La ville de Saint-Malo restructure et rénove ses réseaux d'assainissement EU et EP, ainsi que ses installations de traitement des effluents. Pour le réseau de collecte eaux pluviales réalisé en tuyau béton, les regards comportant des raccordements complexes ont été réalisés en polyester et se caractérisent par une grande facilité de pose, ainsi que par l'étanchéité des raccordements.
La ville de Saint-Malo réalise actuellement d’importants travaux d’assainissement qui portent simultanément sur la collecte des eaux usées et des eaux pluviales, ainsi que sur le traitement de l'ensemble du flux collecté. Le contrat d’agglomération signé avec l’Agence de l'Eau Loire-Bretagne prévoit ainsi un investissement de près de 300 millions de francs à engager pendant la période 1992-1994, avec construction de bassins-tampons et d'une station d’épuration de 122 000 E.H.
Dans leur souci de parvenir à un réseau de qualité, c'est-à-dire étanche lors de la réception et dans le temps, les ingénieurs de la ville de Saint-Malo ont fait appel à des techniques particulières, dont certaines constituent une première. Il faut souligner que 20 km de collecteurs sont à renouveler, l’objectif étant de ramener l’intrusion d’eaux parasites dans les réseaux, de 8 000 m³/j à 3 000 m³/j.
C’est ainsi que les canalisations béton font l'objet d’une nouvelle technique de « bagues » en résine qui sont posées sur l’extrémité des canalisations ; et qu'une trentaine de regards du chantier du réseau d’assainissement de « Rocabey » ont été réalisés en résine de polyester armé, préfabriqués en usine.
La restructuration du réseau d'assainissement de Rocabey
Ce chantier, réalisé en 1993, représente 28 MF de travaux pour 4 km de réseau en fonte et PRV EU de ø 200 et béton (Bonna) EP de ø 300 à ø 1 500. Le Maître d’Ouvrage avait particulièrement insisté sur la nécessité d’assurer l’étanchéité et la pérennité de l'ensemble des réseaux, et sur la procédure de réception.
En fait, si l’étanchéité du réseau EU en fonte et PRV semblait bien maîtrisée, l’attention s’est portée sur l'étude, la définition et la réalisation des regards et jonctions à établir sur le réseau pluvial en béton. En effet, sachant que le nouveau schéma d’assainissement prévoit de traiter le premier flot pluvial, il devenait d’autant plus important d’éviter tout drainage des nappes par le réseau eaux pluviales. Pour le choix des matériaux et composants, on doit noter que la nappe est généralement saumâtre, contenant jusqu’à 19 g/l de NaCl, et que d'autre part l'étanchéité du réseau repose en grande partie sur celle des points sensibles que sont les jonctions et regards.
Afin d’assurer des résultats efficaces tout en maîtrisant les coûts, la ville a finalement décidé de faire appel à deux techniques distinctes pour exécuter les regards :
- - les regards simples (en ligne ou en té) sont réalisés avec des éléments préfabriqués en béton (ciment à prise mer) ;
- - les ouvrages particuliers, comportant notamment des raccordements multiples en gros diamètre (400 et au
…dessus) font appel à l’utilisation de polyester armé de fibres de verre, qui avaient déjà été mis en œuvre depuis de nombreuses années au cours de la réalisation de stations de pompage préfabriquées implantées sur le réseau d’assainissement.
La phase de mise au point a donc consisté à dessiner une gamme de regards bien adaptés au problème posé, faisant appel à un nombre réduit d’éléments. Une attention particulière a été portée à la sélection des accessoires, échelles de descente en polyester et joints à lèvres à étanchéité renforcée.
Techniques de fabricationet de mise en place
Les regards de branchement ou de visite sont fabriqués à partir d’éléments standards en polyester armé de 1050 à 2000 mm de diamètre montés et assemblés en usine, assurant une étanchéité parfaite (figures 1 et 2). Ils comportent des embases de différents diamètres, cylindriques, en fonction du type et du nombre de canalisations à recevoir. Ces embases sont réalisées en Ø 1050, 1250, 1450 et 2000 mm, autorisant le raccordement de canalisations jusqu’à 1500 mm de diamètre (tableau I). Leur hauteur maximum est de 10 m. Une couronne ménagée à la base permet l’accrochage à un béton de lestage, quand cela est nécessaire (voir plus loin).
