L'utilisation des tuyaux annelés en polyéthylène pour l'assainissement en Côte d'Ivoire. Quelle rentabilité?

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MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE	REPUBLIQUE DE CÔTE D'IVOIRE

Union - Discipline - Travail

MEMOIRE DE FIN DE CYCLE

En vue de l'obtention du :

Diplôme d'Ingénieur des Techniques des Travaux Publics
Option Routes À Transport

THEME :

L'utilisation des tuyaux annelés en
Polyéthylène pour l'assainissement en
Côte d'Ivoire. Quelle rentabilité ?

Présenté par Koffi Assômôly Emerson August Kouassi

Directeur de Mémoire: Dr. Pedro M. MENDES

Docteur À Ingénieur Directeur technique à la SODECAF

Encadreur pédagogique :

M. BAILLY Gabo Cyprien Enseignant - Ingénieur de Conception des Travaux Publics à l'INPHB

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Année académique : 2012 À 2013

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THEME :

L'utilisation des tuyaux annelés en

Polyéthylène pour l'assainissement en

Côte d'Ivoire. Quelle rentabilité ?

Année académique : 2012 À 2013

ENCADREUR PEDAGOGIQUE :

M. Bailly Gabo Cyprien

Enseignant Ingénieur, à l'INP-HB

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SOMMAIRE

DEDICACE . . page 5

REMERCIEMENTS page 6

AVANT PROPOS . page 7

9

NOTE DE SYNTHESE page 8

INTRODUCTION GENERALE page 9

11

CHAPITRE I : SPECIFICATION DE LA PROBLEMATIQUE page 12

CHAPITRE II: LES CONSIDERATIONS D'ORDRE METHODOLOGIQUE

.... page 19

CHAPITRE III : CARACTERISTIQUES DES DEUX SYSTEMES ...... page 25

CHAPITRE IV : ETUDES COMPARATIVES DES DEUX SYSTEMES

page 63

CHAPITRE VI : BILAN, SUGGESTIONS ET PROPOSITIONS page 78

CONCLUSION . page 80

SIGLES ET ABREVIATIONS page 81

TABLEAUX ET FIGURES page 83

GLOSSAIRE page 84

BIBLIOGRAPHIE page 85

ANNEXES page 88

TABLE DES MATIERES ... page 100

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DEDICACE

Le présent mémoire est dédié à :

Mon père, M. KOUASSI Koffi Aristide pour son soutien et ses sages conseils ;

Ma mère, et notre mère Mme. KOUASSI née KOUAME Amoin Cathérine pour son amour et ses prières ;

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REMERCIEMENT

Le présent mémoire, fruit de mes efforts personnels et ma détermination à reussir mon diplôme d'Ingénieur des Travaux Publics, a bénéficié du soutien de nombre de bienfaiteurs et de personnes attentionnées. Du fond du coeur, je leur dis merçi ; notamment :

Nos premiers mots iront à l'endroit du Dr. Pedro Mendes, Directeur Opérationnel de la SODECAF, qui, en véritable garant de rigueur, nous a appris à connaître les vraies réalités du terrain et dont le soutien a grandement facilité notre insertion dans le milieu professionnel : merci de nous avoir donné l'expérience du terrain et de nous aider à faire nos premiers pas dans le monde exigent de l'entreprise.

Nous remercions M. Bailly Gabo Cyprien, notre encadreur pédagogique pour son suivi, sa bienveillance, la pertinence de ses suggestions et de ses questionnements.

Aussi, exprimons-nous notre reconnaissance à l'ensemble du personnel de la Société de Développement Commerciale et de Construction en Afrique (SODECAF) pour notre intégration au sein de cette structure en particulier à M. DJOMAN Michel, M. GUEDJE Pascal, M. OKEDELE Assani, M. OUATTARA Ali, M. SEHI bi Serge...

Particulièrement nous tenons à remercier la Famille N'GORAN Thomas, en particulier Monsieur et Madame N'GORAN Kouakou Thomas, nos tuteurs qui ont été d'un soutien marquant durant la période de notre formation, au sein de l'Institut National Polytechnique Houphouët Boigny de Yamoussoukro.

A Nos frères et soeurs EKRA Valerie, KEDJEBO Chantale, KOFFI Moyet Arisson, KOUASSI Yakimoin Paul le St, DAÏMOKU Noel et KOUASSI Alida, surtout nos oncles Dr. KOFFI Christian et Pasteur Salomon KOUASSI Adolphe pour leur conseils avisés.

Que soient remerciés tous ceux et toutes celles, qui de près ou de loin, m'ont aidé, par leur travail et leur soutien, à rédiger ce mémoire.

Nous tenons à exprimer notre sincère gratitude aux membres du jury qui ont bien voulu accepter de nous honorer ainsi de leur présence.

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AVANT PROPOS

Crée le 04 septembre 1996 par décret ministériel N° 96-678, l'Institut National

Polytechnique Félix Houphouët Boigny (INP-HB) de Yamoussoukro est un établissement

public d'enseignement supérieur et de recherche, né de la restructuration de la fusion de :

> L'Ecole Nationale Supérieure de Travaux Publics (ENSTP) ;

> L'Ecole Nationale Supérieure d'agronomie (ENSA) ;

> L'Institut National Supérieur de l'Enseignement Technique (INSET) et

> L'Institut Agricole de Bouaké (IAB).

L'INP-HB regroupe six (06) grandes écoles que sont :

·
· L'Ecole Supérieure de Commerce et d'Administration des Entreprises (ESCAE) ;

·
· L'Ecole Supérieure des Mines et de Géologie (ESMG) ;

·
· L'Ecole Supérieure d'Agronomie (ESA) ;

·
· L'Ecole Supérieure des Travaux Publics (ESTP) ;

·
· L'Ecole Supérieure d'Industrie (ESI) ;

·
· L'Ecole de Formation Continue et du Perfectionnement des Cadres (EFCPC) au sein

de laquelle nous sommes inscrits

Les missions assignées à l'INP-HB sont :

? La formation initiale et la formation continue : formations diplômantes et formations qualifiantes (recyclage, perfectionnement) des techniciens supérieurs, des ingénieurs des techniques et des ingénieurs de conception dans les domaines de l'industrie, du commerce, de l'administration, du génie civil, des mines et de la géologie ;

? La recherche appliquée dans les domaines cités précédemment ;

? L'assistance et la production au profit des entreprises et administrations

Au terme de trois années de formation à l'INP-HB en Génie Civil option Travaux Publics (2010 - 2013) les élèves Ingénieurs sont invités à produire un mémoire de fin d'études, sur un thème d'actualité, en rapport avec les Travaux Publics et ses différents aspects. Pour faire corps avec cette expérience académique et professionnelle, la Société de Développement et de Construction en Afrique (SODECAF) nous a accueilli en son sein, du 08 Novembre 2012 au 08 Avril 2013 afin d'effectuer un travail sanctionné par le présent mémoire ayant pour sujet : « L'utilisation des tuyaux annelés en Polyéthylène pour l'assainissement en Côte d'Ivoire. Quelle rentabilité ? ».

A travers ce thème, toute attitude prétentieuse proscrite, nous voulons montrer dans un premier temps, notre intérêt pour la modernisation de notre pays par le biais des nouvelles techniques de construction, ensuite orienter les décideurs sur la fiabilté et l'endroit indiqué pour acquérir ce produit afin de l'utiliser efficacement.

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NOTE DE SYNTHESE

Les Travaux Publics ont de tous temps été à la pointe de la technologie moderne, en matière de construction de routes, des ponts et chaussées.

A l'heure où l'environnement et la santé se doivent d'être nos préoccupations majeures, l'assainissement devient une question d'actualité.

En effet les difficultés d'entretien des conduites, jumelées à la détérioration prématurée des infrastructures en béton, dues au vieillissement et à l'étanchéité, imposent de lourdes charges aux gestionnaires de réseaux. Et les impacts liés au développement immobilier en forte croissance de nos jours, mettent sous pression des systèmes déjà insuffisants.

De ce fait, l'état actuel des réseaux implique une indispensable prise de conscience, et un renouvellement des installations. Aussi, si on y ajoute l'effet du changement climatique, il devient alors nécessaire de réévaluer les paramètres de conception et de mise en oeuvre pour les conduites souterraines.

A cet effet, l'inadéquation à drainer les eaux afin d'assainir notre système routier, est un sujet essentiel. Il n'y a plus de place pour la négligence ; Les réseaux d'assainissement et de drainage doivent de plus en plus répondre à des normes de qualité exigeantes en termes de propriétés physiques et mécaniques dans le temps, mais aussi en termes d'adaptabilité à l'environnement en milieu urbain ou rural.

C'est donc avec un développement incessant d'infrastructures, que l'on assiste à une évolution constante des chantiers de routes. Alors, prenant en considération notre réseau actuel qui utilise depuis plusieurs années des buses béton comme canalisations pour assurer l'assainissement de nos routes, il est mis à notre disposition la technique innovante et performante qu'est l'utilisation des tuyaux annelés en polyéthylène haute densité (PEHD). Nous pensons que cette technique est parfaitement bien adaptée et implique tous les systèmes d'assainissement et de drainage...

Le polyéthylène haute densité (PEHD), utilisé depuis plus de 50 ans, a fait ses preuves et continue d'offrir d'innombrables perspectives grâce à l'évolution constante des techniques de fabrication des matières premières, des tubes, raccords et accessoires. Des normes internationales, telle que la norme ISO/TR 9080, permettent, à partir de mesures mécaniques et de température, d'extrapoler la durée de vie jusqu'à 100 ans !

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INTRODUCTION

GENERALE

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INTRODUCTION

La route demeure et demeurera encore pendant longtemps un outil stratégique et un indicateur clé de développement général et de communication d'un pays. C'est à juste titre que de nombreux pays ont réalisé d'importants investissements routiers en vue de développer leur réseau par la construction des routes tant revêtues qu'en terre. Au nombre desquels, la Côte d'Ivoire, avec sa politique de développement, visant à faire sortir de terre des infrastructures routières de pointe, se doit de miser sur l'efficacité et la fiabilité de ses infrastructures. A cet effet une question primordiale se pose à nous : comment réaliser efficacement un système d'assainissement routier moderne, fiable et durable ?

En effet, le principal souci dans la construction des routes, est la gestion des eaux arrivant sur la plateforme et aux alentours des ouvrages construits. Et pour prévenir l'infiltration et l'exfiltration, la priorité est donnée à la sécurité et à l'étanchéité parfaite des réseaux jusque-là faits de buse béton traditionnels.

De ce fait, la durabilité des ouvrages en béton armé dépend de leur comportement face aux conditions climatiques et environnementales qui existent dans les milieux où ils sont construits. Ces ouvrages sont souvent exposés à de nombreuses agressions physico-chimiques auxquelles ils doivent résister afin de remplir de façon satisfaisante, pendant leur période d'utilisation, toutes les fonctions pour lesquelles ils ont été conçus. Lorsqu'ils ne peuvent résister à ces agressions, des désordres, dont le plus fréquent est la corrosion des armatures, apparaissent dans le béton de ces structures. Ces désordres sont généralement dus à des défauts de conception, à une mauvaise mise en oeuvre ou à des causes accidentelles ;ces désordres sont aussi dus au non respect des normes de qualité en matière de fabrication de la part des certaines entreprises (tels que les constructions immobilières, etc...), qui, nous pensons n'assurent pas efficacement un contrôle qualité s'agissant de la fabrication et de la mise en oeuvre des buses béton. Ces comportements, s'ils ne sont pas rectifiés, hypothèquent la durabilité, la résistance et la stabilité des ouvrages et peuvent entraîner leur dégradation, leur ruine.

C'est à juste titre que des études faites à travers le monde, montrent que la corrosion des armatures est responsable de la dégradation de 75% des ouvrages en béton armé et absorbe la plus grande partie des ressources financières destinées aux activités d'entretien et de renouvellement des ouvrages de génie civil; ceci est la preuve que ce phénomène doit être pris très au sérieux. (D'après le mémoire de NDZANA AKONGO Grégoire & TCHOUMI Samuel de l'Université de Douala (Ecole Normale Supérieure de l'Enseignement Technique).

C'est ce fait qui a donc attiré notre attention et nous a amené à penser que la dégradation de nos buses en béton armé n'est pas traitée avec tout le sérieux qui doit lui être dû. Cela peut résulter du fait que beaucoup d'ingénieurs et de techniciens procèdent inefficacement à des investigations sérieuses pour évaluer l'ampleur des dégâts dans la structure avant d'engager des travaux. Soit par négligeance des phénomènes dégradables et de la démarche à suivre pour résoudre ces problèmes, ou encore qu'ils ne se fient uniquement qu'à l'apparition des dégradations visuelles sur l'ouvrage telles que : les tâches de rouille, les infiltrations d'eau, l'éclatement du béton, les fissures...

Les conséquences qui en découlent sont nombreuses, entre autres, la non détection des dégradations cachées qui vont se propager avec le temps, le risque de baser les travaux sur un concept erroné, la mauvaise évaluation du coût des réparations.

Pour remédier à cette situation et oeuvrer pour des ouvrages de plus en plus fiables, nous avons décidé de travailler pour notre mémoire de fin d'étude, sur le thème : « L'utilisation des tuyaux annelés en Polyéthylène pour l'assainissement en Côte d'Ivoire. Quelle rentabilité ? ». Ces conduites annelées en Polyéthylène haute densité (PEHD) sont résistantes et répondent convenablement aux charges et aux conditions multiples auxquelles elles sont soumises.

Les objectifs visés par notre étude sont donc de :

- Constater et évaluer l'ampleur de la dégradation des ouvrages en béton (précisément des buses) ;

- présenter et expliquer les méthodes de substitution des buses béton ;

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- proposer une démarche à suivre pour utiliser efficacement les nouvelles techniques apportées ;

- Evaluer la rentabilité et l'impact d'une nouvelle technique sur la société

- Suggérer l'utilisation expérimentale d'autres matériaux de relais aux buses traditionnelle

En conséquence, les réseaux d'assainissement modernes doivent à la fois satisfaire à des exigences rigoureuses et être durables. Si notre patrimoine doit être renouvelé, il faut que les ouvrages construits tiennent compte d'un certain nombre de paramètres afin de garantir le long terme. De ce faite, le développement des canalisations plastiques propose des alternatives qui nécessitent de prendre en compte les caractéristiques spécifiques et leur mise en oeuvre.

Notre étude s'articulera autour de trois axes majeurs. Nous présenterons en premier volet notre cadre de référence, le projet et l'analyse des méthodes et. En second volet nous parlerons des techniques de mise en oeuvre des tuyaux annelés en polyéthylène et de l'évaluation de son impact et enfin en troisième volet sur la rentabilité de notre solution proposée.

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CHAPITRE I:

SPECIFICATION DE LA

PROBLEMATIQUE

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I- JUSTIFICATION DU SUJET

L'équipement d'un pays en infrastructures de transports, la construction de logements et de locaux ne constituent certes à eux seuls le développement économique et social, mais ils en sont à coup sur une des conditions primordiales. Voilà pourquoi la Côte d'Ivoire depuis les premiers jours de son indépendance, n'a cessée de consentir des investissements considérables dans le secteur des infrastructures, de l'urbanisme et de construction. Sans nul doute, de tels efforts seront encore à soutenir durant de nombreuses années. Pour ce faire l'entretien et l'assainissement de nos constructions doit être une priorité majeure afin de leur garantir de longues durées de vie.

En effet, la réhabilitation des infrastructures est aujourd'hui la préoccupation première des différents paliers de gouvernement. Elle peut sembler être un projet énorme, tant l'ampleur et les coûts de nos ouvrages croissent de jour en jour.

Afin de diminuer les coûts et les inconvénients, de nouvelles techniques innovantes et rentables ont été réalisées dans d'autres pays et il revient à nous d'en prendre conscience.

D'où notre sujet : « L'utilisation des tuyaux annelés en Polyéthylène pour l'assainissement en Côte d'Ivoire. Quelle rentabilité ? ». Tel est l'intitulé de notre travail de recherche.

Le sujet ainsi formulé, pose en filigrane, le rôle des canaux de drainage qui pourraient exister sur l'ensemble du réseau routier et les défis auxquelles sont confrontés les constructeurs d'aujourd'hui. Un sujet sensible et pertinent, qui nous permet d'apporter notre pierre à l'édifice du système de construction et à la nouvelle vision de développement de la Côte d'Ivoire.

1) Raison personnelle et motivation

Le choix de notre thème s'explique, tout d'abord, par le grand intérêt que nous portons personnellement aux questions qui ont trait aux Travaux Publics. En effet, ce domaine que je viens d'embrasser par cette expérience nouvelle qu'est l'usage des tuyaux annelés en polyéthylène, est au centre de nombreuses techniques innovantes et de recherches scientifiques, et se doit d'être toujours un des moteurs de développement dans le monde entier. C'est dans le but d'améliorer nos constructions, qu'un constat répétitif établi sur nos buses béton s'est porté à nous. Et cela nous a amené à nous poser la question de savoir à quoi ressembleraient nos ouvrages dans les années à venir si rien n'est fait.

Une réalité qui nous pousse à nous interroger sur la viabilité réelle et la rentabilité de tous travaux routiers dans le processus de désenclavement de nos régions. Il a été donc mis à notre disposition la nouvelle technique d'utilisation des tuyaux annelés en polyéthylène.

Il importe donc, à notre avis, de s'interroger sur la rentabilité réelle de l'utilisation de ces tuyaux en polyéthylène, pour tous travaux de VRD. Cette interrogation traduit la motivation qui nous amène à traiter de ce sujet.

2) Intérêt scientifique

L'occasion nous est donnée dans ce travail de connaître les éléments participant au réseau de drainage des eaux sur une plateforme et plus précisément le rôle que joue les ouvrages de drainage. Ce travail apparait donc comme une sorte d'obligation morale, qui nous impose de nous interroger sur les enjeux de l'utilisation des tuyaux annelés en polyéthylène ; et de montrer que l'existence d'une route, n'est pas le fruit d'un hasard ; cela obéit à une règle de construction. Cette étude est donc une piste de recherches, si petite soit elle, que nous ouvrons, pour des recherches sur le sujet.

3) Intérêt social

Le choix de notre thème repose sur l'acuité et la persistance avec lesquelles se pose le problème de dégradation accélérée des buses traditionnelles, et la mesure à prendre afin d'appliquer de nouvelles techniques, qui, nous pensons bien adaptées à ce secteur. L'intérêt que nous portons à ce sujet se situe à un triple niveau :

D'abord, en tant qu'étudiant, nous saisissons l'opportunité de cette étude pour enrichir nos

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connaissances sur ces nouvelles techniques innovatrices. Nous nous en servirons comme document support afin de consolider nos aqcuis et d'approfondir davantage nos connaissances.

Ensuite l'utilisation de cette nouvelle technique, si elle est bien exécutée suivant les normes et mode d'exécution, permettra au plan humain, davantage emplois du fait de constructions récurrentes qui seront réalisées ; un renforcement de capacités pour être performant. Au plan social, il sera constaté plus de fluidité dans le trafic rural tant il y aura des ouvrages à construire du faite de la baisse du coût des travaux ; On aura également plus de ponts et de digues construits au profit des paysans qui pourront rapidement et surement acheminer leurs produits agricoles vers les marchés. Au plan politique, les gouvernements construisent de plus en plus de routes, de ponts, de retenues d'eau, barrages, de digues à l'avantage des populations ; donc facteur de paix et de stabilité. En somme on aura un rendement optimisé du fait du gain en temps de réalisation des ouvrages ; de la durabilité et la résistance de l'ouvrage aux intempéries ; de l'économie substantielle ; de la finition de plus en plus achevée ; plus de contrats et d'accroissement des investisseurs.

Enfin, au niveau pratique, nous offrons aux décideurs un diagnostic qui peut servir d'outil indispensable au renforcement de l'efficacité de toute politique de l'emploi des jeunes diplômés.

II- IDENTIFICATION ET FORMULATION DU PROBLEME

En Côte d'Ivoire, précisément en zones urbaines, les ouvrages de drainage routier ne répondent plus efficacement aux attentes des concepteurs, voir même de la population, compte tenu de leurs coûts élevés et du mode d'exécution assez complexe.

En effet l'utilisation de buses traditionnelles de nos jours se révèle peut fiable, dans la mesure où lorsque situées sur un tronçon routier ou autoroutier, elles résistent mal aux intempéries. Et son coût élevé amène l'Etat à construire de moins en moins des ouvrages routiers. A ce titre, de plus en plus de routes sont dégradées, le nombre croissant de routes impraticables et inexistantes, en campagne comme en ville est constaté.

De même que, le matériau utilisé jusque là, a des insuffisances. Alors comment trouver une pièce complémentaire à expérimenter c'est-à-dire une nouvelle technique qui viendrait en appoint à nos matériaux traditionnels utilisés ?

C'est à juste titre que nos chercheurs, nos Architechtes, nos Ingénieurs sont à pied d'oeuvre pour initier des programmes et trouver des stratégies adaptées. Optimiser les techniques pour un assainissement optimal et la sauvegarde de nos tronçons routiers et autoroutiers est l'objectif de nombreux chercheurs.

A partir de notre sujet : L'utilisation des tuyaux annelés en Polyéthylène pour l'assainissement en Côte d'Ivoire. Quelle rentabilité ?, nous voulons attirer une fois de plus l'attention des décideurs sur ces techniques revolutionnaires ; mais surtout montrer qu'il y a un matériaux qui se comporte mieux que nos buses traditionnels ; ceci afin de proposer en la matière, des voies et moyens, pour renforcer et dynamiser le réseau d'assainissement ivoirien.

III- GENERALITES SUR L'ASSAINISSEMENT ROUTIER

1) Définition

L'Assainissement est un terme général concernant plus particulièrement l'évacuation des eaux superficielles. Il englobe diverses techniques qui assurent l'élimination des eaux excédentaires du sol. C'est une démarche visant à améliorer la situation sanitaire globale de l'environnement dans ses différentes composantes. Il comprend la collecte, le traitement et l'évacuation des déchets liquides, des déchets solides et des excréments.

La conception de l'assainissement vise différents objectifs : préserver la santé des citoyens, protéger les ressources en eau, ses usages et les milieux aquatiques associés, prévenir le risque d'inondation en ville. Des performances hydrauliques, environnementales et structurelles sont ainsi exigées des réseaux d'assainissement, auxquelles s'ajoutent des exigences spécifiques liées aux conditions d'entretien.

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Pour améliorer la fiabilité des réseaux d'assainissement, neufs ou réhabilités, et permettre ainsi aux collectivités de répondre à leurs obligations d'assainissement, plusieurs référentiels techniques ont été publiés récemment.

Ces référentiels sont à destination de l'ensemble des acteurs : maîtres d'ouvrages, b maîtres d'oeuvre, entreprises, organismes de contrôle. Si la pose de réseaux d'assainissement est encadrée par la nouvelle version du fascicule 70 du CCTG - titre I, le dispositif normatif relatif aux travaux de réhabilitation est en plein développement, complété par des recommandations techniques pour les marchés de travaux et pour les contrôles de réception.

2) Réseau routier ivoirien actuel

Ces informations ci-dessous sont extraites de l'Agenda 2012 de l'Agence de Gestion des Route (AGEROUTE) en Côte d'Ivoire.

Concernant les planifications élaborées, diverses caractéristiques ont été relevées et se présentent comme suit :

? Caractéristiques de ce réseau routier

Du fait d'une estimation très récente, la longueur totale du réseau routier s'élève à 82 000 Km

? Routes bitumés

Jusqu'à ce jour, il a été réalisé en Côte d'Ivoire 6 500 Km de route bitumée comprenant :

- Autoroute : 140 Km

- Classe A (routes internationales et régionales) : 4 500 Km

- Classe B (routes départementales) : 1 740 Km

- Classe C (routes et s/préfectures et de villages: 120 Km

? Routes non revêtues

En attendant l'application de la nouvelle classification routière, 75 500 Km de route en terres

comprenant :

- Classe A : 2 500 Km

- Classe B : 6 500 Km

- Classe C (routes et s/préfectures et de villages: 35 400 Km

- Classe B (routes rurales): 31 100 Km

? Ouvrages

Concernant les ouvrages, 4100 unités ont été construites, comprenant :

- 1500 ouvrages définitifs (entièrement en béton)

- 600 ouvrages semi définitifs (appuis en béton et surface en bois ou platelage)

- 2000 ouvrages provisoires (en bille de bois)

Au vue de cela, une densité du réseau routier par région a été établie.

