Pérennité
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Résistance mécanique : le procédé de Lavaud
Le procédé de fabrication de PAM Building, dit de Lavaud, assure aux produits un très haut niveau de qualité. Ce procédé consiste, après centrifugation, à faire subir aux tuyaux un traitement thermique de graphitisation et de ferritisation qui permet d'obtenir une structure moins dure mais néanmoins résistante.
Dans ce procédé, un flux constant de métal en fusion à une température et une composition parfaitement contrôlées est progressivement introduit dans un moule en acier tournant à grande vitesse.
La paroi extérieure du moule est refroidie par une circulation d'eau et le métal en fusion, uniformément réparti, se refroidit au contact de la paroi avant d'être extrait. Le procédé est caractérisé par un refroidissement rapide qui donne une matrice de solidification plus fine et donc une structure métallurgique plus homogène.
Les tubes filés sont placés et tournés dans un four de traitement thermique à 950°C, puis refroidis à nouveau progressivement. Cette étape est essentielle au processus car elle transforme la structure métallurgique de la fonte.
La réduction des carbures de fer et l'augmentation de la teneur en ferrite améliorent considérablement les propriétés mécaniques de la fonte et réduisent sa dureté superficielle. Le graphite de la fonte issue du procédé PAM Building forme un graphite aggloméré, à mi-chemin entre la fonte lamellaire et la fonte ductile.
Résistance mécanique : le procédé de Lavaud
Le procédé de fabrication de PAM Building, dit de Lavaud, assure aux produits un très haut niveau de qualité. Ce procédé consiste, après centrifugation, à faire subir aux tuyaux un traitement thermique de graphitisation et de ferritisation qui permet d'obtenir une structure moins dure mais néanmoins résistante.
Dans ce procédé, un flux constant de métal en fusion à une température et une composition parfaitement contrôlées est progressivement introduit dans un moule en acier tournant à grande vitesse.
La paroi extérieure du moule est refroidie par une circulation d'eau et le métal en fusion, uniformément réparti, se refroidit au contact de la paroi avant d'être extrait. Le procédé est caractérisé par un refroidissement rapide qui donne une matrice de solidification plus fine et donc une structure métallurgique plus homogène.
Les tubes filés sont placés et tournés dans un four de traitement thermique à 950°C, puis refroidis à nouveau progressivement. Cette étape est essentielle au processus car elle transforme la structure métallurgique de la fonte.
La réduction des carbures de fer et l'augmentation de la teneur en ferrite améliorent considérablement les propriétés mécaniques de la fonte et réduisent sa dureté superficielle. Le graphite de la fonte issue du procédé PAM Building forme un graphite aggloméré, à mi-chemin entre la fonte lamellaire et la fonte ductile.
Résistance mécanique : le procédé de Lavaud
Les avantages du procédé de Lavaud : de meilleures caractéristiques mécaniques, supérieures aux exigences de la norme EN 877.
(voir tableau ci-dessous) :
- Très bonne résistance à l’écrasement.
- Résistance aux chocs accrue.
- Le tuyau supporte mieux les contraintes mécaniques type flexion et compression.
- Pour les installateurs, la pose est plus confortable et la manutention sur chantier facilitée. La coupe des tuyaux est plus facile, les tranches sont nettes. La mise en œuvre est donc plus simple et plus rapide.
Résistance mécanique : le procédé de Lavaud
Les avantages du procédé de Lavaud : de meilleures caractéristiques mécaniques, supérieures aux exigences de la norme EN 877.
(voir tableau ci-dessous) :
- Très bonne résistance à l’écrasement.
- Résistance aux chocs accrue.
- Le tuyau supporte mieux les contraintes mécaniques type flexion et compression.
- Pour les installateurs, la pose est plus confortable et la manutention sur chantier facilitée. La coupe des tuyaux est plus facile, les tranches sont nettes. La mise en œuvre est donc plus simple et plus rapide.
ROBUSTESSE ET RESISTANCE MECANIQUE
Les composants des systèmes de tuyauterie doivent résister aux risques avant d'arriver sur le chantier, comme les chocs accidentels avant et pendant l'installation, le stockage, la manutention et le transport.
