Tuyaux en fonte pour assainissement extérieur : types, spécificités d'utilisation et de montage

Les tuyaux en fonte utilisés dans l'installation des réseaux d'assainissement restent un matériau pertinent. Malgré la forte concurrence du plastique, les produits en fonte permettent de construire des canalisations fiables, conçues pour une très longue durée de vie. Ils ont à la fois des forces et des faiblesses qu'il convient de connaître. N'est-ce pas ?

Nous vous expliquerons quels tuyaux en fonte pour assainissement extérieur conviennent parfaitement et lesquels sont utilisés exclusivement pour les systèmes intérieurs. Dans cet article, nous présentons les particularités du marquage, décrivons les types de raccordements pour l'assemblage des canalisations en fonte. Des alternatives sont également listées.

Tuyau en fonte à haute résistance

Les solutions de conception visant à réduire l'utilisation de la fonte dans les réseaux d'assainissement sont traditionnellement motivées par des considérations économiques. En ce qui concerne la fiabilité et la durabilité, il n'existe tout simplement aucun matériau comparable au tuyau en fonte.

Les produits en fonte à haute résistance sont largement utilisés dans les domaines de la construction mécanique, de l'approvisionnement en eau, de l'assainissement, ainsi que dans l'extraction du gaz et du pétrole.

Une part importante de ces produits est constituée par les tuyaux en fonte à haute résistance.

Leurs propriétés opérationnelles, par rapport aux tuyaux ordinaires, sont complétées par les caractéristiques mécaniques suivantes :

• un degré élevé de résistance aux chocs ;
• une faible limite d'élasticité ;
• une faible résistance à la traction ;
• un faible coefficient d'allongement relatif.

L'obtention de ces caractéristiques a été réalisée grâce à l'introduction de graphite de forme sphéroïdale (ou lamellaire) dans la structure de la fonte.

En d'autres termes, la structure métallique se sature d'une quantité importante de carbone, ce qui, en pratique, ajoute aux produits finis des propriétés telles que :

• la résistance à l'usure ;
• la résistance à la compression ;
• la résistance à la fatigue ;
• la facilité d'usinage ;
• de bonnes qualités de moulage.

Les tuyaux en fonte à haute résistance ne sont pas mentionnés sans raison. La réalisation de projets d'égouts extérieurs implique généralement la construction de lignes d'évacuation des eaux usées des bâtiments, avec leur pose sous l'épaisseur du sol. Un tel système d'égout est classé par l'abréviation TML.

L'exploitation des lignes d'égout souterraines est généralement caractérisée par des contraintes physiques et thermiques élevées, auxquelles les tuyaux en fonte à haute résistance font facilement face. La profondeur de pose des tuyaux d'égout dans le sol est réglementée par les normes de construction.

Classification des tuyaux selon la construction

Pour les tuyaux en fonte pour égouts de classification TML, il existe une division conventionnelle selon leurs propriétés fonctionnelles en deux types :

1. Sans emboîture (SML).
2. À emboîture (SME).

Les premiers se distinguent par le fait qu'ils sont conçus comme des éléments exclusivement lisses du début à la fin sur toute la longueur. Les seconds, en revanche, présentent à l'une de leurs extrémités un emboîture légèrement élargie en diamètre.

Les tuyaux en fonte, fabriqués pour les systèmes d'évacuation des eaux des bâtiments, sont produits dans différentes conceptions. Les tuyaux en fonte sans emboîture et à emboîture sont les plus souvent utilisés dans la pratique.

Les tuyaux en fonte sans emboîture sont considérés comme la meilleure option pour le montage des systèmes d'égout extérieurs, classés par la classification comme systèmes TML. Les tuyaux de type SML offrent plus de commodités en termes de pose et permettent de démonter facilement et rapidement si nécessaire.

Les deux types de tuyaux sont fabriqués avec un diamètre intérieur nominal de 100 mm, tandis que le diamètre extérieur est de 110 mm. En règle générale, le diamètre nominal et tout autre diamètre sont indiqués par un marquage (par exemple – DN100).

Les diamètres couramment pratiqués pour les tuyaux en fonte (à emboîtement et sans emboîtement) se situent dans la plage de 100 à 400 mm. Dans l'ensemble, cette plage couvre des diamètres allant jusqu'à 1000 mm. La longueur standard est de 3000 mm.

Tuyau sans emboîtement, fabriqué en fonte à graphite lamellaire et appartenant au groupe de classification SML, ainsi que les pièces de raccordement nécessaires à l'installation complète des systèmes d'évacuation des eaux.

Il existe également des produits appartenant à d'autres groupes de classification. Par exemple, les produits de classification SMU sont fonctionnellement destinés aux systèmes d'évacuation des eaux des bâtiments et aux systèmes de drainage.

Il existe des tuyaux pour le transport de fluides chimiques agressifs. Ils relèvent de la classification MLK. Les produits en fonte sous le classificateur MLB conviennent aux systèmes de drainage routier et des ponts.

Les caractéristiques de construction et de composition utilisées dans la fonte des tuyaux en fonte sont indiquées dans le marquage :

Comment raccorder les tuyaux SML et SME ?