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Figure 1 : Densité du réseau routier (km pour 100km2)/région

? Le patrimoine routier

La crise financière qu'a connue la Cote d'Ivoire au cours de la décennie 1980-1990 à 2012 a fortement pénalisée le secteur des infrastructures routières et particulièrement le volet entretien routier qui a vu ses dotations budgétaires se réduire considérablement d'année en année, au point de ne pas permette d'assurer l'entretien minimum nécessaire au maintien en bon état de l'important patrimoine routier dont dispose la Cote d'Ivoire 82 000 Km de routes dont 75 000 en terre et 6 500 Km bitumés)

Figure 2: Densité du réseau bitume (km pour 100km2)/région

3) Description des techniques de drainage routier

a. Le fascicule 70 du Cahier des Clauses Techniques Générales (CCTG)

Le fascicule n° 70 du CCTG - Ouvrages d'assainissement a fait l'objet de plusieurs révisions depuis sa première publication dans les années 1970. La nouvelle version, parue en 2004, intègre les évolutions techniques, les normes européennes en vigueur pour le cycle de l'eau et les exigences d'assurance-qualité.

Le fascicule n°70 est désormais divisé en deux titres : titre I Réseaux (eaux usées, unitaires, pluviales) et titre II Ouvrages de recueil, stockage et restitution des eaux pluviales. Il vise ainsi l'application d'une doctrine technique commune pour l'ensemble des ouvrages d'assainissement. Si pour les collectivités, la référence aux normes homologuées dans les marchés de travaux est obligatoire, le fascicule n° 70 du CCTG ne s'applique qu'à leurs marchés y faisant explicitement référence. Il constitue alors une pièce contractuelle entre le maître d'ouvrage et les entreprises adjudicataires.

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b. Généralités sur le drainage routier

Une voie a besoin de canaliser les eaux qui y sont, c'est donc en cela que le drainage a pour fonction de recevoir ou de drainer les eaux de pluie qui s'écoulent sur la plate-forme, les eaux de ruissellement des talus et des bassins versants et les eaux internes éventuellement.

Il existe plusieurs éléments de drainage qui sont regroupés en deux (02) grandes parties que sont : les drainages à ciel ouvert et les drainages enterrés.

- Les drainages à ciel ouvert

Les drainages à ciel ouvert sont des fossés revêtus ou non de béton, des cunettes ou des caniveaux. - Les drainages enterrés

Les drainages enterrés sont des éléments préfabriqués, collecteurs drainants et buses : ils comportent une partie drainante pour capter les eaux et une partie qui permet l'écoulement des eaux recueillies vers un exutoire.

Mais pour notre étude nous parlerons plus de l'assainissement, avec cette nouvelle technique en vigueur qui nous est offerte : l'utilisation des tuyaux annelés en polyéthylène.

IV. QUESTIONS DE RECHERCHE

Ces questions se résument en plusieurs préoccupations :

- Existent-il d'autres méthodes de drainage routier adaptables au sol ivoirien qui puisse être

rentable à la Côte d'Ivoire ?

- Les matériaux utilisés pour la fabrication des buses traditionnelles, sont-ils dosés selon les

normes techniques ?

- La mise en oeuvre des buses en béton suit-elle les normes de pose de l'assainissement routier?

- Ne devons nous pas optimiser davantage la formation des techniciens et Ingénieurs ?

- Revient-il d'augmenter le budget alloué à ces travaux, afin qu'ils soient exécutés convenablement ?

- Faut-il améliorer les études techniques, afin qu'elles répondent efficacemment aux normes en demandées?

- La côte d'Ivoire peut-elle expérimenter d'autres techniques de construction pour la réalisation du réseau d'assainissement ?

- L'utilisation de tuyaux annelés en polyéthylène en Côte d'Ivoire, contribuera-telle à des projets routiers réussis ?

V. LES OBJECTIFS DE L'ETUDE

1) Objectif général

Cette recherche vise à mettre en relief les innovations et les nouvelles méthodes de construction, dans le processus de conception et d'assainissement de nos constructions. Autrement dit, elle vise l'expérimentation d'autres techniques révolutionnaires (nouveaux matériaux de construction), pour pallier aux insuffisances constatées dans l'utilisation des buses traditionnelles.

2) Objectifs spécifiques Il s'agit de façon spécifique pour nous de :

- Dénoncer certaines pratiques anormales constatées, concernant les normes de fabrication et de pose de canalisations.

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- Expliquer les mécanismes de dégradation des ouvrages en béton (précisément des buses) ;

- présenter les techniques d'investigation pour la détection de la dégradation des buses et l'évaluation de son ampleur ;

- présenter et expliquer les méthodes potentielles de substitution des buses béton ;

- proposer une démarche à suivre pour utiliser efficacement les nouvelles techniques

- Mettre l'accent sur la durée de vie des buses traditionnelles jusque-là utilisées (aussi sur la rentabilité, rapport coût/rentabilité des buses)

- Evaluer l'impact d'une nouvelle technique sur la société (faciliter l'acheminement rapide et efficace des produits agricoles et autres matières premières, tant t-il y aura une fluidité de trafic du fait des ponts, digues et routes construits en abondance.)

- Suggérer l'utilisation expérimentale d'autres matériaux de relai aux buses traditionnelles, tels que les tuyaux annelés en polyéthylène.

VI- HYPOTHESES DE RECHERCHE

Nous avons élaborés les hypothèses qui permettront d'encadrer nos objectifs tels qu'ils viennent d'être définis :

- Si l'utilisation des tuyaux annelés en polyéthylène se voit être un facteur important du système d'assainissement routier, notre pays ne fera qu'avancer dans sa politique de développement tant il y aura des ouvrages à construire...

- Au sortir de l'évaluation sur l'impact d'une nouvelle technique sur la société, l'affirmation que cette technique soit acceptable optimisera le rendement attendu par tous, partant de la population (qui en ait grand bénéficiaire) au maître d'oeuvre.

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CHAPITRE II:

LES CONSIDERATIONS

D'ORDRE METHODOLOGIQUE

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I- PRESENTATION DE LA STRUCTURE D'ACCUEIL

1) HISTORIQUE

Créée en 1995 au capital social de 1.000.000 francs CFA et enregistrée au Tribunal d'Abidjan avec le registre de commerce N° 190 270, CC n° 9511952 V, la Société de Développement Commercial en Afrique (SODECAF) est une Société à responsabilité limitée (SARL), qui est aujourd'hui l'une des plus grandes entreprises de construction de la place avec des matériaux de qualité importés.

Situé précisément aux jardins de la riviera 2, Sicogi villa n° 11, Riviera 2 - Abidjan. Boîte

Postale : 06 BP 1462 Abidjan 06.
www.sodecaf.com, Email : info@ sodecaf.com. Elle est aussi dotée d'un site à Abatta (route de Bingerville), pour l'entreposage de ses matériaux importés. Au vu de la qualité de ses prestations, s'est vue confirmer la qualité et la netteté de ses travaux par ses clients institutionnels.

Cette qualité de prestation est basée en partie sur une organisation sérieuse, rigoureuse et de qualité.

a. Domaines d'activités et organisation structurelle

Domaines d'activités

La SODECAF est une entreprise privée à caractère commercial, spécialisée dans l'importation et la vente d'équipements et de matériaux de construction, et construction de tous corps d'état, modifications et mise en état.

Organisation structurelle

La SODECAF est structurée comme suit : le Gérant, la Direction des opérations, le service technique, le service comptabilité, le service achat et transit et le service commercial, le service administratif et financier.

- le service achat, transit et vente pour l'approvisionnement en stocks de l'entreprise, pour la gestion des stocks de marchandises, de la gestion du comptoir de vente, de la livraison, de la facturation et de l'entretien des infrastructures ;

- le service commercial, assure la vente des produits SODECAF.

Leur tâche se résume en la recherche et la fidélisation des clients en vue de l'augmentation du chiffre d'affaire et du portefeuille de l'entreprise ;

- le service administratif et financier il s'occupe des finances, de la gestion du personnel, de la maintenance et l'entretien des fournitures de bureau ;

- le service technique : ce département intervient au niveau du suivi et de l'exécution des travaux de construction ;

Ce service procède à une prospection du marché en vue d'entretenir des relations avec les clients. L'organigramme de la structure est présenté en annexe.

Equipements de construction

Une disponibilité de matériel qui assure la bonne mise en oeuvre de toute procédure. SODECAF

dispose à ce jour de :

- 5 bétonnières, 6 vibreurs, règle vibrante ;

- 2 machines à eau pour couper les carreaux;

- compacteur, compresseur, groupe électrogène ;

- 3 palans, 2 godets à béton,1 porte palettes ;

- échafaudages métalliques, 5 containeurs pour stockage des matériaux ;

- perceuses, marteaux piqueurs, meules; - niveau laser, scanner d'armatures, etc.

V' Matériel roulant

- Camionnette, deux pickups, deux voitures, deux motos. - Manitou 1030 S et citerne.

B. Quelques réalisations effectuées

V' Construction de PEFACI à yamoussoukro

V' Construction du Centre Culturel Nimba À Attoban, Cocody

Description : construction d'un immeuble de surface construite totale 1225 m², composé d'un rez de jardin en contre bas de surface couverte 350 m², un rez-de-chaussée de surface couverte 445 m² et un étage de surface couverte 426 m.

V' Travaux de réhabilitation à l'Ecole Cours Lamartine - Marcory

Description :

- construction d'un gymnase couvert de 642 m², et d'un immeuble en R+1 avec les vestiaires, bureaux et magasin de sport. Cet annexe aura 142 m² de surface construite.

- Réhabilitation d'une bibliothèque et de la salle de documentations. La surface construite est de 252 m².

- Réhabilitation d'un terrain de basket et d'un terrain de tennis.

V' Construction du Centre Médico Social de Toumbokro

Description : construction d'un complexe d'immeubles de surface construite totale 1012 m², et d'une clôture de 990 m de long.

c. Principaux fournisseurs à l'étranger pour la SODECAF:

La SODECAF importe et vend ces différents produits, et ces fournisseurs sont les suivants :

- Impex Trade Emporda À grossiste de matériaux de construction (Espagne) ;

- ATZ À serrurerie inox et accessoires de salle de bain (Portugal) ;

- Pavigrés À carreaux grés cérâme et grés émaillé (Portugal) ;

- GPF - système de plomberie PEX (Espagne) ;

- Recsa - granite (Espagne) ;

- Fermar (Espagne).

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d. Quelques uns de nos clients institutionnels :

Ambassade des USA SCP Marchand République

Ambassade d'Iran Université des Lagunes

Ambassade du Maroc G4S

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Cours Lamartine Ecole Makoré

Ecole Etimoé AIFUP Centre Médical Walé ADESC AIFUP Carrefour Jeunes

Ecole Professionnelle Yarani DEFISPA SCI Les Familles Pharmacie Côme et Damien PEFACI SAFEETI EDE CIDD

Il faut donc retenir qu'avec la SODECAF, la qualité est, à nos yeux, un processus continu qui touche autant les produits, et les services que nous fournissons, en entretenant des relations stables et durables avec nos fournisseurs et nos clients. Toujours soucieux de la qualité, nous analysons le moment présent et nous anticipons les tendances à venir, pour ainsi être à même de satisfaire les besoins établis et implicites, présents et futurs.

2) APPROCHE DEFINITIONNELLE

La réalisation d'un chantier de route passe obligatoirement par la maîtrise de l'eau contenue dans les sols mais également de l'eau de la nappe phréatique, des cours d'eau permanents ou temporaires et des eaux pluviales. La maîtrise de l'eau comporte 3 volets :

- La collecte et l'évacuation des eaux superficielles dans l'emprise du projet, ce sont principalement les eaux de pluie ;

- La collecte et l'évacuation des eaux internes, c'est-à-dire le drainage ;

- Le rétablissement des écoulements naturels, rus, ruisseaux ou rivières.

Concernant les ouvrages hydrauliques de traversée : ils permettent le transit de part et d'autre de la plate-forme, des eaux des bassins versants. Il peut s'agir de véritables ouvrages d'art selon leur capacité tels que les dalots (double, triple...), ou de petits ouvrages constitués d'un conduit circulaire ou rectangulaire comme les buses.... Ils sont posés sur une fondation adaptée, et protégés par un remblai technique. Ils comportent un aménagement en amont pour entonner l'eau et en aval pour la restituer au milieu nature.

Avant d'aborder cette étude, il convient de fournir quelques définitions des termes clés de notre sujet. Cette étape de notre étude mettra l'accent sur le sens des termes pivots qui figurent dans le libellé de notre sujet. Rares sont les concepts qui, dans une langue, ont, et conservent un sens unique. Le chercheur prudent indique la définition adoptée, pour les concepts qu'il utilise. Ce procédé méthodologique nous permet de définir un concept d'après les observations empiriques qu'on peut en faire par rapport au sujet de la recherche. C'est donc un moyen de connaissances qui permet de « définir les choses dont on traite afin que l'on sache de quoi il est question ».

A. Champ géographique

La zone d'expérimentation s'est faite dans plusieurs villes du monde, et particulièrement en Côte d'Ivoire cette technique vient d'être expérimentée et réalisée à Abidjan - riviera 2 dans le cadre de l'assainissement d'un bâtiment R+2; cette technique est aussi en cours de réalisation sur un autre grand chantier à Bingerville.

B. Champ social

Pour renseigner et enrichir nos recherches sur le sujet : « L'utilisation des tuyaux annelés en Polyéthylène pour l'assainissement en Côte d'Ivoire. Quelle rentabilité ? », nous avons eu recours à des populations cibles, partant de l'ingénieur au manoeuvre en passant par les habitants

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des zones ouvragées, ces derniers ressentent au quotidien les corolaires des installations d'ouvrages actuelles. Des ouvriers de chantiers on aussi été entendus, ceux-ci étant en relation constante avec les différents matériaux d'assainissement, connaissent mieux que quiconque les difficultés rencontrés lors de la mise en oeuvre sur terrain.

Il a aussi été question de prendre l'avis des techniciens, des ingénieurs, des directeurs techniques sur l'utilisation actuelle des buses traditionnelles et envisager une amélioration considérables des techniques.

Nous avons eu également recours à des sources autres que des sources humaines ; ce sont des sources telles que des catalogues routiers de fabricant; des fascicules ; de même qu'à des documents relatifs à des études scientifiques qui relatent les nouvelles techniques utilisées et leurs modes d'exécution.

C. Méthode d'analyse : la méthode comparative

La méthode que nous avons utilisée pour cette étude est la méthode comparative, dans la mesure où elle opère des rapprochements entre les méthodes actuelles et la technique nouvelle sur les tuyaux en polyéthylène, afin de dégager des caractères communs, des similitudes des principes généraux ou des complémentarités.

II- RECHERCHE DOCUMENTAIRE

1) LES TECHNIQUES DE RECHERCHE

Comme techniques de recueil d'informations, nous avons eu recours à des entretiens (centrés), à des analyses quantitatives et qualitatives de contenu ; par exemple... nous avons également eu recours à l'observation, avec des données chiffrées et non chiffrées ; ainsi qu'à des entretiens semi directionnels, par le biais de causeries orientés et d'entretiens centrés ; autrement appelés, `Interview'...

Notre étude ici réalisée se vaut une étude qualitative.

A. L'observation directe (sur le terrain)

Cette observation s'est faite en se rendant dans les zones où des ouvrages (buses béton) étaient construits afin de constater l'insuffisance des buses à répondre aux attentes des concepteurs et les difficultés liés à son exécution. C'est dans cette mesure que nous participons à l'exécution d'une nouvelle méthode d'assainissement qu'est l'utilisation des tuyaux annelé en PE sur nos chantiers expérimentaux.

B. L'entretien

Les différents entretiens se sont réalisés sur les lieux de travail des intervenants, dans le but d'être plus proche des matériaux à enquêter. Ce fut des entretiens orientés et centrés qui nous ont emmenés à déceler certaine méthode et composition de ces matériaux de construction.

2) RECENSION DES ECRITS PERTINENTS

Le temps qui nous a été assigné pour cette étude, nous a permis de consulter les écrits et études antérieurs déjà menées par d'éminents chercheurs. Entre autres l'étude de TPPFA (The European Plastics Pipe and Fitting Association) de 1997 a démontré que, après une période d'environ 1.5 à 2 ans, l'interaction tube-sol est équilibrée et la déviation des tubes n'augmente plus, selon la norme UNE-EN-ISO 9967.

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3) TRAITEMENT ET ANALYSE DES DONNEES

Après avoir collecté les données sur le terrain, nous tenterons d'en déduire les informations capitales, puis l'analyse se fera sous forme comparative. La comparaisons des anciennes procédures à celle des nouvelles techniques se fera sous forme de tableaux comparatifs détaillés, cela pour aboutir à une interprétation réaliste. Nos données seront traités à l'aide d'un ordinateur.

4) DIFFICULTES RENCONTREES

Arrivé à cerner ce sujet nécessite un investissement technique, tant humain que financier, du fait de la nouvelle technique à apporter à une zone profane en la matière qu'est la Côte d'Ivoire.

Pour obtenir ces résultats, nous avons due nous prêter à des interrogations diverses qui avaient tendance tant à nous décourager sur la non-fiabilité du matériau étudié, qu'a nous encourager sur l'efficacité de cette technique nouvelle qui pourrait participer à cet effort de développement qu'entame notre pays. Comme le dit l'adage : « la route précède le développement », c'est donc a ce niveau que nous avons mis du coeur à l'ouvrage pour nous inscrire dans ce but. Nos efforts d'élaboration de cette étude, nous permettrons d'ouvrir notre esprit à d'autres techniques innovantes.

Il nous est aussi arrivé de nous déplacer sur de longues distances, nécessitant un voyage à l'intérieur du pays comme dans la métropole d'Abidjan, afin de rencontrer les producteurs de matériaux de construction, cela pour accéder aux informations sur les matériaux traditionnels utilisés en ce moment et voir une certaine perspective d'amélioration et d'allègement du coût d'réalisation des travaux.

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CHAPITRE III:

CARACTERISTIQUES DES DEUX

SYSTEMES

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I- PRESENTATION DU CADRE D'ETUDE

Ce travail de recherche est réalisé dans le cadre d'un mémoire de fin d'études à l'Institut National Polytechnique Houphouët Boigny. Le thème choisi est « l'utilisation des tuyaux annelés en polyéthylène pour l'assainissement en Côte d'Ivoire, quelle rentabilité ? ».

Les objectifs poursuivis ont été atteints. Ce document esquisse également des pistes de solutions pour plus d'efficacité dans la construction tant des routes que des bâtiments.

Du point de vue de la réalisation, ce fut harassant, mais combien passionnant de se retrouver dans une situation concrète de ce corps de métier. Les difficultés rencontrées nous ont permis de confronter les notions acquises au cours de notre formation, mais aussi d'évaluer notre polyvalence. La plus grande difficulté fut de réunir les éléments comparatifs pour engager notre étude. Nous avons dû recourir aux archives, à des personnes ressources, à des techniques opérées dans le domaine.

II- TUYAUX ANNELES EN POLYETHYLENE HAUTE DENSITE (PEHD)

1. PRESENTATION DU TUYAU

a) Définition

Le PE alias polyéthylène, est le plastique le plus utilisé dans le monde. Souvent sous forme d'emballage plastique. Mais depuis plusieurs années le PE s'est révélé comme un matériau servant pour l'assainissement dans nos constructions. Il existe différents types de polyéthylènes (PE), chaque PE étant caractérisé par sa contrainte minimale requise (MRS) :

La gamme de tuyaux et accessoires en polyéthylène de haute densité (PE-HD) représente le système le plus innovateur pour les conduites souterraines d'assainissement sans pression (eaux résiduelles & eaux pluviales). Grâce à son design innovateur et aux excellentes propriétés de la matière utilisée (PE-HD), ces tuyaux combinent flexibilité, résistance et légèreté et constituent l'alternative la plus compétitive, dans leurs champs d'application, par rapport aux systèmes traditionnels

Il existe différents types de tubes en polyéthylène que sont les tuyaux à parois extérieur lisse et ceux à parois extérieurs annelés.

Ces canalisations peuvent se présenter sous un aspect extérieur lisse ou annelé, l'intérieur étant toujours lisse. Les canalisations en matière plastique sont souples et cette flexibilité leur permet une mise en oeuvre agréable aisée, et une adaptation au sol support. Elles s'ovalisent sous l'effet des contraintes lors de leur remblaiement et de l'exploitation de la route. Cette ovalisation nécessite de vérifier le module de rigidité en fonction des contraintes du projet.

Les tuyaux sont fabriqués en Polyéthylène Haute Densité (PE-HD), grâce à un procédé de coextrusion en ligne complètement automatisé. Les tuyaux sont formés de DEUX PAROIS parfaitement soudées :

- Une paroi extérieure annelée de couleur noire ou brique qui lui confère une haute stabilité à la lumière solaire.

- Une paroi intérieure lisse de couleur blanche qui facilite l'inspection du réseau avec système de vidéo caméra (technique de plus en plus répandue).

La paroi extérieure présente une annelure de section tronc conique qui confère aux tuyaux une grande résistance aux efforts d'écrasements produits par la charge du remblai et les charges roulantes. Ces tuyaux de Haute Densité sont fabriqués conformément à la Norme Européenne UNE-EN 13476, remplissant les exigences d'AENOR, selon le RP 01.45.

Les diamètres extérieurs allant de 160, 200, 250, 315, 400 et 500 mm, ils sont proposés avec un manchon double avec joint dans les extrémités du tuyau; cette opération est réalisée de façon automatique dans la ligne de production. Les tuyaux de diamètre extérieur 630, 800 et 1.000 mm sont proposés avec manchon extrudé.

Les raisons pour lesquelles nous choisissons les tubes annelés au lieu de tubes lisses sont les suivantes : Les tuyaux se raccordent selon le principe des emboîtures à joints : sur la partie mâle, le profil annelé extérieur du tuyau est utilisé comme siège du joint, et la partie femelle est constituée d'une tulipe soudée au tube.

b) Historique du tuyau en PEHD

L'histoire du tuyau annelé en PE-HD est relativement récente par rapport à d'autres types de tuyau en matériaux conventionnel. C'est un produit moderne, approprié pour nos conditions d'installation et d'environnement.

Le polyéthylène - haute densité est obtenu par des procédés de polymérisation de l'éthylène à basse pression, seul ou avec des Co-monomères. Les premières unités de production datent du milieu des années cinquante. La première fut construite en 1955 par la société Phillips au Texas. Ce fut ensuite Hoechst qui démarra la première unité selon le procédé Ziegler en 1956. Dans les années soixante, des améliorations furent apportées au procédé Ziegler par l'utilisation de catalyseurs superactifs permettant de supprimer la coûteuse opération d'élimination des résidus catalytiques. Aujourd'hui, de nombreux licenciés utilisent cette technologie.

Processus d'obtention du polyéthylène

c) Etapes de fabrication

? Prescriptions sur la matière de base (PE-HD)

Tableau 1 : prescription sur la matière de base (PEHD)

Caractéristiques	Méthodes	Paramètres d'essai	Unités de mesure	Valeurs mesurées
Densité De Référence	En Iso 1183	23 °C	Kg/M3	> 930
Indice De Fluidité.	En Iso 1183	190 °C 5 Kg.	Gr/10min	< 1,6
Résistance À La Pression
Interne 165h (ó 4 mPa)	En Iso 1167	80 °C	Bar	Pas De Défaillance
Résistance À La Pression
Interne 1.000h (ó 2,8 mPa)	En Iso 1167	80 °C	Bar	Pas De Défaillance

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*réf :(Selon le fabricant soleno ; chapitre 3; fabrication et essais ; édition 8 (04-07))

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Phase I

L'industrie des tuyaux annelés en PE-HD vit à un rythme accéléré dans le développement technologique de la fabrication et du contrôle en cours de fabrication. Le procédé de fabrication est de type extrusion en continu. La séquence de fabrication comporte cinq phases critiques à la réussite de la mission de l'entreprise. La mission est décrite ici-bas et les cinq phases de base de tous les processus de fabrication de tuyaux annelés en PE-HD sont illustrées. La figure présente de façon schématique toute ces étapes.

Figure 3: Processus de fabrication

? Préparation de la matière première (MP)

C'est une phase critique du processus de fabrication car elle demande l'intervention de plusieurs niveaux d'intervenants. Elle débute par le bon de commande d'achat de la matière première, ensuite il y a la préparation du mélange et se termine par l'envoi du mélange à la trémie de l'extrudeuse pour être transformée. Cette phase comprend des étapes de gestion et de contrôle. Elle est directement liée au plan de production, soit la cédule de production.

