Situés à l'interface de la chaussée et des réseaux, les pièces de voirie ne sont pas les équipements dormants que l'on imagine. Elles doivent répondre aux besoins très diversifiés des exploitants de réseaux et satisfaire à de multiples critères de performance et de qualité en matière de résistance, sécurité, durabilité, facilité d'accès, d'exploitation, man?uvrabilité? etc. Bien que très techniques, ces équipements savent désormais s'intégrer aux paysages urbains qu'elles contribuent à valoriser.
Elles sont partout présentes, sur nos routes, dans nos villes, villages, agglomérations, zones d’activités ou zones piétonnes, patinées par le temps et le trafic. Aucun aménagement, quelle que soit sa nature, sa vocation ou sa taille, ne peut se faire sans elles. Elles sont tellement intégrées aux ouvrages qu’elles desservent que nous les piétinons sans y prêter la moindre attention, comme si leurs fonc-
fonctionnalités, pourtant essentielles, constituaient un acquis irrévocable. “Elles”, ce sont les pièces de voirie, une classe d’équipements qui regroupe les regards de chaussée, avaloirs, bouches d’engouffrement, grilles, tampons hydrauliques, caniveaux et autres bouches à clés sans lesquelles nos routes et nos villes ne seraient ni habitables ni même fréquentables.
Le point commun de tous ces équipements ? Ils sont à l’interface de la chaussée et des réseaux et constituent l’émergence extérieure d’un réseau d’eau potable, d’eaux pluviales, d’assainissement, de réseaux d’énergie, de câblages…
Les pièces de voirie répondent, selon leur typologie, à des fonctions très diverses. Elles siphonnent et assurent un écoulement correct et suffisant des eaux. Elles verrouillent ou, au contraire, facilitent l’accès à un ouvrage pour en faciliter l’entretien ou permettre des interventions d’urgence. Elles permettent un accès direct au réseau en permettant la manœuvre d’une vanne ou donnent accès à une ressource comme les bouches d’incendie aux pompiers. Ces émergences sont également de plus en plus souvent utilisées pour optimiser le fonctionnement des ouvrages qu’elles desservent, comme par exemple les bouches à clés qui hébergent de plus en plus fréquemment des loggers ou des détecteurs de fuites.
Le marché des pièces de voirie, en France, est estimé à 5 millions de pièces par an, permettant l’équipement d’environ 120 000 km de voirie (assainissement, routes, télécommunications) avec de nombreux fabricants parmi lesquels Saint-Gobain PAM, EJ France, VonRoll, Fonderies Dechaumont, Cahors, Soval, Fondatel, Bayard, Aco, Birco, Hauraton, Huot, Stradal, Sainte-Lizaigne, etc.
Beaucoup sont à l’origine des fondeurs, tant la fonte reste aujourd’hui encore indissociable de ce type d’équipements.
La fonte, un matériau plébiscité
Outre un rapport qualité-prix très attractif, la fonte présente des caractéristiques bien adaptées aux pièces de voirie. Ses qualités, parmi lesquelles sa coulabilité et son usinabilité, permettent de fabriquer en série une grande diversité de pièces. Sa durabilité, sa résistance à la corrosion, aux contraintes mécaniques, sa capacité à absorber les vibrations en font un matériau de choix, adapté à de nombreuses contraintes. La fonte ductile s’avère le matériau le plus adapté lorsque les qualités recherchées de la pièce de voirie sont essentiellement d’apporter une meilleure ergonomie et une plus grande résistance aux chocs. « Son ratio poids/résistance permet de fabriquer des équipements de voirie dont la masse est de 20 à 30 % inférieure à celle des dispositifs équivalents en fonte grise tout en présentant une plus grande résistance aux chocs et contraintes, souligne Yannick Mayère, chef de marché pièces de voirie chez EJ, anciennement Norinco, l’un des “pure players” français du secteur. Cette relative légèreté permet également de réaliser des économies de transport et de faciliter les manipulations des couvercles en réduisant les risques de blessures, tandis que son poids contribue à stabiliser la pièce lors de la pose ». La fonte grise tend à disparaître. « Il n’y a plus de pertinence économique à utiliser la fonte grise même si elle conservait un avantage technique au niveau de la longévité du produit », comme le souligne Yannick Mayère.
La fabrication de la fonte ductile est régie par la norme EN 1563 qui définit la classification des fontes à graphite sphéroïdal en fonction de leurs caractéristiques.
mécaniques et repose sur des process très automatisés mêlant CAO, DAO et fusion à haute température. Après refroidissement, les pièces sont grenaillées, ébarbées, avant d’être revêtues, montées et équipées de joints.
