Tuyauteries. Résistance des éléments - 1re partie

Les tuyauteries sont des parties importantes de toutes les unités de traitement ou d’énergie. Leur fonction est de véhiculer un fluide, sous une pression et à une température données.

On doit donc pouvoir assurer un service satisfaisant durant toute la période de fonctionnement prévue.

Une tuyauterie forme une structure tridimensionnelle dans l’espace qui, durant sa vie, se trouve soumise à un certain nombre d’actions qui engendrent des contraintes ; celles-ci peuvent être introduites à l’origine, par la fabrication et le montage, ou bien apparaître à la suite de diverses circonstances, pendant les essais, en fonctionnement ou à la mise à l’arrêt.

On doit tenir compte dans l’étude d’une tuyauterie des modes de sollicitations suivants :

• la pression intérieure ou extérieure,

• l’effet de la pesanteur,

• les sollicitations d’origine climatique (vent, neige),

• les mouvements du sol et des bâtiments (séisme, tassement),

• les variations de température (dilatation ou contraction),

• les vibrations, etc.

L’objet du calcul est de permettre l’approvisionnement, la réalisation et la garantie d’un bon fonctionnement dans les conditions définies par le cahier des charges.

Pour ce faire, le praticien dispose de documents : spécifications techniques, recommandations professionnelles, codes de construction, qui reflètent l’expérience des constructeurs et constituent ce qu’il est convenu d’intituler « les règles de l’art ».

Il doit par ailleurs se soumettre aux exigences des réglementations en vigueur. L’ouverture des frontières de la communauté européenne, associée au principe de la libre circulation, oblige désormais les constructeurs au respect des exigences essentielles de la « directive européenne système à pression » (DESP) publiée au Journal officiel des communautés européennes le 29 mai 1997. Cette directive est transcrite en droit français par le décret du 13 décembre 1999 (décret 99-1046). La nouvelle approche fixe le statut des normes harmonisées, qui sans être d’application obligatoire, constituent un moyen privilégié pour fournir la preuve du respect des exigences essentielles de la DESP.

Le projet PrEN 13480 partie 1 à 7, de la norme CEN élaborée sous mandat par le TC267, projet dont les différentes parties constituent un code de construction, devrait de ce fait constituer demain la base des codes nationaux.

La directive européenne comporte de nombreuses exclusions, en particulier les conduites de transport pour lesquelles en France les réglementations nationales resteront d’application.

Les codes de reconstruction (en France, CODETI) dit de bonne pratique, utilisés pour l’élaboration des projets, présentent généralement des formulations simples, parfois empiriques, que l’expérience a consacrées.

Il est d’usage dans les codes de séparer le dimensionnement (calcul des épaisseurs des différents composants), qui permet de lancer les approvisionnements, des vérifications au niveau des contraintes (analyse) permettant la garantie du bon fonctionnement sous l’effet des différents chargements envisagés.

Pour ces chargements, il convient de prendre en compte le fait que les tuyauteries peuvent être :

• aériennes,

• enterrées ou en galeries.

C’est pourquoi, il est utile de considérer que deux types de montage peuvent être utilisés :

• ceux dit à libre dilatation qui demandent une souplesse suffisante du système de tuyauterie permettant d’absorber les mouvements prévisibles (action de la température – mouvements différentiels des ancrages) sans contraintes excessives dans le système. Ce type de montage est celui qui correspond à la plus grande majorité des conduites aériennes, à l’exception de certaines conduites de transport « conduite forcée » par exemple ;

• ceux dit à dilatation bridée qui sont généralement utilisés pour les canalisation enterrées avec ici encore quelques exceptions comme par exemple les conduites de chauffage en tube préisolé avec coussin d’expansion aux changements de direction.

Les deux types de montage peuvent se résumer sur la base des schémas de la figure 1.

Cet article est séparé en deux parties, la deuxième partie traitant plus particulièrement des dispositions retenues dans les codes de construction.