CA1066037A - Canalisation de transport de fluide - Google Patents

Abstract

Canalisation de transport de fluide à température élevée elle se compose d'un tube interne constitué d'un matériau très peu dilatable entouré d'une enveloppe de frettage précontrainte à la température de pose et par un calorifuge, le tube interne subissant un allongement élastique dû à la précontrainte du frettage et étant ancré au moins à ses extrémités sans interposition d'organes permettant sa dilatation. Cette canalisation peut être directement enterrée dans le sol sur toute sa longueur sans interposition d'organes de compensation des dilatations.

Description

~ ~a6.6037 L'invention a pour objet un procéde de realisation d'une canalisation de transport de fluide à une temperature superieure à la temperature ambiante.
- L'invention porte specialement sur une application par-ticulière à la réalisation de conduites de grandes dimensions pour le transport de fluide chaud tel que vapeur ou eau surchauffé à
une température de l'ordre de 200, notamment pour le chauffage urbain.
Lorsqu'on réalise des canalisations pour le transport de fluide à une temperature, pouvant aller jusqu'à 250, il est evi-demment necessaire de tenir compte des effets de l'elevation de temperature sur ces canalisations. Generalement, on doit mettre en place des organes flexibles pour absorber les deformations thermiques, tels que des soufflets ou joints de dilatation, ou bien ; on prévoit des formes spéciales, en lyre ou en S. Les tracés en lyre~
ou en S augmentent la longueur de la tuyauterie et par conséquent les pertes de charge. Les soufflets de dilatation sont onéreux et les joints de dilatation peuvent être sujets à des fuites et exigent de ce fait un entretien constant, une surveillance et l'installation de purgeurs.
Le problème du transport de fluide chaud se pose notamment pour le chauffage urbain. On utilise dans ce cas des conduites de grandes dimensions dont le diamètre peut être sup~rieur à un mètre, dans lesquelles circule de l'eau chaude ou de la vapeur à une temperature souvent comprise entre 200 et 250. Jusqu'à présent, ces conduites, du fait de leur diametre, sont réalisées en acier ordinaire et, pour absorber les déformations thermiques, on place à intervalle régulier des lyres ou des coudes en S ou des compen-sateurs. Un inconvénient grave réside dans le fait que les lyres ou coudes nécessitent un emplacement assez grand. D'autre part, il est nécessaire que les canalisation puissent se déplacer, et on doit donc les poser sur des appuis glissants, roulants ou compensés, ~06~i037 permettant leur dilatation. Ainsi, les canalisations doivent être installées hors sol, ou, en site urbain, dans des galeries ou caniveaux. Comme il est nécessaire de surveiller l'étan-chéité des organes de dilatation, les galeries ou caniveaux doivent être accessibles. On comprend que dans ce cas, il soit très difficile d'installer le chauffage urbain dans certains sites en raison de l'importance des travaux de génie civil, des expropriations éventuelles, et de la gêne apportée a la circulation, le coût de l'installation d'une canalisation devenant alors excessif.
Certes, on a déja proposé d'enterrer la canalisation directement dans le sol mais il faut alors prendre soin que le calorifuge n'absorbe pas l'humidite qui, a la longue, entraine-rait une détérioration du tube.
Celui-ci est alors souvent entouré d'un fourreau de protection mais il n'est pas facile de rendre ce fourreau assez etanche en raison des mouvements du tube dus aux dilata-tions. Il faut donc protéger le calorifuge contre l'humidité
ou assurer son assechement au moyen de dispositions assez compliquées et onéreuses. De plus le tube interne doit de toutes fac,ons être muni dlorganes de compensation des dilata-tions. Comme ceux-ci sont soumis a la pression ~e service, il est nécessaire de pouvoir surveiller leur tenue et ils sont donc placés dans des fosses. Cet inconvénient n'est donc pas supprimé. En outre le tube se déplace par rapport au four-reau de façon non négligeable en raison des dilatations et de déplacement rend l'étanchéité plus difficile et peut entrainer a la longue une détérioration du calorifuge interposé entre le fourreau et le tube.
L'invention a pour objet de remédier a ces inconvé-nients en permettant la realisation de canalisations sou-terraines directement enterrees dans le sol sur toute leur lon-'~
.~

