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Réseaux d’eau potable : de nouvelles techniques de réhabilitation

11 juillet 2022 Paru dans le N°453 à la page 35 ( mots)
Rédigé par : Patrick PHILIPON

Matériaux compatibles avec l’alimentation humaine, forte pression de service: les réseaux d'eau potable imposent des contraintes particulières aux opérations de réhabilitation. Au-delà du remplacement pur et simple, très largement majoritaire, de nouvelles techniques sans tranchée font néanmoins leur apparition.

Tout comme son homologue des eaux usées, le réseau d’eau potable est un patrimoine sujet à vieillissement, qu’il serait donc souhaitable de réhabiliter régulièrement. Franco Novelli, expert technique du cycle de l’eau à la FNCCR , plante le décor. « La réhabilitation du réseau d’eau potable est une question depuis une vingtaine d’années. Plusieurs études ont estimé l’ampleur du parc, qui s’établit entre 850000 et 900000 kilomètres en France, avec un âge moyen d’une cinquantaine d’années. Cette moyenne n’est évidemment pas suffisante pour déterminer l’urgence (ou non) d’une intervention. Le problème est plutôt que, malgré les obligations réglementaires, beaucoup de collectivités ne connaissent pas encore leur patrimoine. Cela implique des campagnes de diagnostic, et l’Astee a édité des guides pour cela. C’est avec cette connaissance que peuvent se poser les questions de l’état du réseau, des enjeux et objectifs d’une réhabilitation, qui sont propres à chaque territoire » explique-t-il. 

Pour le compte d’Eau du Grand Avignon, la société EHTP a posé plus de 3 kilomètres de conduite en fonte Electrofresh® d’Electrosteel, entre Rauquemaure et Sauveterre (Gard). Le dénivellé du parcours impose une pression de service de 15 bars.

Une chose est certaine, toutefois: on ne renouvelle pas au rythme souhaitable. De par sa fonction, ce réseau présente des contraintes particulières. Tout d’abord tous ses composants doivent être en matériaux compatibles avec l’alimentation humaine, dûment munis d’attestations de conformité sanitaire (ACS). Ensuite l’eau y circule sous pression, parfois importante dans les grandes conduites de transport. Il faut d’ailleurs distinguer deux “mondes”. D’une part les canalisations de transport, ou feeders, de grand diamètre et sous forte pression, composées de longs tronçons sans branchement ou piquage. D’autre part le réseau de distribution, de plus petit diamètre, qui comporte évidemment de nombreux branchements. L’intervention sur l’un ou l’autre ne pose pas les mêmes problèmes. 

Si l’on excepte le remplacement classique, qui reste de loin la voie dominante, quelles sont les techniques “sans tranchée” actuellement disponibles? Quelles sont leurs limites? Dans quelles circonstances deviennentelles pertinentes ?


LE REMPLACEMENT CLASSIQUE : ENCORE DE BEAUX JOURS DEVANT LUI

Creuser une tranchée jusqu’à la canalisation, la retirer et la remplacer par une neuve: c’est encore la méthode la plus répandue, d’autant que les réseaux d’eau potable sont en général posés à faible profondeur. 

Altero Travaux Publics met en œuvre en France une technologie de chemisage développée par Primus Line. La gaine PE souple supporte la pression interne du réseau grâce à sa structure “sandwich” comprenant une couche centrale de kevlar. Elle a été utilisée pour réhabiliter une conduite acier fuyarde posée en encorbellement sur le pont Arc-en-Ciel d’Allones (Sarthe) à travers 8 coudes à 45° et sans interrompre le trafic.

Le choix du type de canalisation dépendra, entre autres, de la nature du sol et de contraintes comme relief, le parcours, les charges extérieures… Métal (acier ou fonte ductile) ou plastique (polyéthylène (PE) ou polychlorure de vinyle (PVC), il y en a pour toutes les situations. C’est le domaine de fournisseurs comme Saint Gobain PAM, vonRoll Hydro ou Electrosteel pour la fonte ductile, et Elydan ou Wavin pour le plastique. 

Outre les tubes eux-mêmes, ils proposent tous les accessoires nécessaires : brides, jonctions, manchons, coudes, tés, piquages, etc. Des spécialistes des équipements, comme Saint-Germain Straub, Sainte-Lizaigne, Soval, ou Huot proposent également une large gamme adaptable aux tubes métalliques ou plastiques. Malgré ses inconvénients (nuisances pour le voisinage et la circulation, coût financier et environnemental du terrassement), la pose classique s’impose en particulier sur le réseau de distribution en zone urbaine, où la densité des raccordements ne laisse guère de choix. 

