Efficace dans des conditions difficiles : Primus Line® Rehab pour la rénovation des siphons

Les gaines flexibles renforcées aramide sont la solution optimale pour la réhabilitation exigeante de conduites sous pression sous des cours d'eau ou des voies de circulation : elles allient stabilité et flexibilité, ne nécessitent que des temps de réhabilitation courts et préservent l'environnement et les alentours. C'est ce que montrent différents projets en Allemagne, en République tchèque et au Canada.

Elles passent sous les routes, les voies ferrées, les rivières ou les lacs : des conduites pression qui transportent divers liquides sous ces « obstacles ». Ces conduites pression, appelées siphons, se caractérisent souvent par leur grande longueur et leur forme en U avec des coudes intégrés sur leur parcours. En outre, leur accès est exigu, par exemple depuis les rives d'un cours d'eau ou d’un côté d'une voie ferrée. De nombreuses méthodes de réhabilitation sans tranchée atteignent ici leurs limites. Une construction neuve est longue et coûteuse et souvent liée à des problèmes géotechniques et hydrogéologiques ainsi qu'à des risques de construction.

Avantages de Primus Line® Rehab 

Primus Line® Rehab, la technologie de réhabilitation sans tranchée des conduites pression, est à la fois solide et flexible. Pourquoi en est-il ainsi ? Ces propriétés résultent de la structure multicouche de la gaine, combinée à des raccords spécialement conçus.

La gaine se compose de trois couches. La couche intérieure est adaptée à chaque fluide à transporter : elle est en polyéthylène (PE), ou bien en polyuréthane thermoplastique (TPU) avec une résistance élevée aux produits chimiques, à l'abrasion et à la corrosion. La couche intermédiaire est constituée d'un tissu Kevlar® tissé sans couture. Il absorbe entièrement la pression de service et est jusqu'à dix fois plus résistant que l'acier de même poids. C'est surtout ce noyau qui assure la stabilité nécessaire, mais aussi la flexibilité requise pour franchir les coudes. La couche extérieure de Primus Line® Rehab en polyéthylène (PE) protège le tissu de l'abrasion pendant l’installation puis le fonctionnement.

Des longueurs de section allant jusqu'à 2500 mètres, un passage dans les coudes - selon l'application - allant jusqu’à 90 degrés et une faible utilisation de machines rendent la rénovation de conduites vieillissantes avec Primus Line® Rehab simple et rapide. Le système est donc particulièrement adapté aux environnements présentant des exigences géographiques, économiques, architecturales ou écologiques élevées. Comme dans le cas des siphons.

Que ce soit sous des rivières, des lacs, des voies ferrées ou des autoroutes : La réhabilitation de siphons avec Primus Line® Rehab ne nécessite qu'un espace minimal, ce qui réduit considérablement la phase de construction et donc les nuisances pour l'environnement. L'insertion de la gaine s'effectue au moyen d'un treuil à câble à une vitesse pouvant atteindre dix mètres par minute. Pour le transport, la gaine flexible est pliée en forme de U et enroulée sur des tourets spéciaux. Selon son diamètre, un seul touret peut contenir jusqu'à 4000 mètres de gaine souple, qui peuvent être chargés facilement sur un seul camion. Cela minimise à la fois les coûts logistiques et l'impact environnemental lié au transport.

Autre aspect positif : une réhabilitation avec Primus Line® Rehab prolonge la durée de vie du siphon d'au moins 50 années supplémentaires.

Primus Line® Rehab a déjà été utilisé à plusieurs reprises pour la réhabilitation de siphons. Trois exemples en Allemagne, en République tchèque et au Canada illustrent les différentes exigences auxquelles la technologie peut répondre :

Réhabilitation d'un siphon inondé dans le port de Flensburg

Un siphon d'eau potable des services municipaux de Flensburg en Allemagne traverse le fjord de Flensburg dans la zone du port. Cette importante conduite d'alimentation DN 300 en PE 80 a été construite dans les années 1970 et inondée dans le sous-sol du fjord, à la manière d'un câble sous-marin. Elle parcourt une large courbe de 1.240 mètres depuis une usine de production d'eau jusqu'à un chemin sur la rive nord-est, en effectuant plusieurs coudes verticaux et horizontaux.

