ISO 2785:1986

Norme internationale 2785
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEX~YHAPO~HAR OP!-AHM3ALWlR Il0 CTAH,QAPTM3AL(MM~ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Directives en vue du choix des tuyaux en amiante-ciment
soumis à des charges extérieures avec ou sans pression
intérieure
Directives for selection of asbestos-cernent pipes subject to external loads with or without interna/ pressure
Seconde édition - 1986-07-01
G:
CDU 691.328.5-462 Réf. no : ISO 27854986 (F)
Y
ca
Descripteurs : produit en amiante-ciment, tuyau, canalisation avec pression, canalisation sans pression, sélection, détermination, charge,
I
coefficient de sécurité.
iii
R
cn
Prix basé sur 38 pages
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requièrent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 2785 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 77,
Produits en ciment renforcé par des fibres.
L’attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre
Norme internationale dans le présent document implique qu’il s’agit, sauf indication
contraire, de la dernière édition.
0 Organisation internationale de normalisation, 1986 @
Imprimé en Suisse
ii
ISO2785-1986(F)
Sommaire
Page
.........................................
1 Objet et domaine d’application
2 Références .
.............................................
3 Symboles et abréviations
..................................
4 Détermination des charges extérieures
...................................
4.1 Calcul de la pression du remblai
...................................
4.2 Calcul des surcharges verticales
.................................... 13
Charges dues à l’eau contenue
4.3
........................ 13
5 Types d’appui, moments fléchissants d’ovalisation
............................................... 19
Coefficients de sécurité
7 Marche à suivre pour le choix de la série des tuyaux
............................... 19
d’assainissement et de drainage sans pression
.................... 20
8 Marche à suivre pour le choix des tuyaux avec pression
Annexes
....................................... 22
A Coefficients de poussée C et C,
................. 24
B
Coefficients de poussée C, pour des surcharges roulantes
C
Exemples de marche à suivre pour le choix de tuyaux
........................................... 28
d’assainissement et de drainage
D Exemples de marche à suivre pour le choix de tuyaux
avec pression .
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . .
III
Page blanche
ISO 27854986 (F)
NORME INTERNATIONALE
Directives en vue du choix des tuyaux en amiante-ciment
soumis à des charges extérieures avec ou sans pression
intérieure
1 Objet et domaine d’application c) dans le cas de tuyaux d’assainissement ou de drainage,
choix d’une série définie dans I’ISO 881, de sorte que les
La présente Norme internationale donne des règles concernant
coefficients minimaux de sécurité soient respectés;
le choix des tuyaux en amiante-ciment enterrés soumis à des
d) dans le cas de tuyaux sous pression, choix à partir des
charges extérieures avec ou sans pression intérieure.
charges d’écrasement et de la pression d’éclatement mini-
males requises. Les tuyaux ainsi choisis doivent être confor-
Elle est basée sur une méthode de calcul des pressions exté-
mes aux spécifications de I’ISO 160.
rieures dues au remblai et aux surcharges qui s’exercent sur les
tuyaux enterrés, en tenant compte de la rigidité relative entre le NOTE - La marche 2 suivre détaillée en vue du choix des tuyaux est
décrite au chapitre 7 pour les tuyaux d’assainissement et de drainage et
tuyau et le sol l’environnant ainsi que des interactions meca-
au chapitre 8 pour les tuyaux sous pression.
niques entre eux.
Ces principes sont applicables au calcul des charges sur des
tuyaux sous pression ainsi que sur des tuyaux d’assainissement
2 Références
et de drainage.
ISO 160, Tuyaux etjoints en amiante-cimentpour canalisations
Les conditions normales de pose et d’appui sont décrites, en
avec pression.
conformité avec les spécifications de I’ISO 4482, et les coeffi-
cients correspondant aux moments fléchissants d’ovalisation
I SO 881, Tu yaux, joints et accessoires en amiante-ciment pour
maximaux sont déterminés.
canalisations d’assainissement.
I SO 4482, Canalisations en amiante-ciment - Guide de pose.
Pour l’application de la présente Norme internationale, des
valeurs numériques doivent être données aux paramétres uti-
lisés. Les paramètres relatifs aux tuyaux et au sol donnés ont
été déterminés empiriquement de sorte que les résultats des
3 Symboles et abréviations
calculs soient en bon accord avec les mesures effectuées.
Toutefois, étant donné qu’en pratique les valeurs exactes de
A largeur de la surcharge uniformément répartie
ces paramètres sont rarement connues, il est de la responsabi-
de faible étendue, en mètres
lité de l’auteur du projet de choisir les valeurs les mieux
adaptées.
a distance entre les deux roues d’un même
essieu de camion, en métres
Des coefficients de sécurité à l’écrasement sont recommandés
tant pour les tuyaux avec pression que pour les tuyaux sans
B largeur de la tranchée mesurée au niveau de la
pression, et la marche à suivre pour le choix des tuyaux conve-
génératrice supérieure du tuyau, en mètres
nables est décrite.