Les tuyaux d'égout en fonte sans emboîtement sont raccordés entre eux à l'aide de dispositifs de serrage et de fixation spéciaux. Ces éléments de raccordement sont constitués d'un collier de serrage en acier et d'un manchon élastique qui est appliqué sur la zone de jonction.

En pratique, deux modifications du serrage du collier en acier sont utilisées – à une vis (CE) ou à deux vis (CV). Le matériau du manchon élastique assure une étanchéité de haute qualité, et les propriétés de l'acier de l'anneau de serrage excluent toute apparition de corrosion.

Les colliers et manchons métalliques, complétés par des inserts élastiques, sont généralement utilisés pour relier entre eux les tuyaux en fonte sans emboîtement. Il existe plusieurs modifications de ces éléments de fixation.

Les colliers de raccordement sont utilisés non seulement pour relier des tronçons individuels lors de la construction d'une canalisation. Ces mêmes composants sont employés pour les raccordements avec les pièces de raccordement.

Les colliers sont fabriqués pour différents diamètres de montage et sont conçus pour toute la plage de pressions de service. Il existe des variantes de colliers à effet d'absorption acoustique, utilisés dans l'installation de canalisations silencieuses. Leur montage ne nécessite pas l'application d'une isolation phonique supplémentaire aux endroits où les canalisations traversent les planchers.

Les éléments à emboîture sont assemblés selon le principe d'insertion de l'extrémité droite d'un tuyau dans la partie évasée d'un autre. La souplesse et l'étanchéité de la liaison sont généralement assurées par un anneau en caoutchouc pressé dans la rainure présente sur la surface intérieure de l'emboîture du tuyau en fonte.

Il existe également un schéma où l'étanchéité (et la souplesse) de la liaison dans l'emboîture est obtenue en remplissant l'espace entre les tuyaux avec un matériau d'étanchéité.

La pratique de construction de systèmes d'évacuation basés sur des tuyaux en fonte à emboîture prévoit l'utilisation de l'une des cinq options de raccordement (A, B, V, G, D). Quatre d'entre elles avec des joints sous forme de bagues en caoutchouc (5, 6) et une sous forme de tresse goudronnée (3).

Pour les éléments à emboîture, les types d'étanchéification et de fixation des raccordements suivants sont caractéristiques :

1. Matage au remplissage en amiante-ciment.
2. Installation d'une manchette d'étanchéité.
3. Installation d'une bague auto-étanche.
4. Utilisation d'une bride à visser avec fixation par boulons.
5. Application d'une clavette de butée.

Une méthode de fixation du raccordement de tuyaux par soudure à chaud et à froid est également pratiquée, mais elle est très rarement utilisée. Cela s'explique par la complexité de la technologie de soudage de la fonte. De plus, pour effectuer des travaux de soudage sur la fonte, il faut des spécialistes, un outil de soudage professionnel et des électrodes coûteuses à base de nickel.

Les particularités du choix des tuyaux pour la construction d'un système d'égout interne sont présentées dans l'article, qui détaille tous les arguments et examine les caractéristiques des différents types.

Particularités de structure et utilisation

La principale caractéristique des tuyaux en fonte du groupe de classification TML est qu'ils sont conçus pour être installés sous terre à une profondeur de 0,8 à 6 mètres. Créés spécifiquement comme éléments des systèmes extérieurs TML, ces tuyaux se distinguent par leur résistance accrue et leur protection anticorrosion.

Les paramètres de résistance à la compression permettent de poser des canalisations d'égout sans craindre de dommages, par exemple sous une chaussée soumise à de fortes charges. Cependant, lors de l'installation, il est nécessaire de respecter les normes DIN EN 877, 1610, GOST, qui prévoient la création d'une fondation de support et de dalles de couverture appropriées.

La structure d'un tuyau en fonte moderne sans emboîture se compose d'un revêtement intérieur bicouche en résine époxy (1), d'un revêtement extérieur en laque époxy (2), d'une couche de travail en fonte à graphite lamellaire ou sphéroïdal (3) et d'un revêtement de protection en zinc (4).

Parmi les caractéristiques des tuyaux en fonte à haute résistance, il convient également de souligner la présence d'un revêtement efficace (extérieur et intérieur), y compris sur les pièces de raccordement. Le revêtement est réalisé avec l'incorporation de zinc et de résines époxy, ce qui garantit une protection élevée contre la corrosion, même dans des environnements fortement agressifs.

Ces tuyaux peuvent être utilisés avec succès pour être posés dans des sols à pH élevé (0-10). Le revêtement intérieur en laque époxy des tuyaux d'égout en fonte a une structure lisse (glissante), ce qui réduit au minimum le coefficient de résistance lors de l'écoulement des eaux usées.

Structure d'un tuyau en fonte moderne TML :

1. Revêtement en résine époxy modifiée en deux couches (épaisseur de couche 120 µm).
2. Revêtement de protection en laque époxy (épaisseur de couche 60 µm).
3. Couche de base en fonte à teneur élevée en carbone.
4. Revêtement de protection en poudre de zinc (densité de pulvérisation 130 g/m²).