Les embases sont surmontées de pièces intermédiaires coniques, qui se raccordent sur une cheminée de 1050 mm de diamètre, commune à tous les types de regards et d’un modèle unique. Ces cheminées peuvent recevoir soit un couvercle en polyester (en zone « verte »), soit une dalle en béton de couverture, avec un tampon sous chaussée du type 40 kN* (Ø ouverture 600 mm).
La forme de cette dalle permet un ajustement de la hauteur du regard par rapport au niveau du terrain (de l’ordre de 10 à 15 cm de variation). Pour assurer des ajustements plus importants ou pour obtenir une étanchéité absolue en partie haute, une pièce intermédiaire réglable peut être adaptée entre la cheminée et la dalle.
Chaque embase peut recevoir un ou plusieurs branchements, lesquels s’effectuent par l’intermédiaire d’une collerette d’environ 10 cm de longueur dont l’étanchéité est assurée par un joint du type Forsheda adapté aux différentes natures de canalisations.
Tableau I : Caractéristiques des regards
| Type | Diamètre de la cheminée (mm) | Diamètre de l’embase (mm) | Diamètre maximum de la canalisation (mm) | Masse du regard (kg/m) |
|---|---|---|---|---|
| RFB 10 | 1050 | 1050 | 600 | 100 |
| RFB 12 | 1050 | 1250 | 800 | 160 |
| RFB 14 | 1050 | 1450 | 1000 | 250 |
| RFB 20 | 1050 | 2000 | 1500 | 320 |
Après adaptation des canalisations sur le regard, il peut être nécessaire de préformer des cunettes en béton dans le fond de l'embase, afin de diriger les effluents. Des cunettes en polyester préformées en atelier peuvent remplir cet office, notamment dans les réseaux contenant de l’hydrogène sulfuré.
L'intérieur des regards est équipé d’une échelle en polyester fixée à la paroi (figure 3).
LE POLYESTER : pourquoi ?
Tout d'abord, pourquoi choisir le polyester armé comme matériau de fabrication, alors que d'autres matériaux ont fait leur preuve ?
Les deux justifications principales de ce choix sont, d'une part les qualités apportées par le matériau au produit fini, et d'autre part la simplicité et la rapidité de la fabrication surtout lorsque celle-ci s'effectue dans des moules, ce qui est le cas des regards RFB.
LE POLYESTER : sa composition
L'emploi des différents ingrédients constituant le polyester renforcé se détaille comme suit : Résine de polyester insaturée se polymérisant totalement dans le temps requis, sans traitement technique. Sa grande résistance à l'abrasion, au vieillissement en atmosphère industrielle et marine, à l'hydrolyse, à l'absorption d'eau, à l’allongement, à la rupture, est augmentée par l'adjonction de matériaux de renforcement en verre textile inclus dans le stratifié. Ces textiles sont élaborés en verre « E » au borosilicate de teneur en alcali inférieure à 1 %. L'utilisation de roving (tissu tressé) de forte résistance mécanique à la traction et à la compression permet d'obtenir un stratifié de hautes performances. Des éprouvettes sont soumises pour des essais de traction aux laboratoires d'essais agréés par le Bureau Véritas.
LE POLYESTER : sa mise en œuvre
Le mode de fabrication plus économique en production continue est la construction moulée. À cet effet, on utilise traditionnellement le « moulage au contact », consistant à appliquer couche par couche le tissu de verre et la résine, en permettant un contrôle approfondi des qualités de la fabrication.
Les rouleaux de tissus de verre sont déroulés manuellement dans les moules des pièces à réaliser, ce qui permet de doser exactement les renforts et de respecter les épaisseurs déterminées par le prescripteur.
C'est la seule méthode qui procure un temps de mouillage maximum du tissu de verre. Le durcissement des diverses couches de tissus est ainsi réalisé de façon totalement homogène. D'autre part, la présence de bulles d'air entre les tissus est quasiment impossible ; le débullage est entièrement effectué par roulage manuel avec contrôle visuel.
La résine chargée, qui augmente les épaisseurs sans augmenter la solidité de structure, n'est pas utilisée dans la fabrication des regards RFB.
LE POLYESTER : ses avantages
Résistance à la corrosion : les réalisations en polyester armé de fibres de verre résistent aux sols corrosifs, à la plupart des effluents industriels (solvants, fuel, acides gras ou biologiques) ou urbains. Même en climat chaud où d'autres matériaux sont atteints par la corrosion, les stations en polyester subsistent sans altération.