En service, les tuyaux exposés à l'extérieur peuvent être endommagés par des chocs accidentels ou des actes de vandalisme. Pour éviter les ruptures, qui peuvent être coûteuses, ou les fissures de contrainte mineures qui peuvent avoir des conséquences graves en service, le choix du matériau doit être soigneusement étudié...
Résistance aux chocs et à l'écrasement
Par rapport aux autres matériaux, la fonte offre une bien meilleure résistance aux chocs et est fortement recommandée partout où les canalisations peuvent être exposées à des chocs mécaniques (parkings, rues, etc.).
La fonte est réputée pour sa robustesse. La qualité des produits de Saint-Gobain PAM est assurée par un contrôle minutieux de la composition du métal et du processus de fabrication. Le filage des tubes selon le procédé De Lavaud, suivi d'un traitement thermique, confère à ces produits des propriétés mécaniques exceptionnelles.
à ces produits des propriétés mécaniques exceptionnelles.
Les avantages du procédé De Lavaud : de meilleures caractéristiques mécaniques, supérieures aux exigences de la norme EN 877*.
- Très bonne résistance à l'écrasement.
- Résistance accrue aux chocs.
- Le tuyau est plus résistant aux contraintes mécaniques telles que la flexion et la compression.
- Pour les installateurs, la pose est plus confortable et la manutention sur site est facilitée. La coupe des tuyaux est plus facile, les tranches sont tranchantes. La mise en œuvre est donc plus simple et plus rapide.
| Les tuyaux | Procédé PAM Building | Autres | EN 877 exigences |
| Résistance à la traction sur les échantillons en MPa (valeur moyenne) |
300 | 270 | 200 minimum |
| Résistance à l'écrasement de l'anneau en MPa (valeur moyenne, tuyaux DN 100) |
450 | 360 | 350 minimum |
| Dureté superficielle Brinnell en degré HB (valeur moyenne) |
220 | 245 | 260 maximum |
Ces résultats indiquent une plus grande résistance aux impacts et à l'écrasement, un usinage et une découpe plus faciles. Cela signifie également que les produits sont plus faciles à installer sur les chantiers.
*Les principales caractéristiques mécaniques requises par la norme EN 877 sont vérifiées par trois tests, effectués sur les tubes à la sortie du four de traitement thermique pour évaluer la résistance à la traction, la résistance à l'écrasement des anneaux et la dureté. En outre, les opérateurs ont choisi d'effectuer un test supplémentaire qui donne une bonne indication de la qualité du traitement thermique : le test d'impact.
RÉSISTANCE À LA DILATATION THERMIQUE
La plupart des solides se dilatent lorsqu'ils sont chauffés et sont susceptibles de s'allonger en cas d'augmentation de la température. Pour les systèmes de tuyauterie composés de matériaux soumis à des niveaux élevés de dilatation thermique, des précautions doivent être prises au stade de la conception.
La fonte, qui se dilate très peu, ne nécessite pas de supports ou de colliers de dilatation spécifiques. Cela facilite le travail de conception des prescripteurs et évite des coûts supplémentaires au stade de l'installation.
RÉSISTANCE À LA DILATATION THERMIQUE
La plupart des solides se dilatent lorsqu'ils sont chauffés et sont susceptibles de s'allonger en cas d'augmentation de la température. Pour les systèmes de tuyauterie composés de matériaux soumis à des niveaux élevés de dilatation thermique, des précautions doivent être prises au stade de la conception.
La fonte, qui se dilate très peu, ne nécessite pas de supports ou de colliers de dilatation spécifiques. Cela facilite le travail de conception des prescripteurs et évite des coûts supplémentaires au stade de l'installation.
Coefficient de dilatation thermique de la fonte et d'autres matériaux
Le coefficient de dilatation thermique de la fonte - 0,01 mm/m. °C - est très faible et très similaire à celui de l'acier et du béton ; le bâtiment et les systèmes de tuyaux se déplaceront et se dilateront ensemble.
