Ecole Inter-Etats des Techniciens Suprieurs de 1Hydmuhque et de IEquipement Rural ( ETSHER)

Dpartement Alimentation en Eau et Assainissement (A.E.A.)

Moussa OUEDRAOGO Novembre 1996

P c

: . B Alimentation en Eau et Assainissement Y Les theaux deau potable - O.M. - Novembre 1996.

AVANT - PROPOS

Objectifs du. module *

Ltudiant devra, lissue de ce module. tre capable de

l choisir le type de canalisation adapt au rseau et au site

l

/ .

/

I l

/

/

raliser des schmas de noeud

excuter la rparation dune conduite

choisir la robinetterie ncessaire au bon fonctionnement du rseau. /

2

* Alimentation en Eau et ASSalnkLS8m8nt Y Les fbSe8UX ffeeu potable - O.M. - Novwmbm 1996.

TABLE DES MATIRES pages

INTRODUCTION 4

Qualits exiges dune conduite deau potable 4

1.1 - Les tubes en acier Il.1 - Principaux types de tubes en acier 1.1.3 - Caractristiques Gnrales 1.1.; - Avantages et Inconvnients 1.1.1 - Assemblage

1.3 - Les tubes en fonte 11

1.21 - La fonte grise 11

1.3.3 - La fonte ductile 11

II - LES CXNALISXTIONS PLASTIQUES 16

II. 1 - Le polychiorure de in$e(PVC) II. 1.1 - Proprieres spcitques des tubes d-A.E.P. II. 1.3 - Recommandations Gnrales II. 1.3 - Avantages et Inconvnients

II.3 - Le polyethylne 11.2.1 - Fabrication 11.2.3 - Proprits physiques et chimiques 11.2.3 - Proprits mcaniques 11.2.4 - Caracteristiques dimensionnelles 11.25 - Avantages et 112.6 - Assemblage 11.2.7 - Utilisation

III. - ORIENTATION DU CHOIX

Choix technique Choix conomique

IV-LESRACCORDS

V - LA ROBINJZTTERIE

VI-ANNEXES

Inconvnients

DES TUYAUX

16 16 19 31 -a

34

26

26 26

2s

31

34

3

a Ah7mt8bon en ,581~ et ornent N Les rbseaux deeu potable - O.M. - Nowmbre 1996

/ LES CANALISATIONS DEAU POTABLE

INTRODUCTION

Lalimentation en eau potable des agglomrations doit prsenter un caractre de permanence et de scurit. Lexploitant et le pubiic doivent y trouver les plu s grands avantages: alimentation rgulire du public et maintenance du rseau a moindres frais et amortissement base sur une longvit maximale. Or la permanence dun service exige des conduites toujours sous pression.

Une rupture ou un dfaut dtanchit peut provoquer non seulement de graves et coteux accidents, mais aussi dimportantes perturbations pour les usagers.

De plus leau, surtout traite, est une richesse et une marchandise dont le gaspillage doit tre proscrit.

Qualits exiges dune conduite deau potable.

a) - Rsistance mcanique

b) - Rsistance chimique et lectrochimique des parois internes.

c) - Rsistance des parois externes aux actions chimiques

d) - Rsistance aux autres agents de dtrioration

e) - Qualits hydrauliques des parois internes

f) - Lon&it et notion de dure de vie

La notion de vieillissement dune conduite concerne essentiellement ses parois internes et externes, mais peut aussi concerner toute la masse du matriau(Plastique).

Le vieillissement rsulte soit:

- daltrations dues laction des eaux ou du milieu o se trouve la conduite; - daltrations survenant avec le temps et inhrentes la nature du matriau

Une conduite projete de dimensions donnes fonctionnant dans des conditions dtermines aura de vie de 20,40, ou 80 ans en fonction du matriau. -

Face lvolution rapide de la technologie et aux conditions de fonctionnement des rseaux, une gnration doit-elle investir pour plusieurs gnrations, pour la seule gnration suivante, ou seulement pour elle-mme?

Afin de satisfaire au mieux la majeure partie des qualits requises pour une canalisation deau, divers matriaux ont t exploits: le bois, le ciment, lamiante-ciment, les mtaux et les piastiques.

Nous nous intresserons aux matriaux actuellement utiliss ou prsents dans les rseaux dAdduction dEau Potable.

4

t ~mnt&on en ,553~ et &whissemenr Y Les Aseaux deeu pt8ble - O.M. - Novembre 1996.

Selon la teneur en carbone, on distingue:

l le fer pour 0,O 0, 10% de carbone; l lacier pour 0,lO 1,5% de carbone l la fonte pour 2,20 4,0% de carbone

Pendant la solidification de lacier, le carbone reste combin au fer; alors que dans le cas de la fonte, il se spare de la masse mtallique sous forme de paillettes de graphite.

L 1 - LES TUBES EN ACIER

JJJ - Principaux types de tubes en acier

l) - Les tubes en acier sans soudure

Ils sont obtenus par laminage chaud pour des petits et moyens diamtres( 0 5 400 mm) Ils sont revtus ou non ou bien galvaniss. Jusquau diamtre 105 mm, les tubes peuvent tre livrs filets et manchonns au pas de gaz.

En A.E.P., les tubes galvanises sont utiliss pour: l des conduites en lvation, quipements de stations, rseaux intrieurs de btiment. l excuter des branchements panicuiiers enterrs.

1.a - Caractristiques dimensionnelies

Les tubes srie gaz. - longueur: de 3 ; 4 ; 6 m et parfois mme 7,_F m

(1) Le diamtre intrieur ne figure pas dans la norme, qui donne lpaisseur. Nota: Les tubes 0 2 90/102 mm tendent tre abandonns: ils ne rsistent pas la cl griffe.

5

K Ahmentetion en Eau et Assawwsenwnt Y Les &Seaux deau potable - O.M. - Novembre 1996.

Les tubes sans soudure avec revtement C :

- diamtre de 26,9 368 mm - longueur de 7,5 m 15 m.

