Conduite forcée montée dans une galerie blindée. La présente invention a pour objet. une conduite forcée montée dans une galerie blin dée, telle que celles utilisées, par exemple, pour relier le barrage à une usine hydro électrique dans les aménagements de hautes ou moyennes chutes.
Dans les installations de ce genre, les con duites sont. généralement constituées d'une première partie à faible pente, dite conduite d'amenée, et d'une autre partie à, forte pente, qui est la conduite forcée proprement dite. A la jonction de la conduite d'amenée et de la conduite forcée est placée la cheminée d'équilibre. La conduite d'amenée et la che minée d'équilibre sont dans la plupart des cas, creusées dans la roche. La conduite forcée proprement dite est généralement montée à l'air libre, mais elle peut aussi quelquefois être creusée dans la roche, notamment lors qu'elle alimente une usine souterraine.
Lorsque les conduites, conduite d'amenée, cheminée d'équilibre, conduite forcée, sont creusées dans la roche, elles sont constituées par une galerie dans laquelle est disposé un tuyau d'acier avec un garnissage de béton dis posé entre la galerie percée dans le rocher et le tuyau d'acier. Le béton seul ne pourrait convenir en raison des pressions à supporter: la résistance à la pression est assurée par le tuyau d'acier formant blindage.
Le tuyau d'acier est monté dans la galerie par tronçons successifs et on exécute le béton nage entre le tuyau et le rocher de la galerie au fur et à mesure du montage des tronçons. En vue d'assurer un bon contact initial entre tuyau, béton et rocher, on procède, après bétonnage, à des injections sous pression de ciment. Puis, pour potéger le tuyau contre l'attaque éventuelle de l'eau qui y circule, on applique sur sa, surface intérieure un enduit protecteur composé d'une ou plusieurs cou ches d'une peinture appropriée, auquel on ajoute souvent un émail bitumineux.
Dans cette construction, l'épaisseur de la paroi métallique constituant le blindage de la conduite, doit évidemment être calculée de faon à supporter la pression intérieure et à ne pas imposer au métal, compte tenu de l'appui du rocher, des contraintes dépassant une valeur déterminée. Mais il se trouve que l'épaisseur ainsi calculée est souvent insuffi sante, car le tuyau métallique doit pouvoir supporter aussi la pression extérieure, celle-ci provenant des contre-pressions dues aux infil trations dans le rocher qui, à travers le béton, parviennent jusqu'à la paroi métallique, ainsi que des contre-pressions dues aux injections sous pression utilisées au cours du montage ou après celui-ci.
C'est donc une épaisseur correspondant aux pressions extérieures, nettement plus grande que celle qui correspond aux pres sions intérieures, qu'il faut prévoir pour le tuyau de blindage. Il en résulte que l'on doit mettre en ocuvre une quantité importante de métal en raison de l'épaisseur à prévoir. -On a proposé de remédier à cette sujétion en donnant au tuyau de la conduite blindée une conformation apte à supporter les pres sions extérieures. C'est ainsi que l'on peut, donner au tuyau une forme présentant des ondulations transversales, de préférence par déformation permanente à froid.
Cette .forme ondulée peut aussi être obtenue en même temps qu'un frettage avec expansion à froid de la paroi du tuyau. Ces procédés permettent de renforcer la résistance du tuyau, pour un même poids de métal, tout en le mettant en état de résister aisément aux pressions exté rieures.
Toutefois, ces procédés, s'ils permettent d'obtenir une économie sensible de métal, ont l'inconvénient de provoquer dans la conduite, en raison de la présence des ondulations, des variations de section qui se traduisent par des pertes de charge importantes, donc par une réduction de l'énergie de l'eau. En outre, la paroi intérieure du tuyau doit encore être revêtue d'un enduit protecteur contre l'agres sivité de l'eau.
La présente invention a pour but d'assu rer une économie encore plus grande de métal, tout en évitant ces inconvénients.
Selon l'invention, la conduite montée dans une galerie blindée est caractérisée en ce que le tuyau métallique de blindage présente des ondulations transversales et qu'il est revêtu à l'intérieur d'une couche de béton remplis sant lesdites ondulations, de manière à former une paroi intérieure lisse continue.
Le béton placé à l'intérieur du tuyau métallique ondulé peut être armé ou non. Il peut être appliqué sur la conduite déjà mon tée dans la galerie ou sur les éléments du tuyau avant montage.
Avec cette disposition, on supprime les ondulations de la paroi intérieure de la con duite, celle-ci devenant lisse et assurant ainsi les meilleurs conditions d'un bon écoulement de l'eau. Mais à cet avantage s'en ajoutent d'autres fort intéressants.