Le polyéthylène utilisé au moment de la construction du siphon était beaucoup moins sophistiqué qu'aujourd'hui, de sorte que le matériau est devenu cassant après presque 50 ans d'utilisation. Afin de garantir l'approvisionnement en eau potable, les responsables des services municipaux de Flensburg ont décidé de procéder à une réparation préventive du tronçon. Une nouvelle installation de la conduite s'est avérée difficile pour des raisons de temps et d'économie. Le fjord, avec son port historique, son chantier naval et ses bateaux d'excursion et de plaisance, connaît un trafic maritime intense. L'exploitant a donc favorisé une réhabilitation sans tranchée avec Primus Line® Rehab. Conformément aux exigences du maître d'ouvrage, le tuyau flexible est capable de franchir les coudes à 30 degrés de la conduite et de résister à la pression de service pouvant atteindre 10 bars.

Normalement, les conduites sont entièrement vidées pour l'installation de la technologie Primus Line®. Cependant, la fine couche de sable qui recouvre le siphon passant directement sous le fond de la fosse n'était pas assez lourde pour s'opposer à la poussée d'Archimède d'une conduite en PE vide. Pour ne pas détruire le siphon, l'équipe d'installation a donc dû veiller à obtenir une quantité d'eau parfaitement contrôlée à chaque étape du travail. C'est pourquoi toutes les pièces d'équipement et le raccordement de câble nécessaire ont été passés par un sas racleur spécialement conçu à cet effet. L'ensemble du système et le déroulement complet de l'installation ont été spécialement adaptés à ces conditions et à la grande longueur d'alimentation, qui représentait à l'époque la plus grande longueur d'alimentation individuelle de Primus Line® Rehab en Allemagne.

Afin d'éviter une flottaison de la ligne, l'air qui déplace l'eau dans la ligne devait être maintenu à un minimum. Au lieu d'air comprimé, c'est donc l'eau qui a donné à la gaine sa forme ronde, autoportante et durable. Comme l'eau se comporte différemment de l'air comprimé lors de la mise sous pression, des raccords spéciaux ont d'abord été installés. La mise sous pression qui s'en est suivie a été effectuée avec le plus grand soin et la plus grande précision. Le montage des raccords proprement dits ainsi que le contrôle final de la pression ont clôturé avec succès la rénovation du siphon.

Remise en service d'un siphon après cinq ans en République tchèque

La conduite d'alimentation en eau en fonte DN 200, dont le diamètre a été réduit à DN 150, traverse la rivière Oslava, délimitée par des murs de rive, sous le lit de la rivière à Velké Meziříčí, près de Brno, en République tchèque. En raison d'une importante rupture de canalisation, le siphon avait été mis hors service cinq ans auparavant. Bien que le tronçon à réhabiliter ne mesurait que 49 mètres de long, deux coudes à 45 degrés, deux coudes à 30 degrés et un coude à 15 degrés se trouvaient sur le tracé de la conduite.

Le fournisseur d'eau local a envisagé différentes méthodes de réhabilitation, notamment des méthodes sans tranchée comme le CIPP (Cured-In-Place Pipe) et le forage horizontal dirigé HDD (Horizontal Directional Drilling), mais aussi des méthodes de construction conventionnelles à ciel ouvert. La méthode CIPP n'était pas réalisable en raison des coudes et du passage à un diamètre de conduite plus petit. Le HDD n'entrait pas en ligne de compte en raison de la roche de base granodiorite et du rayon étroit. Une nouvelle construction à ciel ouvert à travers la rivière et les murs de rive aurait été très coûteuse. Une solution viable semblait être de faire passer une nouvelle conduite d'alimentation sous un pont voisin. Mais le propriétaire du pont a refusé. 

La société de services publics locale a découvert Primus Line® Rehab comme autre méthode sans tranchée lors du salon mondial IFAT 2022. Après la demande de projet de la société de services publics, les techniciens de Primus Line et une entreprise de construction locale ont examiné le projet et l'ont jugé réalisable. L'entreprise de construction est un partenaire d'installation de Rädlinger Primus Line. Elle a remporté l'appel d'offres et a réalisé les travaux de réhabilitation.

De plus, comme le siphon à rénover se trouvait dans ce cas dans le centre-ville, la circulation ne devait pas être perturbée. Un puits existant sur la rive droite du fleuve a servi de fosse de départ, de sorte que la circulation sur la rue principale pouvait se poursuivre sans encombre. De l'autre côté, seule une petite fouille sur un parking a été nécessaire.

Lors de cette rénovation, le nettoyage de l'ancienne canalisation n'a pas été effectué mécaniquement, mais avec une technique de jet d'eau à très haute pression de 1 300 bars et un débit de 200 litres par minute. L'ensemble de cette rénovation a été achevé avec succès au bout d'une semaine.