Tableau no2 Gamme de diamtres / caractristiques

Masse mtrique

des tubes protgs avec revtement C ))

BRANCHEMENTS~

CONDUITES PUBLIQUES

fig. 1 - Forme de tube sans soudure

6

N Abnentabon en Eau et As.sahsswnent Y Les rheaux disau potable - O.M. - Novembnr 1996

.

2O) - Les tubes dacier soudure longitudinale

de 40 i 80 de lOO125 de 150 400 450 et au-dessus

Tableau no 4: - Gamme d * Diamtres

(ce tableau nest pas limitatif en ce qui concerne

les di

Intrieurs

mm

40 48,3

60 70 80 88,9 100 114,3 125 139,7

150 159 175 178

200 219,l 250 273

300 323,9

350 355,6 400 406,4 450 457,2 500 508

550 558,8 600 609,6

700 711,2

800 812,8

900 1000

914,4 1016 - *

ltres) irT-

Extrieurs

mm

le I

7

diamtres. paisseurs et poids des tuyaux droits

Epaisseurs et Poids mtriques des tubes

Epaisseur thorique courante

(1) mm

2,5 2,5

2,75 2,75

3

3,25 3,25 3,5

3,5 4

475

475 4,5 4s 5 5

575 6

675 7

7 8 8 9

Tubes nus: poid! thorique

ko

2,82 4,16 5,x5 7,57 10,ll 12,-18 14.00 18,62 23,27

31,56 38,96 44,61 50,33

55,88 62.02 68,28 81,99 89,3 1 112,93 121,53 139,14 158,8

178,75 223.5 -

avec revtement C

poids indicatii

kg

4,l 6

871 10,4

13,4 16,3 18,3

23,8 29,7 39,7 47,3 54,8

62,7 69,8 75,9 83,O 98,7

106 132,4 142

161,4 181

203,7 251,3 - <

Enduits intrieurement revtus (( C

poids approximati kg

4,5 635 8,8 11,2 14,4 17,5 19,8 25,6 33 3 -,- 42.4 50,3 57,7

65,6 74.1 80,2 88,; 103,8

111,l 138,4 148

168,2 187,8 211,3 259,8 --

TEzizi thorique

(2)

ke

1 1 1

1,5 1,5 1,5 1,5

1,75 3

2,25 2,75

3 3 3 3 3

3 3

i 4 4 4 5 c

(1) Les paisseurs indiques sont des paisseurs courantes de fabrication, mais toutes autres paisseurs peuvent tre envisages (2) Le jeu radial indiqu correspond aux embotements cylindriques dits slip-joints .

7

w Ahnentation en Eau et Ashissenwnt Y Les rbeaux deau potable - O.M. - Novehm 1996.

3O) - Les tubes souds en hlices

3 b - Caractristiques dimensionnelles.

Tableau no5 - Diamtres nominaux: tubes Spirec (soudure lectrique sans mtal

SRIE LGRE l Pression dpreuve en usine = 5 bars l Pression de service

SRIE MOYENNE l Pression dpreuve en usine = 20 bar

l Pression de service = 12 bars

216 1s 8,43 312 2,5 19,8 263 1,5 10,2 342 2,5 21,7 312 1.5 Il,97 405 2:5 X,88 342 1.5 13,08 448 2,5 28.35 405 1.5 15,41 505 2.5 31,7 448 1.5 17 605 2.5 37.8 505 1.5 19 705 - ? -3 3 44 605 1.5 -A, 13 8 805 2.5 50,20 705 1.5 36,4 805 15 .- 30

Longueurs courantes : 6 ; 8 ; et 12 m

1.1.2 - CARACTRISTIQUES GNRALES

Revtement

0 intrieur Jusquau diamtre 600 mm sont utiliss le vernis bitumeux de houille, le mortier de ciment

appliqu par centrifugation avec une paisseur minimale de 0.6 mm pour les diamtres infrieurs 150 mm er de 1 1,5 mm pour les diamtres suprieurs 150 mm. Pour 0 2 600 mm : revtement bitumeux, en ciment projet et liss. Il est parfois prfrable de le faire sur place en continue, en particulier au niveau des soudures.

l extrieur -jute, carboplast - revtement C , le plus connu = soie de verre + carboplast(assez cher) pour une paisseur minimum de 4 mm. - armature en fibre de verre noy dans une couche dmail. - revtement en polythyine chaud sur 2 3 mm(onreux).

8

Diamtre Les diatnnes courants vont de 40 mm 1000 mm. Ceux des tubes en acier souds

longitudinalement peuvent atteindre 2000 mm. La tolrance sur les DN thoriques est de + 1%.

Pmsion. Les pressions dpreuve en fonction de lpaisseur varie entre 30 et 90 bars, sachant que la

pression maximale de setice vaut les 2/3 de la pression dpreuve.

paisseurs Pour les tubes iarnins chaud : e = l/jO.DN Pour fa srie grand diametre: e = 11100.DN

1.1.3 - AVANTAGES ET INCONVNIENTS l pius lger que les tubes en fonre: pour DN = 500 mm; lacier seul pse 60 k/m la fonte 112

kr$m. l plus souple (avec possibilit de cintrage, rduisant ainsi le nombre de pices spciales) la

pose. l pius rsistant aux chocs. lcrasement, aux mouvements de terrain. l adapte de fortes contraintes (pressions; vitesses).

mais: l faible resistance a la corrosion dispositif de protection l fragihte des revtements au transpon. au bardage, au dchargement, et exige la pose un

enrobage avec des remblais rres fins. l revtement exterieur fragile au soleil

conclusion: pire apte potir le trrrtuporr des eaux brutes mais pas rw dtstrthtlot~.

1.1.-i- ASSEMBL4GE DES TUYALS EY ACIER

.%ns soudure: rube de Irr srie GI: el rxier phnnis, par soudure par manchon si ilere

nrr manrhnnr

Manchon ;M.F.

s Alimentation en Eau et Assainissement Y Les tiseeux deau potable - O.M. - Novembtw 1996.

Tableau 7 - Raccords dassemblape de tubes en acier

Illustration

Joint soud bout bout Raccord Viking Johnson standard avec ergot

Adaptateur de brides

Joint CC Perflex D Raccord Viking Johnson

Raccord Scur droit

Joint Spiraior pour Raccord CC Scur coud

manchon maill Raccord Scur enT

Raccord Isoscur _, -.