L’arrivée sur le marché d’élastomères et de plastomères synthétiques, facilement moulables, présentant une bonne tenue au vieillissement et d’un prix abordable a également permis de diversifier les mouvements d’approches des éléments mobiles.
Saint-Gobain PAM porte sur la question des joints une attention particulière. « Nous en développons la géométrie, nous en définissons la formulation et nous les achetons sur la base d’un cahier des charges spécifiques », explique Gilles Valentin chez Saint-Gobain PAM. Conserver la maîtrise des formulations confère une plus grande réactivité face aux besoins des clients pour des demandes spéciales, voire vis-à-vis d’aléas possibles chez les fournisseurs ou encore d’éventuelles évolutions des réglementations.
PAM a développé plusieurs types de joints : polyéthylène, élastomère et composite. Les qualités de ces joints et leurs formes particulières assurent une bonne stabilité du tampon, une sécurité au trafic, un silence total pour plusieurs années. Les joncs élastomères sont éprouvés pour plusieurs millions de passages de véhicules. Quant aux nouveaux joncs en composite, ils assurent une grande résistance aux contraintes de trafic, à l’écrasement, à l’abrasion et à la fatigue.
L’irruption de nouveaux matériaux en drainage
Mais la fonte, même si elle domine largement, n’est pas le seul matériau mis en œuvre dans le domaine des pièces de voirie.
EJ, pourtant fondeur à l’origine, s’est doté d’un atelier de mécano-soudure permettant de traiter l’acier, l’inox ou l’aluminium.
ACO, spécialiste du drainage et de la récupération des eaux, manie aussi bien le béton polymère que le polypropylène ou la fonte. Cette dernière, en partie produite au sein du groupe, est privilégiée pour les couvercles de regards et avaloirs, et pour les siphons dans les bâtiments. L’entreprise a récemment équipé son usine de Notre-Dame-de-l’Isle (27) d’un atelier permettant de fabriquer des pièces de chaudronnerie en acier inox pour la réalisation de caniveaux sur mesures.
Mais même si ACO est le numéro un des pièces de voirie en fonte en Allemagne, l’entreprise continue de développer son savoir-faire sur le Béton Polymère, « plus résistant qu’un béton
Classique ou fibré en flexion comme en compression, ce béton de résine permet de réaliser des produits de toutes les dimensions et parfaitement étanches », comme le souligne Thomas Gaudebert, Chef de marchés Génie Civil & VRD chez ACO. Cette capacité à travailler plusieurs matériaux a permis à l’entreprise de gagner de nombreux marchés, parmi lesquels plusieurs chantiers de drainage de tramways en France, en Espagne, au Brésil ou au Portugal ainsi que de nombreuses solutions de drainage sur des sites prestigieux tels que la passerelle du Mont Saint-Michel, le jardin de la Fondation Louis Vuitton à Paris ou encore la grande mosquée d’Alger.
Dernière innovation en date, les caniveaux Multidrain en béton polymère ou Xtradrain en polypropylène peuvent être équipés indifféremment de grilles en fonte, en acier galvanisé, en acier inox ou en composite.
« Le choix de la grille est le fruit de différents critères comme la classe de résistance, les critères d’esthétisme ou encore d’exigences environnementales, explique Thomas Gaudebert. Chaque matériau a des qualités propres à faire valoir et correspond à des classes de résistance bien définies. Mais les possibilités sont nombreuses, nous sommes par exemple capables de proposer des grilles en composite jusqu’au C250 ».
Car les composites ont fait une entrée remarquée sur le marché des pièces de voirie. Légers et donc faciles à manier, ils sont peu exposés au vol, ne génèrent que peu de bruit et résolvent le délicat problème de la transmission des ondes hertziennes qui peuvent affecter les capteurs, loggers et autres détecteurs de fuites dans les regards ou bouchés à clés par exemple.
Formatub a ainsi lancé l’E-bac 400, une bouche à clé en matériau composite, recyclée, recyclable, et légère (1,72 kg), facilitant son transport et sa manutention. Elle conserve les mêmes propriétés qu’une bouche à clé classique en étant verrouillable, détectable, sécurisable et antidérapante. Elle répond aux spécifications de la norme EN 124 Classe D400 (400 kN) et a été conçue pour résister aux enrobés à chaud (200 °C). Elle s'utilise donc sur trottoirs et chaussées. Son tampon a la particularité d’avoir une seule forme et d’être personnalisable, dans un but ultime : optimiser les stocks. À la demande du marché, la version réhaussable est venue compléter cette gamme. Cette nouvelle rehausse s'adapte sur toutes les bouches à clé E-bac 400.
