La réhabilitation de canalisations

Intervention du 20 mai 2010présentée par Jérôme KUJAWA - Chef de Division

au Service des Travaux Spéciaux de la Sade

Plan1. Pourquoi réhabiliter ?2. Les paramètres à intégrer3. Les solutions4. Les références5. La technicité6. Conclusion

1. Pourquoi réhabiliter ?

1.1. Limitation des impacts travaux

• Gênes pour les administrés (accès au domicile, bruit, poussière…)

• Perturbation pour les usagers (circulation, déviations…)

• Influence économique pour les commerces (accès, perte de chiffre d’affaires…)

Ration métrique dBA*h (3m)/m

0

20

40

60

80

100

120

Méthode traditionnelleAEP

Swage lining gros DN Eclatement deconduites

Tubage avec videannulaire

Eau potale

Ratio métrique dBA*h(3m)/m

0

20

40

60

80

100

120

140

Méthode traditionnelleAssain.

Eclatube (assainissement) Chemisage

Série1

Assainissement

1. Pourquoi réhabiliter ?1.2. Prise en compte environnementale

• Minimisation des déblais/remblais et surface de voirie

• Mise en décharge des anciennes conduites

• Optimisation de la circulation des véhicules et des engins de chantier

• Au global un bilan carbone plus que favorable

1. Pourquoi réhabiliter ?1.2. Prise en compte environnementale

AssainissementChantier type de 250 ml de DN 400 avec

10 branchements :• Terrassement tradi : 595 kg eq CO2 /ml• Eclatement : 130 kg eq CO2/ml• Chemisage : 26 kg eq CO2/ml

Eau potableChantier type de 180 ml de DN 125 avec 10

branchements :• Terrassement tradi : 119 kg eq CO2 /ml• Eclatement : 38 kg eq CO2/ml• Swagelining : 21 kg eq CO2/ml

Bilan Carbone

1. Pourquoi réhabiliter ?

1.3. Economie financière• Directe par une réduction des coûts de réalisation.• Indirecte par la prise en compte de différents facteurs extérieurs :

– notion de coût social– réduction des délais en marché global– prise en compte de la perte de

production (milieu industriel)

2. Les paramètres à intégrer

2.1. Fonctionnement de l’ouvrageL’acheminement des fluides via un réseau se fait :

– par gravité : eaux usées, eaux pluviales et quelques fois eaux de process en milieux industriels

– sous pression : eau potable, eaux brutes, réseaux incendie, gaz…

2. Les paramètres à intégrer2.2. Caractéristiques• Sa nature (béton, grès amiante-ciment…)• Sa résistance résiduelle (Essai MAC sur visitable)• Son tracé

– En X,Y pour les déviations angulaires– En Z, la profondeur

• Ses dimensions, le classent alors en :– réseau visitable ± > 1 800 mm– réseau non-visitable

2. Les paramètres à intégrer

2.3. Les contraintes • Sollicitations mécaniques (nappe phréatique, nature du sol, hauteur de couverture, passage de véhicules…)

• Agressivité des effluents (température, composition chimique, abrasion…)

• Besoins hydrauliques (débit, pression, vitesse d’écoulement…)

2. Les paramètres à intégrer

2.4. L’environnement• Urbain• Rural• Industriel• Privatif

Circulation,Accès au réseau,Déviation des effluents…

3. Les solutions

3.1. La réhabilitation visitable• Les injections de collage• Les chemisages en mortier projeté armé ou non• La pose de coques préfabriquées

3. Les solutions

3.2. La réhabilitation non-visitable• L’enroulement hélicoïdal• Le chemisage• Le tubage

L’enroulement hélicoïdal

Le principe consiste en la mise en œuvre d’un profilé PVC par enroulement hélicoïdal sur les parois de la canalisation à réhabiliter.

L’enroulement hélicoïdalMéthodologie :• Le stockage est fait sur touret• La machine est introduite par un

regard visitable dans l’ouvrage curé

• Le profilé PVC est acheminé àcelle-ci par ce même regard

• La machine est pilotée depuis la surface

• Une assistance vidéo suit devant celle-ci le bon déroulement de l’opération

Le Chemisage

Définition : "Mise en place d'une chemise souple imprégnée d'une résine thermodurcissable produisant un tube après polymérisation" (NF-EN 13566-4)

Le Chemisage

On distingue :• Le chemisage partiel (manchette)• Le chemisage continu

Le chemisage partiel :

• Réparation ponctuelle d’un désordre singulier sur un tronçon.