-6tiV37 gueur sans interposition d'organes de compensation de dilata-tions.
lus précisément, l'invention vise un procedé de réalisation d'une canalisation de transport de fluide à une température élevée constituée d'un tube interne entouré d'un calorifuge et d'une enveloppe de protection, le tube interne : étant constitué en un matériau ayant un coefficient de dilata-tion tres faible dans les conditions de service et étant ren-forcé par une enveloppe de frettage en un matériau normalement dilatable, caractérisé par le fait que ladite enveloppe de ` frettage est precontrainte à la température de pose, et que le tube interne est ancre au moins à ses deux extrémités sans interposition d'organes de compensation des dilatations, la différence des coefficients de dilatation du tube interne et de l'enveloppe de frettage et la tension de précontrainte du frettage à la température de pose étant telles que, compte tenu des caracteristiques mecaniques des constituants, des effets du frettage, de la pression et de la temperature en service et des actions exterieures, les contraintes supportées par le tube : 20 soient admissibles a la pose et dans les conditions de service sans risque de flambement, la précontrainte de l'enveloppe de frettage a la temperature de pose compensant d'une part la diminution de l'effet de frettage due aux di.lations différen-tielles du tube et de l'enveloppe et d'autre part, au moins partiellement, les contraintes de compression dues a l'absence d'organes de compensation par l'effet de racourcissement dû a la diminution de la tension de frettaye.
L'invention vise également une canalisation realisée par le procedé défini ci-dessus, caractérisée par le fait que l'enveloppe de frettage est précontrainte a la température de pose de telle sorte que le tube interne subissant un allonge-ment élastique dû a la précontrainte, ledit tube interne étant ., ~C
~ - 3 -,~

.10~.~();~';' ancre au moins à ses extremites sans interposition d'organe permettant sa dilatation.
L'invention va maintenant être décrite, en se referant à un mode de realisation particulier, donne à titre d'exemple et represente sur les dessins annexes.
La Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une canalisation selon l'invention.
La Figure 2 est une vue en coupe transversale de la même canalisation.
La Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un perfectionnement ae l'invention.
La Figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de l'invention.
Sur la Figure 1, on a représenté en coupe longitudi-nale une canalisation de transport d'un fluide chaud d'une chambre amont A à une chambre aval B. Selon l'invention, la canalisation __ '~