Les coefficients de sécurité pour les tuyaux sous pression sont B’ distance entre le tuyau et la paroi de la tran-
établis pour des efforts combinés dus aux pressions intérieures chée, en mètres
et extérieures et ne sont pas inférieurs aux valeurs données
dans I’ISO 160. b distance entre deux essieux d’un camion, en
mètres
Les étapes du choix des tuyaux convenables sont les suivantes:
C distance diagonale entre deux roues de deux
a) calcul des charges extérieures totales, comprenant la
essieux différents d’un camion, en mètres
poussée du remblai, les surcharges extérieures verticales et
le poids de l’eau contenue dans les tuyaux (voir cha-
coefficient de poussée du sol, cas d’une tran-
c Cg()
pitre 4) ;
chée à parois verticales
b) choix de l’angle de pose approprié et détermination du
coefficient maximal d’ovalisation correspondant (voir cha-
coefficient de poussée pour des surcharges
cc
pitre 5);
roulantes concentrées
ISO 27854986 (FI
. .
. moment fléchissant d’ovalisation maximal à la
. coefficient de poussée pour des surcharges
Cd
réparties de faible étendue rupture du tuyau lorsque celui-ci est essayé
suivant I’ISO 881 ou I’ISO 160, en kilonewtons
.
mètres par mètre
.
coefficient de poussée pour des surcharges
cl
uniformément réparties de grande étendue
.
. moment fléchissant d’ovalisation maximal du
wn
tuyau enterré, en kilonewtons métres par
coefficients de déformation verticale du tuyau
cv, c,qr c,21 :
mètre
Cv3
coefficients de déformation horizontale du
$1 Chlt Ch2, : .
. moment fléchissant d’ovalisation à la rupture
Ml
tuyau
ch3
d’un tuyau soumis en plus à une pression
hydraulique interne p1
.
d . diamétre nominal ou intérieur du tuyau, en mil-
.
limètres
. moment fléchissant d’ovalisation maximal
admissible, d’un tuyau non soumis à une pres-
D diamètre extérieur du tuyau, en mètres
sion interne
.
e base des logarithmes népériens n . coefficient de concentration de la charge laté-
rale sur les côtés du tuyau
E module d’élasticité, en newtons par millimètre
.
. pression due a une surcharge uniformément
carré
pd
répartie, en kilonewtons par mètre carré
.
. module d’élasticité du tuyau, en newtons par
EP
.
. rapport de projection du tuyau
millimètre carré
Pi
.
. . pression hydraulique de service, en mégapas-
pw
. module d’élasticité à la compression du sol, en
Es
cals
newtons par millimètre carré
.
. pression hydraulique intérieure à la rupture du
.
p1
. module d’élasticité du matériau de revêtement
Et
tuyau quand elle est combinée à un moment
de la route, en newtons par millimètre carré
fléchissant d’ovalisation Ml
modules d’élasticité à la compression du sol et
:
El, E2, E3, .
.
pression de rupture d’un tuyau non soumis à
P2
du remblai en différents endroits de la tran-
E4
des charges extérieures
chée, en newtons par millimétre carré
.
. charge de rupture à l’écrasement d’un tuyau
hauteurs de remblai au-dessus de la généra-
H,H,,H2 :
essayé conformément à I’ISO 881, en kilonew-
trice supérieure du tuyau, en métres
tons, pour des longueurs de 200 ou 300 mm
.
.
. hauteur de remblai équivalant au revêtement
. charge maximale par roue, en kilonewtons
H,
PV
routier, en mètres
.
P . pression verticale sur le tuyau, en kilonewtons
vc
.
par mètre carré, due aux surcharges roulantes
HT . poids lourd
concentrées
.
Z . module d’inertie de la paroi du tuyau par unité
.
P
. pression verticale sur le tuyau, en kilonewtons
de longueur, en millimètres cubes vd
par mètre carré, due aux surcharges roulantes
. réparties
k . coefficient du moment fléchissant d’ovalisa-
tion
.
. pression verticale du remblai sur le tuyau, en
4w %a qv2
kilonewtons par métre carré
coefficients des moments fléchissants d’ovali-
k,, kh, khpr :
sation dus respectivement aux poussées verti-
.
kV
. pression verticale totale sur le tuyau, en kilo-
4vt
cale, horizontale, à la réaction horizontale et
newtons par mètre carré, due au remblai et
au poids d’eau contenue
aux charges roulantes
rapports de la pression latérale à la pression .