Longévité : les stations en polyester sont conçues pour une très longue durée. De plus en plus l'utilisation de ce matériau s'est élargie pour la construction de réservoirs d'eau, de fosses septiques dans l'industrie vinicole et même au stockage de produits pétroliers qui exigent des normes de sécurité draconiennes. Ces stations possèdent une excellente résistance aux chocs et sont indifférentes aux tassements de terrain qui peuvent créer des fissurations dans un matériau traditionnel.
C'est ainsi que plus de 5 000 cuves actuellement existantes n'ont posé aucun problème depuis leur mise en service.
Économie d'entretien : outre leur haute résistance à la corrosion, les ouvrages en polyester armé de fibres de verre ne nécessitent aucun entretien, ni protection cathodique.
La pose
Une trentaine de regards de tailles diverses ont été posés sans difficulté, au cours du chantier, en observant les quelques prescriptions suivantes :
- - l'excavation doit être réalisée avec environ 15 cm de surprofondeur, avec un diamètre supérieur de 80 cm à celui du regard ;
- - le fond de l'excavation doit être remblayé avec du sable ou du béton frais pour faciliter le calage et la mise à niveau du regard ;
- - le remblaiement est classiquement effectué avec du sable exempt de pierres. En présence d’une nappe phréatique, il est nécessaire de couler un béton de lestage sur la couronne de l’embase prévue à cet effet ;
- - dans le cas d’installation sous chaussée la couverture doit comporter une dalle de répartition préfabriquée qui coiffe le regard en reposant sur le sable compacté ; un tampon de 25 kN ou 40 kN est intégré à la dalle ;
- - l'expérience a montré que le raccordement des conduites à forte pente supérieure à 5 % est grandement facilité par la réalisation en usine de cette pente sur les tés de branchement existant à la base du regard.
Les avantages du regard en polyester
Sur le chantier de Rocabey, la collaboration intervenue avec la société Flygt qui produit des regards a permis de réaliser cette première dans des conditions techniques et économiques optimales en développant un nouveau concept à partir d’éléments industrialisés (tableau 1).
De nombreux avantages sont à mettre à l'actif de cette technique :
- - livraison extrêmement rapide, le délai de fabrication ne dépassant pas la quinzaine de jours ;
- - simplicité de pose : monobloc mais extrêmement léger, l’ouvrage est prêt pour la pose et le branchement. La manutention s’effectue sans aucune difficulté grâce aux anneaux de levage disposés sur la cheminée (figure 4). L’ancrage en fond de fouille est réalisé par l’intermédiaire d’une collerette qui répartit les éventuels efforts sur toute la périphérie ;
- - étanchéité : grâce à la cuve monobloc et aux joints Forsheda à double lèvre, adaptés à chaque type de canalisation (figure 5), l’étanchéité est parfaite dès le premier essai, et doit se maintenir dans le temps ;
- - facilité de nettoyage : l’intérieur du regard bénéficie d’un état de surface particulièrement lisse facilitant le nettoyage. L’échelle en polyester imputrescible permet un accès aisé à l’ouvrage ;
- - résistance à la corrosion : l'emploi de résine de polyester armée est une excellente assurance contre les attaques chimiques, extérieures (nappe salée ou polluée) et intérieures (effluents agressifs, sulfures) ;
- - ajustement – réparations : le regard RFB est en principe installé « tel quel ». Il peut arriver que des branchements supplémentaires ou des réparations soient nécessaires. Dans ce cas, les pièces nécessaires (tés, joints) ainsi qu’un kit comportant résine, durcisseur, tissus de verre et mode d’emploi sont disponibles. (Les possesseurs de bateau connaissent tous la facilité de mise en œuvre du polyester, et la pérennité des réparations).
Un composant nouveau pour les réseaux de qualité ?
Cette innovation, dont le surcoût peut être évalué à 1/1000 du montant du chantier, permet d’ouvrir la voie à de nouveaux réseaux d’assainissement de haute qualité.
Pour le maître d’œuvre, il vise à rendre plus visibles les interactions entre les différents composants. Pour l’entreprise, il facilite la détection des défauts et la mise en œuvre des mesures correctives.
Ce nouveau concept technique représente un pas décisif dans la direction de réseaux d’assainissement de qualité, c’est-à-dire étanches pour longtemps... En tant que produit industriel, le regard RFB évoluera, selon les exigences de la profession, dans ses formes et dans ses détails. La demande pourra également provoquer une évolution des procédés de fabrication ainsi que des économies d’échelle.
* kN : kiloNewton.