? Approbation de MP pour commande d'achat

Les matières premières (MP) utilisées dans la fabrication sont approuvées par un personnel du groupe d'opération nommé Production / Assurance Qualité /Achat, selon les critères suivants : les fiches techniques de la MP (classification par propriétés pour le PE-HD), les critères exigés par les normes de produits, la fiabilité de la source d'approvisionnement et par des essais de fabrication et de Contrôle Qualité sur la MP et, s'il s'agit d'une résine PE-HD, une fois transformée en produit fini. Si la MP répond aux exigences, elle pourra être incorporée dans notre procédé et être commandée.

? Réception / Entreposage

Les MP sont contrôlées à la réception, par le contrôleur qualité, par la prise d'un échantillon et la vérification des paramètres du certificat d'analyse, du bon de livraison et du bon de commande. Avec l'échantillon, le contrôleur qualité effectue des essais normalisés pour déterminer la conformité du lot et enregistre les résultats sur un rapport : Si le lot n'est pas conforme, le voyage est retourné et un rapport de non-conformité est ouvert. Si le lot est conforme, le lot est entreposé et enregistré.

Phase II

? Extrusion

La phase extrusion, est pour les thermoplastiques, une étape de fusion du polymère à l'aide de chaleur. La chaleur est créée à l'aide d'éléments chauffants (bandes chauffantes) en conjonction

avec la rotation de la vis. Il est utilisé des vis spécialement conçues pour un minimum de cisaillement moléculaire et un maximum de mélange pour ainsi réduire au impersonnel maximum la possibilité de dégradation de la résine. Cet ensemble permet d'atteindre la fluidité requise du mélange au passage dans la matrice et la création de pression permettant au PE-HD une sortie constante à la tuyère.

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? Mélange

Selon le type de tuyaux annelés en PE-HD et la norme de produits, les mélanges peuvent être différents. Par contre, la même qualité de résine PE-HD peut être retrouvée. Lors du mélange, il est rajouté l'inhibiteur UV de noir de carbone, soit un minimum de 2 % et un maximum de 5 %. Le contrôle qualité (CQ) effectue des essais sur le mélange pour vérifier s'il est conforme aux caractéristiques du mélange du produit à fabriquer et si l'inhibiteur UV est au bon pourcentage. Dans la phase I, un minimum de quatre contrôles effectué, de six tests de Contrôle Qualité et de quatre enregistrements. Toutes ces vérifications sont nécessaires pour vous garantir la meilleure Qualité en matière de résines PE-HD, vierge ou recyclé post consommateur.

Phase III

? Mise en profil

Cette phase est importante car c'est la première étape de la fabrication d'un tuyau. Ainsi, suite à l'extrusion, le PE-HD passe dans la filière pour être formé en un tube à la sortie de la tuyère. Le tube est reformé à chaud en un profil annelé à l'extérieur par procédé de vacuum (il pourrait être par soufflage). L'étape de moulage se fait à l'aide d'une profileuse à mouvement rotatif de moules. Le procédé se fait en continu. Il peut comporter une seconde paroi lisse à l'intérieur (double paroi). Une nouvelle technologie permet de rajouter une troisième paroi extérieure lisse, le produit se nomme un tuyau triple paroi. Cette dernière technologie est à l'étude. Selon le type de tuyau à mouler, l'ajusteur va préparer et

installer l'outillage sur la ligne de fabrication en plus de vérifier le fonctionnement de toutes les composantes. L'outillage comprend la filière, les moules et la quincaillerie environnante. Il utilise

des outillages pour du tuyau de 38mm à 1200mm de diamètre intérieur sur différents types de profileuses. L'ajusteur fera les ajustements de départ (épaisseurs, répartition) et assistera l'opérateur pour optimiser les ajustements en production (poids, vitesse et températures). Le contrôleur qualité effectuera des contrôles sur le produit fini pour s'assurer qu'il répond aux critères de qualités et de performances.

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Le contrôle de la fusion de la résine de PE-HD se fait par un ajustement précis de la courbe de températures des différentes zones de travail pour un type de résine et ainsi optimiser la pression à la tuyère. Cette tâche est effectuée par un personnel de production (Ajusteur et opérateurs) conformément aux procédures du Manuel d'Assurance Qualité et du Recueil d'Instructions de Travail.

Pour permettre une bonne mise en profil du tuyau, les moules doivent être refroidis. La plupart des outillages utilisent un refroidissement par air. Cette technologie fait appelle à la poussée d'un grand volume d'air à grande vélocité sur les surfaces des moules à l'aide d'une turbine de soufflerie. Une seconde technologie fait appel à l'eau pour le refroidissement des moules. Les deux types de refroidissement ont pour mission d'obtenir la dispersion rapide de la chaleur Les filières ont une tuyère pour la formation d'un tube qui sera moulé à la forme annelée du moule par l'assistant de lignes de vacuum usinées dans les moules convoyés par la profileuse ou dans certains cas par soufflage d'air passant directement à l'intérieur de la filière.

Tableau 2 : Caractéristiques physiques

CARACTERISTIQUES PHYSIQUES
	Prescriptions	Paramètres d'essai		Méthodes d'essai
Résistance à la chaleur ou test d'étuve	Les tubes ne doivent pas présenter de fissures, de déaminations ou de défauts apparents	température	110 + 2°C	UNE EN 12091
		temps d'immersion
		e = 8 mm	30 min
		e > 8 mm	60 min

Phase V

? Finitions et emballages

Dans la phase finale du processus de fabrication, le tuyau annelé en PE-HD va être échantillonné par l'opérateur et le service de Contrôle Qualité pour effectuer un ensemble de tests internes pour déterminer la conformité en cours de production et l'optimisation des ajustements. La finition apportée au produit va différer selon que le tuyau soit de type. Les productions peuvent être finies en longueurs et être emballées selon les standards ou selon la spécification du client, sur commande spéciale.

Figure 6 : Finitions et emballages de longueurs

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Phase IV

? Calibrage

Dans toute production de tuyaux plastiques, il y a une étape de refroidissement pour permettre de répondre aux exigences dimensionnelles. Cette étape est le calibrage et elle diffère en longueur selon l'épaisseur à refroidir et la vitesse de la ligne. Le refroidissement est effectué à l'aide de buses à jet d'eau, réparties autour de la circonférence et tout au long du calibreur. La température de l'eau est contrôlée par une unité de refroidissement et une composante de traitement.

Figure 7 : Calibrage

? Contrôles et Essais

Tout au long du cycle de production, soit de la phase II à V, la production sera contrôlée par le personnel de production et le Contrôleur Qualité. Pour que les tuyaux puissent être correctement identifiés, et conformément aux spécifications du UNE-EN 13476, ils portent une marque indélébile en longueur, tous les 2 mètres.

La production journalière est définie comme un lot. Le lot est identifié par un numéro ou par la date de sa fabrication. Le lot est inscrit sur le tuyau ou sur une étiquette conformément à la norme applicable. Il effectue une série de contrôles et d'essais pour déterminer la conformité. Pour l'acceptation du lot de production, le service de Contrôle Qualité échantillonnera la production conformément au protocole de tests établi par les normes de produits. Les caractéristiques suivantes sont évaluées :

2) CARACTERISTIQUES TECHNIQUES (selon le fascicule 70)

Le système d'assainissement se caractérise principalement par les propriétés suivantes:

a) Caractéristiques mécaniques

? Rigidité

La rigidité d'une pièce en polyéthylène haute densité est d'autant plus élevée que la cristallinité du polymère est importante ; dans une moindre mesure, elle baisse quand la masse molaire augmente.

? Longévité

La structure annelée des tubes leur procure une haute résistance à la déformation. Ainsi, dans la classe de rigidité SN8, un tube annelé peut être posé jusqu'à une hauteur de couverture de 6 mètres (mise en oeuvre conformément au fascicule 70).

Le polyéthylène haute densité (PEHD), utilisé depuis plus de 50 ans, a fait ses preuves et continue à offrir d'innombrables perspectives grâce à l'évolution constante des techniques de fabrication des matières premières, des tubes, raccords et accessoires. Des normes internationales, telle que la norme ISO/TR 9080, permettent, à partir de mesures mécaniques en température, d'extrapoler la durée de vie jusqu'à 100 ans !

Le système d'assemblage des tubes annelés permet une étanchéité totale du réseau à +0,5 bars et - 0,3 bars conformément à la norme NF EN 1277. Les tubes annelés sont extrêmement maniables grâce à leur poids réduit, ce qui les rend faciles à stocker, à déplacer et à poser.

? Légèreté

Grande facilité de manipulation et d'installation grâce à son faible poids spécifique. En effet, son poids réduit est un atout majeur pour sa facilité de pose : une barre de 6 ML de diamètre 315mm ne pèse que 28 kg. Grâce à son principe de coextrusion et à sa paroi extérieure annelée, le tube offre une rigidité annulaire supérieure à CR8, conformément à la norme ISO 9969.

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? Dureté

Le polyéthylène haute densité a une dureté relativement faible (il est rayé par l'ongle). Sa dureté varie relativement peu d'une résine à l'autre et augmente avec la cristallinité.

? Résistance à la compression

Déformation de 5% du diamètre sous force de 450 N

? Comportement au choc

La résistance au choc varie en sens inverse de la rigidité. La résistance au choc d'une pièce en

polyéthylène haute densité est d'autant meilleure que :

- sa masse molaire est plus élevée (mais sa transformation est plus difficile)

- sa cristallinité est plus faible (mais sa rigidité également) ;

- la température est plus élevée (mais la rigidité décroît fortement avec la température) ;

- la distribution des masses molaires est plus étroite (pour les pièces injectées), les tensions

internes étant plus faibles.

L'excellent comportement au choc à froid du polyéthylène haute densité est lié à sa température de

transition vitreuse de l'ordre de - 110°C.

? Résistance mécanique à l'écrasement

Ces tubes respectent les caractéristiques mécaniques mentionnées dans la norme UNE-EN 13476 correspondant aux tubes structurés. La résistance à l'écrasement est déterminée par la rigidité circonférentielle spécifique (RCS), qui dépasse pour ce type de tubes les 8 KN/m2 permettant ainsi leur utilisation à des profondeurs supérieures à celles requises par les matériaux conventionnels.

Tableau 3 : Caractéristiques mécaniques

CARACTERISTIQUES MECANIQUES
	Prescriptions	Paramètres d'essai		Méthodes d'essai
Rigidité annulaire	8 KN/m^2	doit être conforme à ISO 9969		EN ISO 9969
Résistance aux choc à 0°C	T.I.R. = 10%	température d'essai	0°C	EN 744
		moyen de conditionnement	eau ou air
		type de percuteur	D90
		hauteur de percuteur	2000 mm
flexibilité annulaire 30	30%	Déformation	30% dem	EN 1446
taux de fluage	PE= 4	température d'essai	23 +/- 2°C	EN ISO 9967

? Comportement au fluage

Le fluage caractérise l'évolution au cours du temps (allongement, fléchissement, écrasement) d'une pièce soumise à une charge constante : c'est une manifestation de la viscoélasticité des plastiques. Il faut tenir compte de cette propriété pour le dimensionnement de pièces soumises à des contraintes de longue durée.

Le phénomène de fluage qui désigne l'évolution au cours du temps de la matière soumise à charge constante est une des manifestations de la nature viscoélastique des matières plastiques. Cette propriété doit nécessairement être prise en compte dans le dimensionnement des tuyaux qui sont soumis à contrainte et destinés à des applications de longue durée

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Le comportement au fluage peut être évalué au cours d'essais mécaniques simples de traction monoaxiale ou de flexion ; il est d'autant meilleur que la masse molaire est importante.

? Résistance à la fissuration sous contrainte

Les pièces en polyéthylène haute densité soumises à des contraintes internes ou externes dans un milieu liquide polaire peuvent se fissurer. Ce phénomène apparaît au cours du temps d'autant plus vite que la température est plus élevée. Les milieux les plus agressifs sont surtout les agents tensioactifs (détergents, émulsionnants, alcools, huiles de silicone, etc.). La résistance à la fissuration sous contrainte (Environmental Stress-Cracking Resistance : ESCR) du polyéthylène haute densité est relativement modérée. Elle augmente quand la masse molaire augmente et quand la cristallinité diminue.

Les nouvelles générations de PE présentent un excellent comportement à la fissuration des tubes. En plus de la pression interne, d'autres charges peuvent être exercées sur un tube lors de son installation ou lorsqu'il est en service comme par exemple des poinçonnements et des défauts de surface causés par une pose peu précautionneuse.

Une haute résistance à la propagation lente de fissures est dès lors importante pour atteindre la durée de vie calculée. Différents tests permettent de s'assurer de cette tenue à la fissuration, le plus connu est l'essai sur tube entaillé (NF EN ISO 13479).

? Résistance à l'abrasion

Grâce à sa faible rugosité, il n'est pas affecté par l'action des particules abrasives que peuvent contenir les fluides transporteurs.

En effet, l'abrasion est la seconde cause de dégradation des tuyaux à gestion des eaux. Elle influence la durabilité spécialement lorsque la vitesse de l'écoulement devient élevée. À cette condition, les abrasifs, tels que les pierres ou les débris, peuvent causer un travail mécanique le long de la paroi interne du tuyau pour ainsi créer une usure prématurée de la surface. L'ampleur du problème dépend du type d'abrasif, de la fréquence que l'abrasif est dans le tuyau, la vitesse de l'écoulement, et le type de matériel du tuyau.

Des études au Canada, aux États-Unis d'Amérique et en Europe ont démontré que les tuyaux en PE-HD possèdent un niveau de résistance à l'usure par abrasion supérieure aux tuyaux en béton ou en acier. En fait, dans des essais aux États-Unis d'Amérique et en Europe, le PE-HD a démontré des taux d'usure jusqu'à 10 fois moindre que l'acier et le béton. Le polyéthylène est une des matières premières les plus performantes pour sa résistance à l'abrasion.

De ce fait, il n'y a pas de dégradation du fil d'eau. La structure du PE lui assure un coefficient de friction faible, permettant dans certaines limites un frottement à sec avec les métaux. La résistance à l'abrasion des tuyaux en PE est remarquable et ces tuyaux se révèlent supérieurs à l'acier pour le transfert de substances abrasives en suspension.

En effet, l'érosion des canalisations, et plus particulièrement des radiers, est due au transport des particules entraînées par l'écoulement. Aux États-Unis d'Amérique, une étude comparative de résistance à l'abrasion a été effectuée en 1990 sous la direction du Dr Lester Gabriel à l'Université California State. Ce projet a évalué les taux d'usure de deux diamètres : 300mm (12") et 600mm (24"), plus particulièrement des tuyaux de béton et de PE-HD annelé avec paroi intérieure lisse, entre d'autres matériaux, dans des conditions de laboratoire.

Il est donc important de retenir que le respect de la limite de la vitesse de 4 m/s de l'eau dans les canalisations permet de limiter les problèmes potentiels d'abrasion des canalisations quel que soit le type de matériau choisi.

Le tableau des résultats ci-dessous du test d'abrasion du Dr Gabriel présente la perte d'épaisseur en fonction d'une abrasion avec un pH neutre de 7.0 et avec un pH modérément acide de 4.0.

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Tableau 4 : la perte d'épaisseur en fonction d'une abrasion (test du Dr Gabriel)

TEST D'ABRASION du Dr Lester Gabriel Diamètre nominal du tuyau 300mm (12 ")	CONDITION PH neutre de 7.0		CONDITION PH modérément acide de 4.0
	Béton	PE-HD	Béton	PE-HD
Épaisseur initiale de la paroi en mm(")	54.6 (2.15)	2.8 (0.110)	54.6 (2.15)	2.8 (0.110)
Usure maximum d'épaisseur de paroi lors de l'essai en mm Ç')	20 (0.79)	0.53 (0.021)	30.5 (1.20)	0.61 (0.024)
Usure requise pour défaillance POINT D'ÉCHEC en mm Ç')	13 (0.5)	0.89 (0.035)	13 (0.5)	0.89 (0.035)
Degré de défaillance atteint en %	+100	60	+100	69
Inspection visuelle	Les armatures Seraient exposées*	La paroi présente des marques évidentes d'usure; la paroi n'a aucune perforation.	L'usure est plus importante avec le pH de 4.0 et les armatures seraient exposées*	La paroi présente des marques évidentes d'usure; la paroi n'a aucune perforation.

? Ductilité et flexibilité

La ductilité du PE permet aux réseaux de bien résister aux vibrations et contraintes liées aux mouvements de terrain. Le tube est flexible; ainsi il s'adapte parfaitement à des conditions de pose nécessitant des changements de direction et des tracés difficiles. Le tube PE s'adapte aussi au mouvement du sol. Sa structure annulaire en polyéthylène lui confère une flexibilité et lui permet de s'adapter aux mouvements du sol pour corriger les éventuelles mauvaises conditions de pose en évitant les fissures.

b) Caractéristiques chimiques

Il est très résistant à la corrosion, à l'action des bases et des acides, ce qui lui permet d'être utilisé pour toutes les eaux usées domestiques, les eaux pluviales, les eaux de surface et les eaux souterraines. Le PE est inerte chimiquement. Il est insensible à une corrosion électrique, imputrescible et ne se corrode pas.

Le PE résiste bien à de nombreuses substances chimiques. En règle générale, cette résistance est évaluée par un gonflement des éprouvettes ou leur allongement à la rupture. Elle est d'autant meilleure que la masse volumique et la masse moléculaire sont élevées. Pour connaître la tenue du PE aux substances chimiques, se reporter à la norme NFT 54-070 ou l'ISO-TR 10358.

? Résistance aux produits chimiques

Le polyéthylène haute densité, par sa nature paraffinique non polaire, résiste bien aux acides forts non oxydants et aux bases fortes. Cette bonne résistance chimique est exploitée pour le transport des matières dangereuses dans des fûts extrudés-soufflés en polyéthylène haute densité de masse molaire élevée. La résistance chimique augmente avec le taux de cristallinité et, dans une moindre mesure, avec la masse molaire ; elle diminue fortement quand la température augmente.

En revanche, le PE-HD gonfle légèrement dans les solvants aliphatiques et davantage dans les solvants aromatiques dans lesquels il se dissout partiellement à haute température. Il est attaqué par

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les substances très oxydantes telles que les halogènes et les acides minéraux oxydants concentrés (acides nitrique et perchlorique, oléums...).

Le tableau ci-après présente la résistance chimique du tuyau en PE-HD à l'égard des principales

substances rencontrées dans les conduits de gestion des eaux (drainage).

Tableau 5 : Codes de Résistance du PEHD

Codes de Résistance du PEHD
R = Le PE-HD est généralement résistant (Le gonflement est moins que 3%, ou on observe une perte de poids de moins de 0,5%, et l'élongation à la rupture n'a pas changé d'une façon significative).
L = Le PE-HD a une résistance limitée seulement et peut convenir à quelques conditions (Le gonflement est entre 3% et 8%, et/ou la perte observée de poids est entre 0,5% et 5%, et/ou l'élongation à la rupture descend à moins de 50%).
N = Le PE-HD n'a pas de résistance. (Le gonflement est plus de 8%, ou on observe une perte de poids de plus de 5%, et / ou l'élongation à la rupture descend à plus de 50%).
Résistance du PEHD	23°C / 73°F	44°C / 140°F	60°C / 190°F
Acide nitrique, 0% à 30%	R	R	L
Acide nitrique, 30% à 50%	R à L	N	N
Acide nitrique, >50%	R	N	N
Acide sulfurique, 0% à 70%	R	R	R
Acide sulfurique, 70% à 90%	R	L à N	N
Alcool éthylique, 96%	R	R à L	R
Agents antigels pour véhicule	R	R	R
Carburant Diesel	R	R	R
Carburant essence	R à L	L à N	L à N
Carburant pour avion à réacteur	R	R	R
Eau de mer	R	R	R
Éthane	R	R	R
Fioul	R	R	R
Huile minéral	R	R	R
Huile à moteur	R	R à L	R à L
Huile à moteur deux temps	R	L	L
Liquide de frein	R	R	L
Liquide ou huile hydraulique	R	L	L
Méthanol pur	R	R	R
Pétrole, lourd ou raffiné	R	L	L
Peroxyde hydrogène, aqueux 10% à 90%	R	R	R à L
Eaux d'égout, résidentielles	R	R	R
Sels d'engrais, aqueux	R	R	R
Solution de blanchiment, chlore 5,5% actif	R	R	R
Solution de blanchiment, chlore 12,5% actif	R	N	N
Solution de savon, aqueuse	R	R	R

Note : Les données sont à titre informatif, le résultat peut être influencé par les critères suivants : le pourcentage, la température, la pression et les mélanges.

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+ Vieillissement à la lumière et résistance aux ultra violet

Il est sensible au rayonnement solaire, plus particulièrement dans le domaine ultraviolet (UV). Après une exposition prolongée, le vieillissement se traduit par une baisse de la résistance au choc et de l'allongement à la rupture ; la teinte peut être altérée. Notons que les effets du vieillissement sur les propriétés mécaniques sont moins sensibles dans le cas d'objets à parois épaisses.

Une stabilisation bien étudiée en fonction de la durée d'exposition des objets et de l'intensité du rayonnement permet, par incorporation d'agents anti-UV dans le polymère, d'obtenir une importante amélioration de sa résistance à la lumière. L'addition de Noir de carbone bien dispersé est encore plus efficace et permet d'allonger la durée de vie du PE-HD.

c) Caractéristiques thermiques

+ Température de fusion

La température de fusion (comprise entre 125 et 135°C) et l'enthalpie de fusion du polyéthylène haute densité sont mesurées par analyse thermique différentielle : la température de fusion correspond à l'abscisse du sommet du pic de fusion, l'enthalpie est obtenue par intégration de la surface du pic (NF T 51-223). Ces caractéristiques ainsi que le point de ramollissement Vicat sont d'autant plus élevés que le taux de cristallinité est plus élevé ; de plus, la température de fusion dépend aussi de la structure moléculaire induite par le procédé de polymérisation.

+ Comportement au feu

Le polyéthylène haute densité s'enflamme vers 340°C en présence d'une flamme. Sa température d'auto-ignition est d'environ 350°C. La combustion s'entretient d'elle-même si la concentration en oxygène de l'air ambiant est supérieure à 17 %. En plus du dioxyde de carbone et de l'eau, le polyéthylène haute densité dégage, dans des conditions de combustion incomplète, de l'oxyde de carbone, des hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques et différents produits oxygénés.

+ Perméabilité

Il dispose d'une perméabilité relativement importante aux gaz tels que le dioxyde de carbone et l'oxygène, aux arômes et à certains liquides.

La grande perméabilité du PE-HD aux vapeurs de certains produits tels que les solvants aliphatiques, aromatiques et chlorés s'explique par la solubilité de ces produits dans le polyéthylène. Dans le domaine de l'emballage, quand un produit conditionné doit être protégé de l'oxydation, ou pour éviter la diffusion de certains de ses constituants et arômes, les techniques d'enduction ou de coextrusion du PE-HD avec des matériaux très imperméables peuvent être envisagées. La perméabilité du polyéthylène haute densité diminue lorsque le taux de cristallinité augmente et quand la température diminue.

+ Les influences extérieures

· La tenue au feu

Le comportement au feu des matériaux et éléments de construction est apprécié selon deux critères : - La réaction au feu

- La résistance au feu.

Nota : les canalisations PE sont classées M4. L'analyse des risques se fait également par la connaissance de la nature et du mode d'exploitation des locaux.

· La tenue au rayonnement ultraviolet (UV)

Le noir de carbone présent entre 2 et 2,5 % et finement dispersé dans les matières homologuées est un excellent agent de protection contre la dégradation du polymère provoquée par le rayonnement UV. Il est vivement recommandé de n'utiliser que des tubes certifiés NF, produits imposant l'emploi

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de compositions homologuées. En effet, une mauvaise répartition du noir de carbone dans le polyéthylène de base altère fortement la résistance mécanique et la résistance aux UV.

? La tenue au gel

Les caractéristiques mécaniques du tube ne sont pas dégradées en cas de gel du fluide transporté (absence d'éclatement).

Le polyéthylène est en effet un simple retardateur de gel. Aussi, toute partie de canalisation située en dehors de la zone hors gel devra être correctement calorifugée. Le tube revient à sa forme initiale après dégel.

? Bon isolant électrique

Le Polyéthylène est un matériau NON conducteur d'électricité.

D) Comportement et calcul hydraulique

? Résistance aux coups de béliers

La nature de la matière limite les efforts du coup de bélier par un effet d'amortissement rapide. La longévité du réseau s'en trouve améliorée.