10

Ahnentahon en Eau et Assa~tvssemertt I> Les rheaux deau pota& - O.M. - Novembre 1996.

1.2 - LES TUBES EN FONTE

1.2.1 - les tuyaux en fonte grise

a) - Caractristiques du matriau

Utilises en Europe de 1950 1965, ils subsistent parfois dans les centres des villes. Le revtement intrieur tant initialement en goudron par immersion, puis en mortier de ciment RAPIDE en 1950. Les premiers tubes tant raliss par moulage, ensuite par centrifugation qui leur confre les avantages suivants:

caractristiques mcaniques leves flexibilit accrue rgularit de 1 paisseur disparition des soufflures nettet des surfaces amlioration de la rsistance la corrosion.

b) - Avantages et inconvnients

l les canalisations en fonte grise ont gnralement rsist aux corrosions lectriques, chimiques. bactriologiques grce leur forte teneur en carbone et leur forte paisseur sauf dans les terrains agressifs.

l Inconvnient essentiel: matriau peu souple et cassant et lourd, fragile aux mouvements de terrain. aux variations de temprature de leau et aux cavitations.

1.2.2 - Les Tuyaux en fonte ductile ou G.S.

a) - Caractristiques de fabrication

Apparue vers 1933, la fonte ductile a une teneur en carbone identique celle de la fonte grise. La diffrence vient de la structure dans:

l la fonte grise, les lments de graphite sont sous forme de lamelles l la fonte ductile. ladjonction de magnsium provoque une agglomration du graphite sous

forme de petites sphres, do lappellation CC GS (Graphite Sphrodal). Lors de la premire gnration de fonte ductile, seuls les tuyaux ltaient; les pices de raccord taient en fonte grise.

A partir de 1962, la seconde gnration de fonte ductile appele 2 GS est caractrise par une modification des embotures et la fabrication de pices de raccord en fonte ductile.

b) - Avantages et inconvnients

Par rapport la fonte grise:

l la rsistance la traction est double et lallongement la rupture est de lordre de 5 8% suprieure dou une meilleure rsistance la pression.

l possibilit de rduire lpaisseur des tuyaux et des raccords l possibilit dun lger cintrage par chauffage

11

n Mmentbon en Eau et Assainissement Y L8S ~r&eaux deau potable - O.M. - Novembre 1996.

Par rapport lacier:

l rsistance la corrosion et durabilit plus leve; l mais en terrain fortement minralis(contenant beaucoup de sulfate, de sulfure, de chlorures),

il demande une protection cathodique ou un drappage par manchage plastique. l prcautions au dchargement l prcautions au bardage(dformation longitudinale) l risques dovalisation au stockage(difficult de mise en oeuvre) l main doeuvre spcialise avec des outils spciaux pour sa pose l matriau lourd

c) - Caractristiques techniques

De la forme des extrmit& des tuyaux, il ressort deux grandes classes

Tableau 8 - Types de tuyaux et diamtres normaliss(DN)

Classes

Tu> au

a

emboitement

Tuyau

brides

T!-pe de joint Illustration j T>?es de Gamme de dia.mArcs

-- -..M ii standard

nutomatique-- -_-__ ---d----

-/LFj+F 1 .

nCca.niqw.2 *

----__-

1400 1600

- souds plasma 80 400 60 2000

oint plat I - moule 700 1800 i------ ------A

60 600

On dsigne par diamtre normaIis(DN) dun tuyau en fonte, le diamtre! intrieur exprim en miilimtAres. La gamme de DN est fonction du type de tuyau et de la pression dutilisation.

12

(I Ahmntaeon en Eau et Assahewment B Les #seaux deau potable - O.M. - Novembn, 1946.

c.2 - paisseur

paisseur dun tuyau en fonte comprend celle de la matire et des revtements(intrieur et extrieur). Elle est calcule en fonction du DN par la formule:

e = K (0,5 + O,OOl.DN) avec e(mW DNm) k = coefficient de srie

Valeurs de K = 9 pour les tuyaux embotement K = 9 pour les tuyaux a embotement et pour ceux brides soudes K = 13 pour les tuyaux brides visses K = 14 pour les Ts K = 12 pour les autres

Toutefois pour 40 I DN I 200 mm, on applique e = 5,8 + 0,003.DN

Dune faon gnrale e = DN / 40

c.3 - Longueur

La longueur totale dun tuyau sentend hors profondeur de lemboture:

6 m pour DN i 600 mm 7m pour600

Q Ahmentaoon en Eau et Assannssement u Les &Seaux deau potable - O.M. - Novembre 1996.

C.5 - Joints Le joint assure la liaison entre deux tuyaux. II doit assurer ltanchit, rester soupie et rsister

au dboitement

Diffrents types de joints

l Joints pour tuyaux embotement

- Joint automatique du type standard

La mise en oeuvre est rapide et fiable: le bout uni du tuyau est introduit en force dans la tulipe contenant le joint pralablement lubrifi. Ltanchit est assur par la compression de la bague de joint en lastomre entre lemboture et le bout uni. Thoriquement, une fois la conduite en place. pas de dbotement possible sauf parfois au niveau des coudes, des tes, des parties inclines si les butes ne sont suffisantes. Possibilit de dviation angulaire de 5 maximum.

l Joint mcanique Express

Ltanchit est obtenue par la compression dune bague de joint loge dans lemboture au moyen dune contre bride serre par des boulons dits (( crapauds )) prenant appui sur la collerette externe de lembotement. -joint fiable: les fuites sont trs rares. mme au bout de plusieurs dizaines dannes. - mise en oeuvre un peu lente; - mmes caractristiques que le joint automatique quand au jeu angulaire et aux risques de dboitement

l Joint mcanique verrouill

Cest une amlioration du joint automatique de faon rendre impossible le dbotement: on ralise en atelier ou au chantier une rainure, une gorge ou un ergot annulaire sur le bout lisse dans lequel sengagera ou se butera un jonc circulaire en acier. de section rectangulaire chanfreine. Le jeu angulaire est possible comme dans les deux cas prcdents, La pose est un peu plus lente que pour les joint standards. Ce type de joint est adapt: - dans les zones urbanises ou industrielles au sol encombr avec des difficults de pose d butes. - dans les terrain de rsistance insuffisante exigeant des butes trop importantes. - dans les traverses de cours d.eau - en galeries . en lvation - en cas de forte dclivit > 25% : le verrouillage permet de reporter les efforts sur une seule bute,

l Joints pour tubes brides

On interpose entre les deux brides une bague plate ou joint plat dtanchit comprim par serrage de boulons dans le respect de lordre de serrage.