K1,K2 :
. pression horizontale du remblai sur le tuyau,
qhl qhll qh2
verticale du remblai
en kilonewtons par mètre carré
.
.
L . longueur de la surcharge uniformément répar-
. pression horizontale sur le tuyau, en kilonew-
qhpl qhpll
tie de faible étendue, en métres
tons par métre carré, due à la réaction du ter-
qhp2
rain en place
.
LT
. camion jusqu’à 12 tonnes
.
r . rayon moyen du tuyau, en mètres
coefficients de concentration de la charge ver-
m, mot ml, :
.
ticale due au remblai au-dessus du tuyau s . épaisseur du tuyau, en mètres
mm
ISO 2785-1986 (FI
.
.
.
. rigidité du tuyau, en newtons par millimètre coefficient d’influente de la pression intérieure
. SP
sur la résistance du tuyau à l’écrasement
carré
.
. coefficient d’influente de la charge d’écrase-
.
VZ
S . rigidité horizontale du remblai de part et
sh
ment sur la résistance du tuyau à la pression
d’autre du tuyau, en newtons par millimètre
intérieure
carré
.
. coefficient de sécurité à l’écrasement d’un
lu
.
S . rigidité verticale du lit de pose du tuyau, en
SV
tuyau non soumis à une pression intérieure
newtons par millimètre carré
.
. coefficient
de sécurité à l’écrasement,
Vd
.
. épaisseur des revêtements routiers, en mètres
tl’ t2
lorsqu’une pression hydraulique intérieure est
appliquée simultanément avec un moment flé-
.
. rapports des rigidités
VS’ vs1
chissant d’ovalisation
.
.
V . rapport de rigidité du système tuyau-sol . coefficient de sécurité à l’éclatement,
VZ
PS
lorsqu’un moment fléchissant d’ovalisation est
.
. poids volumique du remblai, en kilonewtons appliqué simultanément avec une pression
W’ Wl’ w2
par mètre cube hydraulique intérieure
.
.
. angle de frottement interne du remblai
e
W . charge d’écrasement par mètre linéaire de
tuyau lorsque celui-ci est essayé conformé-
.
. angle de frottement entre le remblai et la paroi
e’
ment à I’ISO 160, en kilonewtons par mètre
de la tranchée
. .
. paramètres auxiliaires définis dans le texte . coefficient dynamique
q’ x2,x3 @
.
a . demi-angle de pose du tuyau
.
angle d’inclinaison de la paroi de la tranchée
.
4 Détermination des charges extérieures
P
.
poids volumique de l’eau, en kilonewtons par
.
Y
4.1 Calcul de la pression du remblai
mètre cube
.
La pression du remblai sur le tuyau doit être calculée à l’aide des
. coefficient de déformation
équations données en 4.1.1 à 4.1.3 choisies en fonction des
.
trois types de conditions de pose des tuyaux comme suit.
. facteur de correction
c
B=ao
Pose en remblai indéfini
Pose en tranchée étroite Pose en tranchée large
NOTE - Le type 1 comprend la pose en tranchée étroite, en tranchée large et en remblai indéfini.
\
Figure 1 - Type de pose 1
NOTE - Le type 2 comprend la pose en tranchée sous remblai indéfini.
Figure 2 - Type de pose 2
ISO 27854986 (FI
b)
a)
NOTE - Le type 3 comprend deux ou plusieurs tuyaux dans la même tranchée.
Figure 3 - Type de pose 3
Type de pose 1 (voir figure 1)
4.1.1 H est la hauteur du remblai au-dessus de la génératrice
supérieure du tuyau, en mètres;
4.1.1.1 Pression verticale due au remblai
1 -e -2(HIB)K, tan@
La valeur de la pression verticale due au remblai dans les condi-
C= . . . (4.02)
tions de pose 1 est donnée par l’équation
2 (HIB) K1 tan Q’
. . . (4.01)
= mCwH
4Vl
e est la base des logarithmes népériens;
où
B est la largeur de la tranchée mesurée au niveau de la
qv1 est la pression verticale due au remblai sur le tuyau, en
génératrice supérieure du tuyau, en mètres;
kilonewtons par mètre carré;
est le coefficient de concentration de la pression verti-
m
K, est le rapport de la pression latérale à la pression verti-
cale due au remblai sur le tuyau, calculé selon l’équation
cale du remblai au-dessus de la génératrice supérieure du
(4.11);
tuyau, suivant la nature du remblai dans cette zone (voir
tableau 2) ;
est le coefficient de poussée du sol pour une tranchée
c
à parois verticales, donné par l’équation (4.02) et en
est l’angle de frottement entre le remblai et la paroi de
e’
annexe A (voir 4.1.1.1.1);
la tranchée; il dépend de l’angle de frottement interne du
W est le poids volumique du remblai, en kilonewtons par
remblai (voir tableau 11, et du mode de remblaiement et du
mètre cube (voir tableau 1) ;
compactage (voir tableau 3).
