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Note d'information

Auteur(s) : Sétra xxxxxmodLMT Vu l e 1 9 JA N V I E R 9 février 20110 Vu le 1er D2CEMBRE 2009

Aide au choix des matériaux pour les canalisations d'assainissement routier

Chaussées Dépendances

XX

Sont présentées en rouge dans le texte les suggestions de Lionel MONFRONT, Responsable du Pôle Réseaux et Ville Durables du CERIB (Centre d’Etudes et de Recherche de l’Industrie du Béton) sur les canalisations en béton complémentées en surligné de commentaires et explications. Je me suis permis quelques commentaires et suggestions également sur les autres matériaux.

Traditionnellement, le domaine routier a employé des canalisations en béton armé pour le réseau de recueil des eaux pluviales et les petits rétablissements hydrauliques. Le développement de canalisations dans d’autres types de matériaux propose des alternatives qui nécessitent de prendre en compte les caractéristiques spécifiques des produits et de leur mise en œuvreMais l’essor des ventes de canalisations dans d'autres types de matériaux pose le problème du choix du type de matériau à mettre en œuvre lors des travaux. Ainsi, de plus en plus d’entreprises de travaux publics proposent une variante modification par rapport au choix du marché public, au niveau de l’exécution (art. 30 du CCAG) ou des équivalences lors de la réponse à l’appel d’offres (art 24-1 du CCAG).. Cette note a pour but d’éclairer le choix des maîtres d’œuvre mais aussi des concepteurs de réseaux d’assainissement pour ce qui est des différents produits disponibles actuellement sur le marché.dans le nombre sans cesse croissant de canalisations proposées sur le marché. Les prescriptions du Fascicules 70 [1] sont applicables au réseau d'assainissement routier ainsi que les recommandations du guide technique « assainissement Assainissement routier » [15].

Sommaire I - Les principaux matériaux utilisés pour les canalisations d’assainissement routier .................2 2 - Eléments d'aide au choix du matériau...............................................................................................3 3 – Conclusion : Prise en compte du développement durable ?..........................................................8 Bibliographie ................................................................................................................................................9

Note d'information du Sétra – Série Chaussées Dépendances n° XX

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I - Les principaux matériaux utilisés pour les canalisations d’assainissement routier I-1 Le béton (cf. NF EN 1916 et NF P 16-345-2 – [2][3]) Les canalisations en béton constituent la majeure partie du patrimoine du réseau routier français. Elles sont rigides et peuvent suivant la classe de résistance adoptée reprendre des efforts importants liés aux remblais et aux charges roulantes. Il existe quatre types de canalisations en béton : les canalisations en béton armé (d’usage le plus courant), les canalisations en béton non armé, les canalisations en béton fibré* acier et les canalisations en béton avec âme-tôle*. Ces deux derniers types ne présentent pas de réel intérêt pour l’assainissement des eaux pluviales, étant destinés à d’autres applicationsprincipalement à des réseaux sous pression.La canalisation en béton avec âme tôle est parfois utilisée dans le cas de contraintes mécaniques élevées (grands remblais ou faibles hauteurs de couverture sous charges roulantes). Les tuyaux fibrés sont couramment utilisés tant en tuyaux d’eaux usées qu’en réseau pluvial. Les canalisations en béton sont durables dans le temps lorsque les eaux véhiculées ou les terrains ne sont pas trop acides (pH>=4,5), ce qui est le cas d’une grande majorité des conditions ou situations d’emploi pour le recueil des eaux pluviales routières.. (A priori pas de pb vis-à-vis des sels de déneigement, à vérifier CETE de l’Est RW, question au CERIB) Des tuyaux en béton haute performance ont été développés pour une résistance accrue aux acides. Les canalisations en béton sont étanches. Les canalisations en béton peuvent être remblayée avec des sols de granulométrie importante (limitée à 50mm par le Fascicule 70) ce qui favorise le ré-emploi des matériaux extraits. Les canalisations en béton, armé ou non, peuvent être recyclées et valorisées en fin de vie. Le diamètre nominal* des canalisations en béton correspond à leur diamètre intérieur.

I-2 La fonte (cf. NF EN 598+A1- [4]) Les canalisations en fonte ductile sont résistantes et peu influencées par le sol environnant. Attention toutefois à l’hétérogénéité des sols et aux courants vagabonds Les problèmes de corrosion peuvent être limités par la présence de revêtements de protection interne et/ou externe. Ce matériau est rarement utilisé en assainissement routier du fait de son coût élevé. Le diamètre nominal des canalisations en fonte correspond à leur diamètre intérieur.

I-3 Le grès (cf. NF EN 295-1- [5]) Les principales qualités du grès sont sa durabilité, son absence de corrosion et ses possibilités de recyclage. Cependant, en raison de son coût généralement élevé, il est rarement utilisé en assainissement pluvial routier. Le diamètre nominal des canalisations en grès correspond à leur diamètre intérieur.