« Il n’existe pas actuellement de technique satisfaisante pour réaliser des branchements par l’intérieur, donc il faut de toute façon faire une fouille pour chaque piquage. Ça n’a pas de sens, autant creuser une tranchée » affirme Bruno Faraoni, Directeur du Développement pour l’Ilede-France chez Axeo TP

« Avec des techniques sans tranchée comme le chemisage ou le tubage, il faut tout de même creuser pour réaliser les branchements. Ça n’a donc guère d’intérêt pour le réseau de distribution. D’autant plus qu’il faut toujours installer une alimentation provisoire, une “clarinette”, pour continuer à fournir l’eau aux riverains. En technique traditionnelle, on peut d’abord poser une nouvelle conduite parallèle à l’ancienne, puis couper cette dernière et raccorder à la nouvelle » confirme Philippe Lagubeau, de la Sade. Le remplacement classique ne se limite cependant pas au réseau de distribution. 

La Sade a par exemple posé 3,5 km de tuyaux et raccords Electrosteel en fonte ductile DN 200, reliant l’usine de potabilisation de Montformont et le hameau d’Egarande sur la commune d’Estivareilles. Le Syndicat des Eaux du Haut-Forez compte en effet remplacer l’intégralité (12 km) d’une canalisation en amiante/ciment allant de l’usine de Montformont au hameau de Tabaza sur la commune de Saint-Nizier-de-Fornas. Electrosteel a également fourni 6 km de tuyaux et raccords en fonte ductile dans le cadre d’une rénovation de réseau d’eau en Aveyron, pour le compte du Syndicat Des Eaux de Montbazen-Rignac. 

Le Compact Pipe de Wavin est un tuyau en PE replié en U et enroulé à l’usine sur un touret, d’où une emprise minime des travaux. Après introduction dans l’ancienne conduite, comme ici à Mannheim (Allemagne), le tube est “gonflé” à la vapeur d’eau sous pression et retrouve sa forme circulaire initiale par effet de mémoire

Les exemples de réhabilitation de réseaux en France et à l’étranger avec les canalisations en fonte d’Electrosteel sont nombreux: renouvellement d’un réseau d’eau dans le Gard pour le compte Eau du Grand Avignon, réhabilitation d’un réseau de distribution avec 27 branchements en plein centre-ville du Pontet dans le Vaucluse ou encore remplacement de la conduite principale DN 800 de la Ville de Nouméa en Nouvelle Calédonie. 

Electrosteel s’apprête, par ailleurs, à lancer la production d’un nouveau revêtement renforcé externe composé de mortier de ciment fibres, le FZMU, notamment, pour la réhabilitation des anciennes canalisations fonte des réseaux d’adduction d’eau potable, d’irrigation et industrielle. 


TUBAGE ET ÉCLATEMENT : DES TECHNIQUES SANS TRANCHÉE ÉPROUVÉES

Pratiqués couramment, le tubage et l’éclatement peuvent être considérés comme des techniques sans tranchée parfaitement rôdées. 

Le premier consiste tout simplement à introduire dans la canalisation existante un tuyau de plus petit diamètre. La perte de section est - en partie seulement - compensée par de meilleures performances hydrauliques. 

Le vide annulaire peut être laissé tel quel si l’ancienne canalisation a gardé des propriétés structurantes, ou rempli de mortier s’il faut reporter les efforts mécaniques (pression du sol) sur la nouvelle canalisation. L’éclatement consiste pour sa part à tirer, grâce à un puissant treuil, une canalisation de diamètre égal (voire légèrement supérieur) à l’ancienne, ce qui fait éclater cette dernière, la nouvelle prenant tout simplement sa place.

« Le tubage avec espace annulaire est la technique sans tranchée la plus ancienne, que nous pratiquons depuis des années. C’est aussi la plus facile à réaliser, avec des tubes PE, PRV, acier, etc. Problème : ça ne fonctionne que pour des sections droites. On nous sollicite en ce sens lorsqu’il faut passer sous une voirie circulée, par exemple, ou lorsque l’emprise du chantier doit être minimisée par rapport à une tranchée classique » explique Philippe Lagubeau (Sade). 