Tableau 1 - Caractéristiques des sols pour le calcul des poussées
Module de compression, ES*), aux degrés de
compactage de proctor standard (%) suivants,
Poids
Groupe
e après tassement naturel ou compactage
Types de SOI~)
volumique, w ’
de sol
degrés
N/mm*
kNlm3
85 90 92 95 97 100
1 Sans cohésion
20 35 2,5 6
9 16 23 40
2 De faible cohésion
20 30 1,2 3
4 8 il 20
3 De cohésion
0,8 2 3
20 25 5 8 14
moyenne
20 20 0,6 1,5
2 4 6 10
Avec cohésion 1
1) Les quatre types de sol sont les suivants:
Sans cohésion : gravier, sable;
De faible cohésion: sable ou gravier non stabilisé;
De cohésion moyenne: poudre de roche, roche désagrégée, sable argileux;
Avec cohésion: argile, limon, glaise.
2) Le module de compression au sol, Es, est mesuré selon la méthode CBR (California Bearing Ratio) en utilisant un disque de 700 cm* de surface.
ISO 27854986 (FI
Tableau 3 - Angle de frottement Q’ suivant
La valeur de Es est donnée par l’expression
les conditions de pose
1’5 F
Cas No Conditions de pose
e’
Es=- -
M Y
Compactage du remblai suivant les spé-
e’ = e
cifications de I’ISO 4482. Parois de tran-
où chée non maintenues ou maintenues
par des palplanches amovibles.
Compactage du remblai suivant les spé-
= 213~
R est le rayon du disque; e’
cifications de I’ISO 4482 autour du
(Fly) est la pente à l’origine (y = 0) de la courbe donnant
tuyau. Remblai non compacte au des-
la charge (F) en fonction du tassement (y), définie par les sus du tuyau, ou remblai hydraulique
aux parois maintenues par des palplan-
essais.
ches.
Tableau 2 - Rapports de la pression latérale
Parois de tranchée maintenues par des
Q’ = 0
à la pression verticale du remblai
planches ou palplanches épaisses reti-
rées aprés remblayage.
Groupe de sol
4 K2
0’5 0’4
NOTE - La valeur de Q’ ne devrait pas excéder celle de Q.
0’5 0’3
3 0’5 02
0’5 0’1
NOTE - K, et K2 doivent toujours être choisis sur une même ligne
dans ce tableau.
4.1.1.1.1 Influence de l’inclinaison de la paroi de la tranchée
Tranchée à parois inclinées
Figure 4 -
Pour une même hauteur du remblai (H) et une même largeur (B), la poussée verticale sur un tuyau est plus importante lorsque les
parois de la tranchée sont inclinées que lorsqu’elles sont verticales. L’inclinaison des parois, exprimée par l’angle PI a une influence sur
la valeur du coefficient C telle que donnée par les équations (4.03) et (4.04).
Les valeurs de C sont les suivantes:
. . . (4.03)
Pour0 G p < f?: C = 1
P
. . .
Poure<@XOO:C= l- $1 -Cg()) (4.04)
où
Q est l’angle de frottement interne du remblai;
est donné par l’équation (4.02).
Cso
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4.1 .1.1.2 Répartition de la pression verticale due au remblai et des réactions
v
Q
Q V
-
qh
- qhp
qh
qh
a)
lit de pose naturel, VPS Q 0,l
b) lit de pose naturel, VPS > 0,l c) pose sur béton, VPS > 0,l
Figure 5 - Répartition des
pressions verticales dues au remblai et des réactions
Pour le calcul des moments fléchissants d’ovalisation et de la
où
déflexion du tuyau, la répartition de la pression verticale due au
est la pression latérale due au remblai sur le tuyau, en
qhl
remblai est toujours supposée rectangulaire, comme montrée
kilonewtons par mètre carré;
à la figure 5. (Les différents angles de pose sont décrits au
est la pression maximale due à la réaction du terrain,
chapitre 5.)
qhpl
à la hauteur du centre du tuyau, en kilonewtons par mètre
La répartition de la réaction dépend de la rigidité du système
carré ;
tuyau-sol, Vps [voir 4.1.4 et équation (4.22H :
qv1 est donné par l’équation (4.01);
n est le coefficient de concentration de la charge latérale
Cas 1: Tuyau sur lit de pose naturel et yps < Of1 suivant
figure 5a), c’est-à-dire réaction vertrcale, répartie sur calculée suivant l’équation (4.12) ;
toute la largeur D du tuyau sans tenir compte de
K2 est le coefficient de la pression latérale dans la zone du
l’angle réel d’appui.
tuyau, donné au tableau 2 pour différentes natures de sol
dans cette zone;
Cas 2: Tuyau sur lit de pose naturel et Vps > Of1 suivant
figure 5b), c’est-à-dire réaction verticale et répartie de
6 est le coefficient de déformation donné par l’équation
facon rectangulaire suivant un angle d’appui 2a.