I-2 4 Les matières plastiques (cf. NF EN 1401-1, 13476-1 - [6] [7] [ 10 ] )

NF EN 1852 - – 1, NF EN

Les matières plastiques courantes sont le polychlorure de vinyle non plastifié (PVC-U), le polyéthylène haute densité (PEHD) et le polypropylène (PP). Ces canalisations peuvent se présenter sous un aspect extérieur lisse ou annelé, l'intérieur étant toujours lisse. Les matières plastiques sont de plus en plus utilisées pour les canalisations en assainissement routier. les plus répandues notamment pour les réseaux d’eaux usées des villes de diamètres inférieurs à 300mm. Les canalisations en matière plastiques sont souples et cette flexibilité leur permet de s’adapter aux tassements différentiels.


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et Ils s’ovalisent sous l’effet des contraintes lors de leur remblaiement et de l’exploitation de la route. Cette ovalisation nécessite de vérifier le module de rigidité en fonction des contraintes du projet. Ces canalisations sont reconnues pour leur étanchéité, leur résistance à la corrosion, leur facilité de pose et leur faible poids. . Elles nécessitent toutefois un remblaiement par des sols de granulométrie limitée qui conduit généralement à l’emploi de matériau d’apport et leur caractère flexible nécessite un lit de pose soigné pour prévenir les déformations longitudinales (effet banane). Les canalisations annelées sont aussi appelées canalisations à double paroi ou canalisations structurées. Il est à noter que le Fascicule 70 ne peut pas être appliqué directement aux produits annelés, notamment pour l’évaluation de la résistance aux contraintes mécaniques (vérification de la pression critique de flambement, et vérification à l’état limite ultime de résistance). La dilatation des matières plastiques peut être importante et des précautions sont à prendre lors de la pose. (précision utilisation OA AS) Dans le cas de forte pente, les canalisations lisses doivent être bloquées par des massifs en béton pour éviter leur glissement. Généralement, le diamètre nominal des canalisations en matières plastiques correspond à leur diamètre extérieur.

I-3 5 Les matériaux composites : polyester renforcé de fibres de verre (PRV) (cf. NF EN 14364+A1- [8]) Le PRV est un matériau fabriqué à partir de fibre de verre + résine (liant) et autres (sable-adjuvant) ; la fibre de verre est un produit obtenu à partir de la silice donc matériau inerte et stable., le sable est naturel donc réutilisable et la résine est un produit chimique. Son coût relativement élevé pénalise son utilisation en assainissement pluvial routier et le réserve plutôt à des usages industriels en milieux agressifs.

Ce matériau est avantageuxutilisable, pour des travaux de remise à niveau d'ouvrages de rétablissement hydraulique et peut être s'adapte usiné à la forme de l'ouvrage à réhabiliter. Cependant leur coût relativement élevé pénalise leur utilisation en assainissement pluvial routier et les réserve plutôt à des usages industriels en milieux agressifs. Pour les tuyaux PRV-UP (non saturé) , il existe 2 séries suivant leur mode de fabrication : - série A A (mode de fabrication par enroulement filamentaire horizontal) pour laquelle le diamètre nominal correspond au diamètre intérieur ; - série B (mode de fabrication par enroulement moulage ou pressage vertical) pour laquelle le diamètre nominal correspond au diamètre extérieur. Il convient de se rapporter à la documentation technique du fabricant pour connaître les dimensions précises des canalisations. RECHERCHER NORME PRV NON UP

I-4 La fonte (cf. NF EN 598+A1- [4]) Les canalisations en fonte ductile* sont résistantes et peu influencées par le sol environnant. (qu’à t-on voulu dire ici ?) aux courants vagabonds ? MB La fonte est un matériau sujet à la corrosion. Cependant les problèmes de corrosion sont limités par la présence de revêtements de protection interne et/ou externe. Ce matériau est rarement utilisé en assainissement routier du fait de son coût élevé. Le diamètre nominal des canalisations en fonte correspond à leur diamètre intérieur.

I-5 Le grès (cf. NF EN 295-1- [5]) *


4

Les principales qualités du grès sont sa durabilité, son absence de corrosion et ses possibilités de recyclage. Cependant, en raison de son coût généralement élevé, il est rarement utilisé en assainissement pluvial routier. Le diamètre nominal des canalisations en grès correspond à leur diamètre intérieur.

I-6 L'acier Il n'y a plus de norme applicable pour les canalisations en acier. L'acier est rarement utilisé en assainissement routier sauf en cas de fonçage ou de franchissement provisoire de cours d'eau en phase chantier .