• Longueur courte• Facteur important : la polymérisation à chaud

Le chemisage continu :

Résine :

Gaine :

Mise en place :

Polymérisation :

EPOXY POLYESTER VINYLESTER

RENFORCE NON RENFORCE

TRACTION INVERSION

ELECTRIQUE EAU CHAUDE VAPEUR UV

Méthodologie générale:

1. le curage

3. les travaux préparatoires (robot)

4. le chemisage & polymérisation :

2. l’inspection télévisée et relevés dimensionnels

5. La réouverture des branchements (robot)

Le tubage• Techniques de rénovation :

– Le tubage avec espace annulaire– Le tubage sans espace annulaire :

• Le swagelining• L’omega liner

• Technique de remplacement : l’éclatement

Le tubage avec espace annulaire

• Introduction d’une canalisation d’un diamètre inférieure à la conduite à réhabiliter

• Nécessité d’injecter l’espace annulaire• Champ d'application très large• Technique la moins aléatoire (hors injection)• Limites : hydraulique, injection, branchements• Matériaux : PEHD, PRV, PVC, fonte…

Vidéo Le Teich

Le swagelining TM

• Introduction d’une canalisation d’un diamètre supérieure à la conduite à réhabiliter

• Exploitation des propriétés viscoélastiques du PEHD et de sa « mémoire de forme »

Le tubage sans espace annulaire

Dext PEHD à t0

Retour élastique

Maintien de la traction Retour viscoélastique

Fin du tirage

Le Swagelining :Le Swagelining :TM

Passage en filière

Vidéo Nîmes

L’Omega liner combine à la fois les techniques de tubage et de gainage

• Fabrication d’un tube PVC à un diamètre défini puis déformé en U.

• Exploitation des propriétés physiques du matériaux :– Sa mémoire de forme– Sa capacité d’expansion

Le tubage sans espace annulaire

Mise en oeuvre1. structure en U

2. extrémité de tirage

3. introduction

4. tirage

5. chauffe & remise en forme

6. confection des extrémités

7. mise en pression

Technique de remplacement• Eclatement de conduites

– Tirage d'une nouvelle canalisation en lieu et place de l'ancienne, qui reste dans le sol

– Augmentation du diamètre possible– Diamètre maxi (STS) : 600 (Le Raincy)

• Limites :– Environnement souterrain– Couverture– Qualité du terrain

Les matériaux

• Pour l'ancienne cana :– Fonte grise, béton non armé, AC, PVC, grès, …– Plus dur : acier et fonte ductile

• Pour le tuyau tiré– PEHD (avec ou sans protection)– PP– Fonte verrouillée

Vidéo Le Raincy

4. Les références

4.1. Les documents techniques de conception• Méthodologie de programmation de réhabilitation des collecteurs

visitables : livre et logiciel RERAUVIS, Projet National RERAU – février 1998

• Restructuration des collecteurs visitables : guide technique, Editions TEC&DOC, LAVOISIER, tome 1 (juillet 2002), tome 2 (mars 2004)

• Recommandations pour la réhabilitation des réseaux d’assainissement – A.S.T.E.E. ex A.G.H.T.M. - CD Rom – 1998

4. Les références

4.2. La Norme NF EN 13 566 : Systèmes de canalisations plastiques pour la rénovation des réseaux d’évacuation et d’assainissement gravitaires enterrés– 1 : Généralités– 2 : Tubage en continu– 3 : Tubage par tuyaux continus sans espace annulaire– 4 : Chemisage continu polymérisé en place– 5 : Tubage non-continu– 7 : Tubage par tubes spiralés ouverts

4. Les références

4.3. Qualité• Avis Technique CSTB• Document Technique d’Application• Marque de qualité NF• Certification ISO

4. Les références

4.4. Sécurité• Formation du personnel :

SST, travail en milieu confiné, maîtrise des instructions de mise en œuvre…

• Matériel : EPI, détecteur de gaz, masque auto-sauveteur…

• Certification : OHSAS 18001, MASE…

5. La technicité

5.1. Les notes de calcul

• dimensionnement mécanique

• dimensionnement hydraulique

ÉtanchéitéStructurant

GravitairePression

Section circulaire : AGHTM

Autres sections : éléments finis

Note de calcul hydraulique :

Réseaux gravitaires : vérification du débit par la formule de Manning -Strickler

Note de calcul hydraulique :

Réseaux pression : calcul des pertes de charges par la formule de Colebrook

5.2. Les paramètres de mise en oeuvre• Calcul des besoins énergétiques pour la polymérisation d’une

gaine• Calcul des efforts de tirage (treuil)• Calcul des réduction de section pour le swagelining, de la

forme et de la dimension de la tête de tirage (nb de pétales).• Calcul des dimensions des puits d’introduction (rayon de

courbure du PEHD)• Quantité et dosage du coulis en bentonite-ciment…

5. La technicité

5.3. La traçabilité• Récolement• Inspection télévisée avant & après travaux• Résultats des essais (étanchéité, module de

flexion, pression…)• Enregistrements des paramètres de mise en

œuvre (suivi de la chaine du froid, courbe de chauffe, efforts de traction de treuil, enregistrements des données de soudures…)

5. La technicité

Conclusion

• En réhabilitation : chaque cas est considéré de manière complexe. Etude et réalisation demandent beaucoup d’attention et de qualification.

• Chaque technique a ses limites.• Néanmoins, les innovations existent et la R&D est en

forte expansion.

Merci pour votre attention