106.ti03~7 .
se compose d'un tube constitue d'une matiere ayant un coefficient de dilatation très faible, par exemple du type de l'alliage INVAR
fabriqué par l'une des Sociétés déposantes, et ce tube est ancré à
ses extrémités sur les parois des chambres A et s/a et ainsi une longueur fixe.
Le tube 1 est entouré d'une enveloppe de frettage 12 recouverte elle-même d'un calorifuge 2. L'ensemble est placé dans un fourreau de protection 3 qui sera généralement en béton légere-ment arme.
Comme on l'a indique, les canalisations connues jusqu'à
présent pour le transport de fluide chaud comportent des organes de compensation des dilatations. Ces organes places sur le tube inter-ne sont soumis a la pression de service. Ils peuvent donc être sujets a des fuites et il est indispensable de pouvoir les visiter.
Il faut donc les placer dans des fosses accessibles. D'autres part, comme on l'a vu, la canalisation doit pouvoir se deplacer et elle est donc poCee generalement dans un caniveau. L'utilisation d'un alliage du genre INVAR dont le coefficient de dilatation moyen entre - o et 200 n'est que de 2,3.10 6 permet de supprimer ces organes.
On avait deja propose de realiser des canalisations en un alliage peu dilatable mais seulement pour le transport de gaz liquefies c'est a dire a basse temperature. Dans ce cas le tube interne a tendance a se contracter et par conséquent ~ se mettre en tension si ses extrémités sont ancrées et que l'on a supprimé les organes de compensation des variations de longueur. Sur une cana-lisation de grande longueur, l'effet d'une dilatation est beaucoup plus g8nant que celui d'une contraction car si le tube peut subir - une contrainte de traction longitudinale relativement élevée en fonction de ses caracteristiques mecaniques, une dilatation met le tube en compression et risque de la faire flamber surtout si la canalisation est enterree et soumise par consequent a des actions exterieures qui peuvent augmenter le risque de flambement. C'est -- 106;.6037 pourquoi 1'utilisation de l'INVAR pour le transport a basse tempe-rature n'etait pas normalement transposable au transport à haute température.
- D'autre part le transport de fluides ~ basse temperature nécessite l'emploi d'aciers speciaux tels que ceux a 9~ de nickel alors que les conduites utilisées pour le transport de vapeur à
200, notamment pour le chauffage urbain sont réalisées jusqu'à
présent en acier ordinaire. Par conséquent l'utilisation d'un alliage tel que 1'INVAR devrait entrainer une augmentation de coût plus improtante pour le transport de fluides chauds et ce peut être aussi une raison pour laquelle cette application de l'INVAR n'avait pas encore été envisagée.
Mais les dispositions particulières de llinvention per-mettent de rendre l'utilisation d'un alliage peu dilatable techni-quement et économiquement intéressante.
Une première disposition consiste dans l'utilisation d'uneenveloppe de frettage. Celle-ci permet tout d'abord de réduire l'épaisseur du tube interne en acier non dilatable et par consé-quent le coût de la canalisation, mais le frettage donne également un avantage nouveau propre à l'invention.
- En effet l'enveloppe de frettage est réalisee en un acier ordinaire et elle est posée sur le tube interne à la température ambiante. Par conséquent lorsque la canalisation est mise en ser-vice, à une température de l'ordre de 200, l'enveloppe de frettage, se dilate plus que le tube et l'efficacité du frettage diminue.
Selon l'invention, on va poser l'enveloppe de frettage à la tem-p~rature ambiante sous une tension de précontrainte supérieure à
la tension de frettage n~cessaire pour résistcr à la pression de service, d'une valeur susceptible de compenser la diminution de ` 30 l'effet de frettage due aux dilatations différentielles. De la sorte, on conservera l'efficacité du frettage.

Mais cette tension de précontrainte a un autre avantage.

10~.6037 En effet le tube interne ainsi comprime circonférentiellement va s'allonger élastiquement d'une distance qui dépend du coefficient de Poisson. Lorsque la température monte et que la compression cir-conferentielle diminue, cet allongement va diminuer egalement.
Il se trouve que pour un alliage dont le coefficient de dilatation est faible, par exemple inférieur à 5 x 10 6 et les caracteristi-ques mécaniques bonnes, la compression circonferentielle que l'on peut exercer à froid determine un allongement comparable à celui qui resulte de l'elevation de temperature. Par consequent au fur et à mesure de la montee en temperature la compression circonfé-rentielle s'exerçant sur le tube interne diminue et fait place à une tension resultant de l'augmentation de la pression interne à la mise en service. L'allongement initial obtenu par la pre-contrainte du frettage disparait donc et cet effet de diminution de longueur auquel s'ajoute l'effet Poisson dû à la montee en pression peut compenser au moins partiellement l'augmentation de longueur due à la dilatation longitudinale, si bien que l'on peut - diminuer et même annuler les contraintes de compression resultant - de la dilatation. On peut ainsi eliminer pratiquement le risque de flambement.
Si des contraintes de compression subsistent, il est possible egalement d'exercer sur le tube interne une précontrainte longitudinale de tension. Par exemple on peut réaliser un tube legèrement plus court que la distance entre appui, fixer à son ex-tremite, par tout moyen, des vérins prenant appui sur le massif d'ancrage, exercer sur le tube la precontrainte voulue permettant de l'allonger et fixer alors l'extremite au massif d'ancrage, les vérins ~tant ensuitc rctir~s. Lorsque la tcmpcrature montc, le tubc se dilatera et les contraintes de tension diminueront. Il est donc possible d'ajouter cet effet de precontrainte longitudinale à
celui de la precontrainte circonferentielle pour diminuer ou annuler les contraintes de compression apparaissant normalement en raison ~06603~
de l'absence d'organes de compensation des dilatations. Cette compensation partielle de la dilatation sera particulièrement utile lorsque l'on coupe la pression ; en effet le tube reste - chaud pendant un certain temps alors que l'effet Poisson dû a la mise en pression disparait.
On peut ainsi, en toute sécurité, enterrer une telle ca-nalisation sur toute sa longueur, ce qui constitue une économie très improtante dans les frais de genie civil.
La figure 1 et la figure 2 representent, a titre d'exem-ple, une telle réalisation. Le tube 1 est entouré d'un calorifuge