CANALISATIONS EN ACIER Recherche documentation

I-7 6 Synthèse des caractéristiques géométriques Les valeurs du tableau ci-dessous sont des valeurs relativement courantes pour les produits actuellement sur le marché. Les constructeurs peuvent adapter certains de leurs produits à une demande spécifique portant sur le diamètre, la longueur ou la résistance des tuyaux. Les diamètres donnés dans le tableau 1 correspondent aux informations fournies dans les catalogues des fabricants. Préciser  intérieur, extérieur Pour les trois types de tuyaux en béton du tableau, les diamètres nominaux correspondent aux diamètres intérieurs RAJOUTER BETON FIBRE ? (VOIR EGALEMENT tableau 2.5)

Type de matériau

Béton armé Béton non armé Béton fibré acier

Diamètre Diamètre Nnominal min Nnominal max

Longueurs de tuyaux

en mm

en mm

300

3200

200 (norme)

3500 (norme)

Intérieur

150

800

Intérieur

300

1200

150 (norme)

1600 (norme)

400

2000

Suivant diamètre

Intérieur

en m 2,4-3-3,6m 2,4m 2.4m

Béton âme tôle (TMM) 1

Intérieur

Fonte

Intérieur

80

2000

3 -5,5-6-7- 8,15m

Grès

Intérieur

100

1200

2-2,5m

PEHD annelé

Intérieur

140

1200

3-6m

PEHD lisse

Extérieur

110

400

6-10m

PP lisse

*

Diamètre Nominal

Extérieur

110

500 1600 (norme)

3-6m

PP annelé

Intérieur

160

630

6m

PRV (série A)

Intérieur

100

3000

3-5-6-10-12 ou 18m

PRV (série B)

Extérieur

100

1000

3-5-6-10-12 ou 18m

PVC annelé

Intérieur

300

1200

3-6m


PVC-U lisse

Extérieur

5

110

800

3-5-6m

Tableau 1 : Caractéristiques géométriques des canalisations 1

TMM : Tube médian métallique

L'assemblage des tuyaux doit se faire conformément aux normes de spécifications en vigueur et aux recommandations du fabricant. Il est important de tenir compte des contraintes d'exploitation (possibilité d'hydrocurage pour des diamètres au moins égal à 300mm).

Réfléchir pour les diamètres importants à la possibilité de les substituer à des ouvrages cadres ou voutes, plus adaptés. notamment dans les cas où la hauteur disponible de l’ouvrage est limitée. Les cadres préfabriqués en béton disposent d’une norme (NF EN 14844 : Produits préfabriqués en béton - Cadres enterrés : 2008)

2 - Eléments d'aide au choix Le choix de la canalisation à retenir dépend essentiellement des paramètres suivants : la capacité hydraulique, la résistance des matériaux : résistance mécanique, résistance à la corrosion, résistance à l'abrasion, résistance aux matières polluantes l'étanchéité, la mise en œuvre, le coût, Ce choix est complexe. Il s’agit d’opter pour le produit qui offre le meilleur compromis entre la fiabilité et le coût tout en ayant le souci du respect de l’environnement. Les éléments qui suivent apportent une aide au choix du matériau à utiliser.

2-1 Capacité hydraulique (cf. NF EN 752 – [9]) Pour obtenir la capacité hydraulique, la formule la plus répandue est celle de Manning-Strickler. Les coefficients de Manning-Strickler des différents matériaux, donnés par les constructeurs, sont basés sur des essais en laboratoire qui ont tendance à surestimer leur valeur réelle après mise en œuvre. Il est donc fortement conseillé de ne pas les retenir dans les calculs de dimensionnement hydraulique. Il est recommandé d’adopter, quel que soit le matériau utilisé, un coefficient de Manning-Strickler ne dépassant pas 70 à 80. En effet, ce coefficient de rugosité appliqué au réseau d’assainissement est tributaire des pertes de charges liées aux regards, aux coudes, ainsi qu’à l'encrassement des réseaux. En conséquence, quel que soit le matériau utilisé, il est recommandé de conserver le diamètre interne des canalisations déterminé par le calcul hydraulique du réseau d'assainissement. Il convient d'être vigilant sur la signification des diamètres nominaux donnés par les fournisseurs. Par exemple, le diamètre nominal d'une canalisation lisse en PVC matière plastique correspond au diamètre externe tandis que pour une canalisation en béton ce diamètre correspond au diamètre interne. En conséquence, quel que soit le matériau utilisé, il est recommandé de conserver le diamètre interne des canalisations déterminé par le calcul hydraulique du réseau d'assainissement.