- Utilisation proscrite en rseau enterr Recommandation pour: - traverse de parois - montage de robinetteries et dappareils - montage en galeries ou en apparent dans les regards, les stations les btiments..

Joint facilement dmontable mais nautorise aucun jeu :ni angulaire, ni longitudinal

14

M Ahmntabon en Eau et Aswntssemant Y Les &Seaux deau potable - O.M. - Novembre 1996

LES GRANDES CLASSES DE MATtiRE PLASTIQUE

Le plastique = rsine + adjuvants(stabiiisants, lubrifiant, pigment . ..). II en existe essentiellement deux grandes classes

l) Les Thermodurcissables

Ils durcissent ou se rticulent sous leffet dune certaine temprature. Les objets forms a partir de ces matires le sont soit par contact, soit par coule soit par compression soit par injection. La forme donne aux objets est dfinitive et ils ne peuvent ramollir sous leffet de la chaleur. Ex: emballage de Yaourt, lments de protection automobile, capots dappareils lectromnagers.

2O)Les Thermoplastiques

Les thermoplastiques peuvent se dformer a chaud. Aprs refroidissement, ils conservent la forme qui leur a t donne.

Les canalisations utilises en A.E. P. sont thermoplastiques.

Les principales sont:

l Le polychiorure de vinyle rigide (PVC) l Le polythylne (PE)

II.1 - A - Le Polychlorure de vinyle(PVC) .

II.l.l - Proprits spcifiques des tubes dA.E.P.

Alimentarit

La rsine de PVC na ni got, ni odeur et reste neutre par rapport au fluide transporter. Les adjuvants ncessaires la fabrication des tubes et raccords sont choisis dans la liste des produits destins la consommation humaine.

*

coioris

Leur coloris est le plus souvent gris; gris fonc lorsquil sagit de tubes pression Dans ce cas, il est qualit alimentaire. On en trouve aussi en bleu ciel.

Longueur

Leur longueur exprime en mtres linaires, sentend hors tout et non utile lorsque les tubes sont munis demboture.

Ils sont usins couramment en longueur de 3 , 6 12 m 16

( ,&n&atjm en Eau et Ashbement H Les rt)seeux deau pobh - O.M. - Nowmbre 1996.

11 est noter que pour les pressions ci-dessus cites, les diamtres nominaux atteignent aujourdhui 5OOmm.

Pour les pressions de 25 bars, lconomie de matire, ou la comptitivit du produit limite les diamtres 63 mm.

Tableau 12 - tubes PVC Dow des temrkratures 26OC 5 6 I 40C

11.1.2 - Recommandations Gnrales..

Approvisionnement

On doit en particulier viter:

- les manutentions brutales. les flches importantes, les ballants;

- tout contact des tubes et des raccords avec des pices mtalliques saillantes;

Lempilement des tubes embotures doit se faire en alternant les embotures et en laissant celles-ci dpasser de la pile.

Fig.4

u Ahents@on en Eau et Assatnmement r) Les &Seaux deau potable - O.M. - Novembre 1996.

Stockage

- Lan-e destine recevoir les tubes doit tre nivele et plane afin dviter leur dformation. - Stockage par empilement intercal: intercaler un lit de planches entre deux couches de tubes; - la hauteur de gerbage doit tre limite 1,50 m - Les tubes et raccords doivent stocks labri du soleil; - le bardage de longue dure en bordures des fouilles est viter.

Fig.5

Mise en oeuvre

Lassemblage des tubes et raccords ou tubes PVC entre eux peut tre ralise par: - collage laide dun adhesif(ou joint souder froid); - bague de joint dtanchit(joint automatique); -joint manchon pour deux bouts lisses; -joints visss au pas de gaz. Pour faciliter cet assemblage. les tubes sont livres avec un chanfrein externe sur lextrmit mle

et gnralement un lger evasement lentre de la tulipe.

Collage

Pour raliser un bon collage. il est indispensable de respecter dans lordre les oprations suivantes:

reprage:

Reporter sur lextrmit mle, la profondeur de Iemboture femelle(au crayon par exemple) aprs vrification de lexistence du chanfrein:

dpoiissage.

A laide de toile meri dpolir les deux bouts coller par rotation autour du bout mle et dans lemboture afin dacclrer la prise de colle.

dcapage.

Nettoyer les deux lments assembler laide dun chiffon imbib de dcapant.

mise en place de la colle.

A laide dun pinceau, appliquer une mince couche sur llment mle et lentre seulement de la tulipe(amas de colle cre perte de charges).

20

Y AMantMon en Eau et Assainissement Y Les &Seaux dbau potable - O.M. - Novembre 1996.

embotage

Immdiatement aprs lapplication de la colle, emboter les deux lments fond(jusquau repre trac)en poussant longitudinalement et surtout sans mouvement de torsion.

temps de schage.

Ce temps est fonction de la temprature ambiante, de la pression deau(essai ou de service) et de la qualit de ladhsif utilis. Il varie entre 1 h et 24 h.

Liaison par bague de joint dtanchit.

Lassemblage par bague de joint dtanchit requiert les prcautions suivantes: - bien nettoyer les parties assembler et sassurer particulirement de la propret du logement du joint et de la bague elle-mme. - vrifier la position correcte. de la bague dans son logement. - lubrifier le bout mle et surtout son chanfrein laide dune pte(lubrifiant). Ne lubrifier ni la bague, ni son logement. - emboher les deux fond jusquau repre.