La longueur standard du tuyau (3000 mm) peut facilement être raccourcie à la taille souhaitée, par exemple à l'aide d'une coupe-tube électrique. Lors de la coupe d'un tuyau en fonte, il faut assurer une coupe précise et droite. Cette approche garantit la fiabilité de l'étanchéité lors de l'assemblage des conduites d'évacuation.

De plus, les bords de coupe sont généralement peints avec une peinture spéciale et recouverts d'un ruban isolant de type Pro-Cut. Pour les environnements agressifs, des joints spéciaux sont utilisés. Ces mesures augmentent encore la protection et éliminent les risques de fuite.

De cette manière, un joint de connexion est créé sur le bord du tuyau en fonte coupé, lorsque le ruban isolant Pro-Cut est utilisé comme élément de protection et d'étanchéité.

La liste des caractéristiques des tuyaux d'égout en fonte est impressionnante. Comparés aux produits polymères, qui gagnent rapidement en popularité en raison de leur faible coût, les produits en fonte présentent de nombreux avantages.

La fonte n'a pas peur du feu et des températures élevées, tandis que les tuyaux en plastique ramollissent déjà à T=100º, et à des températures plus élevées, ils commencent à se déformer et peuvent fondre.

Les canalisations en fonte se caractérisent par un faible niveau sonore lors du fonctionnement du système et ne nécessitent pas l'installation de compensateurs de dilatation. Elles peuvent être encastrées dans l'épaisseur du béton sans craindre de rupture due à la compression/dilatation des matériaux.

Ainsi, les coûts d'acquisition sont très vite compensés par l'exploitation économique des tuyaux en fonte. Leur utilisation ne nécessite pas la mise en place d'une isolation incendie et acoustique, et la période entre les réparations est plusieurs fois supérieure à celle des canalisations en plastique. La durée d'exploitation n'est même pas limitée à 100 ans.

Produits pré-isolés

Les produits en fonte du groupe de classification TML complètent les produits qui sont des tuyaux en fonte pré-isolés. Ces modifications sont utilisées avec succès dans des environnements à basse température.

En substance, ce sont les mêmes tuyaux sans emboîtement ou à emboîtement de haute résistance (1), recouverts de couches technologiques supplémentaires (2, 3, 4) d'isolation thermique.

Variante d'un tuyau en fonte sans emboîtement, complété par un élément d'isolation thermique. Les produits de cette configuration sont appelés « tuyaux pré-isolés ». Ils sont destinés à être utilisés dans des environnements à basse température.

Un isolant thermique efficace est constitué de mousse thermodurcissable (3) ou d'un matériau similaire, à structure dense et aux propriétés d'ininflammabilité de classe «A2». L'isolant thermique est recouvert d'une enveloppe en acier zingué en feuille (4). L'épaisseur de la feuille d'enveloppe est d'au moins 1 mm. L'enveloppe est fixée par des colliers (2), également en acier zingué.

Les tuyaux en fonte pré-isolés sont conçus pour fonctionner dans des conditions d'humidité allant jusqu'à 75 %. L'isolation empêche la formation de condensation à des températures basses et critiques. Il existe des variantes avec l'intégration d'un câble chauffant directement dans la structure de l'isolant thermique.

Raisons du remplacement de la fonte par les polymères

Qu'est-ce qui explique la popularité croissante des produits polymères, qui cherchent à remplacer la fonte ?

Il s'avère que les principales raisons sont :

• les risques de corrosion de la fonte due aux dommages causés par les courants vagabonds des champs électromagnétiques ;
• l'absence de protection supplémentaire des parois internes des tuyaux contre les environnements agressifs ;
• la rigidité des produits, qui affecte positivement un tuyau individuel, mais provoque le déplacement des charges totales du sol vers les points de jonction sur une canalisation composée d'une dizaine de tuyaux ou plus ;
• les difficultés techniques qui apparaissent inévitablement lors des réparations ou lors de la création de nouvelles branchements.

Les tuyaux polymères sont beaucoup plus souvent utilisés que les tuyaux en fonte pour la création de systèmes d'assainissement autonome dans les maisons individuelles.

Pour savoir quels tuyaux utiliser au mieux pour la construction de la partie extérieure du système d'égout sur un terrain de campagne, vous le découvrirez dans l'article suivant, consacré à cette question complexe.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Quelques conseils utiles sur le choix des tuyaux vous seront utiles pour créer vous-même des systèmes d'évacuation des eaux usées :

En revanche, les produits polymères sont inférieurs aux produits en fonte en termes de performances techniques et opérationnelles. Ils présentent beaucoup plus d'inconvénients par rapport aux tuyaux d'évacuation en fonte.

Il est pratique et rationnel d'utiliser des polymères dans les systèmes d'évacuation internes, mais pour les canalisations extérieures sérieuses, il est raisonnable, de tout point de vue, d'utiliser la fonte.

Avez-vous des informations utiles sur l'installation d'un réseau d'évacuation extérieur en fonte ? Souhaitez-vous raconter comment vous avez construit le système sur votre terrain ? Veuillez écrire vos commentaires dans le bloc ci-dessous, publier des photos sur le sujet de l'article et poser des questions.