L?étanchéité des réseaux d'eaux potables et usées est un impératif pour une meilleure gestion de la ressource en eau et pour réduire les gaspillages de ressources et d'énergie. Si la détection des fuites a fait des progrès, le mieux reste encore de les éviter. Canalisations et systèmes de raccordement font des progrès, la compétition entre systèmes pousse l'innovation.
Réalisé par , Technoscope
L’étanchéité des réseaux d’eaux potables et usées est un impératif pour une meilleure gestion de la ressource en eau et pour réduire les gaspillages de ressources et d’énergie. Si la détection des fuites a fait des progrès, le mieux reste encore de les éviter. Canalisations et systèmes de raccordement font des progrès, la compétition entre systèmes pousse l’innovation.
Rareté de l’eau, coûts de l’énergie, contexte général « vert », tout pousse à l’accroissement de la qualité de fonctionnement des réseaux. L’enquête IFEN de 2001 sur la distribution d’eau potable relevait un rendement de réseau de 73 %, un gaspillage de 1,4 milliard de mètres cubes évalué à 800 M€. Or, « Toute perte d’eau potable par des fuites est une perte d'eau mais aussi de l’énergie qu'il a fallu pour la produire et finalement une perte d'argent » souligne Pascal Boyer du CNFME, centre de formation aux métiers de l'eau à Limoges. Les fuites en assainissement n'ont pas un caractère économique aussi direct, mais les dysfonctionnements, les pollutions chroniques générées ont une incidence réelle et pernicieuse. La fuite évoque un flux sortant du tuyau ; mais l’arrivée d’eau plus ou moins
La pollution ou la perméation de polluants au sein d'un réseau doit aussi être prise en compte. L’étanchéité se pense dans les deux sens.
Le joint automatique « VI », généralisé par Electrosteel dès 2004 dans la gamme DN 80-600, est un « best-seller » qui répond aux contraintes d’étanchéité dans les deux sens : étanche à +15 et +30 bar et à –0,8 bar (bancs d’essai Cofrac). Il est simple : un seul et même joint permet de verrouiller les tuyaux et les raccords (stocks réduits). Il est compétitif : plus de butée béton pour un prix légèrement supérieur à celui d’une bague de joint classique. Il est utilisé pour tous les réseaux AEP, assainissement et incendie (zéro tolérance en termes de fuites).
Prendre en compte la nature du matériau
En France, le matériau principal est la fonte, proposée par Saint-Gobain PAM, Electrosteel et Buderus. Saint-Gobain PAM a réalisé des évolutions importantes ces dernières années sur ses canalisations. « Cela a commencé au début des années 2000 avec notre nouveau revêtement anticorrosion zinc-aluminium épais (400 g/m²) revêtu époxy bleu pour la gamme Natural en diamètres 60 à 300, élargie récemment aux diamètres 350 à 600 mm et de nouveaux verrouillages comme standard VI et universal VI et VE. Pour les eaux très agressives, le revêtement intérieur n’est plus un mortier de ciment mais du polyuréthane » indique Pascal Alexandre, responsable marketing Adduction d’eau et irrigation chez Saint-Gobain PAM.
Cette évolution se poursuit avec la gamme Blutop, présentée au dernier salon Pollutec : « toujours en fonte mais plus rapide à poser et plus légère. Elle vivra à côté de la gamme Natural. Blutop est proposée en DN 90, 110 et 125 (compatibles avec les dimensions du PVC et du PE) et vise le cœur du marché de l'eau potable » précise Pascal Alexandre. L’allégement a été obtenu en jouant sur la fonte dont l’épaisseur n'est que de 3 mm (avec un module de 420 MPa) et sur le revêtement intérieur qui n’est plus un mortier mais un alliage de polymères thermoplastiques, le Ductan.