Plus récemment, la Sade a ajouté à sa panoplie une méthode de tubage sans espace annulaire, le Tubocontact. Dérivée d’une technique co-développée avec British Gas, elle consiste à introduire dans l’ancienne canalisation un nouveau tuyau en PE de diamètre légèrement supérieur (102 %). Pour y arriver, on le tire à travers un cône de réduction avec un treuil. « Lorsqu’on relâche la traction, le PE reprend ses dimensions initiales grâce à ses propriétés viscoélastiques, et la nouvelle conduite se plaque sur les parois de l’ancienne. C’est une technique structurante, qui limite la perte de section à l’épaisseur du PE » affirme Philippe Lagubeau. 

Une technique sans tranchée, donc, mais qui exige tout de même une certaine emprise puisqu’il faut souder bout-à-bout les sections droites de tuyau PE, dans l’alignement de la fouille d’entrée. La Sade a déjà réalisé plus de 50 km de travaux de ce type à Lille, Nîmes, Roubaix, Limoges, Roanne ou Reims (6200 mètres en diamètre 800 mm), ainsi qu’à l’étranger (Bruxelles, Lausanne, Singapour, etc.). 

Wavin propose une autre technique de tubage sans vide annulaire, développée en Allemagne où elle est très utilisée, ainsi qu’à l’international. Le Compact Pipe, disponible en diamètres allant de 150 mm à 500 mm, est un tuyau en PE replié en U et enroulé à l’usine sur un touret (jusqu’à 600 mètres linéaires). D’où une emprise chantier très faible. Après une introduction facile dans la canalisation existante (puisqu’il est replié), le tube est “gonflé” à la vapeur d’eau sous pression et retrouve sa forme circulaire initiale par effet de mémoire.

L’AQUA.UV CIPP est composé d’un complexe en fibre de verre spécifiquement agréé pour l’eau potable et muni d’un revêtement intérieur non-tissé et d’une résine VE sans styrène et de qualité alimentaire

« C’est une technique structurante: le Compact Pipe supporte la charge du trafic et les autres charges extérieures comme tout autre conduite en PE. Après avoir fourni l’espace pour l’installation, l’ancienne canalisation n’a plus aucune fonction. Le Compact Pipe a une durée de vie confirmée de 80 ans, voire 100 ans pour la version PE-100 RC » affirme Ralf Glanert, technical acount manager chez Wavin Allemagne. 

Parmi de nombreuses références dans le monde, Wavin met volontiers en avant la rénovation du réseau de Hong Kong, une ville particulièrement dense où la faible emprise au sol de cette technique prend tout son sens.


TECHNIQUES NOUVELLES : UNE PERTINENCE ENCORE DISCUTÉE…

Régulièrement utilisées pour la réhabilitation des réseaux gravitaires d’eaux usées, des techniques comme le coating (projection de résine) ou le chemisage (insertion d’une gaine souple que l’on rigidifie ultérieurement) ont récemment fait leur apparition en eau potable. Elles restent toutefois très minoritaires en France. Par manque de pertinence technique ou frilosité des maîtres d’ouvrage? La question est pour le moins discutée… 

« Ces sont des techniques encore très nouvelles, et les MOA ont eu des expériences de qualité variable… Un groupe de travail de la FSTT est d’ailleurs en train d’élaborer une guide technique à ce sujet » révèle Philippe Ferrer, responsable France de Primus Line. 

Frédéric Platon, market manager chez BS Coatings, qui développe des résines (époxy, polyuréthane ou polymères) projetables, semble peu convaincu de leur pertinence pour la réhabilitation des réseaux d’eau potable. « Il faut se poser plusieurs questions avant de choisir. Veut-on un résultat structurant? A-t-on simplement des problèmes de fuite ? Et à quel niveau: joints, emboîtements, liés à un mouvement de terrain? Veut-on juste installer un revêtement anti-corrosion sur une canalisation par ailleurs intègre? Il n’existe pas de réponse unique. Les techniques sans tranchée posent des problèmes au niveau des piquages, des points singuliers, des vannes. Il existe peu d’offres pertinentes, sinon l’éclatement de l’ancienne canalisation. Le plus simple reste de creuser, démonter et remplacer, et ça représente le gros des travaux » affirme-t-il.

Le Château de Versailles représente pour Saint-Gobain PAM le berceau historique du tuyau en fonte et la place d’Armes du Château.

Il estime d’ailleurs que le remplacement d’une conduite, qui intervient tous les siècles, ne constitue pas une nuisance majeure dans des centres villes très régulièrement en travaux (voirie, autres réseaux, etc.). Bien qu’ayant réalisé quelques essais pilotes sur des réseaux, BS Coatings déploie donc plutôt sa technique de coating pour la remise en état des canalisations intérieures d’immeubles. 