Pour les tubes de moyen grand diamtre, la barre mine habituellement utilise peut ne pas dvelopper leffort ncessaire +Utilisation dun tire-fort.

[Tableau 13 - mode ( de ionction de tubes / twes dadduction

Adduction gravitaire Adduction par refoulement

Branchement

collage ou bague dtanchit

bague dtanchit collage

._- _I_

a A)n>entebQn en Eau et Asshbsenmnt Y Les rheaux deau potaMe - 0. M. - Novembre 7996

fig.7 - PMS en fonction a2 lu temprature du liquide transport - Seuil de rentabilit des tuyaux en Pc/c

11.1.3 - AVANTAGES ET INCONVNIENTS

Des proprits spcifiques du PVC se dduisent les:

l les avantages: - prix trs comptitif - pour tube 0 2 100 mm, les butes sont inutiles - pour des vitesses I 2 m/s pas besoin dantiblier - tube lger et souple, tolre une dviation lgre sans pices spciales - manutention assez facile: pas besoin de main doeuvre spcialise - conductibilit thermique trs faible: bon isolant thermique et lectrique pour leau transporte

l les inconvnients

- la rigidit du PVC croit avec le temps: il devient plus cassant avec lge; - il rsiste mal aux contraintes de pression extrieure: charge minimum de terre impose un mtre; pose sous fourreau pour traverse de route; - la rsistance est inversement proportionnelle llvation de temprature; - stockage lombre et un gerbage de 1,50 m sinon dformation et ovalisation des bouts; - difficults dutilisation des appareils de dtection de fuites; - - pression maximale de service limite 16 bars; - fragilit.

22

-_ __./ -.

e Ahentation en Eau et Asdnissement Y Les nheaux deau potable - 0. M. - Novembre 1996.

Fig.6 - Rgies gnrales de mise en oeuvre des tubes en PVC

n ,r

< Ahmentatwn en Eau et Assa~ntssement JJ Les rbseaux deau potable - O.M. - Novemare 1990

II.2 - Le Polythylne( P.E).

II.2.1 - Fabrication

Les tuyaux en polythylne sont fabriqus selon une technologie voisine de celle du PVC. mais la matire premire est obtenue par distillation de la houille ou du ptrole.

- Si lon travaille a une pression leve et haute temprature, on obtient du P.E. souple ou basse densit(P.E.B.D).

- Si lon travaille une pression et temprature moins leves, on obtient du P.E. dur ou haute densit(P.E.H.D.). Lors de la fabrication on ajoute de la suie pour supprimer la transparence a la lumire et aux U.V.

Les tuyaux etant semi rigides, ils sont livrs en couronnes de 50 100 m de longueur

II.2.2 - Proprits physiques et chimiques.

l .4 20C la densit du P.E.B.D. est de 0,92 , celle du P.E.H.D de 0.95.

La temprature de ramollissement du P.E.B.D. est de 93C. celle du P.E.H.D. varie entre 125 et 135C. le coefficient de dilatation du P.E.B.D.est gale 20.10- C~/C~/C entre 0 et 40C.~ pose en serpentant en fond de fouille. Le P.E. est chimiquement inerte(ni attaqu par eau agressive. ni par eau de mer, ni par les acides.. .). La plupart des gaz peuvent diffuser travers le P.E.

II.2.3 - Proprits mcaniques

l sous laction dune contrainte 50 kgicm : - dformation retarde en partie rx,ersible. - le fluage demeure permanent

l peu affect par le coup de blier

II.2.4 - Caractristiques dimensionnelles

Diamtre Nominal = diamtre extrieur

paisseur = fonction de la pression nominale 20C.

e = p.D / ( p + 2R ) en mm avec: p = pression d e service en bars 20C D = Diamtre extrieur (mm)

. R = Tension limite de scurit 20C qui vaut 25 kg/cm2 pour le P.E.B.D 50 kg/cm pour le P.E.H.D.

Pressions nominales:

6 ; 8 ; 10 ; 16 bars sont pour des rseaux dAEP.

24

Alimentabon en Eau et Assarnrssement w Les &Seaux deau potable - O.M. - Novembre 1996

1X.2.5 - Avantages et inconvnients

avantages

- lger avec trs faible perte de charges - trs bonne rsistance aux chocs - rsistant labrasion et aux agents extrieurs (bactries du sol) - rsistant la corrosion lecttique - pas de dpts, incrustation ni entartrage - trs faible conductivit thermique - facilit de pose - souplesse - prix comptitifjusquau diametre de 150 mm

inconvnients

-. forte rtraction (temprature. vieillissement) - pices de raccords trs nombreuses(fonction des paisseurs) et trs chres - conditions de stockage assez svres - permabilit aux gaz lourds et aux molcules complexes - dconseill dans les zones imprgnes dhydrocarbures

11.2.6 - Utilisation l branchement deau: se developpe de plus en plus; l distribution deau: hydraulique urbaine et agricole: l entretien des rseaux existants en milieu urbain: curage des rseaux dassainissement.

injection de bentonite.

11.2.7 - Assemblage des tubes P-E.

. Lassemblage des tubes P.E. se fait gnralement par:

- raccords mcanique serrage extrieur pour 63 mm - thermochauffage pour 63 mm: les deux bouts unis sont chauffs par une rsistance lectrique - raccords lectrosoudables: manchons extrieurs quips de rsistances lectriques pour rchauffement pendant 1 mn et un refroidissement dune heure.

Tableau 15 - Quelques raccords pour tubes en polythylne

Manchon extrieur lectrosoudable

Corps mtallique avec presse toupe bague souple

Raccord Etur )) en laiton ou bronze

Deux surfaces coniques

Y Afmentabon en Eau et Assa~mssement P Les &eaux deeu potable - 0. M. - Novembre 1996

III - ORIENTATION DU CHOIX DES TUYAUX

III.1 - CHOIX TECHNIOUE

Un tuyau dA.E.P. doit rpondre au maximum de paramtres suivants: l existence du diametre dans le matriau retenu l pression maximale de service l qualits physico-chimiques du liquide transporter l aptitude au milieu o il sera pos l aptitude la destination du tuyau: adduction, distribution, branchements, quipements de gnie

civil.. l aptitude aux conditions de pose: enterr avec ou sans charges roulantes. arien, encombrement du

sous-sol

111.2 - CH~U( CONOMI~~E

l Cot de foumiture(tuyaux. raccords, joints.. .) l Cot de mise en oeuvre l Dure de vie de la canalisation:

-charges annuelles de renouvellement -charges annuelles dexploitation.