L’étanchéité se conçoit à deux niveaux : le matériau des canalisations et les points particuliers constitués par les joints entre éléments du système : tuyaux entre eux, tuyaux et raccords (tés, culottes, branchements), avec, en plus, sur les réseaux d’eaux usées et pluviales, les regards et ouvrages de génie civil. À ces éléments matériels s’ajoutent la qualité de la pose initiale (importance de la formation des personnels) et l’évolution du système dans le temps.
tan. Le tuyau pèse 6,1 kg/m pour le DN 90 et 8,63 kg/m pour le 125 mm. « Cette gamme ne remet pas en cause les habitudes des poseurs de PVC. Les tuyaux s’emboîtent facilement avec un effort réduit et des joints automatiques. L’ergonomie de pose a été prise en compte : des poignées sur les raccords facilitent la manutention et la mise en place. Toutes les pièces du système ont été pensées dans ce sens. »
Une autre école existe : si les joints sont sources de fuites, supprimons-les ! Et c’est possible avec le polyéthylène. « Aujourd’hui le soudage des tubes n’est plus un problème, il existe des automates de soudage sur lesquels on peut former un compagnon en quelques heures. L’important est de bien préparer et nettoyer les tubes. L’automate peut être déplacé dès la soudure réalisée, sans attendre le refroidissement. Les manchons électrosoudés s’intègrent au tube et réalisent la continuité de la matière, il n’y a pas de point faible », explique Georges Taïel de Glynwed.
Selon lui, « le PE est le matériau leader en moyenne en Europe, les taux de fuite observés sur ces réseaux sont bien moindres. Dès le début il faut penser l’installation en PE pour profiter de sa flexibilité et optimiser le trajet de pose. La cadence de pose est élevée grâce à des tranchées étroites et l’élimination des massifs de butée. Les travaux de maçonnerie ne sont plus nécessaires et le remblaiement rapide. »
Avantage du polyéthylène, la légèreté : un tube PN 10 de diamètre extérieur de 90 mm pèse 1,6 kg/m, un tube de 160 mm 4,8 kg/m et de 250 mm 11,5 kg/m. La gamme couvre des diamètres extérieurs de 90 à 250 mm, pressions nominales 6, 10 et 16 bar et prévoit tous les raccords, coudes, tés, etc. Même la robinetterie est électrosoudable. De plus, des pièces spéciales, au sens où leurs caractéristiques géométriques les rendent uniques, sont réalisables à la demande, à façon. La réalisation rapide de ces pièces hors standard ne pénalisera pas la réalisation du chantier.
Reste qu’en France la pratique de l’emboîtement est fortement ancrée. « Nous proposons, en complément de l’assemblage soudé, le système Push-Fast de joint verrouillé pour les endroits où la soudure n’est pas praticable », indique Georges Taïel qui ajoute que cette pose est plus rapide que le soudage. Le système Push-Fast PE des tubes de 6 ou 12 m réalise l’autobutage automatique des tubes avec verrouillage total de chaque jonction (comme les conduites soudées).
L’acier permet également une grande variété de modes d’assemblage. « Le gros avantage de l’acier, explique Jean Daniel
Saint-Gobain PAM
Reiller chargé de la division Eau pour la France chez Fuchs Rohr, c’est que l'on peut jouer sur de nombreux paramètres pour obtenir un produit parfaitement adapté aux contraintes liées à chaque application : la longueur et l’épaisseur du tube, la nature du ou des revêtements intérieurs et extérieurs et le mode d’assemblage des tubes entre eux ». De fait, plusieurs modes d'assemblage sont proposés, de la soudure bout à bout qui garantit une auto-butée absolue même soumise à une pression de service très élevée, jusqu’à l'assemblage par emboîtement automatique pour une pose simple et rapide, conçu pour une pression de service allant jusqu’à 40 bar.
Depuis 2007, APS France possède les attestations de conformité sanitaire pour le transport d'eau potable de DN 300 à DN 3000 avec ses tuyaux en PRV Flowtite. Ce système de canalisations permet d’obtenir une étanchéité parfaite des réseaux grâce au système de manchonnage à double emboîtement avec joint EPDM. Ce système de manchonnage est étanche jusqu’à 60 bar. De plus, la gamme permet la réalisation de réseaux homogènes par la réalisation de tous types de raccords standards et sur mesure. L'utilisation de ces tuyaux pour des réseaux d'eau potable permet également de bénéficier des autres avantages de ce matériau à savoir : résistance à toute forme de corrosion, insensibilité totale aux courants vagabonds, grande résistance mécanique et surtout grande élasticité qui permet de diviser par deux la célérité de l’onde d'un coup de bélier. Enfin, ces tuyaux sont disponibles en longueurs standards de 3, 6 et 12 m afin d’obtenir la meilleure cadence de pose en fonction de l'environnement dans lequel le tuyau est posé.