Kemica Coatings propose pour sa part la résine projetable Souplethane WP utilisable dans de conduites de tous diamètres. Quoiqu’il en soit, plusieurs sociétés ont développé des techniques opérationnelles en réseau d’eau potable, parfois utilisées depuis longtemps dans d’autres pays. Pourquoi ? 

« Essentiellement pour des raisons d’emprise des travaux en milieu contraint: une gaine sur un touret ou un projecteur de résine prennent moins de place qu’une zone de préparation de tubage. Reste la question des raccordements, qui constitue toujours un frein » répond Philippe Lagubeau (Sade). « La situation ressemble aux débuts du gainage pour la réhabilitation des réseaux d’assainissement, il y a 25 ou 30 ans. Les MOA ne l’utilisaient alors que sur des chantiers atypiques, avec des fouilles impossibles ou très gênantes. Aujourd’hui, c’est la première solution à laquelle on pense. Cela deviendra la même chose pour l’eau potable » estime pour sa part Bruno Faraoni (Axeo TP).


… MAIS DES APPLICATIONS RÉUSSIES

La société RelineEurope a développé une technique de chemisage par gaine PRV polymérisable aux UV: AQUA.UV CIPP. Celle-ci est mise en oeuvre par deux applicateurs partenaires Axeo TP et Subterra. L'AQUA.UV CIPP dérive d'une méthode déjà utilisée en réseau gravitaire d’assainissement. « C’est un chemisage structurant, donc supportant les pressions interne et externe, et dont tous les composants sont munis d’une ACS. C’est la seule technique sur le marché qui réunisse ces deux conditions. La canalisation ancienne restée en place n’est plus qu’un coffrage perdu » affirme Bruno Faraoni (Axeo TP). 

Nécessitant très peu d’emprise au sol (une fouille à chaque extrémité du tronçon et la place du touret à l’entrée), la technique permet de réhabiliter jusqu’à 400 m de canalisation par jour. Fabriquée sur mesure en usine, la gaine est disponible en diamètres allant de 150 mm à 1400 mm. Sa faible épaisseur réduit par ailleurs la perte de section par rapport à un tubage en PE plus classique. Reline Europe confirme une durée de vie supérieure à 50 ans. La technique présente cependant des limites. 

AXeo TP a utilisé la technique du chemise structurant à Louveciennes pour réhabiliter 250 mètres de feeder en diamètre 900 mm.

Comme toutes les méthodes sans tranchée, elle s’accommode mal des coudes prononcés : la gaine fait alors des plis qui perturbent l’écoulement hydraulique. De plus, il n’existe pas encore de solution pour réaliser les branchements de l’intérieur, ce qui destine cette technique aux feeders de transport plutôt qu’au réseau de distribution. « En assainissement, on sait déjà rétablir les branchements par l’intérieur avec un robot. Pour l’eau potable, il faut encore garantir la conformité sanitaire du procédé de branchement, mais nous y arriverons » affirme Bruno Faraoni. 

Sur un marché encore en démarrage, Axeo TP peut néanmoins revendiquer un chantier réussi à Pont de Chatou (330 mètres de canalisation acier en diamètre 300 mm) ou, plus récemment, la réhabilitation de 250 mètres de feeder en diamètre 900 mm à Louveciennes. Cette canalisation passant sous un terrain privé, en l’occurrence le campus de BNP Paribas, la tranchée était exclue. La technique a également été utilisée en zone urbaine à Mulhouse. Pour les réseaux de transport également, Orea déploie une solution certifiée NSF (conformité alimentaire de la FDA) qui permet des gainages de plus de 500 m jusqu’aux DN1600 sous 16 bars de pression. 

« C’est une activité nouvelle qui se doit de passer de l’expérimentation à l’industrialisation, les collectivités ayant besoin de solutions éprouvées dès que l’on touche à l’eau potable et donc à notre santé », souligne Vincent Ducamp (Orea). Primus Line propose pour sa part une technique de chemisage par une gaine en PE souple mais supportant les fortes pressions internes des réseaux de transport grâce à sa structure “sandwich” qui comprend une couche centrale de tissu en fibre d’aramide (plus connue sous le nom de kevlar). 

Disponible en diamètres de 150 mm à 500 mm, elle n’est toutefois pas structurante et a besoin de la canalisation existante pour supporter les charges extérieures. « La technique a été développée en Allemagne et bénéficie de 700 km de retour d'expériences dans le monde uniquement dans le domaine de la pression. C’est la seule qui permette de passer des coudes à 45° - même multiples et qui puisse réhabiliter par sections sans ouvrir de 1000 m. Nous avons lancé ce marché à partir de 2018 en France avec d'abord des clients industriels entreprenants et avons prouvé notre savoir-faire à traverser les coudes jusque 45° et même 90° sans ouvrir. Depuis l'obtention des ACS en 2020, nous avons accéléré notre développement dans le domaine eau potable avec des succès de Dunkerque à Monaco en passant par Le Mans ! » explique Philippe Ferrer. 