Pour la fonte, le système de supportage est conçu pour ne supporter que le poids du tuyau et de son contenu, ce qui facilite le travail des concepteurs. Les tuyaux en plastique, en revanche, se dilatent considérablement avec l'augmentation de la température.
Leur système de supportage doit être conçu et adapté en conséquence, car il peut affecter de manière significative la stabilité et les performances de la tuyauterie dans le temps.
ÉTANCHÉITÉ À L'EAU
Les systèmes d'évacuation sanitaire, qu'ils soient exposés ou non, doivent rester étanches dans le temps. Tout défaut peut causer de graves dommages, des fuites, des gouttes ou une perméation lente et générer des réparations coûteuses, ainsi que des perturbations. Les assemblages mécaniques en fonte de PAM Building sont conçus pour obtenir facilement une étanchéité instantanée et ne dépendent pas du contrôle du processus (collage ou soudage, etc.).
Étanchéité des systèmes en fonte
La fonte est un matériau dense et non poreux. Les systèmes de canalisations en fonte sont étanches et imperméables.
Les composants en fonte, droits et rigides, sont assemblés à l'aide de raccords métalliques équipés de joints en élastomère qui assurent une étanchéité totale du système.
Les assemblages bénéficient d'une approche conventionnelle. Assemblés avec des outils simples, ils permettent une tolérance d'installation sans risque de fuites.
Cette facilité d'installation garantit que les performances spécifiées sont toujours obtenues, même dans des conditions défavorables, contrairement aux plastiques où le collage ou la soudure peuvent être affectés par les aléas de l'installation (conditions ambiantes telles que la température ou l'humidité), ou lorsque du personnel aux compétences particulières est requis.
Étanchéité des systèmes en fonte
La fonte est un matériau dense et non poreux. Les systèmes de canalisations en fonte sont étanches et imperméables.
Les composants en fonte, droits et rigides, sont assemblés à l'aide de raccords métalliques équipés de joints en élastomère qui assurent une étanchéité totale du système.
Les assemblages bénéficient d'une approche conventionnelle. Assemblés avec des outils simples, ils permettent une tolérance d'installation sans risque de fuites.
Cette facilité d'installation garantit que les performances spécifiées sont toujours obtenues, même dans des conditions défavorables, contrairement aux plastiques où le collage ou la soudure peuvent être affectés par les aléas de l'installation (conditions ambiantes telles que la température ou l'humidité), ou lorsque du personnel aux compétences particulières est requis.
Étanchéité dans le temps
Une défaillance de l'étanchéité peut se produire sur les canalisations en exploitation en raison de ruptures, de désalignements, d'écrasements ou de fissures. Une étanchéité durable dépend de deux facteurs principaux :
- Pas de détérioration des tuyaux : La fonte est très résistante à l'ovalisation. Grâce à leurs propriétés mécaniques spécifiques et à leur stabilité, les systèmes en fonte résistent très bien aux contraintes d'exploitation.
- Pas de détérioration des assemblages : Les élastomères sont soigneusement sélectionnés pour la stabilité à long terme de leurs caractéristiques physico-chimiques afin de garantir l'étanchéité durable des joints en caoutchouc.
Étanchéité dans le temps
Une défaillance de l'étanchéité peut se produire sur les canalisations en exploitation en raison de ruptures, de désalignements, d'écrasements ou de fissures. Une étanchéité durable dépend de deux facteurs principaux :
- Pas de détérioration des tuyaux : La fonte est très résistante à l'ovalisation. Grâce à leurs propriétés mécaniques spécifiques et à leur stabilité, les systèmes en fonte résistent très bien aux contraintes d'exploitation.
- Pas de détérioration des assemblages : Les élastomères sont soigneusement sélectionnés pour la stabilité à long terme de leurs caractéristiques physico-chimiques afin de garantir l'étanchéité durable des joints en caoutchouc.
