
14
198,09
2,21
268,96
2,38
369,31
2,57
15
205,16
2,29
278,54
2,46
382,45
2,66
16
211,99
2,37
290,03
2,55
17
218,62
2,44
18
225,05
2,51
Tableau 1 - Vitesse d’écoulement moyenne (V = m/s), débit (Q=l/s), et pente (J = m/km) de l’eau pour tuyaux en PVC rigide CR 4
selon Norme EN 1401 (Formule Prandl-Colebrook)
Lorsque l’épaisseur des parois choisie est différente de SN-CR4 nous pouvons corriger directement
les résultats obtenus.
En effet, un petit changement du diamètre intérieur ne change pratiquement pas la valeur du
coefficient de perte de charge de la loi de Darcy:
V2
J = ∆ -------------------2g Di
Dès lors nous pouvons calculer les corrections en %:
∆V
∆Di
------------------- = 50 ---------------V
Di
∆Q
∆Di
---------------- = 250 ---------------Q
Di
∆J
∆Di
----------- = - 250 ---------------J
Di
où ∆V, ∆Q et ∆J sont les différences entre les valeurs initiales données aux tables et les valeurs
réelles.
Le signe moins correspond à une variation en sens contraire (si Di croit, J diminue).
5
(débit l/s)
300
Fig. 1 - Abaque - Débits, pentes, diamètres, vitesses
6
Vitesse d’écoulement
Le tableaux est valables pour l’écoulement à
section pleine, c’est-à-dire la capacité max. de
débit, qui de toute façon se passe rarement.
Pour lire le diagramme et le tableau nous
devons nous rappeler que:
Qp
débit relatif à remplissage partiel
l/s
Plus souvent, seule une partie de la section du
tuyau est occupée par le liquide, donc les
vitesses moyennes et les débits sont très
différents selon la hauteur de l’eau dans le
tuyau (comme indiqué dans la Fig. 2 et
représenté en chiffre dans le Tableau 2).
Nous devons souligner que lorsque l’eau
occupe seulement la moitié du tuyau,
la vitesse moyenne d’écoulement correspond
à celle du tuyau plein.
Q
débit relatif à remplissage total
l/s
h
hauteur de remplissage
m
Di
diamètre intérieur du tuyau
m
Vp
vitesse d’écoulement relative
à remplissage partiel
m/s
vitesse relative à remplissage total
m/s
V
C’est une caractéristique que nous devons
considérer pour l’autocurage du tuyau,
c’est-à-dire que nous pouvons l’obtenir si l’on
fait couler le liquide à la vitesse V = 0,6 m/s.
1,0
0,9
0,8
0,7
Qp
0,6
Q
h
Di
0,5
0,4
Vp
0,3
V
0,2
0,1
0,2
0,4
0,6
Qp
Q
ou
0,8
1,0
1,2
Vp
V
Fig. 2 - Coefficient d’adaptation en cas de remplissage partiel.
7
Coeffcient d’adaptation en cas de remplissage partiel
Qp/Q
h/Di
Vp/V
Qp/Q
h/Di
Vp/V
Qp/Q
h/Di
Vp/V
0,0001
0,023
0,17
0,076
0,183
0,60
0,510
0,506
1,00
0,0004
0,044
0,26
0,079
0,187
0,61
0,540
0,525
1,02
0,0007
0,057
0,30
0,082
0,191
0,62
0,570
0,543
1,03
0,0010
0,068
0,34
0,085
0,194
0,62
0,600
0,562
1,04
0,0013
0,077
0,37
0,088
0,197
0,63
0,630
0,581
1,05
0,0016
0,086
0,39
0,091
0,201
0,64
0,660
0,600
1,05
0,0019
0,093
0,41
0,094
0,204
0,64
0,690
0,620
1,06
0,0022
0,100
0,42
0,097
0,207
0,65
0,720
0,640
1,07
0,0025
0,106
0,44
0,100
0,211
0,65
0,750
0,660
1,07
0,0028
0,112
0,45
0,115
0,226
0,68
0,780
0,682
1,07
0,0031
0,118
0,47
0,130
0,241
0,70
0,805
0,701
1,08
0,0034
0,123
0,48
0,145
0,254
0,72
0,820
0,713
1,08
0,0037
0,129
0,49
0,160
0,268
0,74
0,835
0,725
1,08
0,0040
0,134
0,50
0,175
0,281
0,76
0,850
0,738
1,07
0,0043
0,138
0,51
0,190
0,293
0,78
0,865
0,751
1,07
0,0046
0,143
0,52
0,210
0,309
0,80
0,880
0,766
1,07
0,0049
0,148
0,53
0,240
0,331
0,83
0,895
0,781
1,07
0,0052
0,152
0,54
0,270
0,353
0,86
0,910
0,797
1,07
0,0055
0,156
0,55
0,300
0,374
0,88
0,925
0,814
1,06
0,0058
0,160
0,56
0,330
0,394
0,90
0,940
0,834
1,05
0,0061
0,164
0,57
0,360
0,414
0,92
0,955
0,856
1,05
0,0064
0,168
0,58
0,390
0,433
0,94
0,970
0,883
1,04
0,0067
0,172
0,58
0,420
0,451
0,96
0,985
0,919
1,02
0,0070
0,176
0,59
0,450
0,470
0,97
1,000
1,000
1,00
0,0073
0,180
0,60
0,480
0,488
0,99
-
-
-
Tableau 2
8
Conditions statiques pour la réalisation de la fouille
Extrait des normes EN 1610 concernant la pose
des conduites pour l’assainissement; valable
pour tous tuyaux en matériel rigide ou flexible.
