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PROCEDE POUR LA RENOVATION DE CONSTRUCTIONS SOUTERRAINES
DE FORME LINEAIRE, PRESENTANT UN PROFIL FERME ET POUVANT
ETRE PARCOURUES EN MARCHANT OU EN RAMPANT, ET,
EN PARTICULIER,CANALISATIONS D'EVACUATION D'EAU AINSI QUE
JEUX D'ELEMENTS CONSTRUCTIFS EN MATIERE PLASTIQUE
POUR METTRE LE PROCEDE EN OEUVRE
La présente invention concerne un procédé pour la rénovation des constructions souterraines de forme linéaire présentant un profil fermé et pouvant être parcourues .en marchant ou en rampant et, en particulier, des canalisations d'évacuation d'eau sans leur dégagement. La présente invention a également pour objet le jeu d'éléments constructifs en matière plastique servant à la mise en oeuvre du procédé.
Par rénovation, il faut entendre, en premier lieu, l'étanchéification des constructions déjà existantes telles que, par exemple, canalisations endommagées et l'augmentation correspondante de leur résistance.
La rénovation des canalisations endommagées ou détruites et des autres conduites de travaux publics présentant un caractère similaire constitue, dans le monde entier, un problème qui devient constamment plus difficile. La remise en état des conduites existantes et la pose de nouvelles conduites dans les zones habitées et à forte densité de
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construction comme, par exemple, dans les grandes villes, implique des difficultés particulièrement graves, en particulier à cause des entraves au trafic, de la nécessité de maintenir les conduites des autres services publics,les câbles, les conduites d'eau, etc. ainsi que pour d'autres causes encore. L'accélération toujours croissante du processus de vieillissement ne peut pas être compensé rationnellement en utilisant les méthodes de reconstruction usuelles.
Les causes précitées ont donné lieu au développement de nombreuses techniques de rénovation et d'entretien, dont l'utilisation doit permettre de diminuer ou de supprimer les infiltrations ou les pertes de liquide dans les conduites de transport, sans nécessiter leur dégagement , tandis que certaines solutions proposées permettent même une reconstruction des travaux et l'amélioration ou le rétablissement des caractéristiques de résistance des conduites.
Parmi les procédés ne nécessitant pas d'ouverture (dégagement) , on utilise depuis longtemps déjà l'application, par exemple par projection, de substances assurant une protection contre la corrosion ou une augmentation de l'étanchéité à l'eau sur la surface intérieure des parois des canalisations. L'inconvénient de ces procédés réside en ce que, d'une part, ils sont inapplicables sur les surfaces extérieures et que, d'autre part, ils n'augmentent pas la résistance des conduites d'évacuation. Les couches de revêtement sont, le plus généralement, à base de silicate (voir, par exemple, les documents AT-PS 180 905 et 255 338).
Un autre inconvénient des revêtements à base de silicate consiste en ce que leur matière première est essentiellement identique à celle des canalisations en béton et n'augmente donc pas, par conséquent, la résistance à la corrosion de celles-ci. On a tenté, toutefois, de réaliser des revêtements de canalisations à base de résine
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synthétique mais la mise en pratique de ces méthodes implique de telles difficultés - il faut, notamment, des substances parfaitement propres, exemptes de poussières et de graisses et présentant également des pores ouverts et secs qui ne peuvent pas être garanties dans la grande majorité des cas, d'une part pour des raisons objectives (salissement, surfaces dégradées) et, d'autre part, à cause des circonstances de l'exécution technique - si bien que, en pratique,
l'application de ces revêtements à base de résine synthétique n'a pas pu s'imposer.
Un autre procédé connu comporte l'utilisation d'un tuyau souple rempli d'eau, qui permet d' introduire dans la canalisation un revêtement de feutre imprégné de résine synthétique, de façon à ce que la prise de la résine soit assurée par le chauffage de l'eau. Cette méthode permet de réaliser une protection intérieure contre la corrosion et d'empêcher les fuites vers l' extérieur (et, éventuellement aussi, de très faibles infiltrations), tout en présentant toutefois l'inconvénient que cette méthode ne peut être utilisée que pour la réparation de canalisations encore stables d'un point de vue statique. Une autre difficulté réside en ce que l'effet d'érosion des substances solides contenues dans les eaux résiduaires peut provoquer des dommages mécaniques importants au revêtement , c'est-à- dire à la couche de recouvrement.
Pour mettre cette technique en oeuvre, il est indispensable de disposer d'une installation spéciale, ce qui constitue un obstacle à son utilisation courante. Cette méthode ne peut donc être appliquée, principalement, que pour la rénovation des canalisations de faible diamètre présentant éventuellement un profil permettant d'y ramper.
Parmi les méthodes utilisées pour la rénovation complète (c'est-à-dire ne permettant pas seulement la réparation de défauts locaux comme, par exemple, des joints de tuyaux défectueux), ce sont celles qui utilisent un tuyau
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intérieur inséré pour la remise en état de la canalisation endommagée, qui prennent de plus en plus d'importance.
A cet effet on utilise, soit des tuyaux en PVC dur, soit des tuyaux en polyéthylène, en tirant profit du faible coefficient de frottement des matières plastiques qui permet, en général (mais pas toujours) d'obtenir un débit d'eau à peu près équivalent en dépit de la réduction de section.L'utilisation de cette technique par"chemisage"est , toutefois, limitée par suite du diamètre limité et de la forme des tuyaux en plastique réalisables, d'une part, pour des raisons de fabrication technique pour lesquelles seuls des tuyaux circulaires sont fabriqués tandis que, d'autre part, les tuyaux en plastique ne peuvent supporter pratiquement des charges que jusqu'à des diamètres de canalisations où l'on ne peut pas marcher ou ramper.