2 permettant de diminuer les pertes thermiques. Généralement, les calorifuges employes sont fragiles ou ne resistent pas ~ l'humidi-te. Il est judicieux d'utiliser un calorifuge étanche et résistant à la compression. On a constaté, par exemple qu'un calorifuge a base de laine de roche entouré d'un fourreau 21 en polyester pouvait être parfaitement étanche a l'eau et a l'humidité et pouvait supporter les actions extérieures dues a l'enterrement du tube dans le sol. Cependant si le fourreau 21 risque d'être insuffisant, l'ensemble peut être noyé dans une enveloppe en béton

3-Généralement, le tube sera réalisé en différents tron-çons sur lesquels sera posé le calorifuge. Celui-ci sera arrêté
~ une certaine distance de l'extrémité de chaque tronçon, comme on l'a représenté sur la figure, pour permektre la soudure du tube 1 au tube suivant.
Apres la réalisation de la soudure, la couche isolante sera complètée par un élément de calorifuge 20 recouvert d'un fourreaude protection 22 assurant l'étacheité au droit du joint.
Le fourreau 21 isolé par le calorifuge, n'est pratique-ment soumis qu'à une légere élévation de température. De ce fait, et grâce à la suppression des joints de dilatation, il est possi-ble de recouvrir l'ensemble d'un enrobage de protection 3 en mor-6~;037 tier, gunite ou béton legèrement arme ou par tout enrobage aug-mentant la resistance à la compression 6 de la conduite, tel qu'un double fourreau avec injection de materiau ou circulation d'air ou de gaz inerte. On evite ainsi la détérioration du ca-lorifuge et il est possible de remblayer le fossé dans lequel on a placé la canalisation.
Comme on ne peut, cependant, pas éviter une certaine perte de chaleur à travers le calorifuge et que le remblai assure un certain isolement de la conduite, plus ou moins important selon la nature du sol, il faut prevoir, à la longue, un certain réchauffement de l'enveloppe exterieure en beton. C'est pourquoi celle-ci sera constituée de viroles séparées par des espaces 31 permettant la dilatation. L'étanchéité pourra être assurée de facon efficace par des joints classiques 32.
Ainsi les joints de dilatation qui, dans les solutions classiques étaient placés sur le tube interne soumis à de fortes élévations de température et à une pression de service de l'ordre de 5 à 10 bars sont totalement supprimée grâce à l'invention et on peut se contenter de joints classiques placés sur une enveloppe de béton, dont la température en service ne risque pas de dépasser 70C et qui n'est pas soumise ~ la pression de service; il n'est pas nécessaire de prévoir la visite de tels joints et on peut donc enterrer complètement la canalisation.
Si l'on veut parfaire l'~tanch~ite, la présence des joints de dilatation ne gêne pas la pose d'une couche de bitume sur l'enveloppe en béton 3.
On voit qu'une canalisation réalisée ainsi selon l'in-vention ne nécessite que le creusement d'un fossé de largeur peu différente du diamètre de la conduite et de son calorifuge.
La simplification des travaux de génie civil apparait ainsi clairement. Bien entendu, l'alliage INVAR ou les autres matériaux utilisables, sont bien plus onéreux que les aciers lV66037 classiques utilises habituellement pour la realisation des con-duites, et même que l'acier inoxydable.
C'est pourquoi, sans doute, on n'avait pas encore eu l'idée de réaliser des conduites en un alliage aussi onéreux pour des applications telles que le chauffage urbain o~ il sem-blait tout naturel d'utiliser un acier ordinaire pour réaliser des conduites d'assez grand diamètre pour le transport d'un fluide peu corrosif comme l'eau surchauffée ou la vapeur, à une température qui n'est pas excessive puisqu'elle ne dépasse pas, normalement 250C.
Cependant, depuis un certain temps, l'utilisation des alliages tres peu dilatables, s'est développée si bien qu'on trouve des tôles en INVAR, par exemple, à des conditions plus avantageuses et notamment en une épaisseur de 3 mm qui convient précisement aux pressions de service atteintes dans le chauffage urbain notamment si la canalisation est frettée.
~ Or, les inventeurs ontcalculé que l'augmentation de - prix due à l'utilisation de parties déformables et à la réalisa-tion de yaleries permettant le déplacement des conduites était en fait supérieure à la différence de prix résultant de l'utilisa-tion d'un alliage du genre INVAR à la place d'un acier ordinaire.
Cet avantage est même décisif en site urbain où la réa-lisation du chauffage urbain par les méthodes util~sées jusqu'ici ne peut m8me pas être envisagée en raison des importants travaux de génie civil qu'elle nécessite.
sien entendu, le choix de la matière constituant le tube et de ses dimensions doivent être faits pour que les contrain-tes dues à l'~l~vation de température restent dans des limites admissibles. On vérifiera cette condition au moyen de calculs classiques dont certainsrésultatsseront donnés ci-après.
Dans le calcul il faudra tenir compte de l'effet sur la longueur de la conduite de l'effet du frettage, de la dilata-1066~3~