? Rugosité hydraulique

Ces tuyaux offrent une paroi intérieure complètement lisse ; la conception des jonctions assure de bonnes performances hydrauliques : il peut être utilisé sur de très faibles pentes (économie de terrassements).

E) Estimation de la résistance et des pertes de charges des tuyaux PE ? Exposition intermittente

Le terme « intermittent » est employé dans les cas où la charge est interrompue par des périodes de non opération pendant lesquelles le tube n'est pas exposé à la charge et où différents mécanismes de charge ou thermiques interviennent à différents moments.

La question alors est de savoir comment les durées d'utilisation sous charge se cumulent et comment elles influencent la durée d'utilisation réelle calculée sur la base d'une charge constante dans le temps.

Pour clarifier les choses, un tube PE de 32 x 3 mm a été exposé à une température constante de 80°C et à une contrainte de 3 N/m² pendant 6 h, puis déchargé et laissé au repos pendant 18 h.

Ce cycle de mise en charge a été répété jusqu'à la rupture de l'échantillon. Le temps moyen de défaillance (durée totale d'utilisation sous charge) observé sur 6 tests est de 310 h contre 275 h pour un test avec une exposition constante à la charge.

Sous ces conditions, l'exposition intermittente à la charge n'a pratiquement pas d'influence sur le fluage et le temps de défaillance des tubes par rapport à une exposition constante à la charge.

La théorie de l'accumulation linéaire des dommages est donc applicable. Elle est basée sur un dommage linéaire équivalent au ratio de durée de vie sous charges et la durée de vie jusqu'à la défaillance peut ainsi être anticipée.

3) AVANTAGES ET INCONVENIENTS

a. Avantages du Tuyau annelés en PEHD

Il s'agit d'un tuyau en polyéthylène haute densité double paroi de grand diamètre en barres de 6 mètres, qui se raccorde par manchons à joints. Il est extrêmement léger et possède une exceptionnelle résistance aux chocs, à la corrosion et à l'abrasion. Ce tuyau est en outre jusqu'à 25

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fois plus léger que le béton, ce qui permet un transport beaucoup plus économique en carburant et d'être posé sans avoir recours à un moyen de levage.

Ils sont composés de deux couches parfaitement soudées :

· La paroi extérieure est ondulée pour assurer la rigidité et de couleur noire, pour une meilleure résistance aux U.V, qui lui confère une grande stabilité à la lumière solaire durant le stockage.

· La paroi intérieure est lisse pour véhiculer les effluents et de couleur blanche pour favoriser l'inspection grâce à des caméras.

Figure 8 : Tuyau à paroi interne blanche

Les tubes annelés fabriqués, sont réalisés en polyéthylène haute densité, un polymère très résistant aux chocs offrant une alternative intéressante face aux matériaux traditionnels tel que le béton. De plus, le PEHD présente une très bonne résistance aux agents chimiques et à l'abrasion.

? Propriétés chimiques

Les tuyaux annelés en PE résistent bien aux substances chimiques.

- Corrosion : le PE est inerte chimiquement. Il est

imputrescible et ne se corrode pas. Un tube PE est insensible à une corrosion chimique ou électrique.

- Perméation : de par leurs caractéristiques, les tubes PE présentent une bonne résistance à la perméation de la plupart des produits chimiques. Dans le cas de la présence dans le sol d'une forte pollution de composés aromatiques, un gainage du réseau est recommandé.

- Vieillissement à la lumière - résistance aux U.V. : de par la présence d'antioxydants résistant spécifiquement à l'action des UV et de l'incorporation de noir de carbone bien sélectionné et correctement dispersé, on peut estimer une durée de vie de 20 ans en exposition continue en climat tempéré.

? Propriétés mécaniques

- Comportement aux chocs : les PEHD (haute densité) et PEMD (moyenne densité) ont une excellente résistance aux chocs et sont capables de dissiper une partie de l'énergie transmise au cours du choc par des mécanismes de déformation.

- Comportement au fluage : le phénomène de fluage qui désigne l'évolution au cours du temps de la matière soumise à charge constante est une des manifestations de la nature viscoélastique des matières plastiques. Cette propriété doit nécessairement être prise en compte dans le dimensionnement des tuyaux qui sont soumis à contrainte et destinés à des applications de longue durée.

- Résistance à la fissuration : les nouvelles générations de PE présentent un excellent comportement à la fissuration des tubes. En plus de la pression interne, d'autres charges peuvent être exercées sur un tube lors de son installation ou lorsqu'il est en service comme par exemple des poinçonnements et des défauts de surface causés par une pose peu précautionneuse.

Une haute résistance à la propagation lente de fissures est dès lors importante pour atteindre la durée de vie calculée. Différents tests permettent de s'assurer de cette tenue à la fissuration, le plus connu est l'essai sur tube entaillé (NF EN ISO 13479).

- Résistance à l'abrasion : la structure du PE lui assure un coefficient de friction faible, permettant dans certaines limites un frottement à sec avec les métaux. La résistance à l'abrasion des tuyaux en PE est remarquable et ces tuyaux se révèlent supérieurs à l'acier pour le transfert de substances abrasives en suspension.

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- Ductilité et flexibilité : la ductilité du PE permet aux réseaux de bien résister aux vibrations et contraintes liées aux mouvements de terrain. Le tube est flexible; ainsi il s'adapte parfaitement à des conditions de pose nécessitant des changements de direction et des tracés difficiles. Le tube PE s'adapte aussi au mouvement du sol.

? Propriétés hydrauliques

- Résistance aux coups de béliers : la nature de la matière limite les efforts du coup de bélier par un effet d'amortissement rapide. La longévité du réseau s'en trouve améliorée.

- Faible perte de charges

- Autobutage : Les réseaux en PE, de part l'aptitude du matériau à être conditionné en grande longueur, permettent de limiter les points d'ancrage du réseau.

? Propriétés environnementales

La légèreté relative du polyéthylène lors de la pose permet de minimiser l'utilisation des engins de chantier. Alors la réduction d'émission de gaz à effet de serre peut atteindre 20 %.

Du point de vue environnemental, le PEHD est recyclable (dans les pays industrialisés).

- Réduction de l'empreinte carbone :

Grâce à des années de recherches et d'innovation technologique, les canalisations en matière plastique sont plus fines, plus légères et plus robustes que la plupart des canalisations rigides (fonte, béton). Il faut savoir qu'en général les canalisations en matière plastique sont 100% recyclables et pèsent 94% moins lourd que leur équivalent en béton. De par leur faible poids et leur structure permettant l'utilisation de moins d'énergie et de matière première pour des performances exceptionnelles, les tuyaux annelés en PE contribuent à réduire la production de gaz à effet de serre.

? Économie et maintenance

Grâce à ses caractéristiques, notre système nécessite moins de travaux de curage et en cas d'intervention, les réparations sont plus rapides et peu coûteuses et ce grâce à une large gamme d'accessoires.

? Économie offerte par la structure du tuyau

Le faible coefficient de rugosité à l'intérieur des parois permet un écoulement rapide des flux, ce qui, outre les importantes réductions de pertes de charges, offre la possibilité d'utiliser des diamètres plus réduits qu'en utilisant des tuyaux avec des diamètres plus consistants pour d'autres catégorie de tubes.

- Elle facilite et économise la phase d'exécution de l'ouvrage car en optimisant des vitesses minimales des flux, on réduit les profondeurs des tranchées et par conséquent le coût relatif à l'exécution de l'ouvrage.

- Vu leur grande légèreté, les tuyaux requièrent pour leur installation moins de main d'oeuvre et de moyens de pose contrairement à d'autres catégories de tube.

b. Inconvénients

Avant tout il faut noter que les sites d'approvisionnement ne sont pas repartis sur l'ensemble du

territoire

- Assise et remblai latéral

- Dilatation thermique importante pour le PEHD

- Déformation longitudinale (effet banane)

- Percement, poinçonnement

- Ovalisation

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c. Synthèse

Bienqu'il ait des incommodités, comme tous produits, le PEHD, demeure un des produits les plus utilisés dans les nations industrialisés.

Ces tuyaux annelés en PEHD, peuvent être sans crainte utilisés dans toute leur entièreté et satisfaire le client. Il faudra faire preuve de beaucoup d'attention et pratiqué sur la qualité dans le suivi des travaux.

NB : Les précautions habituelles doivent être respectées de façon à éviter toute détérioration ou déformation du produit :

- Éviter les manutentions brutales, les contacts ou les chocs avec des objets tels que pièces métalliques, pierres, etc...

- Ne pas utiliser de crochets afin d'éviter d'endommager les extrémités.

- Lors de l'arrimage et du déchargement, n'utiliser que des sangles en nylon ou polypropylène - Éviter de faire chuter les tubes sur le sol lors du déchargement.

- Ne pas traîner ou faire rouler les tubes sur le sol.

- Les tubes doivent être déposés sur une couche uniforme de sable afin d'éviter d'endommager la surface extérieure du tube et de provoquer des flexions longitudinales.

III- TECHNIQUES DE MISE EN OEUVRE DU TUYAU PEHD

1) CARACTERISTIQUE DE SOL ET DE POSE (extrait du fascicule 70)

Pour toutes les canalisations, il est recommandé de réaliser une zone d'enrobage soignée.

Figure 9 : Définition générale des différentes zones

Par convention, on considère :

? Le sol en place (3)

? La zone d'enrobage (2) constituée du :

- lit de pose (> 10cm -sol normal) et (15cm - sol dur ou rocheux).

- remblai latéral et de l'assise

- remblai initial (>=10 cm au-dessus du collet) et (>15 cm au-dessus de la génératrice

supérieure (c).

? La zone de remblai proprement dite (1), composée des parties inférieure et supérieure du

remblai.

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Ces 3 zones de sol sont caractérisées par un certain nombre de paramètres physiques ou mécaniques.

· Poids volumique : déterminé par des essais, varie de 16 à 22 kN/m3en fonction du type de sol et de son état hydrique. A défaut on prendra ã = 18 kN/m3.

· Coefficient de poisson : VS de l'enrobage est pris égal à 0,3.

· Coefficient de cisaillement du sol ( k1=0.15): en un point donné dans un sol , il est égal au rapport entre la contrainte de cisaillement sur un plan vertical et la contrainte normale sur un plan horizontal au point considéré.

· Module de sol conventionnel Ec : paramètre d'interaction sol-structure qui caractérise la raideur du remblai.

· Coefficient k2 de pression horizontale des terres : tuyau/enrobage, en un point donné, il est égal au rapport des contraintes normales agissant respectivement sur un plan vertical et sur un plan horizontal, au point considéré.

· Angle d'appui conventionnel 2á :

La valeur de ces trois dernières caractéristiques est fonction du groupe de sol et des conditions de mise en oeuvre traitées ci- dessous.

2) CONSIDERATIONS STRUCTURALES (EVALUATION DES CONTRAINTES APPLICABLES SUR LE MATERIAU)

Pour spécifier judicieusement le type de tuyaux flexible, semi-rigide ou rigide et ainsi assurer une durabilité du système de canalisation sous remblai, qui est assujettis à la charge du sol et les surcharges routières, le concepteur se doit d'établir les considérations structurales pour les tuyaux annelés en polyéthylène haute densité PE-HD. En effet, ces tuyaux, pour la gestion des eaux sont de type flexible. Chacun de ces tuyaux a une structure propre pour résister aux conditions de charges appliquées : charge morte et charge vive. Dans le but de bien utiliser ce type de tuyaux, nous devons bien comprendre l'interaction de sa matière première, le PE-HD, en fonction de l'ensemble tuyau / sol.

Ainsi, ce paragraphe décrit les actions et les interactions du tuyau annelé en PE-HD avec son environnement versus le comportement très connu des tuyaux de types rigides avec celui-ci.

Le comportement structural y est décrit en considérant le matériel viscoélastique et le travail structural du tuyau annelé en PE-HD dans des conditions de laboratoire (sans enveloppe) et d'installation (avec enveloppe). Si l'on tient compte de toutes ces considérations structurales, il est possible de faire des installations spécifiques tel que celles reliées aux mines, remblai de 50 mètres et autres.

a. Actions et interactions du tuyau

? Dimensionnement du tube pe

Pour le dimensionnement, la formule de base utilisée pour déterminer les épaisseurs des tubes est la formule de G.LAME :

P* D

e= Avec : e : Epaisseur du tube, en mm P : Pression à l'intérieur du tube, en Mpa D : Diamètre extérieur du tube, en mm a : Contrainte en Mpa

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Exemple d'application

Soit à calculer l'épaisseur d'un tube, dont les données sont les suivantes : D=200 mm; PN=16 bars; ?=8.0Mpa; C=1.25; MRS=10Mpa (PE 100)

On obtient alors e = 18.2 mm

Les tuyaux sur le marché sont généralement de deux types soit le tuyau flexible et le tuyau rigide. L'American Water Works Association (AWWA) a classifié les types de conduites selon le comportement lors des interactions avec le sol (déformation) avant dommage permanent à la structure comme suit :

Tableau 6 : types de conduites

? Actions du tuyau

Les tuyaux flexibles sont fabriqués de matériaux plastiques ou métalliques. Les deux matériaux ont des caractéristiques mécaniques très différentes. Le métal présente des propriétés élastiques pendant que le plastique présente des propriétés viscoélastiques où l'influence du temps se manifeste. Cette différence est la clé pour la compréhension du tuyau annelé en PE-HD.

Suite à des études américaines et européennes, il est fallacieux de prétendre que les caractéristiques des matériaux viscoélastiques peuvent être analysées en utilisant les mêmes techniques utilisées pour les matériaux élastiques. Une des idées fausses les plus communes entourant les plastiques, plus particulièrement le polyéthylène, est qu'ils perdent de la force avec du temps. Cette idée provient de l'application des critères de comportement élastiques à un matériel viscoélastique. Quand un tuyau annelé en PE-HD est compressé en laboratoire, les résultats de la courbe de l'effort versus la contrainte indiquent un module d'élasticité initial élevé qui commence presque immédiatement à décroître.

Le module d'élasticité est généralement mentionné pour les matériaux viscoélastiques, il est le rapport entre le changement des niveaux d'effort et de contrainte. Ce concept n'est pas significatif pour le polyéthylène car des études ont permis d'établir les valeurs de module d'élasticité à court terme (rapide) de 758 MPa et à long terme de 152 MPa respectivement. Pour une telle différence, les résultats de conception seraient très différents. Cette question a été la base de plusieurs projets de recherche pour gagner plus de compréhension.

? Interactions du tuyau

Les tuyaux flexibles sont généralement définis comme des conduites acceptant une déflexion sans dommage structural. Cette déflexion ou déformation leur permettent d'épouser la forme de l'enveloppe extérieure, la charge verticale est ainsi transférée en majeure partie à l'enveloppe extérieure qui est le remblai et le sol.

Le PE-HD fait partie des principaux matériaux des tuyaux flexibles ( tel que le Chlorure de Polyvinyle (CPV), l'acier (TTOG) et l'aluminium ) qui tirent profit de leur capacité de se déplacer ou se guider, sous des charges sans dommages structuraux.

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Les tuyaux rigides tel que le béton armé ou non armé, ont une tolérance minime à la déflexion, avant d'atteindre la limite de fissuration permise. À titre d'exemple, la figure ci-dessous présente la différence de comportement ultime à la charge des tuyaux flexibles et rigides.

En effet, on part d'une disposition transitoire qui permet au tuyau annelé en polyéthylène de progresser vers une disposition accentuée, où l'engrenage devient de manière permanente ; et arrivé à ce stade, le risque des dépressions sur le sol support sont minimisés presqu'à 100%.

A l'inverse pour la buse en béton, le béton épouse dès le départ, une disposition qui ne subit pas de dépression. Cependant, une pression est exercée sur le sol support qui affecte tout le dispositif, créant une déformation de la structure de la route.

Figure 10 : intéraction tubes flexibles / tubes rigides

On déduit donc que l'utilisation du Polyéthylène entraîne une excellente stabilité du système après un temps de latence. Tandis que la buse béton ne fera qu'exercer de fortes charges sur le sol support, et à un temps donné il peut avoir risque d'affaissement.

Les tuyaux flexibles et rigides exigent un remblayage approprié, bien que l'interaction du tuyau et du remblai diffère. Ainsi, le tuyau flexible travaille avec le remblai, la charge est ainsi transférée et portée par le remblai. Quant au tuyau rigide, la charge est transférée par la paroi à l'assise. Pour les deux types de matériaux, le choix du bon matériel de remblai est très important pour permettre ce transfert de charge.

Le tuyau flexible offre des avantages structuraux significatifs au concepteur de projet. Dans beaucoup de situations, un tuyau flexible correctement installé peut être enterré beaucoup plus profondément qu'un tuyau rigide installé d'une façon similaire, en raison de l'interaction tuyau / remblai. Ainsi, un tuyau rigide est souvent plus fort que le matériel de remblai l'entourant entraînant qu'il doit soutenir les charges du sol bien au-dessus de la charge de prisme au-dessus du tuyau. Réciproquement, un tuyau flexible n'est pas aussi fort que le remblai l'entourant, forçant ainsi une mobilisation de l'enveloppe du remblai environnant pour supporter la charge morte et la charge vive.

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Figure 11 : Charges appliquées aux tubes flexibleset aux tubes rigides

L'interaction du tuyau flexible et du remblai est si efficace à maximiser les caractéristiques structurales du tuyau qu'elle permet au tuyau d'être installée dans des installations très profondes, beaucoup de fois supérieur à la couverture permise pour le tuyau rigide pour une installation identique.

B. Comportement structural

Le comportement structural est lié à l'effort : réponse interne de force d'un corps déformable soumis à des forces externes. L'effort est associé à une déformation qui excite une réponse de contrainte interne comme décrit plus avant.

C. Relaxation à la contrainte

Les tuyaux annelés en PE-HD, sous chargement prolongé, ont la propriété de pouvoir relaxer les contraintes induites par les charges qui lui sont transmises.

Cette caractéristique est importante car elle contribue à une meilleure durabilité puisqu'un minimum de risque de bris structural induit est possible comparativement à l'effet des charges sur une conduite rigide qui risque de créer un bris structural. Cet effet permet aux conduites en thermoplastiques, la possibilité d'installation sous une hauteur de remblai supérieure. Ainsi, puisque normalement la capacité de relaxation de contrainte du PE-HD est supérieure aux taux d'augmentation de la résistance du remblai et que celui-ci peut reprendre les charges au même rythme que la structure du tuyau se détend, la déflection ne constitue pas le critère limitatif de conception.

La performance du tuyau, lorsque soumis à la charge du sol et aux charges routières, dépend essentiellement du support de l'enveloppe, soit le type de remblai et le degré de compactage.

Ainsi des études effectuées par Howard et Janson en 1990 confirme l'étude de Watkins et Reeve de 1982, à l'effet que pour un sol mal compacté, la déflexion finale du tuyau après deux à trois ans, est plus une fonction du changement de rigidité du sol que de la relaxation du matériel du tuyau; cela représente ainsi un argument additionnel pour le choix d'un remblai approprié au type de sol environnant et une compaction appropriée de l'enveloppe de remblai. L'industrie du tuyau reconnaît qu'une bonne conception du remblai est la clé de la performance des conduites flexibles et aussi des conduites de types rigides et semi-rigides où il faut tenir compte de critères spécifiques de remblai.

Travail structural *

Figure 12 : Déformation d'un tuyau flexible

Avant toute application de charge extérieures, il est admis que la conduite présente un défaut de forme initial par rapport à la forme circulaire parfaite. Lorsque le tuyau flexible est soumis à une pression verticale, le sol autour du tuyau est compressé et la forme circulaire du tuyau devient une ellipse avec un accroissement horizontal du diamètre de Ax et une diminution verticale du diamètre de Ay (figure). Ces déformations sont souhaitables jusqu'à un certain point au-delà duquel le système tuyau / sol ne peut plus accomplir la tâche pour laquelle il a été conçu. La déflexion verticale est généralement limitée à 7% pour un tuyau flexible. Ce défaut de forme représente les tolérances de fabrication et les effets éventuels du poids propre du tuyau

La déformation du tuyau est liée en partie à sa rigidité et à son enveloppe. Le premier facteur est déterminé par sa propre structure sans support et le second facteur est lié à la relation tuyau / sol.

Les charges extérieures appliquées sur le tuyau de diamètre extérieur D_e avant déformation sont les suivantes :

- La pression verticale _pv1, supposée unifiorme, s'exerçant au niveau de la génératrice supérieure du tuyau ; elle correspond à la résultante des actions engendrées par la pression des terres de remblai p_r et des chagres de surface p_e ( constituées de charges d'exploitation routières per, permanates _pep ou de chantier pec) ;

- La pression d'appui verticale q' s'exerçant sur l'arc d'appuis conventionnel 2á ;

- La pression horizontale ph, supposée uniforme ;par simplification, sa valeur correspond à la pression s'exerçant au niveau des reins du tuyau : ph=k2.pv, le coefficient k2 dépend des caractéristiques du sol et de son niveau de compactage.

- la pression hydrostatique extérieure due à la présence éventuelle d'une nappe phréatique : répartie uniformement autour de la canalisation, par souci de simplification, la valeur retenue pour cette presion est celle correspondant à la hauteur d'eau au-dessus des reins de la canalisation.

Tuyau non supporté

Pour un tuyau non supporté ou non remblayé, la rigidité structurale est liée à la force géométrique de celui-ci, soit son moment d'inertie ( I ), par unité de longueur de section transversale de tuyau. Cette force couplée à la nature de l'extrémité et des contraintes intermédiaires, détermine la mesure et le caractère de la réponse interne d'un corps aux forces appliquées.

La rigidité (R) est la relation entre le déplacement ou la déflexion (ô) relié à l'application d'une force (F) par unité de longueur de tuyau. Bien que non réaliste du facteur viscoélastique et de la géométrie des tuyaux annelés en PE-HD, elle permet une approximation sécuritaire du calcul de capacité structurale d'une conduite en tranchée. Cette méthode est généralement la plus répandue.

L'équation du calcul de rigidité se définit comme suit : Avec :

L = longueur de l'échantillon ô = déformation

R = rigidité P = force

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*réf : catalogue SOLENO sur les tuyyaux flexibles en PEHD

Ce qui est important de sortir en ce moment est la relation du moment d'inertie (I) dans le calcul de capacité structurale d'une conduite en tranchée. Ainsi, la déformation (ô I I I) est liée au travail de la structure (rigidité du matériel et rigidité géométrique) du tuyau et de la charge.

Ainsi, un tuyau annelé en PE-HD tire profit de sa forme de paroi extérieure et intérieure (double paroi seulement), pour maximiser sa résistance, donc sa rigidité, mais dans un même temps de sa structure de type flexible pour tirer profit de son enveloppe de sol pour éviter un bris lors de mouvements ou vibrations. Ce principe se retrouve dans d'autres applications telle que les nids d'abeilles, dans le domaine de l'aéronautique et de l'automobile, de performance et l'emballage de carton.

Tuyau en remblai

La flexibilité des tuyaux enterrés est un attribut désiré. Comme indiqué précédemment, le tuyau flexible se relie au sol voisin établissant ainsi un ensemble structure / tuyau, devenant la clé principale d'une conception réussie. Un tuyau enterré et l'enveloppe adjacente de sol supporteront la charge morte et la charge vive selon un principe fondamental d'analyse structurale : les éléments les plus raides attireront la plus grande proportion de charge partagée que ceux qui sont plus flexibles. Ce principe est illustré, et représente l'effet de prise de charge du sol autour d'un tuyau de types flexibles correctement remblayé et compacté. Pour le tuyau flexible en thermoplastique, le sol est plus rigide créant un support latéral diminuant la possibilité de déflection et permettant de ce fait le développement des butées de sol, une condition nécessaire pour la formation d'une arche structurale sur le tuyau.

Une deuxième condition nécessaire à la création de l'arche est réalisée quand la résistance au cisaillement (inter-granulaire) du sol correctement compacté sur une certaine distance au-dessus du tuyau est mobilisée pour maintenir sa géométrie. La charge directe sur la couronne du tuyau est la partie entre la couronne et de l'arche de sol. Cette charge de l'arche est moindre que la charge de prisme. En effet, le prisme rectangulaire de sol s'étendant du dessus de la surface du tuyau jusqu'au-dessus du remblai, avec une base exactement égale à la largeur des dimensions externes du tuyau. En contre partie, un tuyau rigide par sa structure incorpore à la charge du prisme une colonne de charge qui lui donne un prisme triangulaire, entraînant une charge supérieure.

d. Pressions exercées sur le tuyau

Figure 13 : charges appliquées et transmises par les remblais

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Selon les performances structurelles du PEHD : Les canalisations de grands diamètres sont généralement classifiées selon deux catégories : les canalisations rigides ou bien flexibles selon la matière utilisée pour leur fabrication. Les canalisations rigides comme celles en béton, ont une solidité inhérente et résistent aux charges appliquées par un effet de voûte des parois de la canalisation.