D'autre part, on sait également que les conduites constituant les réseaux d'égouts présentent, en grande partie, un profil en forme d'oeuf ou une autre section, différente de la section circulaire. Un autre inconvénient de l'utilisation de tubes en PVC consiste en ce que, compte tenu de leur faible résistance à la compression, ils ne permettent que de réparer de courtes sections de canalisations au cours d'une phase de travail, si bien que de nombreuses fosses d'accès doivent être creusées ce qui augmente, d'une part, les frais de réparation et constitue, d'autre part, un obstacle-au trafic urbain. En cas d'utilisation de tubes en polyéthylène, la conduite de chemisage devant pénétrer dans la canalisation est assemblée à la surface, c'est-à-dire au jour, au moyen d'éléments individuels et est tirée ensuite dans la canalisation.
Un inconvénient grave de cette technique consiste en ce qu'il est indispensable que la fosse d'accès présente une longueur dépendant du diamètre et de la profondeur de la canalisation, qui peut être, dans certains cas, extraordinairement grande tandis que les travaux de soudage effectués sur chantier impliquent une surface de
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travail extraordinairement grande, ce qui rend souvent indispensable l'interdiction de vastes zones à la surface du sol.
Le brevet AT-PS 251 986 a déjà décrit une technique mettant en oeuvre des tuyaux en polyéthylène à parois minces, consistant à introduire les tuyaux dans la canalisation par un puits. En réalité, ce procédé n'a pas trouvé d'applications en pratique, vu qu'un tuyau de chemisage présentant une épaisseur de paroi lui permettant de conserver sa forme ne permettrait pas d'avoir le rayon de cintrage indispensable pour l'introduction par un puits.
Par contre, si l'on utilise un tuyau dont les parois sont suffisamment minces pour permettre le cintrage requis, on obtient un profil circulaire qui n'est plus en mesure de résister aux charges appliquées et qui doit donc être considéré plutôt comme un tuyau flexible et non comme un tuyau rigide.
La nécessité de résister à certains moments aux effets des charges appliquées explique pourquoi les techniques utilisent, de préférence, des tubes intérieurs fabriqués à base de résine synthétique durcissant à chaud - le plus généralement, à base de polyester et, plus rarement, à base de résine époxy. Une solution de ce genre a été proposée, par exemple, par le brevet HU-PS 176 391 ; le procédé complexe décrit dans ce document - si l'on suppose des sections de tuyauteries droites - permet d'effectuer le revêtement de longueur d'environ 500 m de canalisations au départ d'une seule fosse d'accès.
Dans ce cas également se présente l'inconvénient que les fosses d'accès gênent le trafic quoique,cependant, dans une moindre mesure ; la gravité de ces entraves peut augmenter, toutefois, dans une mesure sensible compte tenu de l'existence de changements de direction dans le sens vertical ou horizontal (changement d'orientation) ou encore de courbes.
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La largeur de la fosse d'accès peut toutefois prendre inévitablement des dimensions telles, dans le cas de canalisations de grand diamètre (dépassant 1,0 - 1,5 m), qu'elles provoquent un rétrécissement de la rue aui excède les limites tolérables.
Le transport et l'entreposage des tuyaux en matière plastique de grand diamètre nécessaires pour le revêtement des canalisations donnent lieu également à de graves difficultés et impliquent des frais supplémentaires importants.
Si l'on envisage de rénover des canalisations de grand diamètre et dont la section diffère de la section circulaire en utilisant des tubes en matière plastique, il est indispensable d'utiliser des outillages spéciaux pour réaliser les éléments constructifs en tubes de plastique, ceci entraînant une nouvelle augmentation du coût.
Pour éliminer-les inconvénients précités on a tenté de recourir à d'autres techniques comportant la fixation de plaques de céramique , le plus souvent à base de mortier de ciment, sur les surfaces à rénover. Ce. matériau peut, en effet, être transporté dans la canalisation par les puits déjà existants, si bien que les entraves au trafic se trouvent réduites à un strict minimum. Cette méthode se limite toutefois à la rénovation de la zone du fond de la canalisation. Si toute la surface intérieure de la canalisation devait être revêtue de cette manière, les plaques de céramique (carrelages de terre cuite) devraient être fixées non seulement par scellement au mortier de ciment mais également par des rivets ou des vis sur la paroi existante de la canalisation.
On connaît également des procédés dans lesquels le revêtement de la canalisation n'est pas constitué de plaques de céramique mais de plaques de mortier de ciment renforcé par fibres de verre qui sont fixées ou serrées dans la canalisation au moyen de vis et de coins. Les cavités entre la paroi de la canalisation existante et le
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revêtement intérieur sont ensuite remplies de mortier de ciment.
Les inconvénients essentiels de cette solution résident dans la faible résistance du revêtement, sa force portante insuffisante, ainsi qu'au fait que la résistance à' la corrosion sulfurique du revêtement- vu qu'il s'agit d'un matériau à base de ciment- n'est pas satisfaisante. Un autre inconvénient consiste en ce que la continuation de la corrosion extérieure et la diminution correspondante de la résistance mécanique voire même, ultérieurement, la perte de résistance de la paroi de canalisation déjà existante peuvent provoquer la transmission de l'ensemble des sollicitations agissant de l'extérieur sur l'enveloppe rapportée, qui est incapable de jouer ce rôle compte tenu de sa faible résistance mécanique.
On a proposé également des éléments constructifs en coquilles de matière plastique pour la rénovation des canalisations. Ces éléments sont fixés dans leur zone à recouvrement sur les parois en béton existantes des canalisations au moyen de rivets ou de vis. Dans ce cas, tout comme avec les solutions décrites précédemment, dans lesquelles les éléments de fixation utilisés sont des vis, des boulons ou des broches métalliques, la protection contre la corrosion de ces éléments constitue un problème très difficile, vu que leur destruction implique l'apparition de points défectueux potentiels. Les éléments constructifs formés de coquilles de plastique ne permettent pas de supporter des charges ou, du moins, dans une très faible mesure.
La présente invention a pour objet de proposer un procédé pour la rénovation de travaux de construction souterrains et, en particulier, de canalisations, telles que canalisations d'égout, ayant une forme linéaire présentant un profil fermé et pouvant être parcourues en marchant sans leur mise au jour et qui permet de répondre
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aux exigences imposées en matière de résistance mécanique et d'imperméabilité à l'eau, qui ne nécessite pas l' utilisation d'éléments de fixation sensibles à la corrosion tels que boulons ou vis d'acier, qui élimine de ce fait les sources potentielles de défauts et qui peut être mis en oeuvre d'une manière rapide et économique.