*


6

2-2 Résistance des matériaux 2-2-1 Résistance mécanique La détermination des caractéristiques mécaniques d’un tuyau gravitaire est fonction des charges qu’il doit supporter. Le comportement des canalisations sous l’effet des charges liées aux remblais ainsi qu’aux charges roulantes est différent selon le type de matériau de la canalisation. Les canalisations béton sont rigides (béton, grès,..) et cassent en cas de contrainte excessive, d’où l’adoption des critères de charge à la rupture. pour éviter la fissuration. Les canalisations souples (en plastique, en PRV) s'ovalisent et s’écrasent en cas de sollicitations trop importantes vis-à-vis de l'ouvrage d’où l’adoption des critères de déformation admissible, faisant intervenir d’autres paramètres tels que le vieillissement, la fatigue, la nature des sols de remblai et leur niveau de compactage. Fonte ductile comportement à part ? Il convient de justifier la tenue mécanique conformément au fascicule 70 du CCTG article IV.2. Cette vérification peut s’effectuer aisément à partir de logiciels spécifiques souvent disponibles par l’intermédiaire des syndicats professionnels. Les tuyaux en béton armé et fibrés sont également conçus et contrôlés pour la maîtrise de leur fissuration Les matériaux plastiques posent un problème plus délicat car les tuyaux sont souples et s’ovalisent ou et (ils s’ovalisent toujours quelque soit la charge d’où ma suggestion du « et » au lieu du « ou ») s’écrasent en cas de dimensionnement insuffisant. Aussi, le critère de dimensionnement est différent ; il correspond à une déformation admissible qui fait intervenir d’autres paramètres tels que le vieillissement ou la fatigue, mais également de manière prépondérante la nature des sols de remblai et leur niveau de compactage. (ce qui est nettement moins sensible pour els tuyaux rigides tels que béton ou grès par exemple) En cas de doute sur le dimensionnement mécanique de la canalisation, notamment si cette dernière est soumise à des charges roulantes, Iil convient de vérifier sa résistance de manière systématique conformément au fascicule 70 du CCTG article IV.2.1. Cette vérification peut s’effectuer aisément à partir de logiciels spécifiques. La vérification systématique de la tenue mécanique éviterait bien des dommages y compris en l’absence de charges roulantes. Elle est aisée à réaliser car il existe des logiciels gratuits simples d’emploi. Je vous suggère donc de la rendre systématique. Il serait sans doute utile de guider alors les utilisateurs vers des logiciels. Le CERIB a développé ODUC qui s’applique à tous les matériaux dont je vous joins le lien de téléchargement gratuit à disposition de tout utilisateur : http://www.cerib.com/frontoffice/page.php?id_rubrique=3126&id_page=769&id_langue=1

RAJOUTER LE BETON FIBRE dans le tableau Unités Type de matériau

*

Classes de résistance et de rigidité usuelles

Béton armé

-

90A-135A-165A-200A (250A) 1

Béton non armé

-

90B-135B

Béton fibré acier

-

90F-135F-165F

Béton âme tôle

-

300A

Fonte

-

Selon Pas de classes de résistance, cf. norme NF EN 598

Grès

-

160-200-240

PEHD lisse

KN/m²

CR4-CR8-CR16CR2 à CR 16 selon l'épaisseur

PEHD annelé

KN/m²

CR4-CR8-CR16

PP lisse

KN/m²

CR2 àCR4-CR8- CR 16

PP annelé

KN/m²

CR4-CR8-CR16CR2 à CR 16


7

PVC-U lisse

KN/m²


PVC annelé

KN/m²


PRV

N/m²

SN5000-SNSN* 10 000

Tableau 2 : classes de résistance et de rigidité usuelles 1

Classe de résistance disponible mais non normalisée.

SN : classe de rigidité annulaire Nota : sont signalées en gras les classes de résistance et de rigidité les plus couramment employées en assainissement routier. A vérifier pour les autres matériauxSelon les matériaux, il a été mentionné dans le tableau des classes usuelles ou disponibles, j’ai donc mentionner pour les tuyaux en béton les classes de la marque NF et entre parenthèses les classes disponibles Cf NORME

NF EN 13476-1 tableau 4

: (FB + SS)

Faire lien avec logiciel de dimensionnement Le CERIB a développé ODUC qui s’applique à tous les matériaux dont je vous joins le lien de téléchargement gratuit à disposition de tout utilisateur : http://www.cerib.com/frontoffice/page.php?id_rubrique=3126&id_page=769&id_langue=1

Différents tests existent : résistance aux chocs par essai de chute, test de rigidité, résistance à long terme (flexibilité, fluage en compression et déflexion).

2-2-2 Résistance à la corrosion Dans le cas d’eaux routières pluviales, le critère de résistance à la corrosion n’est pas déterminant pour le choix des matériaux, sauf cas très ponctuels liés par exemple aux caractéristiques des terrains en place (terrains acides, humides ou hétérogènes créant des phénomènes de macropiles dans le cas de la fonte). Donner définition de phénomène de macropiles (MV MG) Dans le cas de petits rétablissements hydrauliques dans des terrains acides, il faut éviter les canalisations en béton et métalliques (fonte, acier ) standard et utiliser des ouvrages adaptés (protections spécifiques anti-acides). L’emploi des canalisations en béton est généralement limité à des pH supérieurs à 4,5 ; il existe toutefois des tuyaux en béton hautes performances permettant de résister à des pH atteignant 4. Je pense qu’il est utile de quantifier les conditions d’emploi Les matières plastiques, et le grès et le PRV ne présentent pas que peupas de problèmes liés à lade corrosion. Il y a lieu toutefois de ne pas employer les tuyaux en plastiques dans les terrains pollués par des composés aromatiquesPour les tuyaux en PRV, il est nécessaire de et de s’assurer de la protection totale des fibres de verre, des tuyaux PRV susceptibles de corrosion par hydrolyise notamment au niveau des coupes et piquages effectuées sur la canalisation. Cette caractéristique est intéressante dans le cas où les eaux véhiculées sont agressives vis-à-vis des canalisations, notamment dans l’assainissement des eaux usées. L’ensemble des matériaux cités dans le document est utilisée et convient à l’utilisation en eaux usées qui doivent être conformes aux arrêtés des 22 décembre 1994 et 2février 1998 ainsi qu’au Fascicule 81.