EJ s'intéresse également aux composites depuis 2 ans. « Ce matériau fait partie des évolutions qui pourraient impacter le marché dans les prochaines années, indique Yannick Mayère, nous nous devions d’y mettre un pied pour accumuler les retours d'expérience qui nous permettront d’être pointus sur le sujet ».
Industriellement, la mise en œuvre de ce matériau n’en est encore qu’à ses débuts et la réalisation de grandes séries se heurte encore à certaines difficultés. De plus, le marché reste attaché aux matériaux traditionnels qui ont fait leurs preuves. Mais les mentalités évoluent. Polieco a ainsi breveté un procédé de fabrication industriel innovant pour l'utilisation d’un maté-
Riau composite spécifique. Ce matériau est utilisé pour la production de dispositifs de fermeture et de couronnement à haute résistance dans différentes dimensions et confère de nouvelles propriétés au produit fini (réduction importante du poids à l’unité, dissuasion contre le vol, bruit restreint, isolation thermique et électrique, résistance à la corrosion, …).
La gamme KIO est ainsi disponible dans différentes formes (carré, carré avec cadre lisse, rond, grille...), verrouillées ou non, mais aussi dans différentes classes de résistance B125, C250 et D400, avec possibilité de personnalisation. Le belge Hermelock et l’anglais Fibrelite proposent également des pièces de voirie en composite.
EJ a également décidé de proposer une gamme en composite qui se différencie cependant par l’association d’un cadre fonte (pour sa solidité) avec un tampon en composite (pour son aspect/antivol)… « Finalement, là se trouve peut-être le futur, souligne Yannick Mayère : combiner les atouts de différents matériaux pour répondre au mieux aux besoins explicites et implicites du marché »…
Un marché structuré autour de la norme EN124
Le marché des pièces de voirie se structure autour de la norme EN 124 qui introduit les groupes et classes minimales à respecter pour installer les dispositifs de voirie et en définit les règles minimales de qualité : de la classe A15 pour surfaces, aires ou espaces verts utilisés exclusivement par les piétons ou les cyclistes jusqu’à la classe F900 pour les applications aéroportuaires. Le marquage « EN 124 » signifie que ce produit se réfère à la norme, mais non qu’il est certifié conforme à cette norme. La conformité à cette norme européenne doit être attestée, à la demande du fabricant, par l’apposition d’une marque nationale délivrée par un organisme de certification accrédité. En France, c’est l’AFNOR qui est accrédité pour certifier la conformité des produits à la norme EN 124 en leur apposant la marque NF. « Cette marque est accordée par l’AFNOR aux fontes de voirie si elles satisfont à la marque NF-Voirie, c’est-à-dire aux spécifications de la norme européenne EN 124, aux normes internationales ISO 9001, et à des spécifications complémentaires, notamment des essais en situation réelle, fiabilisant les choix de conception, souligne Yannick Mayère chez EJ. La certification des dispositifs par un organisme tierce partie fait partie de nos engagements stratégiques et illustre notre volonté de fournir des dispositifs conformes à la lettre et l’esprit de la norme EN124 ».
À noter qu’une nouvelle série de normes EN 124 a été publiée en octobre 2015. « La nouveauté réside dans l’ajout de nou-
nouveaux matériaux (plastiques et composites), de nouveaux protocoles d’essais, et introduction d'un marquage CE », résume Anna Baranski-Hardy, chef de projet AFNOR Normalisation. Elle concerne désormais l'ensemble des dispositifs de couronnement et de fermeture apposés sur la voirie et les zones de circulation utilisées par les piétons et les véhicules.
Thomas Gaudebert, chez ACO, confirme ainsi que « tous les tampons multi-matériaux (aluminium, acier galvanisé ou inoxydable, fonte) produits par ACO, sont conformes à la norme NF EN 124 pour les zones de circulation utilisées à l'extérieur des bâtiments et à la norme NF EN 1253 pour les avaloirs et siphons à l'intérieur des bâtiments qui définit 7 classes de charge allant de 1,5 kN à 400 kN ».
Seuls les caniveaux préfabriqués répondent à une autre norme, la norme NF EN 1433.