La présente invention se base sur le fait que, dans le cas où l'on raccorde les uns aux autres des éléments constructifs en matière plastique en forme de tonneau et présentant des poids et des dimensions permettant la . manutention à la main tout en ayant une résistance mécanique appropriée en réalisant des assemblages étanches avec rainures et languettes et si l'on utilise ces éléments pour créer un tube intérieur autoportant de plus faible diamètre mais dont la section correspond à celle de la canalisation existante, la canalisation existante peut être considérée uniquement comme une cavité préfabriquée, convenant pour le montage et l'assemblage-des éléments constructifs' en forme de tonneau,
tandis qu'un matériau permettant un durcissement ultérieur est utilisé pour remplir l'espace annulaire se trouvant entre la surface extérieure du tube intérieur et la surface intérieure de la canalisation existante, sans qu'aucun élément constructif auxiliaire ne soit exposé à un effet de corrosion, tandis que la canalisation existante reste en mesure de remplir sans problème et de manière durable, ses divers rôles (par exemple, résistance aux sollicitations, transport de liquides, etc.). D'autre part, ce procédé peut être mis en oeuvre d'une manière rapide et rationnelle.
Se basant sur cette constatation, l'objectif proposé est atteint du fait qu'un tube intérieur (tube de chemisage) est réalisé à l'intérieur de l'élément constructif déjà existant, en utilisant des éléments constructifs en matière plastique, tandis qu' un matériau durcissant ultérieurement sert à remplir la cavité existant
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entre le tube intérieur et l'élément constructif existant, la caractéristique essentielle de ce procédé consistant en ce que le tube intérieur est réalisé à l'aide de sections de tuyaux constituées d'éléments constructifs en matière plastique de même longueur ou ayant à peu près la même longueur, qui sont assemblés les uns aux autres par des assemblages à rainures et languettes dans la direction longitudinale,
de façon à ce que les sections de tuyaux voisines soient assemblées les unes aux autres au moyen de manchons en matière plastique, constitués de plusieurs pièces assemblées, entourant de l'extérieur les extrémités des sections de tuyaux d'une manière étanche, tout en les maintenant en place et en assurant leur rigidité. Les assemblages à rainure et languette sont constitués avantageusement de manière à ce qu'un matériau d'étanchéité qui est avantageusement un mastic de résine synthétique à base de polyester puisse être inséré entre les éléments constructifs adjacents, quoique ceci ne soit toutefois pas absolument indispensable, vu que les assemblages des éléments constructifs adjacents peuvent être également réalisés par simple emboîtement.
D'après une autre caractéristique de l'invention, on utilise pour réaliser les sections de tubes et les manchons des éléments constructifs en polyester renforcé par fibres de verre. Ce matériau peut,être dimensionné statiquement afin de résister à toutes les sollicitations possibles, tout en présentant une bonne résistance à la corrosion, tandis que sa résistance mécanique élevée permet de réaliser des éléments constructifs avec une épaisseur de paroi et un poids relativement faibles qui permettent d'obtenir des tubes intérieurs à grande résistance mécanique.
Suivant une variante du procédé, les sections de tuyau intérieurs et manchons sont réalisées en utilisant des éléments constructifs pour tuyaux ou manchons présentant des dimensions permettant leur transport dans les puits de
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la canalisation déjà existante. Cette mesure permet de se dispenser du creusemeht de fosses d'accès, si bien que le trafic n'est pas perturbé par les travaux effectués conformément à l'invention.
Le travail est également simplifié si l'on prévoit que les éléments constructifs pour manchons et tubes en matière plastique peuvent être déplacés par roulement sur des dispositifs tels que, par exemple, des roues, situés à l'intérieur de l'élément de construction de forme linéaire déjà existant comme, par exemple, une canalisation.
Quoique, comme déjà mentionné, les éléments de tuyaux puissent très bien remplir leur rôle en étant simplement emboîtés les uns dans.les autres, on prévoit généralement, entre les éléments de tuyaux en plastique,un assemblage étanche à l'eau avec rainure et languette et des sections de tuyaux intérieures auto-portantes.
L'imperméabilité du tube intérieur s'obtient plus aisément si, entre les sections de tubes intérieures adjacentes et les manchons, on insère par emboîtement des bagues d'étanchéité en matériau élastique, qui sont avantageusement en caoutchouc mou,placé avantageusement dans les rainures longitudinales des éléments de manchon.
En particulier, lorsqu'il s'agit de rénover des canalisations d'eaux usées présentant une'forme en oeuf ou en cercle, il est avantageux que les sections de tubes intérieures soient réalisées par assemblage d'un jeu d'éléments constructifs constitué d'éléments constructifs en forme de tonneau présentant un cintrage tel que chacun d'eux soit constitué d'éléments constructifs présentant des rainures pourvues de rebords d'assemblage le long de leurs deux bords longitudinaux (côtés) et d'éléments constructifs présentant des nervures le long de leurs deux côtés longitudinaux (côtés) et/ou des éléments constructifs présentant, le long de l'un de leurs bords longitudinaux, un rebord d'assemblage pourvu de rainure , mais le long de
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l'autre bord longitudinal, par contre, une nervure.
Suivant une autre caractéristique de la présente invention, il est avantageux que les sections de tubes intérieures adjacentes soient assemblées les unes aux autres à l'aide de manchons, qui sont constitués de deux parties de manchon ayant une section en "T" et assemblées par une nervure d'appui et de butée orientée dans le sens longitu- dinal et dirigée vers l'intérieur, ces parties de manchon étant raccordées l'une à l'autre au-dessus et en dessous d'une manière avantageuse, au moyen d'éléments d'assemblage, tandis que les sections de tubes intérieures adjacentes sont emboîtées par leurs faces frontales dans les deux côtés opposés des nervures d'appui et de butée.