Elles sont généralement plus denses et rigides que les remblais latéraux et par conséquent, les charges supportées par la canalisation seule sont plus importantes que celles supportées par les remblais latéraux. Lors de l'étude de projet, on suppose donc que la totalité des charges appliquées et transmises par les

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remblais est uniquement supportée par la génératrice supérieure de la canalisation.(voir schéma).

Quand les charges appliquées à une canalisation rigide excèdent sa capacité de résistance à l'écrasement, celle-ci rompt. (Voir schéma). Pour avoir des performances satisfaisantes, les canalisations rigides doivent être installées sur un lit de pose totalement stable et horizontal capable de supporter entièrement les poussées retransmises par la canalisation sans s'affaisser. Dans le cas de mouvement de terrain ou d'affaissement du sol porteur créant des différences de niveaux sous la canalisation, les tensions trop importantes alors exercées sur la conduite provoquent la rupture des parois du tube rigide.

La souplesse et la flexibilité des structures des canalisations en matière plastique, leur confèrent des performances mécaniques exceptionnelles bien plus avantageuses que celles des canalisations rigides face aux surcharges, aux mouvements de terrain et aux tassements différentiels de sol, garantissant une totale intégrité des réseaux. En comparaison avec les canalisations rigides, les canalisations flexibles présentent des avantages importants de par leur structure. Exposées à de lourdes charges, les canalisations en matière plastique vont simplement s'ovaliser sous la pression (voir schéma) de manière à générer une pression passive de la terre plus importante jusqu'à ce que le système retrouve l'équilibre.

Figure 14 : Comportement après application de charges

Les actions à considérer sont déterminantes.

- le poids propre du tuyau ;

- le poids propre de l'eau véhiculée.

- la pression verticale des terres pr due aux remblais en kN/m² ;

- la pression verticale due aux charges d'exploitation roulantes routières per, permanentes pep ou de chantier pec en kN/m² ;

- la pression horizontale ph exercée par les remblais et les charges d'exploitation ou permanentes en kN/m² ;

- la pression hydrostatique extérieure pwe due à la présence éventuelle d'une nappe phréatique en kN/m² ;

Le poids des tuyaux et de l'eau peuvent être négligées dans certains cas particuliers:

? Si le diamètre nominal de la canalisation est inférieur à 1000.

? Le poids propre du tuyau peut être négligé si le poids par ml du tuyau en kN/ml divisé par D (D diamètre moyen exprimé en m) est inférieur à 6 kN/m3 ou si la vérification de la force portante s'effectue à partir d'un essai de résistance conventionnel.

Pression verticale du remblai pr

pr est uniformément répartie sur le diamètre extérieur de la canalisation. Dans le cas d'une pose sur lit de pose et assise conformes au chapitre V du fascicule 70, la réaction d'appui est verticale et uniformément répartie suivant l'arc d'appui 2á.

pr est égale à la pression due au prisme de terre situé au-dessus de la génératrice supérieure du tuyau jusqu'au terrain naturel TN corrigé par un coefficient de concentration C.

Dans ces conditions, on a : pr = C . ã . H

ã : poids volumique du remblai

H : hauteur de couverture

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Pression verticale due aux charges d'exploitation pe

En tenant compte du modèle de MARCEL GERBAULT dans la version du fascicule 70 de 1992, qui considère que le comportement du tuyaux comme étant celui d'une coque cylindrique de longueur infinie, placée dans un sol. La coque se comporte comme suit : Comportement élastique linéaire et son calcul se rapporte à celui d'un anneau équivalent de longueur 1m avec une rigidité pour un matériau homogène.

Pour la pression verticale, Trois types d'actions sont visées :

? Les actions per, elles résultent de l'effet des charges roulantes routières. Elles correspondent au système de charge le plus défavorable affecté de coefficients de majoration dynamique. En général, on retient le convoi type Bc.

? Les actions pep, elles résultent de l'effet des charges permanentes au niveau du terrain naturel. La valeur de la pression pep exercée par les surcharges permanentes po dans le cas d'une pose en tranchée étroite est prise égale à :

pep = po.e( - 2 kl H/B)

avec : po en kN/m2

e, base de logarithmes népériens

k1, coefficient de cisaillement

H, hauteur de couverture (en m)

B, largeur de la tranchée hors tout au niveau de la génératrice supérieure (en m).

? Les actions pec, elles résultent de l'effet des conditions d'exécution du chantier et peuvent être plus défavorable que celui du système de charges roulantes retenu. La pression verticale totale vaut alors : pr + pe

Avec pe = Max (per + pep ; pec).

NB : toutes ces actions s'exercent au niveau de la génératrice supérieure de la canalisation

- Pression horizontale ph exercée par les remblais et les charges d'exploitation Elle est considérée comme uniforme et prise égale à k2 (pr + pe), avec : k2, le coefficient de pression horizontale des terres.

- Action due à la pression hydrostatique extérieure pwe

Dans le cas où la canalisation est posée sous le niveau de la nappe phréatique, elle se trouve soumise à une pression hydrostatique extérieure pwe que l'on considère comme uniforme et égale à celle qui s'exerce au niveau des reins de la canalisation. Cette action est en général négligée pour les canalisations à comportement rigide.

Avant d'être soumis aux actions combinées, le tuyau est considéré comme étant de forme elliptique. Le défaut initial de géométrie e0 par rapport à la forme circulaire théorique de la canalisation correspond aux tolérances de fabrication, à l'ovalisation au repos sous l'effet du poids propre du tuyau ou à l'ovalisation générée par les conditions de stockage. La canalisation sous l'effet des actions se déforme elliptiquement

3) PROCESSUS D'ACQUISITION ET MISE EN OEUVRE DU POLYETHYLENE

Le polyéthylène haute densité est un thermoplastique et il en adopte les techniques de mise en oeuvre, lesquelles sont largement décrites dans cette partie.

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a. Selon les normes en vigueur :

Les tuyaux annelés en polyéthylène haute densité PE-HD pour la gestion des eaux ont leur méthode propre d'installation. Les tuyaux sont de type flexible et ils sont utilisés pour des utilisations de type gravitaire. Pour une bonne utilisation, il faut s'assurer que l'installation répond aux règles de l'art et aux règlements locaux et il n'enlève aucunement la responsabilité du concepteur de déterminer la meilleure méthode de pose pour le type d'utilisation et le type de sol.

Les tuyaux sont fabriqués conformément à leurs normes BNQ, CSA ou AASHTO propres et selon des critères stricts de Contrôle Qualité établis dans le cadre du programme d'Assurance Qualité. La majorité des produits sont certifiés par un ou des organismes indépendants. Tous les tuyaux expédiés sont conformes et acceptables pour leur utilisation.

NB : Par contre, lors de la réception et avant d'accepter la livraison sur chantier, il incombe à l'entrepreneur de vérifier s'il y a des tuyaux endommagés ou manquants.

Les étapes à suivre sont les suivantes :

- Guider le chauffeur du camion jusqu'au site de déchargement permettant une facilité de manoeuvres. La surface doit être plane, stable, exempt de pierres et de débris.

- Faire le tour du transport pour vérifier la qualité des produits.

- Décharger en faisant attention ; Vérifier les quantités totales par rapport au bordereau de livraison. Noter les produits manquants.

B. Pour la manutention

Ces tuyaux sont dotés d'une grande résistance à l'impact et ne nécessitent que quelques mesures de

prévention lors du transport, de la manipulation et du stockage pour garantir leurs caractéristiques

mécaniques:

- Il est préférable de réaliser l'approvisionnement en

palettes sur un lieu ferme et plat, et si le tube est en

dehors du châssis en bois, il est conseillé pour ce faire

d'utiliser des cales en bois. Il est déconseillé

d'entasser plus de trois niveaux de palettes.

- Si l'ont doit stocker des tubes de différents Ø, il est

recommandé de placer les tubes de plus grand Ø,

c'est-à dire les plus lourds, dans la partie inférieure.

- Il convient de ne pas exposer trop longtemps les tubes

au rayonnement solaire. Les accessoires doivent

également rester dans leurs emballages jusqu'à leur

utilisation.

- Les tubes ne doivent pas être stockés près d'une source de chaleur, ni près de matériaux

combustibles, tels que les peintures, les dissolvants ou les adhésifs.

- Pendant la manipulation des tubes et de leurs accessoires, il faut éviter les chocs et les

rayures. Pour cela il est préférable de manipuler les tubes avec des outils et des pièces

spéciales qui n'endommagent pas et ne déforment pas les extrémités du tube.

Les ballots doivent être déchargés tel qu'ils ont été chargés, à l'aide d'un chariot Élévateur, d'une pelle mécanique ou d'un camion équipé de tiges de levage.

- Décharger les tuyaux par ballots, poser le ballot sur le sol (surface plane) et ne pas dépasser 2 ballots de haut.

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- Retenir les ballots par des cales de bois ou autre type de retenu.

- Ne pas soulever les ballots avec des chaînes ou des câbles simples. Ne pas se servir non plus

des caisses en bois servant à retenir l'ensemble pour le soulever.

- Utiliser des courroies ou des fourches à ouverture large espacée [3,0m (10')].

- S'il n'y a pas d'équipement de déchargement disponible, suivre la méthode.

- Porter une attention à ne pas frapper les unions cloches lors de la manipulation et de

l'entreposage.

- Décharger le camion, tuyau par tuyau, en assurant de ne pas les faire tomber sur le sol.

- Suivre des règles de sécurité dans la manipulation avec un minimum de deux personnes par extrémité.

- Les tuyaux de diamètre de 450mm (18") et moins peuvent être déplacés manuellement.

- Les diamètres de 525mm (21") à 750mm (30"), ainsi que les longueurs de 3m de 1200mm (48"), doivent être déplacés à l'aide d'un chariot élévateur, d'une pelle mécanique ou d'un camion équipé de tiges de levage. Ils doivent être attachés à l'aide d'une courroie au point central de la partie tuyau. Déplacement en chantier de tuyaux = 450mm (18")

c. Entreposage au chantier

Les tuyaux et raccords sont livrés au chantier en ballot ou à l'unité, ils doivent être entreposés d'une façon convenable sur le chantier.

- Poser le tuyau sur une surface plane et dégagée sans haute source de chaleur ;

- Le maximum de hauteur d'entreposage en chantier en ballot est de deux de haut ;

- Le maximum de hauteur d'entreposage en chantier de tuyau est de 1,5m (5') ;

- Utiliser des cales pour éviter que la pile de tuyau s'effondre et ainsi entraîner des dommages aux tuyaux et pire, causer des blessures à une personne ;

- Alterner les unions cloches pour éviter une déformation de l'union et de créer une instabilité de la pile ;

- Ne pas essayer d'empiler les tuyaux dont le diamètre est supérieur à 450mm (18") pour éviter des risques de blessures lors de la manipulation. Les diamètres de 750mm (30") et plus doivent être posés individuellement sur le sol ;

- Si les tuyaux doivent être entreposés le long de la tranchée, il faut placer les tuyaux le plus près possible de la tranchée, dans le sens de l'installation. Ceci a pour but de diminuer la manipulation, du côté opposé au matériel d'excavation de la tranchée.

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Sous Chaussée : Le remblayage doit être effectué avec le minimum qui suit :

- L'assise doit répondre aux exigences recherchées

- Le matériel doit être de classe I ou II densifié à 90-95% Proctor standard. Il ne faut pas utiliser de matériau gelé.

- Pour un entreposage prolongé à l'extérieur, le tuyau est protégé par un protecteur U.V. Par contre, certains produits attenants n'ont pas la même résistance. Ainsi, les membranes géotextile d'enrobage des tuyaux demandent une attention particulière. Il est possible d'éviter la détérioration en les recouvrant à l'aide d'un matériau opaque tel qu'une toile, lors d'un entreposage prolongé ou des conditions météos de pluie et gel.

4) MODE D'EMPLOI

A. Excavation

Afin de faciliter la manipulation à l'intérieur de la tranchée, la largeur totale doit être égale au O de la tuyauterie plus 60 cm. Si le terrain est dur, pierreux ou rocheux, il est recommandé de surcreuser entre 10 - 15 cm en dessous de la partie inférieure du tuyau. Ce déblai supplémentaire peut être comblé avec une couche de sable ou de terre végétale afin que nous puissions:

- Réaliser un nivellement adéquat et uniforme du terrain qui garantisse la pente voulu.

- Éviter d'éventuels dégâts à la tuyauterie sur des sols pierreux.

Si la tranchée est creusée dans un terrain sableux et tendre nous pouvons faire abstraction de la sur-excavation et du remblai additionnel. Il ne faut pas non plus, procéder à une installation d'assainissement sur des sols dont le volume varie en fonction de l'humidité et de la température (argile, calcaire, etc.) sans réaliser au préalable une étude plus approfondie pour déterminer la portée des mesures nécessaires qu'il faut adopter, telles que celles qui consistent à élargir le terrassement ou assainir le terrain et le type de sols et sa granulométrie optimale pour le remblai.

B. Remblai de la tranchée

Le remblai doit être effectué simultanement des deux côtés du tube, on pourra à cet effet utiliser le matériau de l'excavation s'il réunit les caractéristiques des sols établis par la Norme NE 1046 ou le mélanger avec un autre matériau sélectionné.

Concernant la mise en oeuvre, les règles de pose en tranchée des tubes PEHD annelés sont celles définies par le fascicule 70 et la norme NF EN 1610. Les conditions normales de mise en oeuvre sont comprises entre une hauteur mini de remblai de 0.8 m au-dessus de la génératrice supérieure du tube et 6 m maxi. Pour des conditions de mise en oeuvre spécifiques ou ne respectant pas ces hauteurs de remblai. Les recommandations complémentaires suivantes doivent être respectées : ? La tranchée doit être suffisamment profonde pour permettre la réalisation d'un lit de pose de 10 cm tout en respectant le fil d'eau. Le lit de pose doit être réalisé à l'aide de sable ou de matériau fin (0/10).

·

Le fond de la tranchée doit être débarrassé de toutes pierres pointues ou trop importantes.

Figure 15: étapes de remblai de la tranchée

·

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L'assise et le remblai de protection (remblai latéral et remblai initial = zone d'enrobage) sont constitués des mêmes matériaux. L'assise et le remblai de protection peuvent être réalisés également à l'aide de sable ou de matériau fin (0/10).

· Réaliser l'assise avec un angle de 120° et compacter de chaque côté. Cette phase essentielle permet d'éviter le changement de positionnement des tubes lors des phases de compactage. Remblayer de chaque côté du tube avec un matériau fin et compactable (idéalement, sable ou matériau auto-compactant ou de granulométrie suffisamment fine pour remplir les creux d'annelure).

· Réaliser le remblai (zone d'enrobage) par couches successives de 20 à 30 cm avec le même matériau et cela, jusqu'à 30 cm au-dessus du tube.

· Le niveau de compactage requis est supérieur ou égal à 90 % de l'Optimum Proctor dans la zone d'enrobage.

· La zone de « remblai proprement dit » peut être réalisée à partir des déblais d'extraction de la fouille, ceux-ci seront préalablement expurgés de tout élément pouvant porter atteinte à la canalisation ainsi qu'à la qualité du compactage.

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Phase I : Exécution du lit de pose

Réalisation du lit de pose sur lequel sera placé le tube. Cette couche de matériau garantira la pente d'appui du tube sur le fond de la tranchée qui devra être préalablement compacté de façon uniforme sur toute sa longueur.

Phase II: remblai jusqu'à la partie supérieure du tuyau.

On poursuit le déversement du matériau de remblai en couches d'une épaisseur ne dépassant pas les 15 cm et avec un niveau de compactage similaire à celui du lit de pose. L'opération est répétée successivement jusqu'à atteindre la partie supérieure du tube tout en le laissant

visible. Il est très important de NE PAS laisser de vide sous le tuyau, et de très bien compacter le remblai déversé des deux côtés de la tuyauterie. Il ne faut pas oublier que ce tronçon de remblai confère au tube la rigidité nécessaire pour compenser les poussées verticales.

Phase III: Remblai de la partie supérieure du tube avec du gravier sélectionné.

On poursuit le remblai jusqu'à 30 cm au dessus du tube. On doit utiliser dans cette phase, du gravier sélectionné et tamisé, mais l'on peut également utiliser à cet effet le même matériau utilisé pour le lit de pose.

Phase IV: Remblai de la tranchée.

Poursuite du remblai de la tranchée, en couches inférieures à 20 cm d'épaisseur.

Observation : le compactage dans toutes les phases de remblai doit être réalisé avec une pilonneuse légère des deux côtés du tube, sans compacter la partie centrale où se trouve la canalisation.

On distingue les cas de mise en oeuvre suivants :

Tableau 7 : étapes et choix du compactage

	Installation de type modéré	Elle est réalisé de sorte à accélérer le travail, en compactant de grosses couches allant de 60 à 90 cm de granulats. Cela ne rend pas efficace le travail et ne procure aucune qualité d'exécution.
	Une installation modérée Bon type d'installation :	Elle est réalisée quand 30 à 60 cm de granulats sont positionnés autour du tube et ensuite compactés. Les valeurs typiques de densité vont de 95 à 98 % Standard « Proctor ». Une bonne installation est réalisée quand des granulats de sol sont utilisés. Le sol sera structuré en couches de 30 cm, puis compacté. Le tube sera recouvert d'au moins 15 cm de terre avant compactage au-dessus du sommet du tube.

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Le niveau de compactage dépend beaucoup de la qualité du granulat utilisé. Quand des matériaux équivalents sont utilisés, peu d'efforts sont nécessaires. Si le granulat devient plus cohésif, comme le sable limoneux, plus d'efforts sont requis pour obtenir un bon compactage.

Quelques règles pratiques

o

Porter les tubes PE plutôt que de les traîner, de les rouler sur le sol où contre les objets durs.

o Eviter le contact avec les pièces métalliques saillantes. Choisir lors du transport le moyen le plus adéquat pour empêcher la projection de gravillons, goudron ou fumée d'échappement sur le matériau.

o Stocker des tubes sur des aires planes et aménagés.

o Utiliser des palettes pour éviter le contact direct avec le sol

o Stocker les couronnes de préférence à plat. Leur superposition ne devra pas excéder une hauteur de 1 mètre.

o Utiliser les tubes dans l'ordre de livraison (premier entré, premier sorti

Recommandations :

Lors des changements de direction, la pose en courbe est recommandée puisqu'elle limite les pertes de charges et les coups de bélier. Pour les tubes de SDR inférieur ou égal à 11, un rtayon de courbure de 25 fois le diamètre nominal du tube recommandé, selon le schéma suivant :

Avec : á = 0.2.10^-3 m/m/°C AL= variation de la longueur du tube en m

L= longueur initiale du tube en m×> AT= variation de température en °C

Il est recommandé de toujours utiliser une bonne installation plutôt qu'une installation modérée pour prévenir un affaissement de la route causé par la tassement du sol après l'installation. Il sera réalisé dès lors que la plupart des efforts et des coûts des projets de réseau urbains sont relatifs à des travaux d'installation routière. La rigidifié recommandée pour les tubes s'échelonne de 4 à 16 kPa pour obtenir une faible déformation.

Pour déterminer la profondeur minimale d'une tranchée, il faut au préalable prendre en considération, entre autres, les aspects suivants : - Ø Nominal et propriétés de la tuyauterie.

- Coefficient de sécurité minimale sur les tensions : 2,5

- Déformation maximale admise du diamètre intérieur : Ovalisation 5%

- Charges fixes et/ou mobiles à la superficie.

- Pente nécessaire pour pouvoir évacuer par gravité Si la canalisation supporte un trafic routier, la profondeur minimale recommandée est de 80 cm, mesurée à partir de la superficie du terrain jusqu'à la partie supérieure du tuyau. Pour les canalisations sans trafic, la profondeur minimale peut être de 50 cm.

5) DESCRIPTTION DE MISE EN OEUVRE DES TUYAUX EN POLYETHYLENE

a. Expérience européenne Positionnement du joint

Pour les diamètres DN/ID 215 à 1030 mm, le joint est toujours placé dans le creux après la première annelure.

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- Nettoyer l'intérieur du manchon et le joint élastique qui seront unis et enlever tout reste de poussière accumulée pendant la durée du stockage sur le chantier.

- Lubrifier l'intérieur du manchon et le joint élastique du tube

pour faciliter le glissement du joint dans l'entrée du tube. - Aligner les tubes, de sorte à ce que la partie mâle du tuyau et le

joint d'étanchéité soient parfaitement chevauchés.

- Introduire la première annelure à l'intérieur du manchon sans introduire le joint.

- Appliquer une force dans le sens de l'assemblage, soit manuellement ou à l'aide d'un

mécanisme auxiliaire, tel qu'un tire fond ou un levier jusqu'à perception de la butée.

Pour les autres dimensions et autres tubes demander la notice d'installation.

Pour faciliter l'emboîtement du joint, lubrifier la première partie interne du manchon et lubrifier également le joint monté sur le tube à emboîter.

Attention : Lors de l'emboîtement du tube dans le manchon veiller à ne pas introduire de sable ou de terre à l'intérieur du manchon, ce qui risque d'entraîner un défaut d'étanchéité.

Réalisation de la connection

La mise en place du joint est faite à la main. Dans le cas de joints de gros diamètres, cette opération peut être réalisée en utilisant un système de levier. Dans ce cas, veiller simplement à ne pas endommager le tube. Attention à mettre le joint dans le bon sens de pose.

b. Expérience Ivoirienne (par la SODECAF)

Pour expérimentation, l'entreprise SODECAF, qui importe et vend ces tuyaux polyéthylène, a réalisée des réseaux d'assainissement sur ces chantiers avec ces tuyaux annelés tout en respectant les normes internationales et en suivant un guide de pose bien défini (respectant le fascicule 70, de l'assainissement). Au nombre de ses constructions réalisées, un bâtiment R+2 à la Riviera Attoban (Abidjan-cocody), dont les travaux de VRD ont été faits à l'aide de ces tuyaux annelés en PE. de diamètres Ø200 et Ø300. Ces images suivantes nous montre la procédure et les moyens utilisés pour ces travaux.

Positionnement du joint

Stockage avant utilisation

Attention : Pour éviter l'introduction de sable ou de terre à l'intérieur du manchon, on veille au
grand soin du tube, car le contraire risque d'entraîner un défaut d'étanchéité

Réalisation de la connection

La mise en place du joint est faite également à la main

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Mise en oeuvre : Excavation (Fouille) et réalisation du lit de pose (sable)

Afin de faciliter la manipulation à l'intérieur de la tranchée, la largeur totale doit être égale au Ø de la tuyauterie plus 60 cm. Si le terrain est dur, pierreux ou rocheux, il est recommandé de sur-creuser entre 10 - 15 cm en dessous de la partie inférieure du tuyau. Ce déblai supplémentaire peut être comblé avec une couche de sable ou de terre végétale afin que nous puissions:

- Réaliser un nivellement adéquat et uniforme du terrain qui garantisse la pente voulu.

- Éviter d'éventuels dégâts à la tuyauterie sur des sols pierreux.

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Si la tranchée est creusée dans un terrain sableux et tendre nous pouvons faire abstraction de la sur-excavation et du remblai additionnel. Il ne faut pas non plus, procéder à une installation d'assainissement sur des sols dont le volume varie en fonction de l'humidité et de la température (argile, calcaire, etc.) sans réaliser au préalable une étude plus approfondie pour déterminer la portée des mesures nécessaires qu'il faut adopter, telles que celles qui consistent à élargir le terrassement ou assainir le terrain et le type de sols et sa granulométrie optimale pour le remblai.

Réalisation de l'assise et remblayage de chaque côté du tube avec du matériau fin (sable)

Remblai proprement dit (avec les déblais d'extraction de la fouille)

NB : Si la canalisation supporte un trafic routier, la profondeur minimale recommandée est de 80 cm, mesurée à partir de la superficie du terrain jusqu'à la partie supérieure du tuyau. Pour les canalisations sans trafic, la profondeur minimale peut être de 50 cm.