*


8

2-2-3 Résistance à l'abrasion (méthode d'essai donnée dans la norme NF EN 295-3) L'érosion des canalisations et plus particulièrement des radiers est due au transport des particules susceptibles d'être entraînées par l'écoulement. Les divers matériaux présentent de bonnes caractéristiques vis-à-vis de l'abrasion liée aux particules solides véhiculées par les eaux. Le respect de la limite de la vitesse de 4 m/s de l’eau dans les canalisations permet de limiter les problèmes potentiels d’abrasion des canalisations quel que soit le type de matériau choisi. Les canalisations en PVC-U, PP et PE conformes à la norme NF EN 13 476-1 [10] sont résistants à l'abrasion. Les canalisations en béton ne sont pas sensibles à l’abrasion lorsque la vitesse de l’effluent reste inférieure à 8m/s. Les essais réalisés sur canalisation en béton montre, après 400.000 cycles, une diminution d’épaisseur inférieure à 2,7%. Pour LE BETON ?

2-2-4 Résistance aux matières polluantes Dans le cadre de la pollution chronique, les charges en polluants sont généralement faibles et ne sont pas agressives vis-àvis des canalisations. Dans le cadre d’une pollution accidentelle routière, les polluants ne stagnent généralement pas dans le réseau. Des temps de séjours brefs ne remettent pas en cause l’intégrité du réseau, et la pollution accidentelle n’est pas un facteur déterminant de choix du matériau à adopter, à la différence de l’étanchéité des bassins de traitement. Les matériaux constitutifs des canalisations ne présentent pas tous la même résistance aux différents polluants susceptibles d’être déversés lors d’un accident impliquant le transport de matières dangereuses. En cas de problématique particulière ou de déversement accidentel (solvant par exemple) – cf fasc 70 article III.2 "Caractéristiques des effluents", il convient de se rapporter aux données du constructeur sur la résistance du produit aux polluants concernés et de compléter ce diagnostic par une inspection caméra. Pour la résistance chimique des matériaux en PVC,PP, et PEHD, des conseils sont donnés dans l'ISO/TR 10358 [11] (rapport technique de l'ISO qui donne un tableau de classification de la résistance chimique). Il y a lieu toutefois de ne pas employer les tuyaux PE dans les terrains pollués par des composés aromatiques.

2-2-5 Synthèse MATERIAU

RESISTANCE DES MATERIAUX Résistance mécanique Résistance à long terme

BETON FONTE GRES MATIERES PLASTIQUES PRV

Résistance à la corrosion

Résistance Aux à matières l'abrasion polluantes

XXX

XXXX

XXXX ?

XXXX

XXX

XXXX

XXX

XXX

XXX

XXXX

Rapportée à l’épaisseur de paroi et en se basant sur les essais cycliques d’abrasion (essai Darmstdt), l’abrasion des tuyaux béton est inférieure à celle des autres matériaux, exception faite du grès

*


9

Pourrez vous me communiquer ce tableau lorsque vous l’aurez renseigné ?

2-3 Etanchéité L'étanchéité intrinsèque des éléments constitutifs du réseau (tuyau, regard, boites de branchement et d’inspection) doit être conforme à la norme correspondante au produit utilisé (par exemple pour le béton, les tuyaux en béton relèvent de la NF EN 1916 et les regards de la norme NF EN 1917). Dès lors, l'étanchéité n'est plus un critère discriminant dans le choix du matériau. La norme NF EN 1916 ne s’applique pas aux regards et boites qui sont couverts par la norme NF EN 1917. L’étanchéité des réseaux dépend : - des conditions de mise en œuvre (conformément au fascicule 70), du matériau constitutif de la canalisation (qualité du béton, de la fonte,..),- des assemblages qui sont essentiellement liés à la stabilité géométrique des assemblages raccords (ovalisation différentielle, déviation angulaire non respectée), SCHEMAS RW - et à de la qualité du joint, - de la nature du matériau constitutif de la canalisation. et des conditions de mise en œuvre (cf. fascicule 70). De nombreux problèmes d’étanchéité proviennent d’une ovalisation différentielle au niveau de l’assemblage (manchons plus rigides que la canalisation, raccordement à des ouvrages de nature différente). Pour vérifier lL’étanchéité du réseau, il faut réaliser des essais doit être vérifiée par des essais in situ -essais à l’eau ou à l’air- (cf. fascicule 70 article VI.1.5 et la norme NF EN 1610 [12]). Un réseau d’assainissement satisfaisant les tests d’étanchéité est considéré conforme. Cette vérification doit être effectuée dans les zones présentant une forte vulnérabilité de la ressource en eau. En cas de problème, il faut procéder à une inspection télévisée afin de repérer l'origine des fuites. En France, il n'existe pas, à ce jour, d'étude comparative exhaustive sur l’évolution dans le temps de l'étanchéité du réseau selon la nature du matériau utilisé. PASSAGES CAMERA SURTOUT DANS LES ZONES SENSIBLES

Une étude statistique a été menée en Europe sur les réseaux d’assainissement urbain. Cette étude met en évidence un bon comportement des matières plastiques par rapport au béton lié à leur capacité à se déformer sous l’effet des contraintes de service [12].

