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/m2
|
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.
| 