(4.21) ;
Cas 3: Appui rigide (par exemple berceau en béton) et lors-
C, w, H ont été définis d’aprés l’équation (4.01).
que Vps > Of1 suivant figure 5c), c’est-à-dire réaction
radiale et uniformément répartie suivant un angle
d’appui 2a. 4.1.2 Type de pose 2 (voir figure 2)
4.1.2.1 Pression verticale due au remblai
4.1.1.2 Pression latérale due au remblai
La valeur de la pression verticale due au remblai dans les condi-
La pression latérale sur le tuyau se compose de la pression qh tions de pose 2 est donnée par l’équation
résultant de la pression verticale et de la réaction latérale du sol
m (Cwl H1 + Cn w2H2) . . .
(4.07)
qv2 =
qhp, due a la déformation du tuyau.
où
La pression latérale due au remblai qh est distribuée de facon
qv2 est la pression verticale due au remblai sur le tuyau, en
rectangulaire sur toute la hauteur du tuyau dans les cas 1 et 2
kilonewtons par mètre carré;
[figures 5a) et b)], et seulement au-dessus de l’appui rigide
dans les cas 3 [figure 5~11.
m’ C, w, H ont été définis d’aprés l’équation (4.01);
les indices 1 et 2 font référence au remblai respectivement
La réaction latérale du sol @,p doit être prise en compte seule-
ment dans le cas 1 et répartie paraboliquement suivant un angle au-dessous et au-dessus du terrain naturel (voir figure 2);
au centre de 120° [figure 5a)l.
C, est donné par l’équation (4.08) et dans l’annexe A:
Les deux pressions latérales sont données par les équations
-2VfllB)Kltan~'
Cn = e
. . . (4.08)
suivantes :
ont été définis d’après l’équation (4.02).
H, B, Kl, e’
nK2CwH a . . (4.05)
qhl =
NOTE - Lorsque la tranchée est à parois inclinées (voir figure 41, le
et
coefficient C, correspondant à l’inclinaison p doit être corrigé selon
. . .
= 6 (qv1 - qhl) (4.06)
qhpl l’équation (4.03) ou (4.04).
ISO 27854986 (FI
4.1.2.2 Pression latérale due au remblai
Les valeurs des deux pressions latérales, c’est-à-dire qn, résultant de la pression verticale, et qhp, due à la déformation du tuyau, sont
données par les équations suivantes:
= n K*(C kV1 H, + c, kV*&) . . . (4.09)
qh2
. . . (4.10)
qhp2 = 6 (qv2 - qh2)
où tous les symboles sont définis d’après les équations (4.05), (4.06), (4.07) et (4.08).
4.1.3 Type de pose 3 (voir figure 3)
Deux tuyaux peuvent être posés dans la même tranchée sur un même niveau ou sur des niveaux différents, comme montré à Ia
figure 3.
Les pressions dues au remblai sur chaque tuyau [voir figure 3a)l et sur le tuyau supérieur [voir figure 3b)] sont calculées à partir des
équations (4.01), (4.05) et (4.06) en tenant compte, pour chaque tuyau, de la hauteur correspondante de remblai H.
Les pressions dues au remblai sur le tuyau inférieur [voir figure 3b)] sont calculées a partir des équations (4.07), (4.09) et (4.10).
NOTES
1 La même méthode est à appliquer lorsque plus de deux tuyaux sont posés dans la même tranchée.
2 La méthode recommandée dans ce chapitre ne peut être appliquée que si les deux (ou plusieurs) tuyaux sont en amiante-ciment.
3 Lors du calcul de la pression due au remblai sur ces tuyaux, le coefficient ( devrait être calculé à partir de l’équation (4.23a) et non déduit de la
figure 8 (voir 4.1.4).
4.1.4 Rapports de rigiditb tuyau-sol et coefficients de concentration des pressions dues au remblai
Le coefficient de concentration m des pressions verticales dues au remblai est donné par les équations suivantes:
B
(ml-l) B 4-m,
m=-- . . . (4.1 la)
+- pour 1 Q
z4
3 D 3
B
.-. . (4.llb)
pour 4 <
m = ml = constante
Y-
donnée par l’expression suivante :
Le coefficient de concentration m ne doit pas dépasser la valeur mlirn
. . . (4.1lc)
= 1 + 4Kttane
mlim
Q
c
. . r-
- . .