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Une nouvelle vie pour un siphon d'eau potable qui fuit à Winnipeg

Dans le cas d'un siphon d'eau potable DN 250 en acier qui fuit et passe sous une rivière à Winnipeg, au Canada, il était urgent d'agir en raison des pertes d'eau constantes. Le plan initial, qui consistait à rénover la conduite par la méthode CIPP, a dû être abandonné en raison de la présence de nombreux coudes dans la conduite. De plus, en raison de fuites à l'extérieur, la conduite se remplissait constamment d'eau, ce qui compromettait le processus de durcissement avec le procédé CIPP.

C'est pourquoi le bureau d'ingénieurs responsable et la ville de Winnipeg ont opté pour le système Primus Line®, également certifié selon la norme canadienne sur l'eau potable. Grâce à sa flexibilité, il a pu être posé à travers les trois coudes de 45 degrés, de 22,5 degrés et de 11,5 degrés dans le tronçon à réhabilitater de 172 mètres de long. 

Avant l'installation du système Primus Line® DN 250, une inspection par caméra a été effectuée afin de détecter les dépôts, les incrustations ou les soudures malpropres. Cette inspection a permis de découvrir plusieurs indentations à arêtes vives, qui ont été éliminées avant l'introduction de la gaine à l'aide d'un robot de fraisage, afin de ne pas endommager la gaine lors de son introduction. Cette inspection a également révélé un coude à 45 degrés non répertorié à environ six mètres de l'extrémité de la conduite. Malgré cela, la rénovation a pu être effectuée comme prévu. La conduite a été nettoyée et une deuxième inspection par caméra a été effectuée pour contrôler les mesures préparatoires.  

L'introduction de la gaine elle-même n'a duré qu'une trentaine de minutes à l'aide d'un treuil. Pour cela, le touret de transport avec la gaine prépliée en U a été positionné sur l'une des deux excavations. 

Après avoir donné à la gaine sa forme ronde à l'aide d'air comprimé, l'équipe d'installation a monté les connecteurs aux deux extrémités. L'installation a été achevée en une journée et la conduite a été remise en se

Une nouvelle construction "pipe in pipe" pour une double sécurité

Pour la construction de nouveaux siphons, Primus Line® Rehab est également une alternative intéressante en tant que solution de double tube en combinaison avec un tube PEHD. Contrairement aux conduites doubles en acier ou aux conduites en acier coulé, cette solution permet une plus grande flexibilité, prend moins de place et est plus économique. Dans de telles solutions de tuyaux doubles, le tuyau PEHD est d'abord introduit dans le sol au moyen d'un forage HDD, puis la gaine est insérée dans le tuyau. Comme Primus Line® Rehab absorbe toute la pression interne de la conduite, le tube PEHD ne sert que de gaine de protection et ne nécessite qu'une faible épaisseur de paroi. En outre, Primus Line® Rehab ne nécessite pas de collage ou de durcissement. Il reste un espace annulaire entre la gaine et l'ancien tube. Ainsi, la combinaison d'un tube PEHD et de Primus Line® Rehab est une méthode économique pour une double sécurité.

La solution « pipe in pipe » est utilisée par exemple dans le domaine du gaz à haute pression ou pour des conduites sous des infrastructures de transport critiques telles que des lignes de chemin de fer ou des autoroutes, comme le montre cet exemple de Regensburg. Un passage inférieur d'eau potable a été posé sous l'autoroute fédérale A3 par forage dirigé HDD suivi d'un tirage de Primus Line® Rehab de DN 250 sur une longueur de 110 mètres. Dans ce cas, la gaine était en PE-HD 100 SDR 11 (315 x 28,6 mm). Les différents tronçons ont été assemblés par soudure bout à bout.

Comme pour les installations Primus Line® Rehab traditionnelles, l'insertion a été précédée d'une inspection par caméra et d'un nettoyage. En outre, un robot de fraisage a éliminé les soudures existantes qui auraient pu endommager la structure de la gaine lors de l'insertion. 

Après seulement six jours de travail pour l'introduction de la gaine, y compris tous les travaux de préparation et de finition, la nouvelle ligne a pu être mise en service.

Même dans les zones à risque sismique ou dans des environnements particulièrement sensibles comme les zones de périmètre de protection de l'eau, le procédé de la gaine dans la gaine peut offrir un plus en termes de sécurité par rapport à des solutions de conduites rigides.

Conclusion

Primus Line® Rehab permet une réhabilitation efficace et durable des conduites sous pression passant sous des infrastructures complexes telles que les rivières ou les routes. Grâce à sa structure multicouche et à une technologie d'assemblage spéciale, le système offre une stabilité maximale avec un impact minimal sur l'environnement. Primus Line® est donc la solution idéale pour les projets de réhabilitation qui exigent une flexibilité, une résistance et une durée de vie maximales.

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