Étanchéité et entretien
Des blocages peuvent parfois se produire dans les réseaux de drainage, c'est pourquoi les matériaux des canalisations doivent être résistants pour que l'entretien soit facile. Les systèmes S et Plus peuvent résister à tous les processus normaux d'entretien, y compris le jet à haute pression, sans être endommagés. Ils ont subi un test à haute pression selon la norme suisse SN 592 012.
La robustesse et la stabilité dimensionnelle des composants en fonte ainsi que la sélection minutieuse de l'élastomère garantissent des installations de tuyauterie performantes et d'une grande longévité.
RÉSISTANCE À LA PRESSION INTERNE
Les surpressions internes dans les réseaux de canalisations se produisent rarement et sont toujours accidentelles. Les efforts de poussée dans les sections surchargées doivent être traités pour garantir à la fois l'étanchéité et la stabilité mécanique.
Comme les composants robustes en fonte peuvent résister à tout risque de pression, ce sont les raccords qui seront soumis à ces efforts. La qualité des raccords et leur sélection minutieuse en fonction de leur domaine d'utilisation empêcheront le désalignement ou la déconnexion de la tuyauterie.
Raccords mécaniques à pression standard
Les systèmes d'évacuation des eaux usées - qui diffèrent des systèmes d'évacuation des eaux de pluie en ce qui concerne la pression - sont reliés à des appareils sanitaires installés à chaque étage qui peuvent servir d'exutoire en cas de surcharge accidentelle (due à des obstructions, par exemple). Les pressions qui se produisent ne peuvent donc pas dépasser la pression correspondant à la hauteur d'un étage, c'est-à-dire environ 0,3 bar. Les raccords que nous qualifions de "standard" sont parfaitement adaptés à ce type d'application courante.
Raccords mécaniques haute pression
Dans certains cas rares, un système d'évacuation des eaux usées peut traverser plusieurs étages sans aucun exutoire, et il peut y avoir un risque de surcharge (blocage dû au fonctionnement ou à la saturation de l'égout principal). La résistance à la pression nécessaire pour assurer l'étanchéité et la stabilité de ces systèmes dans de tels cas dépend de la hauteur de la colonne d'eau susceptible de se produire, ce qui exige
La résistance à la pression requise pour assurer l'étanchéité et la stabilité de ces systèmes dépend de la hauteur de la colonne d'eau susceptible de se produire et nécessite des raccords haute pression capables de supporter la pression résultante (jusqu'à 10 bars).
COMPORTEMENT VIEILLISSANT
En tant que composants intégrés aux bâtiments, les systèmes d'évacuation des eaux usées et des eaux de pluie doivent rester en état de fonctionnement sur le long terme malgré des conditions d'exploitation défavorables.
Le vieillissement désigne toute modification progressive et irréversible de la structure et/ou de la composition d'un matériau, susceptible d'affecter son comportement ou son aptitude au service.
Lorsqu'un matériau est sélectionné, la stabilité de ses propriétés garantit la fiabilité opérationnelle dans le temps.
Stabilité des propriétés mécaniques de la fonte
Le vieillissement d'un matériau peut être dû à sa propre instabilité, à des contraintes environnementales ou chimiques, à des contraintes mécaniques, ou à une combinaison de ces causes.
Il est établi que la fonte offre un service de longue durée, grâce notamment à la stabilité de ses propriétés mécaniques dans le temps.
La fonte n'est pas sensible au vieillissement thermique
- Sa résistance mécanique reste stable.
- Sa dilatation thermique est très faible par rapport aux matières plastiques.
- Les systèmes de canalisations en fonte ne sont pas susceptibles de se déformer à des températures de fonctionnement.
La fonte ne se déforme pas sous l'effet d'une contrainte mécanique
- Sa rigidité annulaire (mesure à froid) d'environ 700 kN/m n'est pas affectée par la température et est 87 fois supérieure à celle des tuyaux en PVC. Il est très apprécié pour les canalisations enterrées.
- Sa rigidité longitudinale, qui facilite le bracketing et protège le flux d'eau dans les sections horizontales, reste intacte. Son module d'élasticité de Young est de 80 à 120 GPa contre 2 à 5 GPa pour le PVC.