Fig.8 - Choix conomique de canaiistion d AEP

cots 4

rapports a

une anne

INVESTISSEMENT +

FONCTlONNEMiNT ,

,liVESTISSEMENT :

+ D r-l biamtre . conomique

--- Diamtres

commerciaux

26

Ahmentation en Eau et AssaMssemenr H Les deaux deau potable - 0. M - Novembre 7996.

Tableau 16 - Diametre / Pression dutilisation des tubes dA.E.P.

Denomination sans soudure

125

s Akmantaaon en Eau et Assarnrssamant Les &eaux deau potable - 0. M. - Novembre 1996

IV - LES RACCORDS

Les pices de raccords sont des lments mtalliques. mtalliques plastifis, plastiques qui permettent la mise en oeuvre de points particuliers du rseau. Ces points sont couramment appels NOEUDS

En matire de pices de raccord, la technologie est trs diversifie et volue trs rapidement. 11 faut donc rgulirement se rfrer aux derniers catalogues des constructeurs.

Voici quelques adresses:

Comptoir Gnral des Fontes(C.G.F.) 78 Quai de JEMMAPES 75 010 PARIS

Pont Mousson .91 Avenue de la Libration 4x54 017 NANCY Cedex .DACIVO RUE DE LINDUSTRIE B.P. (01) 363 ABIDJAN

Hirot 2-4 Avenue DORIAN 75 012 PARIS

Bavard 166 RUE du 4 Aot 69 625 VILLEUBANNE Cedes

Socla 1 Rue Paul SABATIER - B.P. 300 71 107 CHALON SUR SAONE Cedex

GIRPI lyse 3 - B.P. 66 78170 La Celle Saint Cloud France

I.T.P.(Industrie Togolaise du Plastique ) B.P. .9157. Zone Industrielle du Port Lom TOGO

Les noeuds sobservent essentiellement aux:

changement de direction piquages ou drivations changements de diamtres points de pose de robinetteries points de liaison de tubes de matriau diffrent points de rparation bouts de rseau

IV. 1 - PRINCIPAUX TYPES DE RACCORDS POUR :

Les raccords existent dans ;O~S les matriaux. Au niveau de la fabrication, pour des raisons conomiques et de mise en oeuvre, les diamtres sont limits dans certaines pices.

Leur dnomination commence par leur appellation, le matriau constitutif, puis suivent les rfrences.

28

CI Alimentation en Eau et Asshssement M Les rkeaux deau potaNe - O.M. - Novembre 1996

IV. 1.1 - Changement de direction

Les cot4des

Ils sont gnralement identifis par leur diamtre, la forme de leurs extrmits et langle de courbure(exprim en degr ou en fiaction de cercle).

Langle dun coude mesure celui de changement de direction de la conduite sur laquelle il est pos.

Ex: coude en P.V.C. DN 160 embotements 90

IV. 1.2 - Piquage ou drivation

Les tlis

Pour les Ts: trois indications de diamtre sont ncessaires :

entre dans la pice dpart ou entre de lalimentation de la drivation sortie du T

langle de piquage la forme des extrmits

On distingue des Ts gaux et des Ts rduits.

Es: T en fonte ductile 45 DN 200 - 150 - 300

Les manchors-lt+s

Leur pose ncessite une machine percer la conduite maitresse. La drivation ainsiobtenue peut tre dun grand calibre.

Les colliers de prise en charge

Pose dans les mmes conditions que le manchon-t, le diamtre maximal de la conduite de drivation est de 50 mm. Ils sont singulirement utiliss dans la ralisation des branchements.

- Changement de diamtres

Les rtYductions , .Les mancho?a riduits , Les cnes , Les divergents.

Dsignation par: les diamtres nominaux et la forme des deux extrmits

Les plaques de rductions

Essentiellement en fonte ou en acier elles se montent gnralement entre deux brides. .

IV. 1.3 - Points de Dose de robinetterie

Ces raccords ont une des extrmits en forme de bride, facilitant lassemblage avec une bride de robinet.

Dsignation par le DN de la robinetterie raccorder.

29

Q AhantaWn en Eau et Assarnrssement Y Les rseaux deau potable - 0. M. - Novembre 1996

Les joints PERFL EX

Les brides embotemetn

Les raccordy majors

Les adaptateurs de brides

Ex: Bride Uni en fonte ductile DN SO

TV. 1.4 - Points dassemblape de tube de matriau diffrent

Dsignation par les DN des canalisations assembler

Les matrchorrs ou raccord7 rttriotr adapta fio0

Les raccords ett.fott te pla.sr@L;e

Les raccords mixtes

Ex Manchon union-adaptation PVC-Galva DN 40 - 33 s 42

IV. 1.5 - Les points de rparation de casse de tube

Les mat7chotr.s de r+w-uriotr Lesjoittts Gihault Les mattchenes mattchotts Les raccord.Y ration

Dsignation par le DN de la conduite riparer.

Ex: Manchon de rparation 3 pices pour tube en fonte DN 300

IV. 1.6 - Les bouts de rseau

Les hotrchotts: mles . femelles

Les plaques pleines

Dsignation par les caractristiques de la conduite obturer sil nya pas changement de matriau.

Ex: Bouchon femelle PVC DN 90 PN 10 b

Les attentes faciiitent lextension du rseau sans perturbation du fonctionnement du rseau.

Les attentes sont en gnral en bout de rseau, des noeuds avec robinets vannes ou plaques pleines: de ce fait, elles nont pas de dsignation mais plutt une composition.

Les tableaux ci-aprs donnent des illustrations et les symboles conventionnels de reprsentation de quelques raccords usuels.