tion, de la mise en pression et de la précontrainte longitudinale : éventuelle, ainsi que des actions extérieures et notamment de l'effet du remblaiement et du rôle de l'enrobage en béton ou mor-- tier.
C'est ainsi par exemple que si l'on pose:
COlt= contrainte circonférentielle de la paroi intérieure a la température de service t CO2t- contrainte circonférentielle de la paroi extérieure de frettage à la température de service t - 10 CO10= précontrainte circonférentielle de la paroi intérieure a ,: la température de pose : Co20= précontrainte circonférentielle de la paroi extérieure à
la température de pose Cplt= contrainte circonférentielle de la paroi intérieure ~ t sous la pression de service P
Cp2t= contrainte circonférentielle de la paroi extérieure a t : sous la pression P
COLt= contrainte longitudinale de la paroi interieure a t sans ` pression CpLt= contrainte longitudinale de la paroi intérieure sous pression P a t el = épaisseur de la paroi intérieure.
e2 = épaisseur de la paroi extérieure El = module d'élasticité de la paroi intérieure E2 = module d'élasticité de la paroi extérieure k = El ~ 1 = coefficient moyen de dilatation de la paroi intérieure : (entre la température de pose et t) 2 = coefficient moyen de dilatation de la paroi extérieure (entre la température de pose et t) P - pression de service ~6.603~
R 8 rayon de la tuyauterie ~ = coefficient de Poisson des deux métaux (egal à 0,3) to = temperature de pose t = temperature de service t to ~ t On aura pour les parois relativement minces:

olt = ColO A ~ 2 ~ t ~ e2 ~ 2 -~l) (l t ~ e~

CoLt = El t ~ 2 ~ 1) e2 plt olt t ,~k ~1 t `¦ G2 ~ (4) Cp2t o2t t el t k el ~ t ~ 2 el k ) (5) pLt oLt e2~t k el (6) On voit qu'en appliquant les equations precedentes, il est possible de calculer la contrainte circonferentielle Co20 que l'on doit donner a l'enveloppe exterieure à la temperature de pose pour obtenir dans le tube interne la contrainte circonférentielle voulue Cplt à la température et à la pression de service.
C'est ainsi que dans l'exemple suivant:
- Tube de diamètre 0 = 400 mm à une pression de service de 40 bars el = 3 mm e2 = 0~9 mm E2 = 20.500 daN/mm2 à 20 C et 20.500 daN/mm2 à 200 C
El = 14.100 daN/mm2 à 20C et 14.700 daN/mm2 à 200C
~ 1= 3.10-6 2~ 13.10-6 temperature de pose to = 20C

106~;037 ~ temperature de service t = 200c -~ on trouve les contraintes suivantes (en daN/mm2) :
CO10 = -14 ': Co20 = 46, 66 - Cplt = 7,142 C 1 ~ ~ 6,195 COLt = ~ 5,60 pLt 8,9 Co2t ~ 36,87 :j Cp2t ~ 51,547 On constate que sous pression de service et à tempéra-ture d'utilisation, la contralnte dans la frette a diminué du fait de la dilatation plus forte de la frette et de son module d'élasticité différent et la contrainte longitudinale est diminuée ou augmentée selon la précontrainte longitudinale établie even-tuellement au montage de la conduite.
D'autre part, l'épaisseur du tube interieur 11 est moitie de celle qui aurait ete necessaire pour un tube non frette.

On note que le tube interne subit une contrainte de compression COLt - 5,6 daN/mm2 à chaud sans pression car on ne beneficie pas de l'effet de racourcissement dû a la mise en pression.
Certes ceci n'est pas gênant a la mise en service car, dans la realite, la montee en température s'accompagne de la montee en pression. Cependant il faut tenir compte de cette contrainte car lorsqu'on sllpprimera la pression de vapeur, le tube restera chaud pendant un temps assez long. Normalement une telle contrainte de compression est supportable sans risque de flambement. Cependant, si l'on veut supprimer totalement la contrainte de compression du tube interne, on peut, comme on l'a indiqué plus haut,exercer a la température de pose une précontrainte longitudinale de traction.
Si on appelle COLo cette contrainte longitudinale de mise en tension a froid et sans pression, les precontraintes cir-~V66~3~
conférentielles à la pose du tube interne et de la frette deviennentrespectivement:
C' 10 = C lO ~ ~ CoLO 2 e2 + k el ` C' = C - ~ CoLo el Les équations précédentes (l), (2), (3) deviennent, en tenant compte de cette précontrainte:

1 ~2 ~ e2t~k el 1) (2') C o2t ' Co20 ~ + r ~ t ( e2-k e (3') C'oLt = El ~ e--+~ k)e -- ) ~ CoLO

4') C plt = C olt e t Kel (5~) c'p20 = C o2t ~ e2 t kel -` 20 (~') C pL = C oL t Pt kel.

Ainsi dans l'exemple précédent, si l'on donne une pré-contrainte longitudinale C
lLO = 5,6 daN/mm2 au tube intérieur au moment de la pose:
- la compression longitudinale ~ chaud sans pression est nulle - la tension longitudinale a chaud sous pression est de 14,5 d~N/mm2 - la contrainte circonférentielle C'plO est de 7,582 daN/mm2 - La contrainte circonférentielle C'p20 est de 52,707 daN/mm2.
On a donc supprimé le risque de flambage dans toutes les circonstances.
L'un des buts de l'invention étant de pouvoir remblayer completement la canalisation, en supprimant les frais de mainte-nance, il est nécessaire que l'on ait une confiance totale dans ~'' ' ~ itiO3 ~