Un autre mode de réalisation avantageux du procédé de la présente invention se caractérise par le fait que le tube intérieur est disposé de manière à ce qu'un manchon d'extrémité - disposé à la hauteur prévue pour la base de l'écoulement - soit fixé à Isolément constructif à rénover qui est, par exemple, une canalisation, des bagues d'étanchéité étant disposées dans ce manchon et un joint étant ainsi créé entre la surface extérieure du manchon et la surface intérieure de l'élément constructif.
Une rainure de guidage est réalisée à partir du manchon d'extrémité sur une distance .un.peu inférieure à la longueur d'une section de tube et un second manchon - sans bague d'étanchéité - est assemblé et est fixé provisoirement à une plus grande distance du manchon d'extrémité qu'une longueur de section de tube et, avantageusement, à une distance de la rainure de guidage correspondant à une longueur de section de tube ; ensuite, les éléments de tubes sont utilisés pour réaliser par assemblage une section de tube à profil fermé ; ensuite,la section de tube terminée est tirée, avec le second manchon - par exemple, à l'aide d'un disque de traction et d'un câble fixé à celui-ci - jusque contre le manchon d'extrémité fixé rigidement ;
le second manchon est enlevé de l'extrémité
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de la section de tube, le joint y est réalisé, puis il est fixé à l'extrémité de la section de tube et ces opérations sont répétées alors jusqu'à l'obtention d'un tube intérieur ayant la longueur souhaitée, c'est-à-dire après avoir réalisé au moins une section de tube mais, de préférence, plusieurs comme, par exemple, six à huit, ce travail étant suivi par le remplissage - d'une manière connue en soi - de la cavité postérieure au moyen d'un matériau durcissant ultérieurement, par exemple, par injection avec du mortier de ciment.
Une autre caractéristique de l'invention prévoit que, avant d'injecter un produit dans la cavité postérieure, mais.après l'achèvement du tube intérieur, une découpe de forme appropriée est pratiquée dans la paroi du tube intérieur, à l'endroit où débouchent une ou plusieurs canalisations de liaison, le profil de la canalisation affluente étant entouré d'une collerette fermée flexible annulaire, qui est élargie par l'addition d'un matériau à durcissement ultérieur, si bien que l'étanchéité-est ainsi réalisée autour de l'embouchure, tandis que l'injection peut être effectuée ensuite.
On peut également opérer en prévoyant des bouchons insérés à l'embouchure de la ou des canalisations de liaison et réalisés avantageusement en mousse de plastique dur qui peuvent être enlevés ultérieure- ment, tandis que le tube intérieur est parachevé ensuite et que l'injection dans la cavité postérieure est réalisée ultérieurement et que, après le durcissement de la masse de remplissage injectée à l'embouchure, la découpe est parachevée, le remplissage est percé et le canal de liaison est dégagé par enlèvement du bouchon du profil de jonction.
Le jeu d'éléments de construction en matière plastique , selon la présente invention, contient plusieurs éléments de construction en forme de tonneau et cintrés, pourvus de pièces convenant pour l'assemblage à rainure et languette et, comportant des génératrices parallèles à la direction longitudinale du tube intérieur à réaliser,
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ainsi que des éléments de manchon convenant pour réaliser l'assemblage de manchons ayant une forme correspondant au profil du tube intérieur .
Le jeu d'éléments constructifs comporte avantageusement des éléments constructifs en forme de tonneau, comportant des rebords d'assemblage pourvus de rainures le long de leurs bords et dans les deux directions des génératrices (c'est-à-dire leur côté longitudinal) des éléments de construction en forme de tonneau, pourvus de nervures le long de leurs bords dans les deux directions des génératrices (leurs côtés longitudinaux) et/ou le long de leurs bords dans une direction de génératrice (un de leurs côtés longitudinaux), un rebord d'assemblage pourvu de rainures et, le long de leurs bords, dans l'autre direction de génératrice (leurs côtés longitudinaux), des éléments présentant une nervure.
L'utilisation d'un jeu d'éléments de construction de ce genre permet de réaliser efficacement la rénovation de canalisations ayant, par exemple, un profil ovoïde.
Une caractéristique de la réalisation du jeu d'éléments constructifs consiste en ce que deux parties de manchon sont prévues pour chaque manchon, chacune d'elles ayant la même forme, les mêmes dimensions et la même section et comportant à chacune de leurs deux extrémités, des nervures d'assemblage dirigées vers l'extérieur , dans lesquelles des trous de passage sont pratiqués de manière appropriée pour permettre l'insertion de vis ou d'autres éléments d'assemblage tandis que, au moment de l'assemblage des parties de manchon pour former un manchon, les axes géométriques des trous voisins sont alignés en ligne droite dans les nervures adjacentes l'une à l'autre. Il est avantageux de prévoir un joint élastique fermant le jeu existant entre les parties de manchon et placé entre les nervures d'appui et de butée adjacentes.
D'après une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les parties de manchon ont une section en forme de "T" qui comporte, au
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milieu, une nervure d'appui et de support partant de la plaque de recouvrement vers l'intérieur et des rainures disposées dans les plaques de recouvrement dirigées vers l'intérieur et partant de part et d'autre de la nervure d'appui, pour recevoir des éléments d'étanchéité annulaires et élastiques, réalisés avantageusement en caoutchouc mou.
Il est avantageux que les plaques de recouvrement aient la même largeur et que la largeur des nervures soit avantageusement égale ou approximativement égale à la largeur des plaques de recouvrement.
L'invention sera décrite ci-après plus en détail à l'aide des figures en annexe, qui représentent les phases principales du procédé ainsi que les éléments constructifs en forme de tonneau utilisés, leur assemblage, les caractéristiques constructives de la canalisation rénovée ainsi que les dispositifs auxiliaires utilisés au cours du procédé.