Le béton placé à l'intérieur de la conduite permet de renoncer à une protection par pein ture, enduit ou émail contre les corrosions dues à l'eau, ce qui se traduit par une écono mie sensible de matériaux coûteux et de leur mise en aeuvre. Cet avantage est d'autant plus sensible que la protection du métal par la couche intérieure de béton est définitive, tandis que celle résultant des enduits usuels n'est que temporaire et exige, pour demeurer efficace, un entretien périodique fort coûteux.
Surtout, on obtient une excellente résis tance aux pressions tant extérieures qu'inté rieures par la coopération du béton et du métal. Grâce à la forme ondulée, le tuyau métallique résiste à des pressions extérieures importantes avec une épaisseur relativement faible. La couche interne de béton, armé ou non, accroît sa résistance aux pressions exté rieures, en constituant un appui pour le métal soumis à. ces pressions. En un mot, la disposi tion selon l'invention permet de prévoir un blindage de la conduite ayant l'épaisseur minimum strictement nécessaire pour résister aux pressions intérieures sans avoir à le ren forcer pour permettre de résister aux pres sions extérieures.
A l'économie qui en résulte, s'ajoute celle résultant de la suppression des injections dans le béton extérieur reliant le tuyau au rocher, lesquelles sont. toujours onéreuses. La disposition selon l'invention permet aussi d'éviter les drainages que l'on pratique parfois pour éliminer les pressions extérieures dues aux infiltrations. Ces drainages, outre qu'ils sont coûteux, sont la plupart du temps illu soires, car ils se colmatent souvent s'ils ne sont pas de grandes dimensions. La résistance accrue de la paroi métal-béton intérieure les rend ici inutiles.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la con duite, objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe longitudi nale d'-an tronçon de conduite ordinaire en galerie blindée.
La fig. 2 est une vue semblable d'un tron- con .de conduite en galerie blindée selon l'invention.
Dans la construction des conduites for cées en galerie blindée usuelles, on creuse dans le rocher une galerie 1. Dans cette gale rie, on pose un tuyau métallique 2 et. on effectue entre ce tuyau 2 et le rocher 1 un remplissage de béton 3. L'épaisseur e du tuyau, en fonction de son diamètre D, est calculée pour résister non seulement à la pression intérieure de l'eau s'écoulant dans la conduite, mais aussi et principalement aux pressions extérieures. On conçoit que, du fait de l'appui du tuyau 2 sur le béton 3 et le rocher 1, la résistance aux pressions inté rieures s'obtienne par des épaisseurs relative ment faibles.
Au contraire, pour le calcul de sa résistance aux pressions extérieures (infiltrations, etc.) le tut-au, supposé vide, intervient seul par sa résistance propre sans appui, et c'est cette sujétion qui détermine l'épaisseur du tus-au \?, nécessairement. assez grande. Une fois le tuyau ? posé et fixé, on l'enduit. intérieurement d'une couche de pein ture ou d'émail bitumineux 4 le protégeant des corrosions de l'eau.
On réalise la. conduite, objet. de l'inven tion, en disposant encore dans la galerie 1. un tuyau métallique 5 avec garnissage exté rieur de béton 3. Mais le tuyau 5 est. ondulé et son épaisseur est, calculée uniquement pour résister à. la. pression intérieure de la con duite. t1 l'intérieur du tuyau 5 est. appliquée une couche de béton 6 remplissant les ondu lations et formant une surface interne lisse 7. La couche de béton intérieure 6, tout en donnant. à la conduite un profil favorable<B>à</B> un bon écoulement hydraulique, constitue un appui pour le tuyau 5 contre la pression extérieure. La forme ondulée du tuyau 5 per- met au tuyau, même avec une épaisseur réduite, grâce à la présence du béton 6, de supporter les pressions extérieures.
Le tuyau ondulé 5 peut être un tuyau à ondulations simples obtenues par écrouissage à froid. Ce peut être un tuyau garni de frettes S, souples ou rigides, avec réalisation d'ondulations entre les frettes, par exemple selon les procédés d'autofrettage à froid.
La. couche intérieure de béton 6 peut être armée ou non. Par exemple, on peut ménager un treillage 9 tangent aux ondulations et fixé sur le tuyau 5 avant. de procéder à la, coulée de béton. Tout autre agencement d'armatures peut être envisagé.
La couche de béton 6, à l'intérieur du tuyau 5, dispense de tout revêtement inté rieur de protection.