L’intervention consiste, après l’indispensable nettoyage de l’ancienne canalisation, à tirer la gaine livrée pliée (pour le tubage) sur tourets par tronçons pouvant atteindre un kilomètre. Chaque gaine est fabriquée sur mesure en Bavière, sans soudure, et contrôlée (épreuve d’éclatement systématique mini 63 bars pour le standard DN150 PN25). Un certificat 3.1 selon EN10204 est délivré pour chaque commande. Après tirage dans l’ancienne canalisation, la gaine est mise sous pression avec de l’air comprimé pour une “remise au rond”, afin de pouvoir ensuite poser les connecteurs. L’opération ne nécessite ni chauffage ni UV et laisse un vide annulaire. Primus Line propose plusieurs gammes de connecteurs, évidemment munis d’ACS, selon le matériau de la conduite initiale. « La solution a une durée de vie minimale de 50 ans. Plus qu’une gaine, c’est en fait une conduite souple plus fiable parce que sans joint ou soudure » souligne Philippe Ferrer. 

Préparation du chantier de conduite d’adduction d’eau potable DN500 avec le centreur en UHP 3.000 bars.

Primus Line sélectionne, et forme en Allemagne, un applicateur par pays. « Les techniques sans tranchée demandent un personnel formé et beaucoup de préparation. On nous choisit pour des cas difficiles, des sections avec des angles par exemple. Dans le Port de Marseille, on a traversé pas moins de 10 coudes à 45° sur une section de 300 mm… » explique Philippe Ferrer. 

En France, c’est la société Altero TP qui déploie cette technique. Altero TP est par exemple intervenu, en tant que sous-traitant pour GT Canalisations (Sade), sur le pont “Arc-en-Ciel” d’Allones, près du Mans. Ce dernier porte, en encorbellement, une canalisation d’acier en diamètre 250 mm, hors service depuis plusieurs mois car fuyarde. Longue d’une centaine de mètres, elle fait huit coudes (45° et 30°). « Altero l’a réhabilitée en une semaine, de la mise à disposition du réseau à la mise en épreuve, sans interrompre le trafic très important sur ce pont » se souvient Philippe Ferrer. 

Dans le centre-ville de Bourbourg (Nord), le Syndicat de l’eau du Dunkerquois voulait réhabiliter une conduite en fonte de diamètre 500 mm, sur un parcours de 600 mètres avec six coudes. Altero TP, qui intervenait pour le compte de SPAC Dunkerque, a inséré une conduite Primus Line de diamètre 350 mm en deux semaines, sans la moindre gêne pour la circulation comme pour les riverains. Dernier projet en date: une intervention “chirurgicale” - deux fois 55 mètres- à Monaco pour réhabiliter une conduite acier de 150 mm. « Nous avons tiré la fibre optique pour la transmission de données en même temps, installée en usine dans le creux du U de la gaine repliée. Elle s’est placée dans le vide annulaire après gonflement de la conduite souple » explique Philippe Ferrer.

Le syndicat de l'eau de l'Est Seine-et-marnais a installé, à Champvallon 5 km de conduite en fonte Cempur, produit hybride, issu des spécificités de Duktus et vonRoll.

La projection de résine semble pour sa part abandonnée pour l’instant. « Elle permettrait pourtant de s’affranchir de la problématique des branchements. Les exigences étant toujours croissantes pour l’ACS, la plupart des fournisseurs se sont retirés du marché, et les applicateurs attendent de voir » relève Philippe Lagubeau (Sade). 

A ce jour, les longueurs réhabilitées avec ces nouvelles techniques sont sans commune mesure avec l’ampleur de la tâche: le remplacement pur et simple reste largement dominant. Les préoccupations environnementales, les nuisances sonores, propagations de poussières, problèmes de circulation, émanations chimiques... pourraient toutefois faire pencher la balance car, en l’absence de terrassement et de transport de déblais, le bilan carbone de ces chantiers est bien meilleur que celui des techniques traditionnelles. 

« A Dunkerque, la facture a été allégée de 20 % grâce aux techniques sans tranchée tout en supprimant toutes les nuisances de type bruit, pollution avec un bilan carbone amélioré de 80 %», conclut Philippe Ferrer.


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