ACO, Birco, Hauraton, Funke ou Stradal s'y réfèrent donc largement dans le cadre des solutions de drainage qu’elles proposent.
Cette norme précise la classification minimum à laquelle le caniveau doit répondre mais aussi le type du caniveau : « I » pour les caniveaux auto-résistants qui ne nécessitent aucun aménagement particulier pour résister aux charges verticales et horizontales ou « M » pour les produits nécessitant un enrobage béton latéral lors de leur mise en œuvre pour garantir leur résistance.
À noter que les grilles qui recouvrent ces équipements dépendent également de la norme EN 1433.
Les pièces de voirie doivent donc satisfaire à de nombreux critères de performance et de qualité. Mais ce haut niveau de spécification ainsi que les fortes contraintes auxquelles elles sont soumises n’ont pas empêché les fabricants de déployer des trésors d’ingéniosité pour améliorer l'intégration de ces éléments techniques dans les paysages urbains.
Améliorer l’intégration de ces éléments techniques dans les paysages urbains
Portés par leur capacité à mettre en œuvre et associer plusieurs matériaux, les fabricants de caniveaux préfabriqués ont, les premiers, développé des solutions permettant de personnaliser les solutions de drainage en milieu urbain en conjuguant la résistance et l’esthétisme aux fonctions de drainage. Résistantes, robustes, les solutions proposées sont désormais personnalisables pour s'adapter à l'architecture de chaque projet. Fabrication de caniveaux sur mesure, panachage de matériaux, personnalisation des grilles de recouvrement, les possibilités n’ont comme limites que celles des urbanistes et des architectes.
Pour l’aménagement du Parc de la fondation Louis Vuitton, ACO a par exemple fourni 34 m l de caniveaux inox 316 courbés en 17 modules couverts de barreaux tout inox épousant la forme toute en courbes du bassin.
Sur l'ancien site sidérurgique Belval en cours de réhabilitation au Luxembourg, Birco a fourni près de 5 000 m l de caniveaux plats à pente intégrée Bircosir en DN 100 dont le recouvrement, quasiment invisible dans cet espace public, a été conçu sur mesure. Galvanisées à chaud, les cornières à fentes sont en acier massif de 4 mm d’épaisseur et boulonnées pour répondre aux contraintes de pose des briques de pavage et à la classe de sollicitation E600.
De même, la place de Neumarkt à Dresde a été entièrement réaménagée autour des caniveaux à fente Faserfix KS 150 type 01 de Hauraton qui drainent de façon élégante et discrète les eaux de ruissellement.
Les fabricants de pièces de voirie en fonte participent à ce mouvement. Color by PAM est ainsi le nouveau service de personnalisation des pièces de voirie en fonte ductile de Saint-Gobain PAM.
Préparées et revêtues d'une sous-couche de protection, les 110 teintes RAL, traitées par
Thermo-laquage, assurent une coloration fidèle et durable. De nombreux tests de contrôle ont été effectués pendant un an, notamment au sein du carrousel d’essais du centre de recherches de Saint-Gobain PAM. « La solution Color by PAM a notamment été soumise au manège de simulations des conditions de trafic routier pendant 4 mois, souligne Frédéric Moysan, Marketing Manager Municipal Castings, chez Saint-Gobain PAM. Elle a ainsi été exposée à l’équivalent de 445 000 passages de poids lourds, soit un vieillissement accéléré de 20 ans ».
Soval n’est pas en reste. Ellipse, la toute nouvelle gamme de voirie Design développée par ce fabricant associe une grande variété de courbes et de dessins dans le respect des contraintes techniques des pièces de recouvrements. Ces déclinaisons sont associées à des revêtements haute résistance composés d'une métallisation de type Zinc-Alu anticorrosion et d'une couche de peinture polyester sur une grande variété de teintes.
De même, EJ propose à ses clients de personnaliser bon nombre de ces produits en y ajoutant à leur gré des logos, marquages spécifiques et permanents.
Esthétisme hors de propos ? Pas sûr… Frédéric Moysan, chez Saint-Gobain PAM, insiste sur le fait que ces nouvelles possibilités ont également « une dimension ergonomique essentielle dans la mesure où elles évitent par exemple l'utilisation de tampons à remplir de pavés, difficiles à manipuler par les équipes de maintenance ». De plus, en ajoutant une dimension esthétique à leur vocation utilitaire, elles contribuent à valoriser les pièces de voirie en ouvrant la voie à une personnalisation des paysages urbains, en les rendant plus attractifs. « La pièce de voirie voit son statut évoluer et se rapproche désormais du mobilier urbain », analyse-t-il.