Les résultats de cette étude ont été remis en question par beaucoup d’acteurs du marché de l’assainissement tant pour les résultats qu’elle présente sans explicitation des modes de quantification théorique retenu que pour l’interprétation qui en é été faite. Elle se base sur des inspections vidéo qui sont interprétées en terme d’étanchéité : cette approche est très critiquable car des études ont montré les insuffisances des inspections video pour évaluer l’étanchéité (ce qui explique d’ailleurs le recours aux essais d’étanchéité requis par le Fascicule 70 : par exemple, une étude de l’Agence de l’Eau Adour Garonne avec la CUB sur réseaux à 5 ans. En outre, il s’avère que l’essentiel des problèmes d’étanchéité se produisent aux raccordements des ouvrages ou aux piquages défectueux. A titre d’information, je vous joins une présentation basée sur les résultats de plusieurs études comparatives internationales qui montre selon différents critères d’évaluation comment se situent les matériaux les uns par rapports aux autres.

*


10

2-4 Mise en œuvre / AVANTAGES ET INCONVENIENTS POUR CHAQUE MATERIAU La tranchée doit être réalisée selon les recommandations en vigueur [1][12][13][14] quel que soit le matériau constitutif des canalisations. MANUTENTION : - Béton - Plastique - Fonte POSE - Béton - Plastique - Fonte REMBLAIEMENT PRECONISATIONS EN PHASE CHANTIER SI CIRCULATION DES ENGINS DE CHANTIER SUR les canalisations avec peu de recouvrement, nécessité de prendre des mesures provisoires telles rechargement localisé, … CONTROLES

Pour la pose, seulement quelques remarques et informations mais je vous serais reconnaissant si vous pouviez me communiquer la version que vous rédigerez pour vous faire part de mes suggestions et commentaires. Voir les préconisations des fabricants lors de la mise en œuvre : Béton peut casser, les tuyaux béton armés et fibrés ne cassent pas lors de la mise en œuvre ( les phénomènes de casse ne surviennent éventuellement que sur les tuyaux de faible élancement et de faible diamètre : typiquement DN>=300 en béton non armé) nécessite bp matériels de mise en œuvre, : pas davantage que les autres matériaux mais il est vrai que la pelle doit permettre le levage des tuyaux. Toutefois, la pelle utilisée pour le terrassement est souvent la même que pour la pose et permet de manutentionner tout type de tuyau. Les tuyaux en béton armé et fibré accepte des conditions de pose moins rigoureuses que les tuyaux flexibl es (nature des sols de remblais, compactage requis) (idem fonte et grès)

Fonte : accepte une mise en œuvre moins soignée

*


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Le plastique : ovalisation, mise en œuvre très rapide de par son poids et la longueur des éléments ( il y a lieu de moduler ce point car les longueurs couramment utilisées sont en 3m désormais), manipulation manuelle possible ( il y a lieu toutefois de rappeler que la charge maximale autorisée à la manutention est de 35kg/personne) , sensible aux variations de température lors du stockage, lit de pose doit être bien compacté, épouse la forme de la tranchée, ce qui permet une certaine souplesse dans la pose( faible déviation angulaire possible), Nécessité d’un matériau de granulométrie limitée nécessitant généralement des matériaux d’apport, Nécessité d’un compactage de qualité jusqu’à la clé. Les canalisations épousent la courbure de l'infrastructure, ce qui permet de limiter le nombre de regard et par conséquent de réduire les coûts. Elles nécessitent toutefois un remblaiement par des sols de granulométrie limitée qui conduit généralement à l’emploi de matériau d’apport et leur caractère flexible nécessite un lit de pose soigné pour prévenir les déformations longitudinales (effet banane). (remarque LM)

résistance aux chocs : certains tuyaux + fragiles que d'autres d'ou manipulation : notamment le grès qui fissure ou casse mais aussi le PRV dont les éclats de la résine peuvent conduirent à mettre au contact les fibres de verre et l’eau et donc provoquer une hydrolise. Dans le cas de forte pente, les canalisations lisses doivent être bloquées par des massifs en béton pour éviter leur glissement.