Toujours en PRV, les tubes en PRV centrifugé Hobas® se démarquent par un dispositif original et efficace. En effet, le manchon est fabriqué par enroulement de fibres de verre continues imprégnées de résine autour d'une bague complète en caoutchouc (qui peut être EPDM ou Nitril) et qui couvre la largeur totale du manchon. Ce profil garantit une étanchéité parfaite et autorise des déviations angulaires qui dépendent des DN (DN 500 => 3°, DN 500 à 1000 2°, DN 1100 à DN 1800 1°, 0,5° au-delà). Les manchons Hobas sont aujourd'hui disponibles du PN1 au PN25 et si l'on considère l'état de surface extérieur parfaitement régulier des tuyaux et la qualité intrinsèque du design du manchon, on a là une solution sûre et facile à mettre en œuvre. Hobas propose par ailleurs une large série d’emboîtements spécifiques adaptés à sa gamme de tubes spéciaux :
Une nouvelle gamme de raccords électro-soudables en polyéthylène pour l'assainissement chez Plasson
Pour répondre aux nouvelles contraintes imposées aux exploitants de réseaux, Plasson a développé une nouvelle gamme de raccords électrosoudables destinée aux réseaux de collecte des eaux usées réalisés avec des tubes en PE. La gamme de raccords, lancée au dernier salon Pollutec, comprend des accessoires classiques comme les manchons, les culottes, les branchements et les pièces de forme. Une pièce spécifique a été développée pour s'adapter sur les regards en béton : soit au moment de la fabrication du regard, soit par carottage et scellement sur place. Cette pièce réalise la continuité entre le tube PE et le regard en béton en autorisant le soudage du tube au regard. L’étanchéité totale du système est alors garantie.
Plasson propose un autre accessoire qui apporte des avantages intéressants pour les poseurs, notamment dans le cas de retubage. Il s'agit de la selle de branchement électrosoudable avec dérivation à rotule. Ce piquage est aisément réalisé par le dessus (½ matrice supérieure du tube) ou à travers une fenêtre en cas de retubage. La selle est soudée sur le tube principal et la dérivation orientable à ± 12° permet de rattraper un angle avant soudage définitif du branchement. Cette technique assure une étanchéité totale du réseau : plus de fuite et plus d'infiltration. L'homogénéité d’un réseau réalisé en PE permet de lutter efficacement contre les fuites (infiltration ou exfiltration) et la casse liée aux tassements de terrain et aux racines.
Le PRV est aujourd’hui un matériau reconnu pour ses propriétés de résistance chimique et de résistance mécanique qui garantissent la pérennité des réseaux d’assainissement à plus de 50 ans. Depuis plus de 40 ans, ce matériau est utilisé dans les conditions les plus sévères afin de transporter les effluents urbains jusqu’aux stations d’épuration. Il y a 3 ans, le groupe Amiantit (maison mère d’APS France) a commandé auprès d’un organisme tiers le démontage d’un réseau d’assainissement après 25 ans de fonctionnement afin d'étudier son vieillissement. Les résultats ont prouvé que ce réseau ne montrait aucun signe de vieillissement et, mieux, que les valeurs relevées étaient significativement meilleures que le comportement estimé en laboratoire.
Les matériaux utilisés dans les réseaux d’eaux usées sont la fonte (Saint-Gobain PAM, Electrosteel), l’acier (Fuchs Rohr), le béton (Bonna Sabla, Stradal), le PVC (Alphacan, Sotra-Seperef, Wavin, Nicoll), le grès (Euroceramic, Steinzeug) ou encore le PRV (APS Flowtite, Hobas). Le polypropylène (PP) est également proposé par Rehau, Hydrotub Polypipe.