Ces figures représentent respectivement : - La figure 1, la phase initiale du procédé de la présente invention, vue en coupe longitudinale dans une partie de canalisation ;
La figure 2, une vue par le dessus dans la direction de la flèche A de la figure 1 et à une échelle agrandie ;
La figure 3, une coupe suivant la ligne B-B de la figure 1, à une échelle agrandie ;
La figure 4, la coupe dans une canalisation rénovée grâce au procédé de la présente invention et à une échelle agrandie ;
La figure 5, une vue en perspective de l'élément constructif inférieur en forme de tonneau du tube intérieur suivant figure 4 ;
La figure 6, une vue latérale de l'élément constructif en forme de tonneau de la figure 5 ;
La figure 7, une vue par le dessus de l'élément constructif en forme de tonneau, suivant figure 6 ;
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La figure 8, la coupe suivant la ligne C-C de la figure 7 ;
La figure 9, la coupe suivant la ligne D-D de la figure 7 ;
La figure 10, une vue en perspective de l'élément constructif supérieur en forme de tonneau du tube intérieur suivant figure 4 ;
La figure 11, une vue en perspective d'un élément constructif latéral en forme de tonneau du tube intérieur suivant figure 4 ;
La figure 12, une vue en perspective d'un autre élément constructif latéral en forme de tonneau suivant figure 4 ;
La figure 13, le détail E de la figure 5 à une échelle agrandie ;
La figure 14,.le détail J suivant figure 4 en coupe et à une échelle agrandie ;
La figure 15, le¯manchon réalisant le raccordement de deux sections adjacentes de tube intérieur vu en direction transversale dans la direction longitudinale de la canalisation ;
La figure 16, la coupe suivant la ligne F-F de la figure 15 à une échelle agrandie ;
La figure 17, le détail G de la figure 15 vu en perspective par le dessous à une échelle agrandie ;--
La figure 18, le détail H de la figure 15 à une échelle agrandie ;
Les figures 19 à 22, des vues des phases techniques de l'assemblage et du réglage d'une section de tube intérieure ;
La figure 23, la vue d'une autre phase technique importante du procédé, mais à une échelle agrandie ;
La figure 24, le raccordement d'un tube de canalisation de liaison (embouchure d'une canalisation) et la canalisation rénovée en coupe verticale ;
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La figure 25, un point de raccordement analogue à celui de la figure 21, mais réalisé d'une autre manière.
La figure 1 permet de voir une partie de la canalisation 1 préexistante et à rénover suivant le procédé de la présente invention. Une section d'une canalisation en béton à prof il ovoïde (figure 3) présentant une longueur a est isolée et vidangée à l'aide de l'élément de fermeture 3 et de la pompe 4, de façon à obtenir une enceinte de travail débarrasssée de l'eau, permettant d'effectuer les différents travaux. Dans la canalisation 1, une fermeture est réalisée dans la direction d'écoulement indiquée par la flèche b, immédiatement après le puits 2, en utilisant un ballon gonflable 3a réalisé en un matériau élastique, par exemple, en caoutchouc, celui-ci étant raccordé par le flexible 3b à une source d'air comprimé (non représentée).
Le ballon 3a remplit complètement la section de la canalisation 1 quand il est gonflé, si bien que le niveau de liquide derrière lui se présente comme indiqué par v1 Un second - ballon gonflé 3a ferme - à une certaine distance a du premier-et vu dans la direction d'écoulement b avant un puits 2 la section du canal 1. La pompe 4 permet de pomper la quantité de liquide atteignant le niveau de liquide v1 dans la partie de canalisation se trouvant derrière l'élément d'arrêt 3 et où s'établit le niveau de liquide v2 La tête aspirante de la pompe 4 est indiquée par 5, la conduite d'aspiration par 4a, la conduite de refoulement par 4b et le moteur par 13.
L'enceinte de travail,débarrassée de l'eau suivant la méthode décrite ci-dessus, permet alors d'assembler, conformément à l'invention, les éléments constructifs en forme de tonneau réalisés en matière plastique et désignés de manière générale par 7, ainsi que les éléments de manchon désignés par 26, pour obtenir un tube intérieur désigné,dans l'ensemble, par 10 à la figure 4 et ayant un profil fermé.
Comme on peut le voir aux figures 1 et 2, les dimensions
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des éléments constructifs en forme de tonneau 7 et les éléments de manchon 26 sont choisis de façon à permettre leur transport par un puits 2 dans la canalisation 1 et leur empilage en grand nombre après transport, avec un engin de transport approprié. Cette opération est illustrée par les figures 1 et 3. La figure 1 indique la direction de déplacement de l'engin de transport 6 pourvu de roues 8 par la flèche c, tandis que l'avancement du processus de rénovation se poursuit dans le sens opposé à cette direction.
Par conséquent, la fabrication du tube intérieur s'effectue, vue dans la direction d'écoulement b, à l'extrémité supérieure de la section débarrassée de l'eau par le montage d'un manchon 26, qui sert au raccordement de deux éléments de tube intérieurs en direction transversale,constitué d'éléments constructifs en forme de tonneau 7 et dont la description détaillée et le rôle seront envisagés encore ci-après.
Comme on peut également le voir à la figure 1, un joint 9 étanche à l'eau et annulaire est inséré entre le manchon 26 et la surface intérieure de la canalisation 1.
Le tube intérieur 10 (tube de chemisage) représenté à la figure 4 est constitué de quatre différents éléments en forme de tonneau : chaque profil comporte un élément intérieur de tonneau 7a et deux éléments de tonneau latéraux 7c, 7d, qui sont assemblés les uns aux autres en direction longitudinale par des assemblages à rainures et languettes 12. Entre la surface intérieure de la canalisation 1 pré- existante et la surface extérieure du tube intérieur 10 est prévu un remplissage 11 à base de matériau durcissant ultérieurement comme, par exemple, du mortier de ciment,qui est introduit par injection dans le jeu annulaire ou la cavité entre les deux tubes.
Les éléments constructifs en forme de tonneau 7a, 7d sont réalisés avantageusement en polyester renforcé par fibres de verre, quoique toute matière plastique dure présentant une bonne résistance à la corrosion, un faible coefficient de frottement et une
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résistance mécanique appropriée puisse être utilisée à cet effet.