Mais même si l’esthétique acquiert une importance nouvelle dans le domaine des pièces de voirie, l’innovation des fabricants ne se limite pas à cette seule dimension. Déjà très techniques, les pièces de voirie s’enrichissent de développements toujours plus pointus pour élargir les solutions apportées aux donneurs d’ordres.
Élargir les solutions apportées aux donneurs d’ordres
Sur la seule ville de Toulouse, par exemple, 630 vols d’équipements en fonte (tampons de regard, grilles d’avaloir, etc.) ont été recensés entre 2012 et 2014. À l'échelle de la seule métropole toulousaine, en 2013, le nombre de pièces volées était équivalent à 1300 unités représentant un coût de 195 000 € HT à 260 000 € HT sur une seule année… Événement isolé ou phénomène en voie de recrudescence ? Les avis sont partagés. Yannick Mayère, chez EJ, estime qu’en France, le phénomène est relativement limité contrairement à d'autres pays d'Europe. Frédéric Moysan, chez Saint-Gobain PAM, confirme que le problème est bien maîtrisé en France, même si les régions proches des frontières restent plus exposées, les filières étant moins contrôlées dans les pays voisins. « Le problème est d’ordre macro-économique, estime-t-il. Il est corrélé aux cours des matières premières ».
Reste que, au-delà de la problématique vol, le déclipsage d’une grille de recouvrement présente également une dimension sécuritaire. Les fabricants ont donc développé de nombreux dispositifs anti-vols mais aussi anti-intrusion. Chez Soval, les trappes de fermetures sont équipées d’un verrou de sécurité en fonte (tenue anti-effraction 20 minutes) associé à une clé de manœuvre avec empreinte spécifique. Le regard Hydro®, du même fabricant, équipé d'un dispositif assurant une étanchéité aux odeurs, est également doté d’un système breveté articulé et antivol non encrassable après scellement. EJ développe également des dispositifs sécurisés et tampons anti-vols après scellement avec des dispositifs de verrouillage spécifiques. Saint-Gobain PAM propose de nombreux kits antivol et anti-intrusion ainsi que des systèmes simples tels qu'une goupille cannelée posée en force au niveau des rotules des regards Pamrex ou Viatop, empêchant l'extraction du tampon de son cadre sans en gêner l’ouverture. Il se pose en quelques minutes et peut être installé sur un regard neuf aussi bien que sur un regard déjà posé mais toujours après scellement du cadre.
Les fabricants travaillent également beaucoup sur la réduction des bruits des produits sous trafic : pose de patins ou de joncs en thermoplastique sur le cadre ou tampon/grille, joints périphériques sur le cadre ou tampon/grille, usinage des faces de contact entre cadre et tampon/grille, dessins de surfaces étudiés pour limiter les bruits de roulements… L’enjeu principal consistant bien souvent à assurer la planéité de l'ensemble et la stabilité du tampon dans son cadre.
De nombreux autres systèmes sont également développés pour faciliter la vie des agents de maintenance : ouvertures assistées, couvercles à relief anti-glissant, grilles de protection anti-chute, dispositifs de fermeture à garde hydraulique, dispositifs de fermeture réversibles etc.
« Une ville comme Nancy compte environ 19 000 avaloirs, explique Frédéric Moysan chez Saint-Gobain PAM. Chacun d’eux étant visité deux fois par an, cela signifie que l’équipe chargée de leur entretien doit en manœuvrer une soixantaine par jour. Autant dire qu’il est essentiel qu’ils s’ouvrent facilement, qu’ils soient opérationnels et en bon état de fonctionnement ». Et que la chasse au poids se poursuivra. « L’une des tendances de fond dans notre métier consiste à alléger les produits en respectant les contraintes techniques des pièces de recouvrement, indique Frédéric Moysan. L’objectif est économique mais aussi environnemental et ergonomique pour les utilisateurs ».
Quels développements attendre en matière de pièces de voirie ? Yannick Mayère, EJ, souligne les progrès réalisés ces dernières années au niveau de l’étanchéité des pièces de voirie mais estime que des marges de progression subsistent pour améliorer l’interface entre la couverture et l’ouvrage. « Face aux problématiques d’eaux parasites ou de collecte d’eaux de ruissellement chargées de polluants, il est possible que les donneurs d’ordre réclament des solutions qui permettent d’assurer l’étanchéité entre la couverture et l’infrastructure » analyse-t-il. À suivre...