. * .’ c
. .
..$-y+ $$>y.~;
.
’ . *.
i
;A ;j. $;y::*; l &. ;
1 cl
j
c) lit de pose en béton, Pl < 1
b) lit de pose en béton, Pi > 1
a) lit de pose naturel, Pj = 1
Figure 6 - Rapport de projection Pj et lits de pose
ISO 27854986 (FI
Le coefficient de concentration n des pressions horizontales dues au remblai est donné par l’équation suivante:
.
4-m, B
=-
n pour 1 < - < ~0 . . . (4.12)
3 D
Dans ces équations :
B est la largeur de la tranchée au niveau de la génératrice supérieure du tuyau, en mètres;
D est le diamètre extérieur du tuyau, en mètres;
K1 est donné au tableau 2;
est donné au tableau 1;
e
ml est donné par les formules suivantes.:
mm Vs + (mm- 1) mg V&/(I -mol
ml =
. . . (4.13)
Vs + (mm- 1) V&/(I -mo)
4K2
m. = p . . . (4.14)
3 + K2
où K2 est donné au tableau 2,
1 -K2
. . . (4.15)
vil =
1 - (0,25/pj)
où ~~ est donné au tableau 2 et Pj est défini à la figure 6,
si l’on considére la réaction latérale qhP . . .
K3 = s,/ I cv l SS, (4.16a)
si l’on néglige la réaction latérale qhp . . . (4.16b)
vs = s,/ I C"l I SS”
H
l+-
II?I,=
. . . (4.17)
El 1
- + 2,2 -
-
4 E4 (pj 0,251 (pj - 0,251
D 35 1
Dans ces trois derniéres équations, les symboles ont les significations suivantes:
S, est la rigidité du tuyau:
E, s 3
s,=- -
. . .
(4.18)
12 r
s est l’épaisseur du tuyau, en mètres;
r est le rayon moyen du tuyau, en mètres:
D-S
r=-
D est le diamètre extérieur du tuyau, en mètres;
E, est le module d’élasticité du tuyau, en newtons par millimètre carré (pour les tuyaux en amiante-ciment, on suppo-
sera E, = 25 000 N/mm2);
H est la hauteur de remblai au-dessus de la génératrice supérieure du tuyau, en mètres;
S est la rigidité verticale du lit de pose du tuyau:
SV
S
sv = E21pi . . . (4.19)
pi est le rapport de projection (voir figure 6);
) Cv) est la valeur absolue du coefficient de déformation verticale du tuyau (A&) :
cv =
. . . (4.20)
cv1 + Cv36
est le coefficient de déformation AL),, due à qv (voir tableau 4);
cv1
ISO2785-1986 (FI
C V3 est le coefficient de déformation AD, due à qhp (voir tableau 4);
6 = ch,/( vps -- ch3) . . . (4.21)
ch1 est le coefficient de déformation hDh due à qv (voir tableau 4) ;
ch3 est le coefficient de déformation hDh due à qhp (voir tableau 4) ;
V PS est la rigidité du systéme tuyau-sol:
V . . .
(4.22)
ps = sp/ssh
S sh est la rigidité horizontale du lit de pose:
S . . .
sh = fLWT’2 (4.23)
I: est le facteur de correction calculé d’après l’expression ci-après ou déduit de la figure 8:
. . .
(4.23a)
Et, E2, E3, E4 sont les modules de compression du sol en différents points du remblai et de la tranchée (voir figure 7), en new-
tons par millimètre carré.
NOTE - Les valeurs de E, et E2 peuvent être choisies du tableau 1 en fonction du compactage du remblai. Les valeurs E3 et E4 seront choisies en
fonction du sol réel. Si E3 et E4 ne peuvent être connues, supposer pour les sols courants E3 = E2 et E4
= Es comme donné par le tableau 1 pour un
compactage proctor de 100 %.
E
-
Figure 7 - Modules de compression du sol aux différents points de la tranchée
ISO 2785-1986 (F)
.
-In
-0
nJ
n
-7
An
*
SC,
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Q
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q
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cv’.‘\
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QQ
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.
.
.
z-
C(i
0-
cv
c?
