Canalisations : quels matériaux pour quels usages ?

En 2001, le territoire français était couvert par 250 000 kilomètres de canalisations d’eaux usées, auxquels s'ajoutent 79 000 km d’évacuation des eaux pluviales, 800 000 km de conduites pour la distribution de l'eau potable. À ces chiffres produits par l'Ifen (Institut français de l’environnement), il faut rajouter les réseaux chargés de transporter l'eau brute du point de captage vers les usines de traitement de l'eau potable, ou d’autres points d’usages (irrigation, nettoyage de voirie, industrie...) et les réseaux industriels.

Pour chacune de ces applications, il faut

Choisir le bon tuyau en respectant le contexte réglementaire du réseau en construction ou en réhabilitation.

Respecter le cadre réglementaire

Ainsi, les réseaux chargés de transporter les eaux usées urbaines et les eaux pluviales doivent respecter le fascicule 70 publié dans sa nouvelle version au mois de mars 2004. Pour les eaux usées industrielles, le maître d'œuvre peut se baser sur le fascicule 70, mais également sur les normes de produits.

Le fascicule 70 exige l'utilisation de produits dont la conformité par rapport aux normes en vigueur est prouvée par une certification NF. Si le produit ne fait pas l’objet d’une norme française (cas, par exemple, des systèmes de canalisations à parois structurées), il doit faire l'objet d'un Avis Technique délivré par le CSTB complété d'une certification CSTBat.

Ainsi, la société Polieco France propose une gamme de tubes PEHD à parois structurées destinée à la réalisation de réseaux de collecte des eaux pluviales du diamètre 250 mm à 800 mm, cette gamme disposant depuis 1998 d'un Avis Technique favorable délivré par le CSTB.

À ces textes, des prescriptions particulières, liées à l'industrie, sont à prendre en compte, notamment en cas d’effluent non conventionnel (pH acide inférieur à 5,5 ou température supérieure à 35 °C) ou de conditions de service particulières.

Les équipements chargés de transporter de l'eau brute sont référencés par les fascicules 71 (s'ils sont destinés aux transports d’eaux brutes destinées à la fabrication d'eau potable) ou 70 (pour les autres usages de l'eau). Pour l'eau potable, le fascicule 71 doit être complété par le certificat ACS prouvant la potabilité du matériau.

Alphacan

Dernière version du logiciel de dimensionnement des tuyaux

Le Cerib (Centre d'études et de recherches de l'industrie du béton), la FIB (Fédération de l'industrie du béton) et CIMbéton (Centre d'information sur le ciment et ses applications) annoncent la sortie de la version 4.0 d'Oduc, un logiciel de dimensionnement des canalisations répondant à la nouvelle version du fascicule 70 version 2004. Cet outil prend en compte les charges d'exploitation, traite des cas de poses particulières, pour tous les matériaux : béton (armé, fibré ou non armé), en fonte, en grès, en PVC ou en PRV, en thermoplastique à parois structurées. Il est ainsi possible de calculer le diamètre convenable, la pente, le taux de remplissage, la vitesse de l'effluent et le débit.

www.fib.org

Le fascicule 71 doit être complété par le certificat ACS (Attestation de conformité sanitaire) prouvant la potabilité du matériau, c’est-à-dire que le matériau peut être en contact avec un aliment car il satisfait à des essais de toxicité et de migration. Tous les composants entrant dans la fabrication des produits de Saint-Gobain PAM disposent ainsi

Tableau 1 : Quel matériau pour quelles caractéristiques ?

* Polyéthylène ** Polyéthylène haute densité *** Polypropylène **** Polyester renforcé de fibre de verre ***** Polychlorure de vinyle

d'une Attestation de Conformité Sanitaire. Alphacan dispose également d'une telle attestation pour ses tubes Lucoflex pression (PVC) et PE Anti-contamination System (Polyéthylène), Bonna Sabla pour son tuyau en béton armé avec âme en tôle référencé ATM, Uponor pour son conduit en polyéthylène multicouche (âme en aluminium soudé par recouvrement sur toute la longueur, protégé par les couches internes et externes en polyéthylène).

À noter également que dans le domaine de l'eau potable, le PVC a notablement progressé grâce à la technique de bi-orientation pour les tuyaux d’adduction d’eau. Alphacan avec BriO®, Wavin avec Aquadur® ou encore Sotra-Seperef proposent, grâce à la technique de bi-orientation basée sur l’étirement des chaînes moléculaires dans le sens longitudinal du tube, une nouvelle génération de tubes polymères en PN16 et PN25. Plus qu'un simple PVC, ces tubes sont très résistants aux chocs et parfaitement adaptés au transport d'eau sous pression.

Pour les produits fabriqués en usine, les maîtres d'œuvre ont le choix entre divers matériaux : béton, PRV (Polyester renforcé de fibres de verre), fonte, grès, polyéthylène, acier ou PVC, qu'ils devront choisir en fonction de l’application considérée, des contraintes auxquelles ils ont à faire face et de leur budget.

Choisir le matériau en fonction de l’application

Différents critères sont à prendre en compte pour des effluents spécifiques risquant de sortir des standards (industriels ou mixtes notamment) ou lorsque les réseaux sont installés en terrain agressif. Il s'agit notamment de la tenue chimique et du comportement à l’abrasion.

La tenue chimique et la résistance à la corrosion du matériau vis-à-vis des milieux interne et externe à la canalisation est importante. Des documents généraux du type normes ISO 10-358 et XPT 54-034 peuvent être consultés. Un certain nombre de paramètres sont à prendre en compte : agressivité et composition du sol (présence d’eau de mer, de sulfates...), concentration, température, pH des fluides circulant dans la conduite, présence d’H₂S... Ces informations sont ensuite corrélées aux données du fabricant de tube.

L'insensibilité aux courants vagabonds est également un point clé pour limiter la corrosion par électrolyse. Sur ce point, les tubes PVC et PRV ont un bon comportement et peuvent être raccordés sur des éléments d'autre nature sans risque de réaction électrochimique.

La tenue à l'abrasion est également un point clé, notamment dans les canalisations transportant de l'eau brute, des effluents industriels et des eaux pluviales. L'abrasion entraîne un phénomène d'usure de la paroi à l’intérieur du tube. Elle est provoquée par

Tableau 2 : Quels matériaux pour quelles applications ?

les rayures et les chocs des particules solides entraînées par l'effluent. L'action de ces particules augmente avec la vitesse.

Pour tester cette tenue, le test de l'Institut d'hydraulique de l'école supérieure de Darmstadt en Allemagne fait aujourd'hui référence chez de nombreux constructeurs. Il a donné naissance à la norme DIN 1230 partie 2 et soumet les tubes à des flux alternés d'eaux chargées d'abrasifs, mouvements provoqués par une machine à oscillation contrôlée. En France, la CNR (Compagnie Nationale du Rhône) a également développé un outil d'essai qui n'est pas un test à l'abrasion normalisé. Il présente l'avantage d'évaluer la résistance des matériaux aux contraintes d'exploitation comme le curage, par exemple.

La prise en compte de tous les paramètres limite les risques de désordre dans le temps. Et c'est un point important car aujourd'hui la qualité prime. Pour Jean-Marie Joussin, Hobas : « Actuellement, les maîtres d'ouvrages chargés de construire des réseaux s'attachent à la qualité de l'ensemble et regardent à ce que tous les composants, tubes et branchements, présentent les mêmes garanties. La tendance est aujourd'hui à l'homogénéité dans un même matériau des divers éléments constituant le réseau. Cette unification nous permet de garantir la résistance mécanique et chimique, ainsi que l'étanchéité. »