Rehau propose ainsi le système Awadukt PP SN10 et SN16 pour les canalisations et Awantgard (DN 600 et 1000) pour les regards. Ce système arrive en France depuis 2005, mais était déjà diffusé depuis plusieurs années à l’étranger. La société affiche d’emblée la durabilité : 100 ans si la pose est réalisée dans les règles de l'art. Là encore, on raisonne en système complet et homogène, jusqu’aux regards de visite et boîtes d’inspection réalisés dans le même matériau. L’assemblage des tuyaux et accessoires est réalisé par des joints sertis de type Safety-Lock et, en cas de pose en très forte pente, il est possible de réaliser des assemblages auto-butées ou par soudure.
Un nouveau système de piquage, l’Awadock, a été développé en incluant un joint hydrophile permettant de limiter les fuites. Ce piquage existe aussi avec une rotule intégrée pour des angulations de ± 7,5°. La gamme des regards compte également des regards brise-charge pour la pose en forte pente : l’arrivée tangentielle des effluents dissipe l’énergie ; le nombre de regards peut donc être réduit (moindre coût).
« L’avantage du PP est sa grande résistance à la corrosion, à l’abrasion et au choc ; un point important lors du nettoyage haute pression par hydrocurage. Les essais selon la méthode de Darmstadt montrent que le PP est l’un des matériaux d’assainissement les plus résistants à l’abrasion », précise Frédéric Houpin. Autre avantage mis en avant par Rehau, important aujourd’hui, le bilan environnemental : d’après les études réalisées par un organisme indépendant, un réseau réalisé en PP présente un écobilan beaucoup plus intéressant que s'il était réalisé en matériaux traditionnels.
Parmi ses références pour ce système récent, Rehau cite la Communauté d’Agglomération Saint-Quentin-en-Yvelines (78), la ville de la Roche-sur-Yon (85), Nantes Métropole (44), la CARENE (44), la Communauté d’Agglomération d’Orléans (45), la Communauté de Communes de Cruseilles (74), la Communauté de Communes du lac d’Aiguebelette (73) et le Tramway de Toulouse (31).
Tubes de branchements : deux points sensibles
D'ici 2013, les branchements en plomb au droit des habitations devront avoir disparu. Le branchement est un point sensible puisque l'on estime que 30 % des fuites sont localisées à cet endroit (au moins trois joints, sauf si l’on soude). L’endroit est aussi sensible du fait de la faible épaisseur de ces tubes de petit diamètre (25 à 50 mm). Un des risques avec les tubes PE est la perméation de polluants (hydrocarbures), voire, dans certaines régions, des produits de traitement contre les termites utilisés autour des maisons.
Saint-Gobain PAM a lancé sur le marché fin 2004 un tube tricouche, évolué en 2007 (plus ergonomique et complément de gamme). Le Tricouche est un système complet de tubes DN/OD 25, 32, 40 et 50-PE 100 en PFA 16 en longueurs de 6 m ou en tube continu sur couronne, avec les accessoires (outils de pelage du tube lors du raccordement) et adhésif aluminium pour la protection des jonctions. Ce système ne change pas les habitudes de pose des canalisateurs. Le tube est constitué
d'une âme en polyéthylène haute densité, recouverte de deux feuilles d'aluminium, d'une couche de polypropylène chargé de quartz pour la protection extérieure vis-à-vis des agressions mécaniques (rayures, éraflures…) et de la lumière lorsqu'il est entreposé. Le tube est adapté à la pose sans tranchée (tirage avec fusée). La double couche aluminium rend le tuyau détectable à distance.
Suite aux problèmes récurrents de fragilisation du PE par le dioxyde de chlore et plus généralement de perméation aux hydrocarbures, Glynwed a développé avec Veolia Eau le tube Excel-Plus. En PE100 PN16 et diamètres de 25 et 32, il est revêtu intérieurement d'une couche de polymère fluoré PVDF (Kynar). Destiné à la pose enterrée avec ou sans tranchée, il est raccordable par électrofusion. Georges Taiel constate que ce type de tube est utilisé bien au-delà des zones où la désinfection s'effectue au dioxyde de chlore. De son côté, Ryb a présenté à Pollutec une toute nouvelle gamme de canalisations PE baptisée Prolinear.