Les figures 5 à 9 représentent, en détail, un mode de réalisation préféré de l'élément constructif inférieur en forme de tonneau 7a, dans lequel les bords longitudinaux de la plaque cintrée 15 présentent la forme de rebords d'assemblage renforcés 14 pourvus de rainures, à l'exception de la zone des deux extrémités de l'élément constructif en forme de tonneau 7a, où sont prévues uniquement des bandes cintrées sans rainures 16 de largeur d, qui facilitent le raccordement des éléments adjacents des tubes intérieurs en direction transversale. D'autre part, la rainure 17 des rebords d'assemblage 14 est limitée par une plaque extérieure plus longue 18 et une plaque intérieure plus courte 19.
Les bandes 16 sont situées dans le prolongement des plaques 19 (voir, en particulier, figures 8 et 9) et leur surface intérieurese situe dans le même plan que la surface intérieure de la¯plaque de base cintrée 15.
La figure 10 montre l'élément constructif en forme de tonneau supérieur 7b, visible en coupe sous forme d'une vue en perspective qui montre la disposition des nervures 21 le long des bords longitudinaux de la plaque de base cintrée 20 et dont la surface extérieure correspond à la surface extérieure de la plaque de base 20, tandis -qu'ils sont en retrait vers l'intérieur par rapport au plan intérieur de la plaque de base, vu que leur épaisseur est plus faible que celle de la plaque de base.
La figure 11 représente, en perspective, l'élément constructif latéral en forme de tonneau 7c de la figure 4.
Le long d'un bord longitudinal de la plaque de base cintrée de cet élément constructif est disposé le rebord d'assemblage 23, pourvu d'une rainure, tandis que le long de l'autre bord se trouve une nervure 24. Le rebord d'assemblage 23 est identique, dans sa réalisation, au rebord d'assemblage 14
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représenté aux figures 5 et 8, si bien que sa longueur est désignée, dans ce cas également, par le numéro 17. Aux deux extrémités de l'élément constructif 7 sont prévues, dans ce cas également, des bandes cintrées sans rainures 16 en direction transversale.
L'élément constructif latéral en forme de tonneau visible à la figure 12 se distingue de l'élément constructif en forme de tonneau 7c de la figure 11 uniquement par sa forme cintrée et par sa largeur, et c'est pourquoi les parties d'éléments constructifs correspondantes seront désignées par les numéros de référence déjà utilisés précédemment.
La figure 13 représente le détail E de la figure 5, c'est-à-dire l'extrémité du rebord d'assemblage 14 pourvu d'une rainure (qui est identique aux rebords d'assemblage visibles aux figures 11 et 12), mais à une échelle sensiblement agrandie. A la figure 13, on utilise également la même numérotation pour les mêmes éléments constructifs que ceux des figures 5 et 9. Il convient de remarquer que la longueur x2 de l'élément de plaque 19 faisant saillie et limitant extérieurement la rainure 17, dépasse la dimension s1 tandis que la longueur y de la bande cintrée 16 peut être égale à cette dimension x1en direction transversale.
La figure 14 représente le détail F de la figure 4, c'est-à-dire l'assemblage 12 à rainures et languettes d'un élément constructif supérieur en forme de tonneau 7b et d'un élément constructif latéral en forme de tonneau 7c, vus à une échelle agrandie. La nervure 21 de l'élément constructif en forme de tonneau 7b est inséré dans la rainure 17 du rebord d'assemblage 23 de l'élément constructif en forme de tonneau 7c. Les éléments constructifs à assembler sont réunis les uns aux autres avec interposition d'une substance d'étanchéité 25, qui est avantageusement un mastic de résine synthétique à base de polyester comme, par exemple, le mastic HORP.
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Les éléments constructifs en forme de tonneau 7a- 7d du jeu d'éléments constructifs ont une même longueur h (voir figures 7,10, 11 et 12). La valeur h peut être,par exemple, de 3 mètres, la hauteur du tube intérieur 10 (tube de chemisage) suivant figure 4, par exemple, 1560 mm, et sa plus grande largeur, par exemple, 1040 mm.
Enfin, le manchon désigné dans l'ensemble par 26 et représenté aux figures 15 à 18 sert à l'assemblage de sections de tube intérieur 10 de longueur h en direction transversale et constituées d'éléments constructifs en forme de tonneau 7a-7d par des assemblages à rainures et languettes 12 en direction longitudinale, comme représenté à la fig.14.
Le manchon 26 de forme ovoïde, c'est-à-dire ayant un profil correspondant en forme et en dimension à celui de la canalisation existante 1 (figure 3) , est constitué de deux parties de manchon 26a et 26b cintrées longitudinalement et présentant la même forme et les mêmes dimensions,qui sont fixées l' une à l' autre dans le dessus et dans le dessous au moyen d'assemblages étanches 27. Les parties de manchon sont également réalisées en matière plastique et avantageusement en polyester renforcé par des fibres de verre.
La partie de manchon 26b est représentée à une plus grande échelle à la coupe de la figure 16. La partie de manchon 26b (qui est absolument identique à la partie de manchon 26a) présente une plaque de recouvrement 28 ayant une section en "T" et une nervure d'appui et de butée 29, faisant saillie au milieu de celle-ci et vers l'intérieur; l'épaisseur t de celle-ci est identique ou sensiblement égale à l'épaisseur des extrémités de raccordement des éléments constructifs en forme de tonneau 7, désignés généralement par le numéro de référence 7 et représentés en traits interrompus.
Dans les plaques de fermeture 28a de la plaque de recouvrement 28 qui font saillie de part et d'autre de la nervure 29 est pratiquée une rainure 30, disposée longitudinalement, dans laquelle sont prévus des
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éléments d'étanchéité 31 linéaires en matériau élastiquement déformable comme, par exemple, en caoutchouc mou.Ces éléments sont comprimés au moment de l'assemblage des parties de manchon 26a, 26b (figure 15) sur la surface extérieure des éléments constructifs 7 en forme de tonneau adjacents et garantissent ainsi une parfaite imperméabilité à l'eau.
La longueur des plaques de recouvrement K est égale à la largeur d des bandes 16 des éléments constructifs en forme de tonneau 7a, 7c et 7b cintrés disposés en direction transversale et visibles aux figures 5,6, 7,9, 10,11 et 12 - l'épaisseur t de la nervure 29 peut être égale à 20 mm et l'épaisseur totale T de l'élément de manchon 26b peut être, par exemple, de 50 mm et sa largeur M, par exemple, de 270 mm.