Ln
ln
- 0
m eJ-
(v
2 4
ISO 27854986 (FI
Coefficients de déformation
Tableau 4 -
a) Coefficients correspondant à la pression verticale du sol qv
Angle de
Cas 1, figure 5a) Cas 2, figure 5b) Cas 3, figure 5c)
pose,
2a
chl cv1
degrés Cv1 chl C”l chl
+ 0,1026
60 -0,0833 + 0,08x? -0,1053 -0,104l + 0,1017
90 -0,0833 + 0,0833 - 0,0966 + 0,0956 -0,0916 + 0,0916
+ 0,0891 -0,0763 + 0,0777
120 -0,0833 + 0,0833 - 0,0893
+0,0417
180 -0,0833 + 0,0833 1 -0,0833 + 0,0833 -0,0417
b) Coefficients correspondant à la pression horizontale du sol
Angle de Coefficients pour qh Coefficents pour qhp
pose,
2a Cas 1 et 2, figures 5a) et b) Cas 3, figure 54 Cas 1, figure 5a)
degrés
c c
v2 Ch2 cv2 ch2 v3 ‘h3
60 + 0,0833 -0,0833 + 0,0827 - 0,0829 + 0,064o - 0,0658
- 0,0658
90 + 0,0833 -0,0833 + 0,0798 -0,0805 + 0,064o
120 + 0,0833 -0,0833 + 0,0721 -0,0735 + 0,0640 -0,0658
+ 0,0833 -0,0833 + 0,0417 -0,0417 + 0,064o -0,0658
.
NOTE - Les coefficients Cv et ch proviennent des équations suivantes pour le calcul de la déformation du tuyau:
= 2 Cv qr4lEI et
WI
= 2 c, qr4lEI
ADh
où
cv =
cv1 OU cv2 ou cv3
ch =
chl Ou ch2 Ou Ch3
4 = qv ou qh Ou qhp
4.2 Calcul des surcharges verticales
Les tuyaux sous pression, tout comme les tuyaux d’assainissement et de drainage, destinés à être posés sous routes ou rues, doivent,
en plus des charges dues au remblai et la pression intérieure (lorsqu’il y en a), résister aux surcharges statiques et/ou roulantes.
4.2.1 Calcul des surcharges verticales roulantes concentrées
La surcharge verticale roulante concentrée excercée par un camion et agissant sur la génératrice supérieure d’un tuyau est calculée
par l’équation suivante :
. . . (4.24)
P
vc = PJ,@
où
P Vc est la pression verticale sur la génératrice supérieure du tuyau, en kilonewtons par mètre carré;
P, est la charge maximale d’une roue de camion, en kilonewtons (voir tableau 5);
C, est le coefficient de poussée pour des surcharges roulantes concentrées, en mètres à la puissance moins deux, donné par
l’équation (4.24a), aux figures 9 et 10, et aux tableaux 11 et 12 de l’annexe B pour deux types de camions;
@ est le coefficient dynamique donné au tableau 6;
i -+---~rcsin(W[~)---F(i+:)]+--&1 . . . (4.24a)
cc = -
H est la hauteur de remblai au-dessus de la génératrice supérieure du tuyau, en mètres;
ISO 27854986 (FI
Xl = 4H2+ Dz+ 1
=4H2+1
X2
=4H2+02
x3
CI est fonction de la distance entre essieux et roues pour chaque type de camion, et est donné par les équations suivantes pour
des camions à deux et trois essieux:
1) Pour un camion à deux essieux
3H5
CI=- [ (a2+ Hz) -2,5+ (b2+ Hz) -2,5+ (d+ Hz) -2,5] . . .
(4.24b)
2n:
2) Pour un camion à trois essieux
3H5
$+Hz) -2,5+2(@+ Hz) -2,5+2(c2+ Hz) -2,s] . . . (4.24~)
rg cr=-[(
271:
NOTES
1 Si le tuyau est posé sous une chaussée revêtue, une hauteur équivalente H,, calculée suivant l’équation (4.261, peut être prise en compte au lieu de
H dans l’équation (4.24 a).
2 Les équations (4.24b) et (4.24~) ne peuvent être utilisées que pour des camions dont les charges par roue sont identiques devant et derrière. Si ce
n’est pas le cas, le deuxième et le troisième termes des expressions entre crochets devraient être multipliés par le rapport de la charge inférieure par
roue à la charge supérieure par roue. Dans ces cas les positions des roues avec charge supérieure sont marquées d’un cercle et les distances entre ces
dernières et les roues avec charge inférieure sont b et c.
Tableau 5 - Charge par roue de certains Tableau 6 - Coefficients dynamiques des
camions types surcharges roulantes
Charge par roue
Coefficient
Nombre Type de circulation
No Symbole ~~~~~
dynamique @
d’essieux
Roue avant Roue arrière
kN kN
kN Sur grande route: camions LT 3 à LT 12 1,50
26 à HT 38 1,40
Sur grande route: camions HT
5 10
1 LT 3 30 2
Sur grande route: camions HT 45 et HT 60 1,20
2 LT6 60 2 10 20
2 20 40
3 LT 12 120
NOTE - En cas de trafic régulier sur les routes à surface mauvaise ou
4 HT 26 260 2 65 65
irrégulière, l’auteur de projet peut augmenter d’environ 25 % au maxi-
mum les coefficients dynamiques donnés ci-dessus.