Des clips de piquage sont aussi utilisés pour faciliter le positionnement des accessoirs (coudes).

c. Clip de piquage

Le clip de piquage est un système efficace, rapide et simple pour les branchements qui assure une totale étanchéité. Grâce à fabrication à base de caoutchouc de faible densité EPDM (50 shore A), et à son élasticité, il peut être utilisé aussi bien pour les nouvelles conduites que pour celles qui existent déjà, et l'on peut également réaliser des raccordements sur collecteurs ou puits. Observation: Pour la perforation du tube, une scie cloche est spécialement conçue pour nos clips.

- Utilisez la perceuse pour percer le tube à l'aide de la scie cloche ;

- Placez le clip en vous assurant que les butées en caoutchouc coïncident avec l'axe longitudinal du tuyau ;

- Pour faciliter l'assemblage, il est conseillé d'utiliser de la graisse, ou à défaut du gel liquide.

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IV- FABRICATION ET MISE EN OEUVRE DES BUSES EN BETON SELON LES NORMES

1) DEFINITION

Une buse est un ouvrage d'assainissement et de drainage, cet ouvrage est mis en oeuvre pour assurer le drainage des eaux pluviales tombants sur la plateforme

2) PROCESSUS DE FABRICATION DE BUSES BETON*

A. Préparation des armatures

Les armatures de la phase primaire sont constituées de cages d'extrémité en acier doux et de fils de précontrainte longitudinale en acier a haute résistance. Tous ces aciers sont préparés a l'aide de machines spéciales.

B. Préparation des moules

Apres le démoulage, le moule est nettoyée, huilé, les cages d'armatures et les fils d'acier de précontrainte sont introduits, les bagues sont montées aux deux extrémités et l'armature de précontrainte longitudinale est ancré sur les bagues de tete et mise en tension avec un systeme qui garantit l'uniformité du tir.

C. Centrifugation

La centrifugation est dotée d'un système de contrôle électronique de la vitesse de remplissage de béton (Coulage) qui est de 6 a 8 m/s en phase de rotation et 28 m/s en phase de centrifugation.

D. Etuvage

Apres la phase de centrifugation, le moule est immergé dans une cellule de maturation a vapeur saturée d'humidité, dont la température s'élève graduellement jusqu'a 90 degrés C maximum. Cette température est maintenue pendant un temps d'environ 4 heures.

E. Démoulage

Apres l'étuvage et l'acquisition de la résistance de référence nécessaire, le moule est porté dans la zone de décoffrage pour pourvoir a l'extraction du tuyau.

F. Maturation

A la fin du cycle primaire, tous les tuyaux sont immergés totalement dans l'eau dans de grands bassins de maturation pendant environ sept jours avant de les transférer vers la phase secondaire. Cette opération, nécessaire pour ce type de produit, lui confère des qualités de résistance et d'imperméabilité tres élevées.

G. Précontrainte radiale (frettage) :

Les tuyaux a pression sont soumis après la maturation du noyau a une précontrainte radiale. Cette opération consiste a cercler les tuyaux d'un fil d'acier a haute limite élastique sous forme de spires a pas constant. La section du fil et le pas des spires sont déterminés en fonction de la pression et des sollicitations extérieures demandées par le client.

H. Essai hydraulique

Tous les tuyaux sont testés sur des bancs d'essai pour s'assurer de leur conformité avec les prescriptions demandées. Le banc d'essai reproduit les conditions réelles de travail du tuyau du point de vue jonction avec les autres tuyaux (emboîtement) et pression de l'eau, tout en prenant en considération les coefficients de sécurité réglementaires.

* mémoire de NDZANA AKONGO Grégoire & TCHOUMI Samuel (Université de Douala(Ecole Normale Supérieure de l'Enseignement Technique) ENSET - DIPET2(Diplôme des Professeurs des lycées d'Enseignement Technique 2ème grade) Génie Civil,Option:Bâtiment et Travaux 2007), sur le thème : Réhabilitation des ouvrages en béton armé dégradés par la corrosion des armatures.

I. Revêtement

Apres les tests au banc d'essai, les tuyaux conformes sont passés au revetement pour protéger les armatures de frettage contre les actions extérieures corrosives. A l'aide d'une trémie vibrante, on distribue sur la surface extérieure du tuyau une couche de béton a granulométrie fine. Pendant cette opération, le tuyau est maintenu en rotation a une vitesse périphérique de 15 a 20 m/min.

NB : Beaucoup de buses vendues dans le marché ivoirien ne respectent pas ces différentes étapes de la fabrication. Ce qui donne un constat des buses très rugueuses, et peu résistantes à l'écrasement.

J. Stockage

Le stockage et la manutention s'effectuent au moyen de portiques a cheval qui couvrent tout le parc principal de l'usine

3) AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES BUSES

a. Avantages

- Matériau classique et connu (expérience de mise en oeuvre, etc...) - Sites de production répartis sur l'ensemble du territoire

b. Inconvénients

Défauts d'étanchéité

Ces types de défaut s'observent à l'apparition des Venues d'eau, résurgences au travers des joints entre éléments ou entre tronçons d'ouvrage.

Il est important de comprendre que la cause de ces apparitions est entre autres la mauvaise tenue de l'étanchéité par défaut de continuité lié à une mauvaise mise en oeuvre ou à la suite de perforations. Mise en surpression du remblai

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Le corolaire de ces défauts, se decouvre au travers de l'altération du béton au droit des circulations d'eau favorisée par les cycles gel-dégel. Ce qui affecte les zones avec lequel l'eau est en contact et pourrais même créer des affouillements du remblai en extrados et sous l'ouvrage. Tout ceci favorise un dérangement de la structure de la chaussée portée.

Désordres au droit des joints

Les constats d'épaufrures et d'armatures apparentes tout le long des joints entre éléments ou entre

tronçons d'ouvrage est dûs à la:

- Mauvaise mise en oeuvre à la construction

- Déformations différentielles entre éléments

Ce qui peut entrainer une corrosion d'armatures jusqu'a la chute de morceaux de béton sous

l'ouvrage.

Fissures apparentes

Ces défauts nous font faire face à des fissurations longitudinales, Causées par le retrait du béton

et/ou insuffisance de résistance à la flexion

Selon la densité par éléments ou l'évolution de la fissuration, on constate des fissures d'ouverture inférieure à 0,3 mm et supérieure à 0,3 mm.

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Défauts des talus

Le sous dimensionnement ou absence de protection hydraulique se situe à l'abouts d'ouvrage causé par la mauvaise exécution.

c. Les causes physiques Ces dégradations sont dues aux causes suivantes : · Abrasion · Erosion · Cavitation · Chocs

· Surcharges · Le feu · Cycle gel/ dégel

Figure 16 : dégradations des buses( carrefour de la riviéra II)

d. Les causes chimiques

Alcali-réaction ou cancer du béton : Réaction qui se produit entre la solution interstitielle du béton, riche en alcalin, et certains granulats lorsqu'ils sont placés dans un environnement humide. Des gels gonflants apparaissent en développant des microfaïençages et un éclatement du béton.

Réactions sulfatiques : Les sulfates proviennent essentiellement du milieu extérieur. Ces ions ne sont pas passifs vis-à-vis de la matrice cimentaire et conduisent à la formation de certains composés chimiques expansifs tels que : L'éttringite, le gypse et la thaumasite. Ces composés provoquent le gonflement du béton créant en son sein des tensions qui engendrent des fissurations.

Corrosion : Attaque des matériaux par les agents chimiques. Sur les métaux, la corrosion est une oxydation.

Fissurations de surface :Elles sont dûes au mauvais positionnement des armartures (généralement en acier) placées trop près du parement béton lors du coulage.

Mauvaise qualité des bétons employés :Un béton trop faiblement dosé en ciment, mal vibré, présentera un aspect défectueux : nids d'abeilles, faïençage, fissures superficielles, trous laissant les armatures apparentes.

- Vibration trop importante : Une vibration trop longue peut entraîner une ségrégation du béton et par conséquent une mauvaise répartition des constituants. Les efforts mal répartis entraînent alors des fissurations et des élancements du béton.

- Absence de cure du béton : La cure du béton est indispensable par temps chaud venté. Sans protection de surface, le béton se faïence en surface.

- Cycle humidité / sécheresse : Les cycles répétés d'humidité/sécheresse entraînent des variations dimensionnelles du béton pouvant créer des fissures et par conséquent la corrasion des aciers.

e. Poids des buses béton *Pour 1 ml

Diamètre 400 ?	240 Kg	Diamètre 1000 ?	855 Kg
Diamètre 500 ?	268 Kg	Diamètre 1200 ?	1.245 T
Diamètre 600 ?	355 Kg	Diamètre 1500 ?	2.028 T
Diamètre 800 ?	559 Kg

Tableau 8 : longueur, épaisseur et kilogramme des Tuyaux en béton (selon MEHAT préfabrication)

Ø (mm)	LHT	Longueur Utile	Epaisseur	Kilogramme
300	2500	2400 OU 2420	55	406
400	2500	2400 OU 2420	60	570
500	2500	2400 OU 2420	69	790
600	2500	2400 OU 2420	74	1050
800	2500	2400 OU 2420	84	1625
1000	2500	2400 OU 2420	105	2620

4) MISE EN OEUVRE ET APPLICATIONS

a. Définition

Une buse est un Ouvrage hydraulique de traversée, permettant le transit de part et d'autre de la plate-forme, des eaux des bassins versants. Il peut s'agir de véritables ouvrages d'art selon leur capacité ou de petits ouvrages constitués d'un conduit circulaire ou rectangulaire. Ils sont posés sur une fondation adaptée, et protégés par un remblai technique. Ils comportent un aménagement en amont pour entonner l'eau et en aval pour la restituer au milieu naturel

B. Mise en exécution

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Les tuyaux en béton armé sont livrés sur le chantier par camions et déchargés non loin de l'emplacement de l'ouvrage à réaliser pour faciliter et accélérer leur pose ultérieure. L'emboîtement des tuyaux armés se fait à l'aide d'une pâte spécifique étalée sur les joints intégrés à la fabrication. Les joints doivent auparavant être soigneusement nettoyés. Le premier tuyau béton est posé au laser et calé à l'aide de sable pour assurer son maintien. Les tuyaux sont posés à partir de l'aval et leur emboîture (extrémité femelle) est dirigée vers l'amont. Les collets mâles et femelles sont tous graissés à l'aide d'une pâte spécifique, particulièrement au niveau de l'extrémité arrondie du joint, avant l'emboîtement des joints dits glissants.

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Avant toute exécution, il y a lieu de couler un béton de propreté dosé à 250 Kg/m3. Tout en remarquant que le niveau entre les deux sources d'eau est bien réglé. L'implantation des buses est faite grâce au tracé de l'axe de la buse avec un fil, un décamètre pour réussir l'alignement des buses.

Figure 17 : Exécution de travaux de pose de buses sur l'autoroute singrobo-yamoussoukro

Buse fourreau : Longueur = 3m ; Largeur = 1,40m ; Épaisseur = 0,2m Béton de propreté : Longueur = 3m ; Largeur = 1,40m ; Épaisseur = 0,2m

C. Les intervenants

Au niveau de l'exécution des fossés, les personnes chargées d'exécution sont les maçons de l'équipe sous la supervision d'un chef d'équipe. Aussi il y a la présence des conducteurs d'engins qui jouent un rôle très important dans la pose des fossés.

D. Engins utilisés

La machine utilisée est la pelle mécanique qui a servi au creussement des fossés. Notons que le godet de la pelle est dimensionné en fonction des fossés. Aussi, à défaut de la pelle mécanique, la tractopelle est utilisée.

Après mise en oeuvre on aura aussi besoin d'un rouleau vibrant, afin compacter la zone traitée.

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CHAPITRE IV :

ETUDES COMPARATIVES

DES DEUX SYSTEMES

Installation de tuyau dans le projet d'égout pluvial au Mexique.

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I. EVALUATION HYDRAULIQUE DES DIFFERENTS SYSTEMES

1) CALCUL DES PERTES DE CHARGES

A. Réseau avec écoulement à surface libre

Écoulement dû à la gravité et nécessitant une pente pour exister.

Le modèle le plus simple pose que la canalisation où se produit l'écoulement est partiellement remplie, la surface libre est à la pression atmosphérique et la hauteur de liquide dans la canalisation est uniforme, c'est-à-dire identique en tous points.

? Equation de Manning Strickler

L'équation de Manning, bien qu'elle soit empirique, est l'une de celle que l'on utilise le plus fréquemment lorsqu'on veut calculer la vitesse de l'écoulement dans les conduites d'égout où l'eau est soumise à une pression de 101,3 kPa. C'est une variante de l'équation de Chézy dans laquelle C_c = Rh^1/6/n ; on a alors indiqué la vitesse de l'écoulement (pour la pression atmosphérique).

V = (Rh ^(2/3)vS)/n

V : vitesse (m/s) Rh : rayon hydraulique

n : coefficient de rugosité de Manning S : pente hydraulique

Elle est appliquée pour déterminer les valeurs:

Où : V = Vitesse de l'eau à l'intérieur du tuyau m/s.

I = Pertes de charge en m/m. Dans le cas des tuyaux où l'eau circule en régime de lame libre, elle est égale à la pente.

NB : Vitesses recommandables :

V Max = 2,50 m/sec. Elle évite l'effet de l'ABRASION. V Min = 0,50 m/sec. Elle évite la SEDIMENTATION.

Pour le PEHD (Polyéthylène de Haute Densité) : le coefficient de rugosité n = 0,007

Le coefficient de rugosité pour le béton est n = 0,012 ; pour la fonte, on a 0.015 ; l'acier n = 0,027 La détermination du rayon hydraulique se fait avec le rapport de la section mouillée par le périmètre mouillé du tuyau. Mesuré en m. Quand nous utilisons l'équation de Manning, nous supposons que le tuyau travaille à section pleine, ce qui signifie que :

B. Evaluons les débits et vitesses d'eau

Le débit étant la quantité de matière qui traverse une section droite de la conduite par unité de temps, est exprimé en m³/s pour le débit volumique.

Les vitesses et les débits pour les tuyaux à parois thermoplastiques structurées peuvent être calculés en utilisant la formule de Manning Strickler ou la formule de Colebrook-White. Utilisons l'équation de Colebrook-White qui fournit des résultats précis pour un large éventail de conditions d'écoulement. Une approche alternative est nécessaire lors de l'utilisation de l'équation de Colebrook-White pour déterminer soit le diamètre du tuyau ou des variables de gradient hydraulique.

? Selon la formule de Colebrook White :

Le coefficient de pertes de charges ë est calculé à partir de la formule de colebrook-white suivante :

La vitesse et le débit sont calculés à partir des formules suivantes : et

25 20 15 10

5

0

Avec :

ë = coefficient de perte de charge régulière

(sans dimension)

Di(m) = diamètre intérieur de conduit

k(m) = rugosité hydraulique

Re = nombre de Reynolds = (VxD) / õ

õ(m²/s) = viscosité cinématique = u / ñ u = viscosité dynamique

p = masse volumique du fluide

V(m/s) = vitesse moyenne du fluide g(m/s²) = accélération de la pesanteur

35

30

C) Performances hydrauliques

Les tuyaux PEHD bénéficient d'une paroi intérieure lisse en PEHD, offrant des performances hydrauliques supérieures à celles des matériaux rigides tels que le grès, l'acier, la fonte ou le béton. La rugosité des parois des autres matériaux étant très élevé, réduit leur performance hydraulique.

Figure 18 : performances hydrauliques des PEHD

BETON

4

PE

30

GRES

20

ACIER

10

FONTE

6

PE GRES ACIER FONTE BETON

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? Pertes de charge et écoulement libre

On distingue 2 types de perte de charge : les pertes de charge régulières et les pertes de charge singulières. Selon la norme 752, deux équations sont recommandée pour calculer les débits turbulents dans les branchements et collecteurs : Colebrook et Manning Strickler, en tenant compte des pertes de charges dans la conduite.

o Les pertes de charge régulières

Elles se calculent de la façon suivante : ?H = J x L

?H = perte de charge du réseau (m de colonne d'eau)

J = perte de charge par frottement (m colonne d'eau/m de tuyau) =
L = longueur de la canalisation (m)

La démarche de calcul pour une conduite droite :

1° Calculer ë

2° Calculer J

3° Calculer ?H

La perte de charge peut également s'exprimer comme une pression : ?P = w x ?H

Avec : ?P = perte de charge (Pa) ù = poids volumique du fluide (N/m3)

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Les pertes de charge singulières

Ce sont celles induites par les changements de direction, les variations de section, les croisements et les coudes.

? ?P1 = perte de charge due aux points singuliers (bar)

? V_m = vitesse moyenne du fluide (m/s) ? p = masse volumique du fluide (kg/m3)

? æ = coefficient de résistance des points singuliers

2) APPLICATIONS PRATIQUES POUR NOS DIFFERENTS PRODUITS ? 1ère application Diamètre (Ø) 300 mm

- Les buses béton

Enoncé

On considère une conduite en béton de Ø=300 mm, de 0,012mm de rugosité et de 400m de long, véhicule un débit d'eau de 150 L/s. Déterminons les pertes de charges linéaires.

Notons que la viscosité cinématique varie avec la température (T°). Supposons que l'eau s'écoule à 20°C, la viscosité cinématique est alors : õ = 1,004.10^-6m²/s .

Données : g=9,79 m/s ; ñ=1005Kg/m³ ;

Résolution

Calculons les pertes de charges dans la buse en béton ÄH.

ÄH = Hr + Hs

Nous pouvons calculer ces pertes de charges de plusieurs manières. Utilisons la relation de

Darcy-Weisbach pour déterminer les pertes de charges régulières:

Hr = A x (V²/ 2g) x L/D

o Calculons la vitesse moyenne de l'eau dans la buse

On a Q = ð.D².V/4 => V = 4Q/ð.D² Avec: Q = 150L/s = 0,15 m³/s

Alors : V = (4 x 0,15) / (ð x (0,3)^2) =>

V = 2,12 m/s

o Calculons le nombre de Reynolds Re

Re = (VxD) / õ => Re = (2,12 x 0,3) / 1,004.10^-6

? Re = 633466,1355 ? Re = 6,34.10⁵

On en déduit alors que le régime est turbulent car Re>2400. Prenons comme coéfficient de perte de charges A= 3. Calculons le coefficient de perte de charge.

Utilisons à présent la méthode itérative de la formule de Colebrook-White afin de déterminer A : coefficient de perte de charge régulière

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Posons ë0 = 0,316Re-0,25 = 0,01119863

? M = -2 log10 ( (k / (3,71 x Di) + 2,51/(Re x vë0)))

? M = -2 log10 ( (0,012 / (3,71 x 300) + 2,51/(6,34.10⁵ x v0,01119863))) M0 = 9,9014846

ë1= 1/(M0)² => 1 / (9,9014846)² => ë1 = 0,01019998

e_r = (ë1- ë0) / ë1= (0,01019998 - 0,01119863) / 0,01019998 e_r = 0,0981379 > 10^-6

Alors pour ë1 = 0,01019998 ; on a :

? M1 = -2 log10 ( (k / (3,71 x Di) + 2,51/(Re x ?ë1)))

? M1 = -2 log10 ( (0,012 / (3,71 x 300) + 2,51/(6,34.10⁵ x v0,01019998)))

M1 = 9,902973

ë2 = 1/(M1)² => 1 / (9,902973)² => ë2 = 0,01019692

er = (ë2- ë1) / ë2= (0,01019692 - 0,01019998) / 0,01019692 e_r = 0,0003007 > 10^-6

Continuons avec ë2 = 0,01019692 ; on a :

? M2 = -2 log10 ( (k / (3,71 x Di) + 2,51/(Re x ?ë2)))

? M2 = -2 log10 ( (0,012 / (3,71 x 300) + 2,51/(6,34.10⁵ x v 0,01019692)))

M2 = 9,9029776

ë3 = 1/(M2)² => 1 / (9,9029776)² => ë3 = 0,01019691

e_r = (ë3- ë2) / ë3= (0,01019691 - 0,01019692) / 0,01019691 er = 0,0000009435 < 10^-6

on a donc ë = ë3 = 0,01019691

La relation de Darcy-Weisbach, nous donnes les pertes de charges régulières :

Hr = ë x (V²/ 2g) x L/D => Hr = 0, 01019691 x (2,12²/ 2 x 9,79) x 400/0,3
Hr = 3,1208017 m

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*Déterminons les pertes de charges singulières Hs

Notons que les pertes de charges singulières sont évaluées à 10% des pertes de charges régulières.

Hs = 10%Hr => Hs = 0,1 x 3,1208017

=> Hs =0,31208017m

Il ressort alors que les pertes de charges totales parcourues dans la buse en béton s'évaluent comme suit :

ÄH = Hr + Hs => ÄHbuse =3,1208017 + 0,31208017

=> ÄHbuse =3,43288187 m

- Les tuyaux annelés en PE

Les calculs sont les même que le béton à la seule différence que la rugosité du tuyau annelé en

PEHD est 0,007. Données : Ø=300 mm ; k=0,007mm et de 500m de long ; Q=150 L/s ; õ= 1,004.10^-6m²/s ; g=9,79 m/s ; ñ=1005Kg/m³. Déterminons les pertes de charges linéaires.

Résolution (pertes de charges dans le PEHD (ÄHpehd)).

ÄHpehd = Hr + Hs

Déterminons les pertes de charges régulières par Darcy-Weisbach : Hr = A x (V²/ 2g) x L/D

La vitesse moyenne de l'eau est la même que pour la buse : V = 2,12 m/s

Le nombre de Reynolds (Re) également est le même que dans la buse :Re = 633466,1355 D'où le régime est turbulent, car Re>2400. Calculons le coefficient de perte de charge A. Par la méthode itérative de Colebrook-White on obtient : A = A3 = 0,00933244

La relation de Darcy-Weisbach, nous donnes les pertes de charges régulières Hr:

Hr = A x (V²/ 2g) x L/D => Hr = 0, 00933244 x (2,12²/ 2 x 9,79) x 400/0,3

Hr = 2,85622997 m

Nous obtenons également les pertes de charges singulières Hs :

Hs = 10%Hr => Hs = 0,1 x 2,85622997

=> Hs = 0,285622997 m

Alors les pertes de charges totales parcourues dans le tuyau annelés en PEHD s'évaluent comme suit :

ÄH = Hr + Hs => ÄHpehd =2,85622997+ 0, 285622997

=> ÄHpehd =3,14185297 m

Rappelons que : ÄHbuse = 3,43288187 m

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2ème application :Comparons les débits des buses et des tuyaux PEHD Ø300 ; Ø600 ; Ø1000mm

Ici on calculera un débit en fonction de la pente et de la rugosité de la surface du tube. Le calcul du débit gravitaire s'effectuera avec la formule de Manning STRICKLER :

Calculons d'abord la débitance

Avec :

? Ri = rayon intérieur du tube

? B = 2 x arccos(1 - 2 x taux de remplissage)

? Coefficient de Strickler : on prendra pour les buses béton k_s=70 et pour les PEHD,

ks=90.

? Taux de remplissage H/D = 0,938 si on veut un débit maximum

*Pour les buses béton (Ø300mm ; pente 1%)

On en déduit que : Débitance = (70 x B x 0,15⁸/³ x (1-(sin B)/ B)⁵/³)/3,75 Avec B = 2 x arccos(1 - 2 x 0,938)

? = > B = 2 x arccos(-0,876) = > B = 302,33 ° = 5,28 rad

D'où: Débitance = (70 x 5,28 x 0,15⁸/³ x (1-(sin 5,28)/ 5,28)⁵/³)/3,75

Débitance = 0,801405 m³/s

On obtient le débit est le suivant :

Q = débitance x vpente = > Q = 0,801405 x v0,01 = > Qbuse= 0,0801405 m³/ s

= > Qbuse= 80,1405 litres/ s

*Pour les PEHD

La débitance du PEHD est la suivante :

Débitance = (90 x B x 0,15⁸/³ x (1-(sin B)/ B)⁵/³)/3,75

Débitance = (90 x 5,28 x 0,15⁸/³ x (1-(sin 5,28)/ 5,28)⁵/³)/3,75 = > Débitance = 1,0304 m³/s

Qpehd= 0,10304 m³/ s

On obtient donc le débit suivant :

= >

Q = 1, 0304 x v0,01 = >

Qpehd= 103,04 litres/ s

Le calcul sera le même pour les diamètres 600mm et 1000mm avec la pente de 1%. Les resultats des débits calculés sont consignés dans le tableau suivant :

Tableau 9 : débit d'eau dans les conduites en PEHD et en béton(litre/s) et graphique

		Q (litre/s)
Ø300 mm (1%)		Ø600 mm (1%)	Ø1000 mm (1%)	Buse béton
80,14		508,86	1987	PEHD
103,04		654,25	2554,7

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Graphique : Débit Q(l/s) en fonction des diamètres Ø(mm) pour 1% de pente :

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

Buse PEHD

Ø300 mm Ø600 mm Ø1000 mm

Il ressort donc de ces calculs que le débit de l'eau circulant dans les tuyaux annelés en PEHD est plus élevé par rapport à celui du béton. Et cela est dûs à la faible rugosité à l'intérieur des parois du PEHD. Cet avantage, assure donc une meilleur circulation du fluide.

II. AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES DEUX SYSTEMES

1) POUR LES BUSES EN BETON

Tableau 10 : Synthèse des caractéristiques physiques des canalisations:

(Selon le guide d'aide aux choix des matériaux pour les réseaux d'assainissement)

Matériau	Fournisseurs	Assainissem ent (? en mm)	Eau Brute (? en mm)	Durabilité		Réhabilitat ion	Béton
BCL, Bonna Sabla, Robin, Cimentub, CRP, LPB, Saint Gobain Stradal, Urvoy,	Oui	Oui	100 ans	Non sauf Bonna Ame Tôle D 250 à 3200
		?300 à 3200
Pipelife France, Ryb, Glynwed, Hydrotub, Rehau, Polypipe, Polieco, Socotub, Hegler, Sotra-Separef, Wavin,	Oui	Oui	50 ans	Oui
		?110 à 1200 Pe à paroi structurée
Pipelife France, Ryb, Rehau, Polieco, Hegler, Polypipe, Ferrosystem, Glynwed, Hydrotub	Oui (EP et EU)	Oui	100 ans	Oui (EP et EU)
		?110 à 3000				Polyvinylchl oride (PVC)
Pipelife France, Rehau, Sotra-Seperef, Wavin	Oui	Non	100 ans	Oui

Tableau 11 : Tableau Comparatif des matériaux (selon la charte qualité de l'assainissement
Version 2 : Mai 2012)

Caractéristiques ASSAINISSEMENT 200mm à 500 mm		PRODUITS			MATERIAUX
BETON		PEHD

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Verrouillage	Oui		PN6 ou PN10 ou PN20 ou PN25 bars	Résistance à la pression intérieure (gamme usuelle)
1 (gravitaire) 6 et 10 bars
non	non		Résistance à la dépression
Oui (-1.0b)	Non		Déviations angulaires ou rayon de courbure
Oui - DN 200 à 500 3°	PN6 : R=35D. -PN10 : R=25D		Charges de rupture
	22MPA		Résistance tassement différentiel (précisez les conditions d'essai)
Oui - nécessité de disposition constructive, type biellette au droit des raccordements	Allongement+ rayon de courbure. Le tube PEHD offre la meilleure résistance au tassement différentiel		Résistance à la fissuration
Aucune fissuration jusqu'à 20% d'ovalisation (voir resultats essai d'ovalisation adns avis technique)	Aucune fissuration		Rigidité diamétrale minimale kN/m^2
5000 et 10000 kN/m2	PN6=CR4. -PN10=CR8 8 kN/m^2		Caractéristiques mécaniques
Déflexion diamétrale
Maximum 1% du DN	>3%		Ovalisation ou faux rond maximal)
3% à court terme et 5% à long terme sont tolérés	7% du diamètre		Limite d'élasticité
	10%		Coefficient de rugosité de Manning
Manning = 104 rugosité absolue = 0.013mm	0. 007mm		Agrément sanitaire
Oui	Uniquement pour AEP		Sensibilité à la perméation de substances
Non	Non aux hydrocarbures		Modalité de mise en oeuvre
Selon le fascicule 70	Fascicule 71		Développement durable (durée de vie)
100 ans	Recyclable - garantie 100 ans		Pertes de charges (m)
0,012	0,007

Tableau 12: Classes de résistance et de rigidité usuelles des matériaux (selon la charte qualité de l'assainissement Version 2 : Mai 2012)

Type de matériau	Unités		Classes de résistance et de rigidité usuelles	Béton armé
KN/m^2	90A-135A-165A-200A (250A) 1		Béton non armé
KN/m^2	90B-135B		PEHD lisse
KN/m^2	CR4-CR8-CR16		PEHD annelé
KN/m^2	CR4-CR8-CR16		PVC
KN/m^2	CR4-CR8-CR16

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2) POUR LES TUYAUX ANNELES EN POLYETHYLENE

Nous pensons que les tubes en polyéthylène fabriqués représentent actuellement la solution économique la plus efficace et rationnelle à utiliser pour les infrastructures urbaines et industrielles.

Dans la mesure où après toutes ces propriétés sur-citées, il ressort que ces tuyaux sont plus légers et plus faciles à transporter que les canalisations en béton.

Par exemple, la livraison de 1km de canalisation en Ø900 mm de PEHD nécessite seulement 17 camions alors qu'il faudrait 29 camions pour livrer l'équivalent en béton.

Cet avantage ralenti donc la production de carbone dans l'air puisqu'il n'y a pas trop de déplacement de véhicule. Car le nombre de livraisons nécessaires sur chantier réduit drastiquement les émissions de CO2 mais réduit également le nombre d'engins de levage et leur temps d'utilisation sur site.

La synthèse des cette étude nous fait comprendre de manière explicite les avantages et inconvenients des différents systèmes dans le tableau ci-dessous :

? INCONVENIENTS

Tableau 13 : Synthèse des inconvénients pour chaque matériau

	PE-HD		Buse en béton	Etanchéité
Étanchéité garantie à l'air et à l'eau jusqu'à 0,5 bar	Venues d'eau, résurgences		Inertie chimique et électrique
- Dilatation thermique	Pose non recommandée à basse température (-5° joints intégrés, - 15° joints coulissants mobiles)		propriétés mécaniques
- Percement, poinçonnement	Friabilité des parois		Flexibilité
- Ovalisation			Manutention
Taitement avec soin	- Manutention, déchargement, stockage - Transport délicat (poids, calage)		légèreté et grande longueur
- Déformation longitudinale (effet banane)			Coefficient de rugosité
	Rugosité très élévée		fiabilité des réseaux
- Lit de pose soigné	- Épaufrures et armatures apparentes, écaillage - Risque de fissuration circulaire et/ou longitudinale		Respect de l'environnement
Site de production ne sont pas repartis sur l'ensemble du territoire	Sous dimensionnement ou absence de protection hydraulique		Usure/abraision
Plus importante avec un pH de 4.0 et les armatures seraient exposées	-

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Essai de rigidité annulaire Essai de flexibilité du tube Vérification de la rigidité

Essai de fluage Essai d'étanchéité hydraulique sous

pression et à la dépression

? AVANTAGES

Les avantages sont repartis dans ce tableau selon leurs catégories structurales :

Tableau 14 : Synthèse des avantages pour chaque matériau

	PE-HD		Buse en béton	Longévité
o coûts d'exploitation réduits o Jusqu'à 100 ans (durée de vie)	o durée de vie : 100 ans o pérennité des ouvrages réalisés		Inertie chimique et électrique
o stabilité du réseau en milieu agressif o Résistance à l'érosion o Faible dilatation pou les réseaux entérés, compte tenu de la stabilité de la température à 1m de profondeur. o Résistance totale à l'oxydation o résistance exceptionnelle à l'abrasion	Résistance à l'abrasion		propriétés mécaniques
o résistance aux chocs, gel, o tenue aux U.V o résistance à l'écrasement o Résistance aux poinçonnements	grande capacité structurale		Température
Résistance à la chaleur			Propriétés hydrauliques
Perte de charge faible	Perte de charges élevés dues à la rugosité		flexibilité
aptitude à suivre les mouvements du terrain	Très Rigide		Etanchéité et soudabilité
o Étanchéité garantie à l'air et à l'eau jusqu'à 0,5 bar. o réseau continu et homogène. o totale étanchéité à +0,5 bars et -0,3 bars (norme NF EN 1277)	Bonne étanchéité, si la pose à été bien réalisée		légèreté et grande longueur
o mise en oeuvre facile et mécanisable o Très légers, installation rapide, facile et sure. o réaliser de réelles économies sur les postes "réseaux gravitaires" o faciles à stocker, à déplacer et à poser	Extrêmement lourde et mise en oeuvre difficile
Coefficient de rugosité	- Rugosité faible (plus facilement utilisable pour des faibles pentes) - pertes de charge réduites		Augmentation des pertes de charge
fiabilité des réseaux	jonctions adaptées à l'application		- Sites de production répartis sur l'ensemble du territoire
respect de l'environnement	- Alliés de l'environnement et recyclables - Reduction de gaz à effets de serres - Les PEHD sont non toxiques		- Matériau classique et connu (expérience de mise en oeuvre, etc...)
Coût	- Faible coût pour les tuyaux - Réduction du coût relatif à l'exécution de l'ouvrage.		Coût élevé
Coefficient de rugosité	0,007		0,012
Usure/abraision	Jusqu'à 10 fois inférieur au béton et à l'acier		-

À la différence du PVC, le PE est constitué simplement de carbone et d'hydrogène. Lors de sa combustion complète, il se transforme donc en CO2 et en vapeur d'eau. Son bilan énergétique est

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bon. Non mélangé, le PE est recyclable. Translucide, inerte, facile à manier et résistant au froid, ce matériau est en outre un excellent isolant électrique. Un de ses inconvénients : il ne résiste pas aux températures supérieures à 80°C.

Les avantages des matières plastiques du types PE par rapport au PVC sont donc qu'elles sont non toxiques, leur écobilan est assez bon, leur élimination ne pollue pas beaucoup, et surtout ils sont recyclables en produits de haute qualité.

NB : Nous vous rappelons que la mise en oeuvre des tubes annelés doit se faire conformément aux recommandations du fascicule 70. Pour une bonne utilisation, il faut s'assurer que l'installation répond aux règles de l'art et aux règlements locaux et il n'enlève aucunement la responsabilité du concepteur de déterminer la meilleure méthode de pose pour le type d'utilisation et le type de sol.

? Essais effectués sur les tubes annelés en polyéthylène

Pour le mode d'exécution, les essais sont en premier lieu établis pour vérifier les caractéristiques du matériau et de son aptitude à être posé.

b. Essai de validation

De très nombreux essais ont été réalisés sur les tubes. Ainsi notamment, la déformation à court et à long terme (rigidité annulaire, creep ratio...), l'étanchéité des raccordements ou l'abrasion ont pu être longuement étudiée.

c. Essai de chargement

Afin de pouvoir valider le calcul théorique des déformations et des contraintes (généralement établi pour des tuyaux à paroi lisse), des essais de résistance à la charge (statique et dynamique) ont été menées à l'Université Technique de Munich. Les résultats obtenus ont permis la bonne adéquation entre les déformations et les contraintes théoriques et celles réellement observées. Un essai grandeur nature sur deux ans a démontré la très bonne tenue à l'ovalisation des tuyaux aux chargements les plus défavorables (charges de chantier, charges roulantes avec faible couverture et charges induites par un remblai important).

Tableau 15 :Tableau de quelques essais sur le PEHD

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III. RENTABILITE ECONOMIQUE

1) Au plan humain

- davantage d'emplois

- renforcement de capacités

2) Au plan social

- plus de fluidité dans le trafic rural

- plus de ponts et de digues construits au profit des paysans

- de plus en plus et de produits agricoles sont acheminés vers les marchés

3) Au plan politique

- les gouvernements construisent de plus en plus de routes, de ponts, de retenues d'eaux,

barrages, de digues... à l'avantage des populations ; donc facteur de paix et de stabilité

4) Rendement optimisé

- gain en temps de réalisation des ouvrages

- durabilité et résistance de l'ouvrage aux intempéries

- économie substantielle

- finition de plus en plus achevée,

- de plus de contrats...

5) Au plan économique

PRIX D'ACHAT :

En ce qui concerne le prix des canalisations utilisées de nos jours, les tuyaux annelés en Polyéthylène PEHD, offre un grand avantage économique, depuis l'achat jusqu'à la mise en oeuvre pour l'assainissement.

PRIX FOURNITURE : Pour les buses béton

L'acheminement se fait en fonction de la distance à parcourir, et aussi en fonction du tonnage. Comme dans l'exemple de la page 73, la livraison de 1km de canalisations en Ø900 mm de PEHD nécessite seulement 17 camions alors qu'il faudrait 29 camions pour livrer l'équivalent en béton sur une distance de 100 km.

Le voyage revient pour le transport des buses à 150.000f/voyage. Ce qui nous amène à calculer le coût de l'acheminement pour livrer ces 1km de buses béton.

Cach = 150.000 x 29 = 4.350.000f

Pour les PVC

Les charges sont plus légères et de moindre volume. polyéthylène

Pour les PEHD

L'aceminement revient Voir le tableau des prix d'achats

Les références des prix des deux systèmes sont récapitués dans le tableau suivant :

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Tableau 16 : prix des buses et tuyaux PEHD au mètre linéaire

	Tableau récapitulatif des prix
Diamètre	Buse béton FCFA (HT/ml)			Polyéthylène FCFA (HT/ml)
	Fourniture		Pose	Fourniture (5,8m) & acheminement	Pose
	Achat	Acheminement
160	15000	2 FCFA	19.440 FCFA	3 850	10.060 FCFA
200	20000			4 950
250				7 500
315	31500			10 780
400	45000			17 490
500	50000			30 260
630	62500			44 856
800	80000		36.760 FCFA	97 900	12.100 FCFA
1000	100000			P.D
1200	130000
1500	155000
2000	215000

NB : P.D = pas disponible Calcul et prix de pose :

NB :Les poses sont référencés pour une longueur de 150 m pour le creusement et la pose des canaux.

? Pour les buses béton

En ce qui concerne les diamètres allant de 200 mm à 600mm, les tuyaux ne peuvent pas être deplacé et mis en oeuvre à la main. Il faut des engins adéquats pour le faire. Les engins pourront assurer le creusement des fouilles. Certains travaux nécessitent un béton de propreté.

Moyens mécanique (Engins)

Pour les engins on pourra utiliser une pelle hydraulique ou une tractopelle, des camions benne, une bétonnière et un compacteur.

Moyen humain : 2 maçons poseurs, 4 manoeuvres

Soit 20.000 CFA/jr, donc environ pour les 3 semaines on a : 400.000 FCFA NB : Le nombre de personnes est fonction du diamètre des tuyaux

Les matériaux utilisés

Le sable : pour une tranchée de 150x0,7x1, on se devra de fournir 105m³. Considerons que le transport du sable est facturé à environ : 5 500f /m³. On a alors comme total pour les 105 m³ de sable : 577.500 f.

Le gravier pour le béton de propreté (s'il est utilisé à défaut du sable comme lit de pose) revient à : 265.000f/voyage pour un camion de 12m³.

Moyen matériel

Location engins : une pelle hydraulique (200 000f/jr ) ; un compacteur (190 000f/jr) ; bétonnière (120000/jr) ; Camion benne (24 500/m³)

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Tableau 17 : prix de pose pour les buses béton (Ø 200 à Ø 600 mm)

Ø 200 à Ø 600 mm	Fouille : Moyens mécaniques (Engins)	Mise en oeuvre : Moyens humains	Matériaux bétonnage (Sable,graviers...)	Compactage
	1Pelle hydraulique, bétonnière	2 Maçons ; 4 manoeuvres	camions benne (sable, graviers)	Compateur (rouleau vibrant)
Prix	600.000 f	200.000 f	1.121400 f	190.000 f
Prix total	2.111.400 f
Pour 1ml	4000 f	1500 f	10680 f	1260 f
Total (1ml)	19.440 FCFA

Pris en considération, les diamètres supérieurs à 600mm, offrent ces volumes suivants :

Une fouille de 150x2,5x2,5, soit un volume de 937,5 m³ à extraire.

Le sable : pour une tranchée de 150x0,7x2,5 ; on se devra de fournir alors 262,5m³ de sable sachant bien qu'un m³ de sable fera environ :5 500f. D'où : le volume de sable à apporté sélèvera à 262,5x5 500 = 1.443.750 FCFA

Le transport de graviers est estimé à 24.500/m³. Soit environ : 2.175.600f pour un volume de 148x(0,15x 2 x 2) = 88,8 m3

Tableau 18 : prix de pose pour les buses béton (>Ø 600 mm)

>Ø 600 mm	Fouille : Moyens mécaniques (Engins)	Mise en oeuvre : Moyens humains	Matériaux bétonnage (Sable,graviers...)	Compactage
	1Pelle hydraulique, bétonnière	2 Maçons ; 4 manoeuvres	camions benne (sable, graviers)	Compateur (rouleau vibrant)
Prix	600.000 f	200.000 f	3.619.350 f	190.000 f
Prix total	4.609.350 f
Pour 1ml	4000 f	1500 f	30000 f	1260 f
Total (1ml)	36.760 FCFA

? Pour les PVC Identique au PEHD

? Pour les PEHD

Moyen humain :

Pour une exécution de travaux d'une durée de 3 semaines. Evaluons le coût de la réalisation des travaux pour une distance évaluée à 150 m. Concernant les diamètres allant de 200 mm à 600mm les tuyaux peuvent être transportés à la mains, nécessitant des bras valides. Au-delà de 600 mm de diamètre, il faut nécessairement avoir recours aux engins de levage. On a aussi besoin pour le creusement des fouilles, de manaoeuvres.

Considerons le prix par m³ de la fouille : il nous reviens à 2000f/m³. Sachant que nous creuserons environ 2 mètre de profondeur.sur les 150 m de distance (2x150x1= 300m³).

Soit une somme de 2000 x 300m³ = 600.000f

La pose de tuyaux s'élève à 150.000 fcfa:

Les moyens humains nous reviennent donc à : 315.000 FCFA

Moyens mécanique (Engins)

Contairement aux buses béton, pour les diamètre allant de 200 à 600 mm, on aura à utiliser que des camions bennes et un compacteur. Les fouilles peuventr être faites à la main.

Figure19 : mise en oeuvre des PEHD par le système de levage

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Tableau 19 : prix de pose pour les PEHD (Ø 200 à Ø 600 mm)

Ø 200 à Ø 600 mm	Fouille : Moyens humains	Mise en oeuvre	Matériaux (Sable)	Compactage
	Manoeuvres	Maçons ; manoeuvres	camions benne (10 roues)	compacteur
Prix total	600.000 f	200.000 f	577.500 f	190.000 f
Prix total	1.567.500 f
Pour 1ml	2000 f	1300 f	5500 f	1260 f
Total (1ml)	10.060 FCFA

Les matériaux utilisés

En considerant les diamètres 200 mm à 600mm Le sable : pour une tranchée de 150x0,7x1, on se devra de fournir 105m³ sachant bien que un Voyage de sable fera environ : 85000f : le transport de gravier est estimé à 24.500/m³. Soit environ : 543 900f pour un volume de 148 x (0,15x 1 x 1) = 22,2 m3

Au dela des diamètres 600mm considérés, la mise en oeuvre se fait par un système de levage, nécessitant l'emploi d'engins, tels que la pelle hydraulique ou une camion de levage.

Moyens matériels

Location engins : une pelle hydraulique si possible pour levage (200 000f/jr ) ; un compacteur (190 000f/jr) ; Camion benne (24 500/m³)

Tableau 20 : prix de pose pour les PEHD (>Ø 600 mm)

>Ø 600 mm	Fouille : Moyens mécaniques (Engins)	Mise en oeuvre	Matériaux (Sable)	Compactage
	1Pelle hydraulique	1Pelle hydraulique Maçons ; manoeuvres	camions benne (10 roues)	compacteur
Prix	400.000 f	400.000 f	577.500 f	190.000 f
Prix total	1.567.500 f
Pour 1ml	2670 f	2670 f	5500 f	1260 f
Total (1ml)	12.100 FCFA

Les images ci-dessous nous montre une exécution de levage et pose en europe.

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CHAPITRE V :

BILAN, SUGGESTIONS ET

PROPOSITIONS

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I. SYNTHESES

Jusqu'à ce jour, seul la SODECAF importe et vend ces tuyaux annelés. Et les prix indiqué dans ce tableau bilan, sont issu des prix auquels la SODECAF vend sur le territoire ivoirien

La synthèse de cette étude comparative, nous permet de présenter le tableau suivant, sur la rentabilité que nous obtenons en utilisant un diamètre quelconque de PEHD.

Tableau 21 : Prix final par diamètre au ml

Achat + fourniture + pose (pour 1ml)	DIAMETRE Ø(mm)	PEHD	BUSE
	160	13 910 F	34 442 F
	200	15 010 F	39 442 F
	250	17 560 F	P .D
	315	20 840 F	50 942 F
	400	27 550 F	64 442 F
	500	40 320 F	69 442 F
	630	54 916 F	81 942 F
	800	107 960 F	116 762 F
	1000
	1200
		P.D	P.D
	1500
	2000

NB : P.D = pas disponible

II. SUGGESTIONS

Nos suggestions vont à l'endroit des maîtres d'ouvrages, maîtres d'oeuvres, entreprises, organismes de contrôle, afin que ces réflexions menées puissent faire échos. Nous suggérons pour notre part : - Qu'il y ait davantage de contrôle qualité dans la fabrication de nos ouvrages

- Que l'utilisation expérimentale d'autres matériaux de relais aux buses traditionnelles puisse être autorisés et mis en oeuvre dans tous les travaux de construction qui on en besoin

- Que cette technique puisse être approfondie et connue de tous. Afin d'être enseignée, voire

même dans des années à venir envisager la fabrication sur place ici en Côte d'Ivoire.

Cela est possible si nous voulons entrer et faire partie de ce monde en plein essor technique. Les tuyaux annelés en polyéthylène, se vaut une technologie révolutionnaire rentable à expérimenter et à pérenniser en zone tropicale.

Procurons nous cette connaissance et avançons dans ce développement accéléré.

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CONCLUSION

Au terme de notre étude, nous concluons que les tubes annelés en PERD représentent actuellement la solution économique, la plus efficace et rationnelle à utiliser pour les infrastructures urbaines et industrielles.

Bien-que les buses traditionnelles servent toujours pour faciliter le transport de l'eau, les tuyaux annelés en polyéthylène (PEHD), sont dotés de caractéristiques meilleures qui leur assurent une meilleur qualité d'assainissement et une rentabilité économique considérable.

Aussi cette études va à l'endroit de l'ensemble des acteurs, jouant un rôle dans la qualité des travaux et la fiabilité des ouvrages : maîtres d'ouvrages, maîtres d'oeuvre, entreprises, organismes de contrôle. Leur appropriation et leur mise en oeuvre doivent concourir à la réalisation d'ouvrages d'assainissement répondant aux exigences accrues de qualité et de l'usager.

Il faut surtout retenir qu'en fonction du type terrain, le choix revient au maître d'oeuvre d'utiliser le matériel le plus approprié à l'application, à la nature du sol et aux conditions climatiques. Ces tuyaux annelés en polyéthylène répondent à des considérations structurales qui ont permis la vérification à la résistance et la fiabilité de ce matériau.

Ainsi ces techniques dejà émisent, auquels nous nous joignons, complètent ou apportent des évolutions importantes afin d'améliorer la fiabilité des réseaux d'assainissement, neufs ou réhabilités.

Alors, il va s'en dire que si notre patrimoine doit être renouvelé, il faut que les ouvrages construits tiennent compte d'un certain nombre de paramètres afin de garantir le long terme ; De ce faite, le développement des canalisations plastiques propose des alternatives qui nécessitent de prendre en compte les caractéristiques spécifiques et leur mise en oeuvre.

C'est donc pour cela que, les réseaux d'assainissement modernes doivent à la fois satisfaire à des exigences rigoureuses et être durables.

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SIGLES ET ABREVIATIONS

· INPHB : Institut National Polytechnique Houphouet Boigny de Yamoussoukro

· EFCPC : Ecole de Formation Continue et de Perfectionnement des Cadres;

· ENSA : Ecole Nationale Supérieure d'Agronomie

· ESA : Ecole Supérieure d'Agronomie ;

· ESCAE : Ecole Supérieure de Commerce et d'Administration des Entreprises ;

· ESI : Ecole Supérieure d'Industrie ;

· ESMG : Ecole Supérieure des Mines et Géologie ;

· ESTP : Ecole Supérieure des Travaux Publics;

· SODECAF : Société de Développement Commercial en Afrique

· VRD : Voirie Réseaux Divers

· PVC : Polychlorure de Vinyle

· PE : Polyéthylène

· PEHD : Polyéthylène Haute Densité

· DETIMBRAGE : Facteur correctif inférieur à 1 qui s'applique à la PN d'un réseau lorsque les conditions de fonctionnement diffèrent des conditions standard (température, nature du fluide, conditions mécaniques).