La figure 17 représente une possibilité avantageuse d'assemblage et de serrage des pièces 26a, 26b du manchon 26 vues en perspective et à une échelle agrandie (le'détail G indiqué à la figure 15) des extrémités, se raccordant l'une l'autre, des plaques de recouvrement 28 par une nervure d'assemblage 32 disposée transversalement, ces nervures étant disposées côte à côte et contenant, dans cette position, des trous de passage ayant un axe géométrique commun Z - dans le cas présent, trois trous de ce genre - si bien qu'en serrant les vis 33 insérées dans ces trous, les parties de manchon 26a et 26b sont réunies, tandis que le jeu 35 disposé transversalement entre elles a été pourvu tout d'abord d'un élément d'étanchéité 34 réalisé en un matériau élastiquement déformable qui est, par exemple, du caoutchouc mou.
L'assemblage supérieur 27 prévu entre les pièces de manchon 26a et 26b (suivant le détail H de la figure 15) est représenté en coupe à la figure 18. Comme cet assemblage est, toutefois, pratiquement identique à celui représenté à la figure 17, les éléments constructifs correspondants ont été désignés par les numéros de référence ou les lettres déjà utilisés.
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On peut facilement se rendre compte du fait que le serrage des vis 33 des assemblages à serrage 27 supérieur et inférieur permet de réaliser un assemblage robuste et étanche des éléments de tube 10 intérieurs adjacents.
Les figures 19 à 22 représentent les phases techniques principales de la réalisation du tube intérieur 10. Au cours de la phase de travail suivant figure 12, le premier manchon assemblé 26 est disposé à l'extrémité supérieure de la section de canalisation à rénover isolée et débarrassée de son eau, comme indiqué à la figure 1(ceci est représenté également à la figure 1), ce manchon étant alors scellé en place à sa périphérie avec le joint 9 imperméable à l'eau dans le plan de la base d'écoulement prévue. Dans ce manchon d'extrémité 26 sont disposées également les bagues d'étanchéité 31, comme indiqué à la figure 16.
Le début de la section de canalisation à rénover est désigné, d'autre part, par la lettre de référence K et est représenté en traits interrompus.¯Simultanément et à une distance 11 du manchon d'extrémité est réalisée une rainure de guidage 36 en forme de berceau, coulée en béton et qui facilite l'assemblage des éléments constructifs en forme de tonneau (figure 1) et le guidage de l'élément de tube de chemisage terminé au cours de sa mise en place.
Simultanément, un autre manchon 26' - sans élément d'étanchéité - est également assemblé et est fixé en place, provisoirement seulement, au moyen des coins 37. La distance 12 de ce deuxième manchon 26 par rapport au premier manchon 26 (qui est le manchon d'extrémité) est supérieure à la longueur h d'un élément de tube intérieur 10' qui est représenté aux figures 20 à 22 et qu'on peut voir, par exemple, à la figure 7. La rainure de guidage 37 et le second manchon 26' se trouvent, de préférence, à une distance h l'un de l'autre.
Au cours de la phase de travail suivante, représentée aux figures 20 et 21, un élément de tube
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@ intérieur (tube de chemisage) 10', dont la longueur est égale à h, est avantageusement assemblé au moyen d'éléments constructifs en forme de tonneau 7 (par exemple,les éléments constructifs en forme de tonneau 7a-7d décrits ci-dessus en détail), de façon à ce que les rainures de raccordement des éléments constructifs inférieurs en forme de tonneau soient remplies avant l'insertion des éléments constructifs en forme de tonneau supérieurs au moyen d'un matériau d'étanchéité qui est, par exemple, le mastic HORP (un matériau de ce genre a été désigné par le numéro de référence 25 à la figure 14.
Le placement des éléments constructifs supérieurs peut s'effectuer par encliquetage, en utilisant l'élasticité propre à la matière plastique des éléments constructifs.
Si l'élément de tube intérieur 10' est réalisé, un disque de serrage 38-, présentant la même forme que celui- ci, est disposé derrière le second manchon 26' maintenu provisoirement par des coins et auquel est fixé un câble, représenté en pointillés, qui permet de tirer l'élément de tube 10' contre le manchon d'extrémité 26. Cette phase de travail est représentée aux figures 21 et 22 par une flèche apposée sur le câble 39.
Au cours de la phase de travail suivante, représentée à la figure 22, le second manchon 26' est écarté de l'extrémité de la section de tube intérieure 10'-à raison de la distance 13et, après placement du joint (voir fig.15 à 18) et égalisation éventuelle avec du mastic, est tiré à nouveau contre l'extrémité postérieure de la section de tube intérieure 10'.
Enfin, le manchon 26' est ajusté dans le plan de la base de l'écoulement et, après placement des joints entre le manchon 26' et la canalisation préexistante, la cavité annulaire existant entre la canalisation préexistante 1 et la section de tube intérieure 10' est remplie par injection avec un matériau à durcissement ultérieur, qui est généralement
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du mortier de ciment. Ce remplissage est désigné par le numéro de référence 11 à la figure 4.
En pratique, on opère avantageusement de façon à réaliser tout d'abord deux ou plusieurs sections de tubes intérieures 10', puis à assurer l'étanchéité dans la zone d'un manchon - suivant les phases de travail des figures 19 à 22 - en utilisant le manchon 26' comme manchon d'extrémité à position fixe pour le cycle suivant - jusqu'à ce que l'on ait réalisé la longueur souhaitée, par exemple, 5 - 8 longueurs de sections de tube en répétant l'opération de la même manière que pour le tube 10, c'est-à-dire en assurant l'étanchéité du tube constitué par plusieurs sections de tubes et en remplissant ensuite par injection la cavité intermédiaire.