La tranchée doit être réalisée selon les recommandations en vigueur [1][13][14] quel que soit le matériau constitutif des canalisations. Mis à part le cas de certaines canalisations de diamètre modéré (<=500 mm), les canalisations d’assainissement sont pesantes quelle que soit leur nature et doivent être manutentionnées à l’aide d’engins (cf. tableaux ). Dans le cadre d’une politique de prévention, il est recommandé de limiter au maximum le poids des charges lors de la manutention (cf. Code du travail article R4541-9). La longueur des éléments constitutifs du réseau joue sur la durée de la pose. Les contraintes de délai d'exécution peuvent être un critère pour le choix du matériau. Une analyse doit être menée afin de déterminer les avantages attendus vis-à-vis de la gène des usagers par rapport au coût du choix du matériau de canalisation. Tuyau fonte et béton nécessite beaucoup de matériels de mise en œuvre : pas davantage que les autres matériaux mais il est vrai que la pelle doit permettre le levage des tuyaux. Toutefois, la pelle utilisée pour le terrassement est souvent la même que pour la pose et permet de manutentionner tout type de tuyau. Tuyau plastique de préférence dans zones non circulées et mise en œuvre très rapide ; si zone circulée, la mise en œuvre est + délicate Certains matériaux tels le grès, le béton, la fonte sont plus fragiles lors de la mise en œuvre. conditions + strictes de mise en œuvre pour le plastique , Je pense que le point évoqué pour la fonte plus haut est plus exact : « Fonte : accepte une mise en œuvre moins soignée « tout comme pour le grès et le béton d’ailleurs

Avantage des tuyaux lourds lors des pose sous nappe pour prévenir les instabilité dues aux poussées (Archimède) Si possibilité, assurer sur un tronçon (de regard à regard) l'homogénéité du matériau pour garantir l'étanchéité du réseau. Je vous joins deux documents relatifs à la pose des tuyaux en béton pour information

*


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2-5 Comparatifs des diamètres 400 mm et diamètres 1000 mm Les valeurs reprises dans les tableaux ci dessous sont des valeurs relativement courantes pour les produits actuellement sur le marché. Les coûts fournis à titre indicatif sont des coûts sortis d’usine, valeur 2008. Attention : ces coûts ne sont pas exploitables tels quels dans le cadre d'un marché. Remarque : le coût du tuyau ne représente qu'une part du coût global de la canalisation mise en œuvre (quantité globale, transport, mise en œuvre, conditions de pose difficiles).

Pour un tuyau de diamètre nominal 400 mm : PRECISER CE QU'EST LE BETON FIBRE Coût 2008 au ml Matériau

Diamètre externe (mm)

Diamètre interne (mm)

Épaisseur paroi (mm)

indicatif

Poids au ml (kg)

(€ HT) fourniture seule

Béton armé 135A

490-516

400

45-58

167-264

39-56

Béton fibré acier

512

400

62

242

-

Béton non armé

508-524

400

54-62

201-238

-

Fonte

429

400

14

79,2

-

Grès

484-490

400

42-50

104-142

-

PE annelé

468-472,5

398,5-400

34-37

-

60-105

PE annelé

400

347

26

-

50

PEHD annelé

465

398

33

9

52

PEHD annelé

400

340,6

29,7

7,9

45

PEHD lisse

400

361,8-375,4

12,3-19,1

16,11-22,85

65-80

PP lisse SN16

400

367,6-373

13,7-16,4

16,3-20,09

90-180

PP annelé

400

348

26

10,7

61-67

PP annelé

450

400

25

12,76

89

PRV

427 à 427,3

395,1-413,1

7,1-9

18-24

86 à 94

PVC Annelé

400

362

19

-

46

PVC-U

400

376,6

7,9-16,5

17,6-23,81

30-90

Tableau 3 :comparatif pour un tuyau de diamètre nominal 400mm.

Pour les canalisations plastiques annelées, deux diamètres peuvent être employés, sachant que seuls les diamètres nominaux 450-465 mm offrent une section hydraulique équivalente à un diamètre nominal 400 mm en béton, fonte ou grès. Les valeurs en gras correspondent aux diamètres nominaux des catalogues fournisseurs

Pour un tuyau de diamètre nominal 1000 mm ou équivalent :

Matériau Béton armé

*

Diamètre externe Diamètre interne (mm) (mm) 1180-1220

1000

Épaisseur paroi (mm)

Poids au ml (kg)

90-110

808-1100

Coût au ml (€ HT) indicatif 178-318


13

Fonte

1048

1000

24

344

-

PE annelé

1200

1027

86,5

-

670

PEHD annelé

1200

1030

85

58

369,5

PRV

1024-1026,1

967,5-991,8

16,5-20,4

98,5-129

370 à 420

PVC-U annelé

1072

968

52

-

320

Tableau 4 : comparatif pour un tuyau de diamètre nominal 1000mm.

Pour les produits plastiques annelés, le diamètre nominal 1200 mm a été retenu car il présente un diamètre interne proche de 1000 mm.