· DN : Diamètre Nominal. Diamètre extérieur pour le PE (Polyéthylène).

· DP : Design Pressure, pression de calcul en régime permanent. C'est la pression maximale de fonctionnement du réseau qui prend en compte les développements ultérieurs mais pas le coup de bélier.

· MDP : Maximum Design Pressure, pression maximale de calcul du réseau fixée par le prescripteur. Elle doit prendre en compte le coup de bélier et les développements ultérieurs.

· MRS : Minimum Required Stress ou contrainte minimum requise dont la valeur obtenue est pondérée par un coefficient de sécurité (C=1.25 pour l'eau) pour calculer la contrainte hydrostatique a utilisée dans les calculs

· PFA : Pression hydrostatique maximale à laquelle un composant est capable de résister lorsqu'il y est soumis de façon intermittente en service.

·

Diplôme d'Ingénieur des techniques des T.P. Koffi Assômôly Emerson August kouassi, INPHB, 2013 Page 83

PERTES DE CHARGE : Chute de pression entre deux points du réseau dans lequel circule un fluide, conséquence des frottements du fluide lors de son écoulement.

· PMA : Pression Maximale Admissible d'un élément de canalisation, susceptible d'être atteinte dans une installation dans les conditions de service.

· PN : Pression Nominale, exprimée en bar. Pression d'eau maintenue constante à l'intérieur d'un élément de canalisation à 10°C. Désignation conventionnelle relative à la résistance mécanique d'un composant de tuyauterie et utilisée à des fins de référence.

· SDR : Standard Dimension Ratio, c'est une valeur arrondie qui exprime le rapport entre le diamètre extérieur et l'épaisseur minimale. Cette constante est désignée sous le sigle « SDR » qui se traduit par « Rapport Dimensionnel Standardisé » :

· STP : System Test Pressure, pression hydrostatique d'épreuve du réseau. Appliquée à une conduite, elle permet de s'assurer de son intégrité et de son étanchéité.

· UNITES USUELLES DE PRESSION : 1 atm = 760 mm de mercure = 10,33 m d'eau = 1 bar = 0,1 MPa = 1,013 daN/cm²

· J : Perte de charge en mètres de hauteur du fluide circulant dans la conduite par mètre de celle-ci - Sans dimension

· ë : Coefficient de perte de charge - Sans dimension

· D : Diamètre intérieur de la conduite en mètres L

· V : Vitesse moyenne du fluide dans la section considérée, en mètres par seconde LT-1

· g : Accélération de la pesanteur en mètres par seconde LT-2

· k : Coefficient de rugosité équivalente en mètres (formule de Colebrook) L

· Re : Nombre de Reynolds - Sans dimension

· í : Viscosité cinématique en mètres carrés par seconde L2T-1

· R : Rayon hydraulique en mètres L

· S : Section mouillée en mètres carrés L2

· P : Périmètre mouillé en mètres L

· n : Coefficient de rugosité dans la formule de Manning - Sans dimension

· Cwh : Coefficient de perte de charge dans la formule de Williams et Hazen - Sans dimension

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TABLEAUX ET FIGURES

FIGURES:

Figure1 : Densité du réseau routier (km pour 100km2)/région page 16

Figure2 : Densité du réseau bitume (km pour 100km2)/région page 16

Figure3 : Processus de fabrication page 28

Figure4 : Extrusion page 29

Figure5 : Filière double paroi page 29

Figure6 : Finitions et emballages de longueurs page 30

Figure7 : Calibrage page 31

Figure8 : Tuyau à paroi interne blanche page 38

Figure9 : Définition générale des différentes zones page 40

Figure10 : Intéraction tubes flexibles / tubes rigides page 43

Figure11 : Charges appliquées aux tubes flexibles et aux tubes rigides page 43

Figure12 : Déformation d'un tuyau flexible page 44

Figure13 : Charges appliquées et transmises par les remblais page 46

Figure14 : Comportement après application de charges page 47

Figure15 : Etapes de remblai de la tranchée page 52

Figure16 : Dégradations des buses( carrefour de la riviéra II) page 60

Figure17 : Exécution de travaux de pose de buses sur l'autoroute singrobo-yamoussoukro page 62

Figure18 : Performances hydrailiques des PEHD page 66

Figure19 : Mise en oeuvre des PEHD par le système de levage page 77

TABLEAUX :

Tableau 1 : Prescription sur la matière de base (PEHD page 27

Tableau 2 : Caractéristiques physiques page 30

Tableau 3 : Caractéristiques mécaniques page 32

Tableau 4 : La perte d'épaisseur en fonction d'une abrasion (test du Dr Gabriel) page 34

Tableau 5 : Code de résistance du PEHD page 35

Tableau 6 : Types de conduites page 42

Tableau 7 : Etapes et choix du compactage page 53
Tableau 8 : Longueur, épaisseur et kilogramme des Tuyaux en béton (selon MEHAT

préfabrication) page 61

Tableau 9 : Débit d'eau dans les conduites en PEHD et en béton page 69

Tableau 10 : Synthèse des caractéristiques physiques des canalisations page 69

Tableau 11 : Tableau Comparatif des matériaux (selon la charte qualité de l'assainissement

Version 2 : Mai 2012) page 70
Tableau 12 : Classes de résistance et de rigidité usuelles des matériaux (selon la charte qualité de

l'assainissement Version 2 : Mai 2012) page 70

Tableau 13 : Synthèse des inconvénients pour chaque matériau page 71

Tableau 14 : Synthèse des avantages pour chaque matériau page 72

Tableau 15 : Tableau de quelques essais sur le PEHD page 73

Tableau 16 : Prix des buses et tuyaux PEHD au mètre linéaire page 75

Tableau 17 : Prix de pose pour les buses béton (Ø 200 à Ø 600 mm) page 76

Tableau 18 : Prix de pose pour les buses béton ( >Ø 600 mm) page 76

Tableau 19 : prix de pose pour les PEHD (Ø 200 mm à Ø 600 mm) page 77

Tableau 20 : prix de pose pour les PEHD (>Ø 600 mm) page 77

Tableau 21 : Prix final par diamètre au ml page 79

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GLOSSAIRE

Le polyéthylène : c'est

La norme : c'est le référentiel technique

La certification à la norme (marque NF ou autre marque) : c'est la vérification par un organisme tiers de la conformité au référentiel technique de la norme.

L'avis technique est le référentiel technique (lorsqu'il n'y a pas de norme).

La certification à l'avis technique (marquage CSTBât ou autre) est la certification par un organisme tiers de la conformité au référentiel technique de l'avis technique.

Thermoplastique :

Abrasion : Usure accompagnée d'une perte de matière consécutive au frottement d'un élément par un abrasif ou par le passage répétitif des piétons, véhicules et chariots industriels, etc.

Erosion : Perte de matière résultant du frottement d'un corps solide et d'un fluide contenant des particules solides en suspension et en mouvement.

Cavitation : Usure d'une structure hydraulique caractérisée par une perte de masse en présence de bulbes de vapeur qui se forment lors d'un changement brusque de direction d'un écoulement rapide de l'eau.

Chocs : Le béton éclate sous l'effet de chocs produits par des engins de transport ou de levage, des outils.

Surcharges : Il s'agit d'ouvrages ayant supporté des charges trop importantes qui ont entraîné des fissurations et des éclatements du béton.

Le feu : Les très fortes élévations de température lors d'un incendie par exemple, entraînent un éclatement du béton.

Cycle gel/ dégel : Après un nombre important de cycles gel/dégel, certains bétons peuvent se déliter en surface et se désagréger. C'est le cas des ouvrages de montagne, des chambres froides.

Corrosion : Attaque des matériaux par les agents chimiques. Sur les métaux, la corrosion est une oxydation.

Régime laminaire : chaque particule fluide se déplace parallèlement à l'axe du tube et avec une vitesse constante. Le nombre de Reynold Re est inférieur à 2400

Régime turbulent : les diverses particules fluides se déplacent dans des directions et à des vitesses variables et il se forme des tourbillons. Le nombre de Reynold Re est supérieur à 2400

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BIBLIOGRAPHIE

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SITES WEB

v Le site du groupe ferrosystems : www.ferrosystems.com

v www.canalisation.org (avantages du polyethylene)

v Le site du groupe polieco : www.polieco.com

v Le goupe FLB : www.flb-plast.fr - E-mail : commercial@ flb-plast.fr

v Manuel sur les canalisations hydrotub XLwww.polypipe.fr

v Le groupe ECOPAL, www.ecopal.com

v Le groupe TUYPER : www.tuypergrupo.com

v Polypipe France www.polypipe.fr / E-mail : wms@ polypipe.fr

v Le groupe STPM CHIALI : www.stpm-chiali.com email: [e-mail]

v Le groupe INTERPLAST : www.interplast.mc - E-mail : contact@ interplast.mc

OUVRAGES

v Mémoire online de NDZANA AKONGO Grégoire & TCHOUMI Samuel Université de Douala (Ecole Normale Supérieure de l'Enseignement Technique) ENSET - DIPET2 (Diplôme des Professeurs des lycées d'Enseignement Technique 2ème grade) Génie Civil, Option: Bâtiment et Travaux 2007. Sur le Thème : Réhabilitation des ouvrages en béton arme degrades par la corrosion des armatures

v Préface du Président de la République Félix Houphouët Boigny, dans la revue du Ministère des travaux, des transports, de la construction et de l'urbanisme (N°1 - Novembre 1977).

v Guide de pose des réseaux d'assainissement du GROUP POLIECO

v Document sur les règles de certification de la marque NF selon AFNOR CERTIFICATION, sur les tuyaux polyéthylène pour l'assainissement sous pression

v Fasicule 70

v L'ouvrage du groupe SOLENO intitulé :Transport conduites résistantes à raccordements performents

v Manuel de polypipe WMS / décembre 2012, sur les canalisations gravitaires de grand diamètre

v Le guide d'aide aux choix des matériaux pour les réseaux d'assainissement

v La charte qualité de l'assainissement Version 2 : Mai 2012

v Le catalogue du fabricant INTERPLAST

v Catalogue CONDUSAN du goupe TUYPER

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DOCUMENTS DIVERS

+ Guide d'aide aux choix des matériaux pour les réseaux d'assainissement / version 2 : Mai 2012

+ Cahier des clauses techniques particulières (CCTP) Travaux de canalisations d'assainissement page 12 version 11 Novembre 2004

+ Ministère des Transports du Québec (MTQ), pour la Direction des Structures. Étude sur la dégradation des ponceaux routiers de polyéthylène, Étude effectuée par M. Jocelyn Cloutier ing. stag. et M. Pierre F. Lemieux ing. M.S. (MIT) Ph.D (Waterloo), Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Février, 1999, Canada.

+ Bureau national d'études techniques et de developpement (BNETD)

+ Entetien à la Société Ivoirienne de Béton Manufacturé (SIBM)

+ Entretien avec M.GNAN-Kouassi, enseignant-Hydraulique-environnement à l'INPHB + Entretien avec M.Gogoua Habib, enseignant-Hydraulique-environnement à l'INPHB

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ANNEXES

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ENTREPRISES QUI FABRIQUENT CES TUYAUX

EN EUROPE

+ Le groupe SOLENO, The Structural Performance Of S O L F L O M A X ® 345 kPa HDPE Pipe. When Buried In Soil, rédigé par A.P. Moser, Ph.D., Buried structures laboratory, College of Engineering, Utah State University, USA, Avril 2000.

+ Le groupe POLIECO (Industrie Polieco - M.P.B. S.r.l. - Via E. Mattei 49 - 25046 Cazzago S.Martino (BS) - Italy P.IVA: 00584520985 - Registro Imprese Brescia e C.F.: 00873510176 R.E.A. BS 215960 - Mecc. BS 001633. / Http: www.polieco.fr

POLIECO France 50 rue de Buizonne - B.P. 6 - Z.I. Feillens Sud 01570 FEILLENS Tél. [phone] - Fax. [phone]

+ Le groupe FERRO SYSTEM: Paseo Marítimo c/Acalde Francisco Vazquez, 63 Plaza Interior 15002 A Coruña (España). Marque de qualité AENOR

Tél: [phone] Fax: [phone]

Http : www.ferrosystems.com Email: [e-mail]

+ Le groupe FLB (Zone Quadraparc - Rue Robert Fulton - 62800 LIEVIN

Tél. : [phone] - Fax : [phone] R.C.S. Arras 401 560 693 - Siret 401 560 693 000 53 - n° TVA FR 00 401 560 693

Site : www.flb-plast.fr - E-mail : commercial@ flb-plast.fr

V' Le groupe STPM CHIALI (voie A zone industrielle - BP 160. SIDI BELABBES - 22000 - Algérie

Tel :( LG) 00 213 (0)48 55 11 90 Fax: 00 213 (0) 48 56 92 70

Http: // www.stpm-chiali.com email: [e-mail]

V' Le groupe ECOPAL, www.ecopal.com

V' Le groupe REHAU SA ; Siège social REHAU Western Europe : Place Cissey, 57343 MORHANGE Cede x, FRANCE

Tel. [phone], Fax [phone],

Http: www.rehau.fr email: [e-mail]

V' Le groupe HELGER, certifié ISO 9001 :2000 / Herlger France / BP 16 F-53400 craon.

Tél : [phone] Télécopie : (0) 243 09 35 00

V' Le groupe INTERPLAST, S.A.M. CIDEP Société Anonyme Monégasque au capital de 225 000 €. R.C.I. Monaco 87 S 2253 - SSEE 515 F 06675 «Athos Palace» - 2, rue de la Lüjerneta - 98000 Monaco ; Tél. : [phone] - Fax : [phone]

Site web .
· www.interplast.mc - E-mail .
· [e-mail]

V' Le groupe TUYPER

TUBERÍAS Y PERFILES PLÁSTICOS, S.A.U.

Tel.: [phone] | Fax: [phone]/ www.tuypergrupo.com

Polígono Industrial de Lantarón ; 01213 Salcedo (Álava, Espagne) ; Apdo. Correos 258 - 09200

Miranda de Ebro (Burgos, Espagne)

V' Polypipe France

Direction Commerciale WMS ; 359, avenue du Douard ; Z.I. Les Paluds CS 41037 F-13781

Aubagne cedex Tél. : [phone] Fax : [phone]

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E-mail : wms@ polypipe.fr / site : www.polypipe.fr EN COTE D'IVOIRE

Le temps qui nous a été impartis pour notre travail nous a permis de conclure avec réserve que actuellement il n'y a aucun fabricant de ces types de tuyaux ici en Côte d'Ivoire ; et seul la SODECAF vend et importe les tuyaux annelés en polyéthylène haute densité.

? Aperçu de quleques dégradations dues aux mauvais état des ouvrages d'assainissement

? Aperçu du système d'assainissement avec les tuyaux annelés en polyéthylène

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Quelques chantiers de construction de la SODECAF depuis

2006

Immeuble R+1 à Yamoussoukro	Immeuble R+2 à Bonoumin
Immeubles RDC à M'Batto Bouaké - Bingerville.
Bibliothèque au Cours Lamartine	Villa à la Riviera III
Pharmacie à la Riviéra	Siège de l'Université des Lagunes

Agence de G4S à Biétry

Siège de Pefaci à Yamoussoukro

Villa à Cocody

Villa à cocody

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Entrepot SODECAF

	Construction d'un duplex à la Riviera Bonoumin
		Dispensaire à Toumbokro
		Exécution des tuyaux en polyéthylène
VRD de SCI « les familles » à abatta

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LES NORMES FRANÇAISES CONCERNANT L'UTILISATION DES

TUYAUX.

? LA NORME EN 13476-1

TUBE PEHD ANNELÉ DOUBLE PAROI (Intérieur lisse pour réseaux d'assainissement gravitaires selon la norme EN 13476-1) selon le fabricant INTERPLAST

Diamètre extérieur OD*ep	Diamètre intérieur ID	Longueur (mm)	Palette (ml)	Pré manchonné	Joints mortés
160 x 12.5	135	6	198	*	*
200 x 15	170	6	120	*	*
250 x 20	210	6	72	*	*
315 x 24	267	6	42	*	*
350 x 25	300	6	36	*	*
400 x 30	340	6	36	*	*
465 x 32.5	400	6	30	*	*
500 x 37.5	425	6	12	*	*
580 x 40	500	6,1	2 barres	*	*
630 x 47.5	535	6,1	2 barres	*	*
700 x 50	600	6,1	1 barre	*	*
800 x 62.5	675	6,1	1 barre	*	*
1000 x 77.5	845	6,1	1 barre	*	*

Le tube est livré avec un manchon CR8 en PEHD injecté et thermo-soudé en usine à une extrémité, du diamètre 160 au 500. Pour les diamètres 630, 800 et 1000 : livraison avec un manchon extrudé en même temps que le tube.

Notons bien que les prix pour ces diamètres 160 à 500 diamètres 630 à 1000 se font sur consultation

? LA NORME EN 1555 : dans les systèmes de canalisation plastique pour la distribution des combustibles gazeux - polyéthylène

? LA NORME EN 12201 : dans les systèmes de canalisation plastique pour

l'alimentation en eau - polyéthylène

? LA NORME EN 13244 : dans les systèmes de canalisation plastique pour
l'industrie et eau non potable

? LA NORME NF EN 1277

? LA NORME NF EN 13476 À 1 ? La norme NF EN 13476 - 3

? La norme NF EN 1610, définie les règles de pose en tranchée des tubes PEHD

annelés

NORMES DES PRODUITS ET DES METHODES D'ESSAIS ET DE CONTROLES.

Numéros	Descriptions
NQ 3624-001	Tuyauteries de plastique - Définitions, désignations et dimensions.
NQ 3624-110	Tuyaux et raccords en polyéthylène (PE)- Tuyaux semi-rigides ou flexibles pour l'évacuation des eaux de ruissellement, le drainage des sols et les ponceaux - caractéristiques et méthodes d'essais
NQ 3624-115	Tuyaux et raccords en polyéthylène (PE)- Tuyaux annelés flexibles pour le drainage - caractéristiques et méthodes d'essais
NQ 3624-120	Tuyaux et raccords en polyéthylène (PE)- Tuyaux à profil ouvert ou fermé à paroi intérieure lisse pour l'égout pluvial et le drainage des sols - caractéristiques et méthodes d'essais
CSA B 181.1	Tuyaux de plastique pour drainage et égout et accessoires
CSA B 182.6	Tuyaux d'égout à paroi profilée et raccords Polyéthylène.
CSA B 182.8	Tuyaux d'égout pluvial et de drainage à paroi profilée et raccords Polyéthylène.
AASHTO M252	Corrugated Polyethylene Drainage Pipe
AASHTO M294	Corrugated Polyethylene Pipe, 300- to 1200-mm Diameter
ASTM D 618	Conditioning Plastics and Electrical Insulating Materials for Testing
ASTM D 1693	Test Method - Environmental Stress Cracking of Ethylene Plastics
ASTM D 2122	Test Method - Determining Dimensions of Thermoplastic Pipe and Fittings
ASTM D 2412	Test Method - Determination of External Loading Characteristics of Plastic Pipe by Parallel-Plate Loading
ASTM D 2444	Test Method - Impact Resistance of Thermoplastic Pipe and Fittings by Means of a Tup (Falling Weight)
ASTM D 3350	Standard Specification for Polyethylene Plastics Pipe and Fittings Materials
ASTM D 4218	Test Method - Determination of Carbon Black Content in Polyethylene Compounds by the Muffle-Furnace Technique

Diplôme d'Ingénieur des techniques des T.P. Koffi Assômôly Emerson August kouassi, INPHB, 2013 Page 96

*Réf: soleno, chapitre 3; fabrication et essais ; édition 8 (04-07)

Diplôme d'Ingénieur des techniques des T.P. Koffi Assômôly Emerson August kouassi, INPHB, 2013 Page 97

...........................................................................................

*Réf: Catalogue CONDUSAN du goupe TUYPER

Diplôme d'Ingénieur des techniques des T.P. Koffi Assômôly Emerson August kouassi, INPHB, 2013 Page 98

...........................................................................................

*Réf: Catalogue CONDUSAN du goupe TUYPER

Diplôme d'Ingénieur des techniques des T.P. Koffi Assômôly Emerson August kouassi, INPHB, 2013 Page 99

...........................................................................................

*Réf: Catalogue CONDUSAN du goupe TUYPER

Un exemple d'attestation de conformité lors d'un contrôle qualité de livraison Selon le

fabricant soleno

Diplôme d'Ingénieur des techniques des T.P. Koffi Assômôly Emerson August kouassi, INPHB, 2013 Page 100

*Réf: soleno, chapitre 3; fabrication et essais ; édition 8 (04-07)

TABLE DES MATIERES

Diplôme d'Ingénieur des techniques des T.P. Koffi Assômôly Emerson August kouassi, INPHB, 2013 Page 101

DEDICACE .. page 5

REMERCIEMENTS page 6

7

AVANT PROPOS . page 7

9

NOTE DE SYNTHESE page 8

INTRODUCTION GENERALE page 9

11

CHAPITRE I : SPECIFICATION DE LA PROBLEMATIQUE page 12

I- JUSTIFICATION DU SUJET page13

1) Raison personnelle et motivation page13 19
19 6

2) Intérêt scientifique page13
19

3) Intérêt social page13

II- IDENTIFICATION ET FORMULATION DU PROBLEME .. page 14

18

III- GENERALITES SUR L'ASSAINISSEMENT ROUTIER . page 14

1) Définition page14

2) Réseau routier ivoirien actuel page15

19

3) Description des techniques de drainage routier page16

19

¹⁹

IV- QUESTIONS DE RECHERCHE page 17

V- OBJECTIFS DE L'ETUDE page 17

1) Objectif général page17

2) Objectifs spécifiques page17
19 ¹⁹

VI- HYPOTHESES DE RECHERCHE page 18

CHAPITRE II: LES CONSIDERATIONS D'ORDRE METHODOLOGIQUE page 19

I- PRESENTATION DE LA STRUCTURE D'ACCUEIL .. page

20

1) Historique page20

2) Approche définitionnelle page22
19

II- RECHERCHE DOCUMENTAIRE page 23

6) Les techniques de recherche page23

7) Recension des écrits pertinents page23
19

8) Traitement et analyse des données page24
19

9) Difficultés rencontrées page24
19

CHAPITRE III : CARACTERISTIQUES DES DEUX SYSTEMES page 25

I- PRESENTATION DU CADRE DE L'ETUDE page 26

II- TUYAUX ANNELES EN POLYETHYLENE HAUTE DENSITE (PEHD) page 26

1) Présentation du tuyau page 26

2) Caractéristiques techniques ( selon le fascicule 70) page 31
9

3) Avantages et inconvénients page 37
19 ¹⁹

Diplôme d'Ingénieur des techniques des T.P. Koffi Assômôly Emerson August kouassi, INPHB, 2013 Page 102

III- TECHNIQUES DE MISE EN OEUVRE DU TUYAU PEHD page 40

1) Caractéristique de sol et de pose (extrait du fascicule 70) page 40

2) Considérations structurales (évaluation des contraintes applicables sur le matériau) ... page 41

3) Processus d'acquisition et mise en oeuvre du POLYETHYLENE page 48

4) Mode d'emploi page 51

5) Description de Mise en oeuvre des tuyaux en polyéthylène page 54

IV- FABRICATION ET MISE EN OEUVRE DES BUSES EN BETON SELON LES NORMES page 58

1) Définition page 58

2) Processus de fabrication de buses béton page 58

3) Avantages et inconvénients des buses page 59

4) Mise en oeuvre et applications page 62

CHAPITRE IV : ETUDES COMPARATIVES DES DEUX SYSTEMES page 64

I- EVALUATION HYDRAULIQUE DES DIFFERENTS SYSTEMES page 65

1) Calcul des pertes de charges page 65

2) Applications pratiques pour nos différents produits page 67

II- AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES DEUX SYSTEMES page 70

1) Pour les buses en béton page 70

2) Pour les tuyaux annelés en Polyéthylène page 71

III- RENTABILITE ECONOMIQUE page 75

1) Au plan humain page 75

2) Au plan social page 75

3) Au plan politique page 75

4) Rendement optimisé page 75

5) Au plan économique page 75

CHAPITRE VI : BILAN, SUGGESTIONS ET PROPOSITIONS page 78

I- SYNTHESES page 79

II- SUGGESTIONS page 79

CONCLUSION page 80

SIGLES ET ABREVIATIONS page 81

TABLEAUX ET FIGURES page 83

GLOSSAIRE page 84

BIBLIOGRAPHIE page 85

ANNEXES page 88

TABLE DES MATIERES page 100