Fruit de plusieurs années de recherche, la gamme Prolinear bénéficie de tous les avantages des canalisations PE, notamment sa résistance aux poinçonnements et à la fissuration lente, la simplicité des raccordements, un conditionnement en grandes longueurs, la légèreté, la flexibilité, la garantie d'un réseau 100 % étanche, l'insensibilité aux courants vagabonds, à la corrosion et un réseau auto-buté. En tranchée, la pose pourra être réalisée avec les matériaux en place et sans apport de sable, permettant un gain de temps important et une économie substantielle.
Raccords : de nombreuses innovations
L'innovation se décline aussi sur les raccords. Saint-Gobain PAM lance sa nouvelle gamme de produits qui doit réjouir les chefs de chantier, lors de la réalisation de travaux neufs et de maintenance. L'idée de la nouvelle gamme Kameleo, raccord à angle auto-buté.
L'idée de la nouvelle gamme Kameleo, raccord à angle auto-buté.
variable de 0° à 45°, est de pouvoir passer par simple changement d’accessoires d’une jonction mécanique verrouillée ou non à une jonction automatique verrouillée ou non ou à une jonction à brides à partir d'un corps commun.
Les avantages de la gamme Kameleo sont nombreux, le raccord à angle variable permet de réduire le temps de pose, de réaliser des économies et de réduire le stock. Le gain de temps à la pose est possible grâce au pré-montage hors fouille, l’effort d’emboîtement a été réduit et peut se faire à la main, le nombre limité de boulons permet d’avancer plus rapidement sur le chantier tout en garantissant l’étanchéité, facilité de mise en œuvre pour trouver l’angulation souhaitée grâce à son orientation multiple.
Par le jeu des jonctions et la variété des géométries, le raccord Kameleo se décline en une multitude de combinaisons pour une réponse toujours adaptée. De ce fait, le gain économique est atteint puisqu’avec ce raccord, il est possible d’obtenir différentes angulations et de remplacer plusieurs pièces classiques qui auraient été nécessaires sur le chantier.
Par conséquent, il y a aussi un gain de stock, un raccord Kameleo avec ses quatre kits remplace une combinaison de 36 formes de coudes.
La gamme Kameleo est basée sur une solution polyvalente et modulable à la demande. Les quatre kits Kameleo de jonctions permettent de s’adapter rapidement à toutes les situations de chantier. En effet, les extrémités du corps du raccord peuvent s’équiper de quatre kits (kit 4 brides, kit Express, kit Express VI et kit spécial insertion). Cette gamme est destinée au marché de l'eau potable pour les marchés travaux neufs et de la maintenance avec une PFA 16 bar.
Les tubes annelés utilisés en assainissement posent un problème pour les piquages. Rehau a développé le raccord Awadock CP pour branchements en DN 160/200 sur des tubes annelés de collecteurs de DN 315 à DN 1200. L’étanchéité est garantie à l’air et à l’eau jusqu’à 0,5 bar et l’installation rapide. Norham est en cours de développe-
Pour rendre plus simple le choix du collier de prise en charge en fonction de la nature du tuyau installé, AVK offre avec son nouveau collier monodiamètre une solution basée sur 2 possibilités en fonction du matériau concerné.
Pour le raccordement multi-matériaux, Norham améliore sa gamme Flex-Seal Plus grâce à deux nouveaux procédés intégrés à l'avis technique CSTB n° 17/05-165*V1. Le clinchage Tox maximise la durée de vie des raccords : lors de la fabrication, les parties inox sont assemblées par emboutissage, évitant tout ajout ou découpe de matière et optimisant ainsi la résistance à la corrosion. Le système de maintien Clip-In rend la pose des raccords encore plus facile : les colliers de serrage ainsi que la bande centrale anti-cisaillement en inox sont “clipsées” dans la gomme EPDM, assurant alors leur bon positionnement.
Pour les traversées de paroi pleine (mur, toit, plancher), Norham commercialise depuis 2008 Innerlynx. C’est une ceinture de maillons souples en élastomère, assemblés entre eux par visserie inox 304. Elle se place autour de la canalisation, dans l’orifice. L’étanchéité est réalisée par serrage des vis : l’élastomère est comprimé entre la canalisation et la paroi. La tenue à la pression atteint 2,7 bar.