3 – Conclusion : Prise en compte du développement durable ? Les canalisations en béton peuvent être remblayée avec des sols de granulométrie importante (limitée à 50mm par le Fascicule 70) ce qui favorise le ré-emploi des matériaux extraits. Les canalisations en béton, armé ou non, peuvent être recyclées et valorisées en fin de vie. les conditions d’approvisionnement locales, recyclage : durabilité : les canalisations en béton ne bougent pas dans le temps ; pas de retour d'expérience pour les cana en plastique cycle de vie Je vous joins trois documents sur les tuyaux et regards en béton et le développement durable ( un document commercial et deux documents techniques : les FDES) qui vous apporteront les points essentiels. Pour votre information, nous sommes en train de réaliser au CERIB l’actualisation de la FDES des tuyaux et regards en béton et avons entrepris une étude comparative des différents types de canalisations. Nous restons à votre disposition sur le sujet. La réalisation des études géotechniques préalables, la vérification de l’exécution des tranchées d’assainissement et de leur remblaiement est fondamentale pour la durabilité du réseau. Prévoir dans le marché des contrôles d'étanchéité et passage caméra Contrôles visuels ou télévisuels (systèmes d'inspection vidéo), contrôle d'écoulement et observation de la régularité de la pente PASSAGES CAMERA SURTOUT DANS LES ZONES SENSIBLES

Glossaire* Nota : Le glossaire donne les définitions des principaux termes (repérés par *)spécifiques utilisés.

Béton fibré : béton comprenant des fibres en acier, synthétiques ou de verre qui participent au renforcement de la résistance mécanique de la canalisation. Béton avec âme tôle : canalisation acier prise entre 2 épaisseurs de béton qui renforce sa résistance mécanique

*


14

Diamètre Nominal (DN) : appellation commerciale donnée au diamètre des différentes canalisations, qui correspond selon les matériaux au diamètre intérieur ou au diamètre extérieur. En cas de doute, se reporter à la documentation du fabricant. Fonte ductile : fonte enrichie en magnésium qui permet de donner une élasticité à la canalisation par opposition à la fonte grise qui est cassante.

Abréviations et symboles

Bibliographie [1] CCTG – ouvrages d'assainissement – fascicule 70. [2] NF EN 1916 : tuyaux et pièces complémentaires en béton non armé, béton fibré acier et béton armé – décembre 2003. [3] NF P 16-345-2 : tuyaux et pièces complémentaires en béton non armé, béton fibré acier et béton armé – partie 2 – décembre 2003. [4] NF EN 598+A1 : tuyaux, raccords et accessoires en fonte ductile et leurs assemblages pour l'assainissement – août 2009. [5] NF EN 295-1 : tuyaux et accessoires en grès et assemblages de tuyaux pour les réseaux de branchement et d'assainissement – décembre 1996. [6] NF EN 1401-1 : Systèmes de canalisations en plastique pour les branchements et les collecteurs d'assainissement enterrés sans pression – poly(chlorure de vinyle) non plastifié (PVC-U) – partie 1 : spécifications pour tubes, raccords et le système - avril 2009. [7] NF EN 1852-1 : systèmes de canalisations en plastique pour les branchements et les collecteurs d'assainissement enterrés sans pression – Polypropylène (PP) – mai 2009. [8 ] NF EN 14364+A1 : systèmes de canalisations en plastiques pour l'évacuation et l'assainissement avec ou sans pression – plastiques thermodurcissables renforcés de verre (PRV) à base de résine de polyester non saturé (UP) – janvier 2009. [9] NF EN 752 : réseaux d'évacuation et d'assainissement à l'extérieur des bâtiments – mars 2008. [10] NF EN 13476-1 : systèmes de canalisation à parois structurées en poly(chlorure de vinyle) non plastifié (PVC-U), polypropylène (PP) et polyéthylène (PE) – partie 1 : exigences générales et caractéristiques de performance – septembre 2007 [11] ISO/TR 10358 : tubes et raccords en matières plastiques – tableau de classification de la résistance chimique. [12] NF EN 1610 : mise en œuvre et essai des branchements et collecteurs d'assainissement – décembre 1997. [12] Flexible and rigid sewer pipes in Europe : comparing performances and environmental impact – report on the TEPPFA-PLASTICS EUROPE Sustainable Municipal Pipes Project. [13] Remblayage des tranchées et réefection des chaussées – guide technique Sétra/Lcpc – mai 1994, Réf. D9441.

*


15

[14] Remblayage des tranchées et réfection des chaussées –NOTE compléments au guide Sétra/Lcpc de mai 1994 – n° 117 – juin 2007. [15] Assainissement routier – guide technique Sétra – octobre 2006 – Réf. O632.

Texte de la bibliographie [style : Texte_biblio] Texte de la bibliographie [style : Texte_biblio]

*

Rédacteur(s) Prénom Nom – ServiceMembres du PAAR téléphone : 33 (0)3 83 18 41 56 – télécopie : 33 (0) 3 83 18 41 00 mél : [email protected] Renseignements techniques Prénom Nom – ServiceDGPI du Sétra téléphone : 33 (0)3 83 18 41 56 – télécopie : 33 (0) 3 83 18 41 00 mél : [email protected]

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SETRA_Version190111.doc

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