- La résistance à la traction de la fonte est 8 fois supérieure à celle du PVC : 200 MPa contre 25 (résistance résiduelle, après 50 ans selon les normes). Cette propriété est très importante en cas de surcharge du réseau.
Les propriétés de la fonte garantissent la stabilité des systèmes et la sécurité opérationnelle à long terme.
Résistance aux stress climatiques
Les propriétés des matériaux sont extrêmement importantes lorsqu'ils sont stockés ou exposés à des conditions défavorables (exposition prolongée aux rayons ultraviolets ou à de fortes variations de température, etc.) La fonte ne subit aucune modification structurelle sous l'effet des contraintes climatiques.
Stabilité des propriétés mécaniques de la fonte
Le vieillissement d'un matériau peut être dû à sa propre instabilité, à des contraintes environnementales ou chimiques, à des contraintes mécaniques, ou à une combinaison de ces causes.
Il est établi que la fonte offre un service de longue durée, grâce notamment à la stabilité de ses propriétés mécaniques dans le temps.
La fonte n'est pas sensible au vieillissement thermique
- Sa résistance mécanique reste stable.
- Sa dilatation thermique est très faible par rapport aux matières plastiques.
- Les systèmes de canalisations en fonte ne sont pas susceptibles de se déformer à des températures de fonctionnement.
La fonte ne se déforme pas sous l'effet d'une contrainte mécanique
- Sa rigidité annulaire (mesure à froid) d'environ 700 kN/m n'est pas affectée par la température et est 87 fois supérieure à celle des tuyaux en PVC. Il est très apprécié pour les canalisations enterrées.
- Sa rigidité longitudinale, qui facilite le bracketing et protège le flux d'eau dans les sections horizontales, reste intacte. Son module d'élasticité de Young est de 80 à 120 GPa contre 2 à 5 GPa pour le PVC.
- La résistance à la traction de la fonte est 8 fois supérieure à celle du PVC : 200 MPa contre 25 (résistance résiduelle, après 50 ans selon les normes). Cette propriété est très importante en cas de surcharge du réseau.
Les propriétés de la fonte garantissent la stabilité des systèmes et la sécurité opérationnelle à long terme.
Résistance aux stress climatiques
Les propriétés des matériaux sont extrêmement importantes lorsqu'ils sont stockés ou exposés à des conditions défavorables (exposition prolongée aux rayons ultraviolets ou à de fortes variations de température, etc.) La fonte ne subit aucune modification structurelle sous l'effet des contraintes climatiques.
VIEILLISSEMENT DURABLE DES POLYMÈRES
Détérioration des propriétés mécaniques sous l'effet de la température
Sous l'effet de la température, les plastiques peuvent subir deux types de détérioration, y compris aux températures de fonctionnement :
- Le fluage est un allongement irréversible sous l'action combinée de la température et d'une contrainte mécanique importante. Les systèmes de canalisations en plastique comme le PVC ou le PEHD sont particulièrement sensibles ; dans les sections horizontales, ils peuvent se plier entre deux supports sous leur propre poids.
- Modification de la limite élastique : la plupart des matériaux plastiques se ramollissent lorsqu'ils sont exposés à une augmentation de la température. En revanche, avec une diminution de la température, elles se cristallisent. Le PVC, par exemple, devient rigide et peut se fissurer sous l'effet d'une contrainte mécanique. Sa plage de température de fonctionnement est généralement comprise entre -20°C et 80°C, mais selon sa nature, cette plage peut être beaucoup plus étroite.
Vieillissement photochimique
Selon leur nature, les contraintes climatiques (telles que le rayonnement solaire, l'humidité ou la chaleur) provoquent un vieillissement photochimique plus ou moins important des matières plastiques.
Elles peuvent se contenter d'altérer leur état de surface, mais elles peuvent aussi modifier profondément leurs propriétés mécaniques et ainsi nuire à leur aptitude au service.
Le même phénomène peut se produire à la suite d'une attaque chimique lente par des solvants ou même en milieu aqueux.