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Tuyaux en béton précontraint avec âme d’acier pour les conduits en pression

Les tuyaux en béton précontraint avec âme d’acier sont normalement posés sur des chantiers d’approvisionnement en eau potable ou des chantiers d’irrigation d’eau pour l’arrosage.

La technologie sous-jacente à cette solution est apparue pour la première fois à Paris en 1893, la plupart du réseau construit à cette époque est toujours en service.

Le tuyau en béton précontraint avec âme d’acier est composé d’un cylindre en acier revêtu intérieurement par du béton, sur lequel est fait un enroulement hélicoïdal en fil d'acier de précontrainte, haute résistance, appliqué sous tension, l’ensemble étant par la suite revêtu d’une couche de protection en béton.

1Béton intérieur

2Plaque d’âme en acier

3Précontrainte

4Revêtement

Éléments constitutifs

1 – Noyau

a) Âme d’acier : composée d’un cylindre à plaque soudée, dont les extrémités sont soudées aux buses mâle et femelle. Ces buses sont constituées de barres d’acier laminé dont le format varie en fonction de chaque type de joint : flexible simple, flexible double ou soudé.

b) Revêtement en béton intérieur : appliqué par centrifugation et le moulage vertical, sous une vibration de haute fréquence. Ce type de moulage permet d’obtenir des tuyau dont la rugosité absolue, selon la formule de Colebrook, est de 0,06 <K <0,1 mm.

Ce revêtement protège l’âme d’acier de la corrosion, empêche la formation de concrétions et assure un gradient hydraulique faible et constant.

2 – Précontrainte

Il est réalisé avec du fil d'acier précontraint à haute résistance enroulé autour du noyau, qui va fournir une post-tension transversale par rapport au béton du noyau, et prétention par rapport au béton du
Sa fonction est de participer à la résistance mécanique du tuyau, en supportant les efforts de traction engendrées par la pression de l'eau et les charges externes.

3 – Revêtement

Il est fait avec du béton vibré à haute fréquence et compressé qui est destiné à protéger les spirales de précontrainte de l’influence des agents externes.

Système d’assemblage de tubes

Joint Soudé

L'union entre deux tuyaux consécutifs est réalisée en soudant les buses mâle et femelle.
La qualité de la soudure doit être vérifiée grâce à un contrôle de liquides pénétrants.
Après l'essai, le joint doit être rempli de mortier à retrait compensé, de type sikagrout.

Joint Flexible Simple

L'union entre deux tuyaux consécutifs est réalisée en utilisant un cordon en caoutchouc entre les buses mâle et femelle.
Le cordon en caoutchouc est compressé entre les deux buses et garantir son étanchéité totale.
Les buses sont protégées contre la corrosion par des peintures époxy longue durée.

Joint Flexible Double

L'union entre deux tuyaux est fait de la même manière que dans le cas du joint flexible simple mais avec l'application d'un cordon en caoutchouc.

Ce deuxième cordon offre une sécurité supplémentaire, avec l'avantage de permettre d'effectuer un test d'étanchéité immédiatement après la pose du tuyau grâce à un test de compression d'air entre les joints.

Avantages des tuyaux en béton précontraint avec âme d’acier

– Haute résistance aux effets de l’impact ;

– Facilité et rapidité de montage

– Grande durabilité ;

– N’ont besoin ni de conservation ni d’entretien ;

– Réduction de la perte de charge au fil du temps ;

– Ne sont pas contaminants ;

– Protection par passivation permanente des parties métalliques contre la corrosion ;

– Ne modifient pas les caractéristiques organoleptiques de l’eau ;

– Ces tuyaux ne sont pas sensibles aux effets de la fatigue produite par les variations de pression ;

– Les tuyaux en béton avec âme d’acier ne sont pas affectés par la corrosion causée par les courants induits (courants vagabonds) ;

– Le comportement des tuyaux en béton avec âme d’acier face aux efforts d’ovalisation est bien meilleur que pour d’autres matériaux car ils ont une très grande rigidité transversale ;

– Ils respectent toutes les exigences des normes UNE EN 639 et UNE EN 642.

Fabrication

Processus de Fabrication

Dimensionnement hydraulique et mécanique du tuyau, en tenant compte des actions auxquelles celui-ci peut être soumis.

Production des cylindres en tôle d'acier soudés automatiquement par robot.

Découpe, enroulement, soudage et expansion des buses mâles et femelles.

Assemblage du cylindre en acier et des buses par soudage, formant l’âme d'acier suivi d'un test d'étanchéité.

Bétonnage interne de l’âme d'acier en position verticale.

Enroulement du fil d'acier haute résistance autour du noyau (précontraint).

Revêtement du fil de précontrainte avec du béton en position horizontale.

Durcissement, finition, peinture des buses et marquage.

Certification

Contrôle de la qualité et réglementation applicable

En plus des normes génériques pour les matières premières, les normes spécifiques pour la production de ce type de tuyaux sont :

NP EN 639

Exigences communes pour les tuyaux en béton pour les conduites sous pression, incluant les joints, les raccords et les pièces spéciales

NP EN 642

Tuyaux en béton précontraint, avec ou sans âme d’acier pour les conduites sous pression, incluant les joints et les pièces spéciales, et exigences spéciales pour le fil de précontrainte des tuyaux

Spéfications

Spéfications techniques

Ø Nom. (mm)	Longueur utile - (m)	Rev. Int. (Mm)	Rev Ext. (mm)	Ø Ext. (mm)	Poids (Tonnes)	Angle Max. Déflexion¹ (º)
600	6,00	50	30	760	2.6	2,5
700	6,00	55	30	870	3.2	2,2
800	6,00	55	30	970	3.6	2,0
900	6,00	60	30	1.080	4.2	1,8
1.000	6,00	65	30	1.190	5.0	1,6
1.100	6,00	70	30	1.300	5.7	1,4
1.200	6,00	75	30	1.410	6.5	1,3
1.300	6,00	85	30	1.530	7.7	1,2
1.400	6,00	90	30	1.640	8.6	1,1
1.500	6,00	95	30	1.750	9.6	1,1
1.600	6,00	100	30	1.860	10.6	1,0
1.800	6,00	115	30	2.090	13.2	0,9
2.000	6,00	125	30	2.310	15.7	0,8

¹ Les angles de déflexion maximum indiqués considèrent l'union entre tuyaux réalisée avec un joint simple. Il est possible d'obtenir des angles de déflexion plus importants en utilisant un joint soudé.
Pour des angles de déflexion supérieurs à ceux indiqués, veuillez contacter le fournisseur ;