De son côté, Bayard Tyco a lancé en 2007 trois produits, tous orientés vers une amélioration de l’étanchéité grâce à des conceptions géométriques innovantes, avec un souci de compatibilité multi-matériaux : les raccords à grande tolérance BGT (adaptateurs à bride) et TGT (manchons) avec couple de serrage réduit et un nouveau profil de joint (moins de contraintes sur l’élastomère), le collier de prise en charge Roc GT2 (sans fluage intérieur grâce à sa bague intérieure) et le Major Stop PVC sans risque de corrosion (pas de contact entre bague en fonte et fluide) et qui offre une compatibilité sur PVC-B0 PN16.
Piping Systems, les raccords Waga Multi/Joint 3000 Plus de très grande tolérance verrouillés, sont disponibles du diamètre DN 200 au DN 300 mm et bien adaptés pour le raccordement d’un raccord pour tube annelé.
Chez Georg Fischer offre des solutions pour des canalisations de distribution, de transport et d’adduction d’eau potable, des branchements, de la maintenance et de la réparation, de la station de pompage et des connexions de poteaux d'incendie. Successeur des raccords Multi/Joint 3000, les Multi/Joint 3000 Plus offrent une meilleure tenue à la pression lorsqu’ils sont verrouillés, une plus grande plage de tolérance pour le DN 225 et surtout un seul et unique système d’accrochage : l’Uni/Fikser pour assurer un verrouillage maximum quel que soit le type de matériau de tube. Walther distribue de son côté la gamme Straub composée de raccords auto-butés et de manchons de raccordements pour tubes de toutes matières et de colliers de réparation Clamp. À la fois raccord et compensateur, le Straub-Flex est ainsi un raccord polyvalent, sans retenue en traction, pour les tubes de tous matériaux. Il trouve de nombreuses applications, notamment en adduction d'eau, en eaux usées, conduites d’installations industrielles, centrales énergétiques ou construction navale. Il absorbe particulièrement bien les sons, les vibrations et les variations longitudinales. Il est disponible dans une gamme de pression de service jusqu’à 16/25 bar pour des diamètres allant de 48,3 à 4 000 mm. La gamme Straub-Step-Flex permet même de raccorder différents diamètres de tubes. C’est un raccord dilatable pour la liaison de tubes à extrémité lisse avec des différences de diamètre pouvant aller jusqu’à 27 mm.
Bien d'autres solutions existent, comme Straub-Combi-Grip pour le raccordement de tubes plastiques avec des tubes métalliques, Straub-Grip-L, le modèle léger de Straub, qui convient surtout aux tubes légers, de faible pression de service ou encore Straub-Plast-Grip, la solution idéale pour le raccordement des tubes plastiques à paroi épaisse ou mince, pour des conduites en dépression ou en pression.
La réparation de canalisations endommagées est possible avec des manchons. La plupart des fabricants en proposent. En eau potable, Huot propose la gamme MX 110, 120, 176 de manchons inox monocoquille pour conduites PVC, fonte, acier et composite en diamètres extérieurs de 44 à 385 mm selon le modèle. L’étanchéité est obtenue par serrage de boulons et une garniture élastomère qui compense les irrégularités de surface. Ces manchons s’adaptent sur des conduites fendues ou brisées mais sans fléchissement. Sainte Lizaigne propose également des manchons capables de ceinturer une conduite de distribution endommagée.
En assainissement, Norham a développé les manchons inter-matériaux de type Flex-Seal pour raccorder des matériaux différents. Pour le raccordement sur des ouvrages en béton, regards de visites, parois maçonnées, la société a développé des manchons de raccordement de types A, B ou C correspondant à des géométries différentes. L’angle autorisé est de 3° pour les petits diamètres (inférieur à 500 mm) pour tomber à 0,5° au-dessus de 1 800 mm.
Un nouveau piquage pour réseau d’assainissement gravitaire (garanti étanche pour les réseaux en fonte selon la norme NF EN 598) a également été développé. Inventé en France, breveté au niveau international, il bénéficie d’une aide au développement de l’Anvar et est commercialisé depuis 2009 par Electrosteel. « Ce piquage est révolutionnaire car il ne nécessite ni ceinturage, ni perçage de la canalisation, souligne Cyrille Hahang, directeur général d’Electrosteel. Une découpe rectangulaire du collecteur à la disqueuse suffit pour l’installer et réaliser un raccordement étanche ».