30

u Ahmentabon en Eau et Assahssement Y Les &Seaux deau potable - O.M. - Novembre 1996

V - LA ROBINETTERIE

Lappellation Rohinettetie regroupe tous les appareils monts sur un rseau deau pour:

- contrler et matriser le flux de leau dans la canalisation - rguler les niveaux deau dans les ouvrages de stockage - automatiser le pompage - protger le rseau deau et les quipements de pompage

Loin de vouloir sortir une complte de robinetterie, on sen tiendra citer les plus courants, leur rle et principe de fonctionnement. Il en ressort les grands groupes suivants:

V-1 - Les robinets-vannes.

Ce sont des appareils de sectionnement. Ils sont conus pour fonctionner en tout ou rien(ouverture ou fermeture totale).

Lorsque lon manoeuvre une vanne(par volant ou par clef bquille), lobturateur monte ou descend le long de la vis de manoeuvre, libre ou ferme intgralement le diamtre du robinet.

On distingue les robinets-vannes:

- ir opercule mtulliyue: ltanchit. assure par un contact mtal i mtal dans un dcrochement de la gnratrice infrieure est parfois dfaillante. Le dcrochement favorise le dpot de sable surtout quand la vitesse de leau est insuffisante.

- ir opercule crroutchouc: le contact caoutchouc mtal dans un tuyau lisse assure une tanchit parfaite et durable.

- ci cage mphte ou wnneplate est beaucoup moins encombrante que les autres et surtout employe dans les stations de pompage et de traitement lair libre.

Les vannes prsentent gnralement des extrmits brides mais les vannes en fonte plastifie sont embotement pour raccordement direct des tubes en PVC. Elles sont places dans des regards ou enterres sous remblais et manoeuvres par des clefs bquille.

Pour les gros diamtres(suprieur 300 mm), linstallation dun by-pass facilite les manipulations.

Lentretien des robinets-vannes ncessite une manoeuvre au moins une fois par an et le remplacement de lopercule ou de sa garniture rgulirement.

V.2 - Les vannes murales.

Ce sont des appareils obturateurs utiliss dans les installations hydrauliques Iair libre telles que barrages, rservoirs, bches . . .

Pour conserveraux vannes murales leur niveau de qualit, il est recommand de ne jamais forcer lorsquun corps tranger, entran par le courant sinterpose entre lobturateur et son sige.

Lentretien se rduit: - au graissage tous les trois mois de la vis de manoeuvre et de son crou; - au nettoyage et au graissage au moins une fois lan, des glissires et des surfaces assurant ltanchit.

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N Ahnentaoon en Eau et Assarntssement JI Les dseaux deau potable - O.M. - Novembre 1996.

Les vannes papillon.

Ils jouent deux r61es : rglage de dbits et sectionnement

Le papillon, sorte de disque, pivote autour dun axe perpendiculaire celui de la canalisation. Il est complt par un joint dtanchit insr sur le papillon ou sur la manchette du corps de robinet. Le mcanisme de manoeuvre est externe et dmultiplicateur. La commande se fait manuellement par volant ou automatiquement par un servomoteur lectrique;

Avantages des vannes papillon: - lgret maximale et encombrement minima1 - tanchit interne parfaite - couple rduit en manoeuvre - absence de vibration et de battement en ouverture partielle

Le mcanisme de commande tant lubrifi vie, les paliers guidant laxe du papillon autolubrifiants, lentretien est nul.

V.3 - Les Crpines - Les clapets.

Les crpines arrtent les graviers et les corps trangers qui pourraient endommager ies appareils du rseau.

Elles se placent soit au dpart dune canalisation en charge soit a lentre dune conduite daspiration

Les ckpets: sa fonction principale est dautoriser la circulation de leau dans un sens impose.

Les clapets daspiratiott sont placs la base des colonnes plongeant dans les bches daspiration. En retenant leau larrt; ils maintiennent les pompes amorces.

Les clapets & retetme sont installs genralement sur les canalisations de refoulement. Ils sont constitus par un corps et un obturateur. Il en existe battant, boule, soupape..

VS - Les ventouses.

La ventouse simple fonction. le purgeur sottique, vacuent lair sous pression qui peut se trouver au point haut des rseaux crant des baisses de dbit.

* Ces appareils peuvent tre quips dun robinet disolement incorpor fermeture ou ouverture au quart de tour.

Ln ventouse trois fonctions assure: - lvacuation de lair gand dbit par son grand orifice - le dgazage permanent par le petit orifice - lentre dair en cas de dpression par le grand orifice

Entretien: il est ncessaire de contrler rgulirement le bon fonctionnement de lappareil En particulier il ya lieu de vrifier :

- que la tuyre nest pas obture par des corps trangers vhiculs par leau - ltat de revtement des flotteurs me en acier surmoul dlastomre, garant de la bonne tanchit en position de fermeture.

32

CC Ahnentabon en Eau et Assatmssement H Les deaux deau fwtatde - O.M. - Novembre 1996

V.6 - Les Dchawes / Vidanges / Pumes

Ce sont des amnagements avec robinets-vannes des points bas dun rseau pour permettre sa vidange gravitaire. Elles sont raccordes un puits dinfiltration ou un caniveau.

V.7 - Le robinet flotteur

Il contrle lalimentation en eau des ouvrages de stockage et limite le niveau de celle-ci une valeur maximale.

Avantages: - la sensibilit est assure grce a lquilibrage de la soupape qui nobit quaux seuls mouvements du flotteur.

- perte de charge faible - dure de service prolonge, grce la mise en oeuvre de mtaux inoxydables et une fabrication soigne. - absence de coups de blier du fait de la fermeture progressive. - pas de surveillance et peu dentretien.

V.8 - Poteaux / bouches dincendie.

Ce sont des prises sur des conduites principales dun rseau deau potable avec SO mm 5 DN C- 150 mm en vue dobtenir un dbit minimal de 60 m3/h pour lutter contre dventuels incendies.