- l'etancheite de la canalisation et notamment des soudures. Comme il n'est pas possible de souder entre elles les enveloppes de frettage qui doivent pouvoir se dilater, on a indique que les ~extremites 110 des tubes s'~tendaient legerement au-dela des en-veloppes de frettage 12 de fac,on a en permettre la soudure. Dans `~ certains cas, il sera judicieux de réaliser, après la realisation de la soudure, un renforcement de la partie soudee au moyen d'un anneau 13 pourvu, de part et d'autre de la soudure, de bordures s'appuyant directement sur les deux extremités 110 des deux tubes 11 mis bout à bout. Une telle disposition est decrite en details dans la demande de brevet français 74-06402 deposee le 26 Fevrier 1974, et publiee sous le numero 2.228.189.
Apres la realisation du tube frette, il est possible de l'entourer d'un calorifuge 2 puis, comme on l'a decrit prece-demment, d'un enrobage résistant 3 et de remblayer l'ensemble.
Dans un autre mode de realisation, représente sur la figure 4, le calorifuge 2 est interpose entre la paroi externe du tube interieur 11 et l'enveloppe de frettage 12. Bien entendu, dans ce cas, il est necessaire d'utiliser un calorifuge resistant a la compression et conservant cependant de bonnes qualites d'iso-lation. On peut cependant admettre une certaine compression du calorifuge dont il faudra seulement tenir compte dans le calcul de la precontrainte de frettage.
Dans ce cas, il ne sera pas necessaire d'utiliser un calorifuge etanche si l'enveloppe de frettage 12 est réalisée de façon à assurer une bonne etanchéité à l'humidité. De même l'enveloppe de frettage pourra jouer le rôle d'enveloppe de pro-tection et remplacer l'enrobage en béton 3. On notera que l'en-veloppe 12 isolée par le calorifuge du tube chaud ne sera soumise qu'à de faibles dilatations.
La réalisation d'une conduite comprenant un calorifuqe interposé entre un tube interne et l'enveloppe extérieure de fret-10t;~03 ~
tage est decrite plus en detail dans la demande de brevet 73-16099 déposée le 4 mai 1973 et publiée sous le numéro 2.262.246.
Comme on l'a indiqué dans ce brevet, la compression de la matière -isolante entre le tube interne et le tube de frettage diminue le bruit provoqué par l'écoulement du fluide dans la conduite. Cet avantage peut être intéressant dans les applications urbaines de la conduite décrite dans la présente invention.
Jusqu'a présent, l'invention a été surtout décrite dans le cas d'une conduite de grand diamètre enterrée en tranchée, et c'est effectivement l'une de ses applications les plus intéressan-tes, mais on peut envisager d'autres applications. C'est ainsi que la diminution de poids due a la suppression des organes per-mettant la déformation thermique peut être intéressante, notamment - dans la construction navale, par exemple pour la construction de sous-marins.
D'autre part, l'utilisation de joints de dilatation peut avoir d'autres inconvénients,notamment si le fluide trans-porté est agressif ou contaminé, par exemple dans les centrales nucléaires. La réalisation, selon l'invention, de conduites de longueur fixe ne comportant pas d'organe de dilatation pourra donc être intéressante dans de telles applications.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation et des variantes qui ont été indiquée ainsi que des applications pour lesquelles elle a été spécialement étu-diée. D'autres applications pourraient en effet être trouvées.
D'autre part, l'utilisation d'un alliage du genre INVAR est inté-ressante pour des températures allant jusqu'à environ 250. Cepen-dant, à d'autres températures, l'invention pourrait encore être utilisée en utilisant d'autres alliages. On notera pourtant que l'utilisation de l'INVAR est particulierement intéressante du fait que la production de cet alliage est importante et que la différen-ce de prix par rapport a un acier classique n'est donc pas exces-~6~037 sive, même si elle semble importante.
En ce qui concerne la calorifuge, on a indiqué qu'ildevait être consitué d'une matiere isolante adaptée a l'utilisa-tion spéciale qui en est faite, et notamment résistante a la com-pression et de préférence ~tanche. On pourra employer une mousse de polyuréthane ou une isolation a base de laine de roche convenant bien au transport de fluide chaud.
Si le calorifuge n'a pas par lui-meme une étanchéité
et une résistance suffisantes, il sera recouvert par une enveloppe de protection étanche qui pourra être un tube métallique ou en béton plastique, ou amiante-ciment, un revêtement polyester ou vynilique, un enroulement de bandes étanches collées entre elles ou tout autre dispositif placé directement en tranchée. On note-ra que la suppression des joints de dilatation facilite la pose de l'enveloppe de protection.