Fouille
Les fouilles doivent être projetées et creusées
afin de pouvoir poser les tuyaux correctement
et en toute sécurité.
Nous devons respecter les dimensions
minimales de la largeur des fouilles
(voir tableaux 3 et 4).
Largeur minimale
Ø = DN
Fouilles avec des parois instables
Fouilles à parois stables
ß ≤ 60º
ß > 60º
≤ 225
DN + 0,40
> 225 ≤ 350
DN + 0,50
DN + 0,50
DN + 0,40
> 350 ≤ 700
DN + 0,70
DN + 0,70
DN + 0,40
> 700 ≤ 1200
DN + 0,85
DN + 0,85
DN + 0,40
> 1200
DN + 1,00
DN + 1,00
DN + 0,40
DN + 0,40
Tableau 3 - Largeur minimale de la fouille (DN + X)
N.B.:
- ß est l’angle de la fouille instable.
- Les valeurs écrites correspondent au diamètre (DN + X); X/2 est la place minimum de travail entre
le tube et la paroi.
H
Fig. 3
Profondeur des fouilles
(H)
Largeur minimale
des fouilles
m
m
> 1,0
pas nécessaire
≥ 1,0 ≤ 1,75
0,7
> 1,75 ≤ 4,0
0,8
> 4,0
1,0
Tableau 4 - Largeur minimale de la fouille par rapport
à la profondeur
9
Fond de la fouille
Le fond de la fouille doit avoir une inclinaison
par rapport à la surface du projet, le matériel
du fond ne doit pas être labouré,
sinon il faut le reporter à la capacité de portance
originelle; sur ce fond il faut construir le lit de
pose inférieur (partie A - Figure 4).
Legende:
A+B = lit de pose
A
= lit inférieur
B
= lit supérieur
H
= profondeur fouille
D
= diamètre nominal
C
= remblai de protection
Fig. 4
Définitions:
Lit de pose:
Partie de la construction qui soutient le tuyau
(A-B) entre le fond de la fouille et la partie
inférieure du tuyau.
Tuyau flexible:
Tuyau dont la capacité de portance est limitée
par la déformation causée sur le diamètre par
la charge (sans rupture).
10
Tuyau rigide:
Tuyau dont la capacité de portance est limitée
par la charge (avec rupture).
Remblai:
Matériel entre le lit de pose et les matériaux de
remplissage.
Matériaux utilisés pour l’enrobage
Ce matériel doit donner à la conduite, soit une
stabilité permanente, soit une capacité de
portance sans endommager le tuyau.
Remblai
Lite de pose
Avant d’installer la conduite il faut régler le
fond de la fouille afin d’obtenir la partie A
du lit de pose (figure 4).
Les matériaux utilisés pour l’enrobage peuvent
être:
- les matériaux de la fouille
- des matériaux rapportés
L’épaisseur minimum de cette couche doit être
de 100 mm et doit tenir compte de la forme du
système de jonction.
De toute façon, ils ne doivent pas contenir de
particules gelées ou d’épaisseur supérieure
à 30 mm.
Dans cette couche il faut préparer les niches
dans lesquelles logeront les tulipes de chaque
tuyau.
Les matériaux de la fouille
On peut les employer seulement si:
- ils n’endommagent pas le tuyau
(pas de particules au-dessus de 30 mm).
A ce point il faut assembler la conduite et
seulement après cette opération il faut terminer
le lit de pose avec la partie B, qui doit avoir une
épaisseur qui répond à un calcul statique ou qui
arrive jusqu’à la génératrice supérieure du
tuyau.
Recouvrement du tuyau
L’épaisseur du remblai de protection
(partie C - figure 4) doit être de 150 mm min.
au-dessus de la calotte du tuyau et de 100 mm
au-dessus de la partie la plus haute du joint.
- il n’y a pas de racines d’arbre
- il n’y a pas de matériaux organiques
(ordures et déchets)
- il n’y a pas d’argile
- il n’y a pas de neige ou de glace
Les matériaux rapportés
Nous puvons utiliser les matériaux suivants,
même s’ils sont recyclés:
- les matériaux granulaires gradués
- le sable
- le sable graveleux
matériaux liés hydrauliquement:
- béton léger
- béton maigre
- pouzzolane
- béton armé et non armé
Compactage de l’enrobage
Nous devons compacter l’enrobage avec des
moyens adaptés et la valeur de compactage
doit être celle établie par le projeteur
(valeur de PROCTOR).
S’il y a une nappe phréatique il faut
éviter de modifier la structure autour du tuyau.
Il est parfois nécessaire d’utiliser un tissu
géotextile.
11
Tableau indicatif pour déterminer la rigidité
en fonction de la profondeur et de la surcharge
il est préférable de faire un calcul analytique de vérification statique
Type de réseau routier surchargé
0
Cr2
Voitures
Camions
Poids lourds
Classe de rigidité
Classe de rigidité
Classe de rigidité
Cr4
Cr8
Cr2
Cr4
Cr8
Cr2
Cr4
Cr8
0
h = hauteur de recouvrement (m)
zone interdite
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
zone interdite
Condition de pose - Tube posé dans une tranchée étroite à remblayer avec du matériel sec compacté à 87% de la
valeur de référence (essai Proctor).
12
9
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Novembre 2009
Sirci Gresintex S.p.A.