Il en existe des modles classiques et des renversables

Entretien

11 est indispensable de vrifier par des manoeuvres au minimum semestrielles le bon fonctionnement des appareils. A cette. il convient de controler:

- ltanchit de lenveloppe - ltanchit du clapet: un dfaut dtanchit peut tre provoque par un CO~~S tranger

sopposant la fermeture complte. Pour chasser ce corps. manoeuvrer plusieurs fois la vis de manoeuvre sans forcer. le plus souvent cette operation est bnfique.

- le fonctionnement du dispositif de vidange: aprs fermeture du clapet, leau contenue dans le corps doit svacuer normalement.

Pour les bouches dincendie ou darrosage, il convient dy a-jouter seulement la remise en tat, si ncessaire. de la piaque de signalisation.

V.9 - Autres

Les pressostats

Le rgulateur de pressiorl

Les dbitmtres

Les vames de sur-vitesse

Les soupapes de decharge

Les rservoirs mti-helier

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ti Ahmentation en Eau et Assainfssament Y Les rheaux deau potable - O.M. - Novembre 1996

VI - ANNEXES.

_.. Llanchon-T

!---- A I

, j

Robinet vanne opercuie mtallique n

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . __ . . T en fonte plastifie

,_ . . . . ._ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . /B .i

iobinet vanne opercule

i Vanne murale - anne plate

.

. . .__. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lbinet flotteur

1 -.* j

_..._._____.._...._____..........___....____._..............._..........................__._..............~~..............

Poteaux dincendie --i-.

il

- 3 - . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ventouse 3 fonctions

.

34

1 Version sur demande: - PMA 20 bars - PMA 16 bars

ientouses simples ou purgeurs

ientouses trois fonctions .

Iapets de retenue papillon, battant ; battant et contre poids MA: 1Oet 16bars

oteaux dincendie

ouche dincendie ou de lavage

anne murale 4 orifice circulaire ou carr

e

-xlc-. obinet flotteur PN 10

T??.$%+

obinet papillon de scurit (survitesse) MA: 10et 16et25bars

R Pj

Fi ltres pour la protection des appareils de rgulation PN 10 - 16 bars

(I Ahnentabon en Eau et Assahssement Y Les fdseaux deau potable - 0. M. - Novembre 1996

Gamme de diamtres disDonibies de robinetterie

DENOMINATION DN disponibles .&mme.de;Jj&

entranement direct DN 40 300 :, Robinet vanne brides opercule mtallique: .

entran par engrenage ou by-pass DN 3 50 600

Robinet vanne brides opercule surmoui lastomre(caoutchouc) DN 40 300 ..,,~,;:1_:::~40. : . . ,,:;

Robinet vanne papillon brides Pression maximale admissible(PMA): 10 - 16 - 2.5 bars.

Robinet vanne papillon brides ?MA lO- 16-25bars

DN 1.50 400

DN 450 1200

Robinet vanne papillon dit Sandwich 1 Version de base -PMA 16 bars

-PMA 10bars

35

DN 50 200 DN 250 1200 DN 50 200 150 DN 250 1200 : ..

DN 40-60- 100

DN 50 200

DN 80 1200 -:&

: .. : ,.~.\j&

DN 80 - 100 - 150 ..::. ?.: -i:, ;y&)$)

, .:.,. . . . . ,: .,.: .,.,, :.,. . . . ,., ,. DN 4. _ 6. _ 8. _ ..,. g .:... . :...... ::. : .;i;,i::i.ii~@o

l

DN 1 5 o 1 2oo . : ; . . . . : : - : I - : i l : , ; : : : : i . : : :~~~~. -

.: . . : . . . . j . i . i : . : . . . :

. . . . . . . . . . : : :

. . . . . . . . . .

. : . . . . . . : . . . . . . . : . : : /

DN 60 300

DN 300 1800

R Akmentation en Eau et Assaintssement Y Las rtheaux deau potable - O.M. - Novembre 1996.

EXERCICE

RESEAU EN P.V.C. RIGIDE

1. Identifier les raccords et robinets de la portion de rseau ci-dessous.

2. Raiiser les schmas des principaux noeuds.

1. Identification

; 1 i9

L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........... ......... ................. .. .. . ........ .......... ... ........ .... .......... i? .- . ; 10

. . . . . . . . . . . . . . . . . j

; _...____._.__.._.....,........................................................................................................... + . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -.-.-._ . . . . . . . .. i /; ; 11

f ._,.._......................................................................................................._..__................ p __...__.........._.....................,................................................................................ __ . . . . . . . $ ;4 / 12

ij ; 13

;

d Rcrmentaaon en .tau er Assdlll~ssemenr Y Les reseaux Ceeu pocaDle - U.M. - Novemore 7Yyb.

V1..1.1 - DE TUBES EN FONTE LES JOINTS I 1 Symbole

I Dnomination

Standard verrouill Triduct verrouill Pamlock verrouill

LES RACCORDS /

Brides fixes(soudes) Brides orientables

----_ Y----. --

rn t-i- Cne 2 embotements x ,L r---.--- r Cne brides

I I Plaque pleine

Coude brides

Plaque de rduction

Coude brides dancrage E dtanchit Tq

Coude emboitements

Coude embotement et bride

L :, ET d Coude brides patin Coude prisol embotements

& 1 , y, ITembotements T brides

T 2 embotements, une tubulure bride

T 2 embotements et une tubulure bride de vidange L-P

-Tu l3 T brides de vidange

T reduit brides

i 3

,i - -.-. I-. $tj >T, T & embotement - bride tubulure bride

. t4 Cbne brides dancrage et dtanchit

3se de rglage T 1, E

I

e, . n nw77enfauon en tau er f4ssa/nssemenr Y Les reseaux oeau poreoIe - U.M. - Novemore 7~~0.

Robinet vanne opercule brides

Robinet vanne opercule embotements

Robinet vanne opercule bride

Robinet vanne soupape

Robinet vanne tournant droit

d

PROTECTION DE RESEAU

Clapet de retenue battant

Clapet de

1 9 IClapetdepied

I 1 crpine L-J

Ventouse / purgeur sonique

Rservoir anti- belier

1 Brise charge

--c Dcharge l purge / vidange

Limiteur de dbit

Stabilisateur de