Il convient de remarquer à ce propos que tant les assemblages à rainures et languettes en direction longitudinale que les assemblages de manchons en direction transversale assurent de la même manière une parfaite étanchéité à l'eau et que les éléments constructifs en forme de tonneau et les sections de tubes intérieures possèdent la résistance statique requise, si bien que, compte tenu également de l'effet du produit de remplissage injecté, le procédé de la présente invention permet d'obtenir une construction parfaitement étanche à l'eau et pouvant supporter des sollicitations statiques.
La figure 23 représente une possibilité de réalisation avantageuse de l'opération d'injection ainsi que du raccordement à un puits. L'élément de tube intérieur 10" se raccordant du côté droit directement au puits 2 est découpé à mesure, c'est-à-dire que la longeur h' de cet élément de tube est, dans la plupart des cas, plus court que la longueur h des autres éléments de tube. Le tube d'injection 42 est inséré dans la cavité derrière le tube intérieur par le dernier manchon se trouvant immédiatement à côté du puits 2 et le remplissage 11 constitué,par exemple, de mortier de ciment, est injecté à travers ce tube 42, entre le tube intérieur 10 et la canalisation
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préexistante 1.
L'injection est continuée jusqu'à ce que le produit injecté commence à apparaître dans le tube d'évacuation d'air 43 (qui a été représenté, pour plus de clarté, sur le côté gauche de la figure 23). Il convient de remarquer que le tube d'injection 42 est inséré, pour la base de la canalisation, dans la cavité derrière le tube intérieur tandis que le tube d'évacuation d'air 43 débouche au-dessus, dans le puits 2. L'injection a lieu - compte tenu de la pente de la canalisation b (figure 1) toujours à partir du point le plus bas. Il convient de remarquer que le produit d'injection liquide pénètre dans la terre circonvoisine à travers les trous 40 résultant des dommages subis par la canalisation préexistante 1 et en assure ainsi la consolidation.
Cette masse de matériau se répandant à l'extérieur et assurant une consolidation est désignée par le numéro de référence 11'. Le produit injecté 11 remplit naturellement aussi les irrégularités de la surface intérieure de la canalisation préexistante 1 d'une manière efficace. Si un manchon 26 se trouve à un endroit où la surface intérieure de la canalisation 1 est fortement endommagée, la position du-manchon permettant une projection correcte peut être assurée au moyen d'un seul élément de compensation 41 réalisé, par exemple, en béton,et représenté sur le côté droit à la figure 23. Les rigoles de fond du puits sont réalisées au cours de la dernière phase,-d'une manière connue en soi.
Les figures 24 et 25 représentent les possibilités de raccordement des canalisations de liaison avec la canalisation principale 1 déjà existante, d'une manière conforme à l'invention. La figure 24 représente le cas où, après montage du tube intérieur 10 mais avant l'injection du matériau de remplissage 11, la découpe 45 est réalisée dans la paroi du tube intérieur 10 , cette découpe ayant une section égale à la section de la canalisation de liaison 44, également existante, et dont l'extrémité pénétrant dans
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le canal 1 est recoupée avant le placement du tube intérieur 10. Avant l'injection,une collerette 46 annulaire flexible et creuse à l'intérieur est disposée dans la zone entourant l'embouchure du tube 44 et est remplie de mortier de ciment 11'.
Cette collerette assure une étanchéité parfaite, si bien que l'injection du produit 11 dans la cavité derrière le tube intérieur peut alors être réalisée. La périphérie du point de jonction est égalisée avec un enduit de mortier 46. Au cas où, comme indiqué à la figure 25, l'injection du produit de remplissage 11 est effectué tout d'abord et que l'ouverture dans la paroi du tube intérieur 10 n'est découpée qu'ensuite, on opère alors comme suit :
avant le placement du tube intérieur, l'embouchure du tube de liaison 44 est fermée par un bouchon 48 réalisé, par exemple, en mousse de plastique dur et facilement amovible et,après placement du tube intérieur et réalisation de l'injection, suivie par le durcissement intérieur du matériau injecté, la découpe 45 est réalisée et le remplissage 11 est percé à l'embouchure, tandis que le bouchon 48 est enlevé.
Les avantages inhérents à la présente invention sont les suivants : les assemblages à rainures et languettes en direction longitudinale entre les éléments constructifs en forme de tonneau réalisés en matière plastique et les assemblages de manchon entre les sections de tubes adjacentes offrent la possibilité de réaliser des tubes intérieurs dans des canalisations de grande section, en utilisant des éléments constructifs de faible dimension et donc relativement légers, tout en obtenant une construction auto-portante et en utilisant des moyens simples et une technique facile à mettre en oeuvre. On peut utiliser des éléments constructifs suffisamment petits pour qu'ils puissent être transportés dans la canalisation par les puits de canalisation déjà existants et y être transportés sur un chariot, pour y être empilés les uns sur les autres.
Il n'est pas indispensable de fixer les éléments constructifs
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en matière plastique à la paroi de la canalisation pré- existante, par exemple, au moyen de boulons ou de vis, ce qui supprime les risques de corrosion locale.Les matières plastiques et, en particulier, les polyesters renforcés par fibres de verre peuvent être conçues avec des caractéristiques mécaniques appropriées, tout en répondant aux exigences actuelles en matière de protection contre la corrosion et tout en permettant un montage facile (par exemple, par encliquetage).
Le tube intérieur présentant une faible épaisseur de paroi diminue, vu que l'encombrement des manchons est minime, dans une faible mesure seulement, la section de la canalisation préexistante si bien que, grâce au coefficient de frottement plus favorable de la matière plastique, la capacité de passage reste pratiquement non modifiée. Les assemblages vissés utilisés pour les manchons restent dans le remplissage de mortier injecté, si bien qu' ils sont parfaitement protégés contre la corrosion. On peut réaliser, de cette manière, une rénovation des canalisations d'une manière rapide et efficace, grâce à la présente invention, en obtenant des résultats durables en utilisant une technique de construction rationnelle et sans gêner le trafic.
La présente invention ne se limite naturellement pas aux procédés décrits ci-dessus à titre d'exemple ni à l'utilisation des manchons et éléments constructifs'en forme de tonneau, mais peut être mise en oeuvre de nombreuses manières dans le cadre des principes définis par les revendications.