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Claims (8)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définis comme il suit:

1. Procédé de réalisation d'une canalisation de transport de fluide à une température élevée constituée d'un tube interne entouré d'un calorifuge et d'une enveloppe de protection, le tube interne étant constitué en un matériau ayant un coefficient de dilatation très faible dans les conditions de service et étant renforcé par une enveloppe de frettage en un matériau normalement dilatable, caractérisé par le fait que ladite enveloppe de frettage est précontrainte à la température de pose et que le tube interne est ancré au moins à ses deux extrémités sans interposition d'organes de compensation des dilatations, la différence des coefficients de dilatation du tube interne et de l'enveloppe de frettage et la tension de précontrainte du frettage à la température de pose étant telles que, compte tenu des caractéristiques mécaniques des constituants, des effets du frettage, de la pression et de la température en service et des actions extérieures, les contraintes supportées par le tube soient admissibles à la pose et dans les conditions de service sans risque de flambement, la précontrainte de l'en-veloppe de frettage à la température de pose compensant d'une part la diminution de l'effet de frettage due aux dilatations différentielles du tube et de l'enveloppe et d'autre part, au moins partiellement, les contraintes de compression dues à
l'absence d'organes de compensation des dilatations, par l'effet de racourcissement dû à la diminution de la tension de frettage.

2. Procédé de réalisation d'une canalisation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on exerce sur le tube à la température de pose et avant l'ancrage des extrémités une précontrainte longitudinale de traction susceptible de provoquer un allongement élastique s'ajoutant à l'allongement dû au frettage à froid pour la compensation au moins partielle des contraintes de compression dues à
l'absence d'organes de dilatation à chaud et sous une pression inférieure à la pression de service.

3. Canalisation de transport de fluide à température élevée composée d'un tube interne constitué d'un matériau très peu dilatable entouré d'une enveloppe de frettage et d'un calorifuge, caractérisée par le fait que l'enveloppe de frettage est précontrainte à la température de pose de telle sorte que le tube interne subisse un allongement élastique dû à la précontrainte, ledit tube interne étant ancré au moins à ses extrémités sans interposition d'organe permettant sa dilatation.

4. Canalisation selon la revendication 3 pour le transport souterrain d'un fluide de chauffage, caractérisée par le fait qu'elle est placée dans un fourreau de protection muni de joints de dilatation étanches, l'ensemble étant directement enterré dans le sol sur toute sa longueur.

5. Canalisation selon la revendication 4, caractéri-sée par le fait que le fourreau de protection est constitué
pour une série de viroles en béton séparées les unes des autres par des espaces de dilatation recouverts par un joint étanche.

6. Canalisation selon la revendication 4, caractéri-sée par le fait que le fourreau de protection est constitué
par l'enveloppe de frettage, le calorifuge ayant une résistance à la compression suffisante pour transmettre les contraintes circonférentielles entre le tube interne et l'enveloppe de frettage.

7. Canalisation selon les revendications 3, 4 ou 5, caractérisée par le fait que le tube interne est constitué
en un matériau ayant un coefficient de dilatation au plus égal à 5 x 10-6.

8. Canalisation selon la revendication 6, caractérisée par le fait que le tube interne est constitué en un matériau ayant un coefficient de dilatation au plus égal à 5 X 10-6.