5 HT 30 300 3 50 50
3 62,5 65
6 HT 38 380
75 75
7 HT 45 450 3
4.2.2 Calcul des surcharges verticales roulantes
HT 60 600 3 100 100
réparties
NOTES
Les charges verticales appliquées sur un tuyau enterré dues à
1 Le symbole LT désigne les poids légers et le symbole HT les poids
des véhicules à chenilles en mouvement à une hauteur H
lourds. Le chiffre qui suit cette appelation correspond au tonnage total
au-dessus du tuyau, où à des surcharges statiques de faible
du camion.
étendue, sont calculées à l’aide de la formule suivante:
2 Quand on prend en compte un des camions décrits ci-dessus, l’on
P
. . . (4.25)
devrait remplacer PV dans l’équation (4.24) par la charge de la roue = C&-j@
vd
arrière.
où
3 Les coefficients Cc pour les camions à deux essieux sont donnés à
P est la pression verticale au niveau de la génératrice
la figure 9 et au tableau 11, et pour les camions à trois essieux à la
vd
figure 10 et au tableau 12.
supérieure du tuyau, en kilonewtons par mètre carré;
ISO 27851986 (FI
NOTE - Le moment fléchissant d’ovalisation dû au poids propre du
Cd est le coefficient de poussée pour des surcharges
tuyau n’est pas pris en compte. II est compris dans le moment fléchis-
réparties de faible étendue, donné à la figure 11 en fonction
sant d’ovalisation maximal Me à la rupture du tuyau lorsque celui-ci est
de la surface de la surcharge et de la hauteur du remblai H;
essayé conformément aux spécifications de I’ISO 160 ou I’ISO 881. Si
lors de l’essai d’écrasement, la charge est appliquée horizontalement,
NOTE - Si le tuyau est posé sous une chaussée revêtue, une hau-
l’erreur faite en négligeant le poids propre de l’échantillon ne devrait
teur équivalente He calculée suivant l’équation (4.26) peut être utili-
pas excéder 5 %
sée au lieu de H de la figure 11.
pd est la pression due à une surcharge uniformément
Tableau 7 - Modules d’élasticité de différents
répartie, en kilonewtons par mètre carré;
revêtements routiers
= 1,2 pour tout véhicule à chenilles. Les valeurs de Et
@
Plage pour Et
Type de matériau
varient
N/mm*
en fonction
NOTE - Pour des surcharges statiques de faible étendue @ = 1 ,O.
Sol de fine granulo-
métrie stabilisé à la
4.2.3 Structure du revêtement routier et hauteur de du type du sol et des
chaux 15à600 fondations
remblai a prendre en considération pour le choix des
coefficients de poussée C, et Cd
Sol de forte granulo-
métrie stabilisé à la
II
Si la conduite est posée sous route revêtue, habituellement chaux
200 à 500
faite de deux couches de matériaux différents de ceux utilisés
Sol de fine granulo-
pour remblayer la tranchée, la hauteur totale de remblai à pren-
métrie stabilisé au
II
dre en compte au lieu de H dans les équations (4,24a), (4.24b)
ciment
50 à 2000
ou (4.24~1, dans les tableaux 11 et 12, et dans les figures 9, 10
Sol de forte granulo-
et 11 est calculée à partir de l’équation suivante:
métrie stabilisé au
II
ciment
1 oooà 15000
;Ht
(4.26)
He
Couche de macadam 90 à 350
de la densité du
remplissage
où
Concassé comprimé
100 à 900
,I
Laitier comprimé
H, est approximativement la hauteur totale de remblai 80 à 850 du compactage
équivalente, en mètres, à prendre en compte pour le choix
Asphalte solidifié 60OOà20000
du pourcentage
de c, et cd;
d’agrégats et de la
température
H est la hauteur de remblai depuis la génératrice supé-
Asphalte plastique 5ooà 15000
II
rieure du tuyau jusqu’au niveau inférieur de la première cou-
che de revêtement de la route, en mètres;
Asphalte liquide 400 à 4 000 de la température:
4003 +30°c
tl, t2 sont les épaisseurs de la première et de la deuxième
4 000 à O-OC
couche de revêtement de la route, en mètres;
-
Béton maigre 15 ooo
E, est le module d’élasticité à la compression de la partie
Dalles de béton
21000à35000 de la qualité du béton
supérieure du remblai, en newtons par millimètre carré,
donné au tableau 1;
sont les modules d’élasticité à la comression de la
E,lf Et2 5 Types d’appui, moments fléchissants
première et de la deuxième couche de revêtement de la
d’ovalisation
route, en newtons par millimètre carré, donnés au tableau 7.
Le tuyau doit être posé conformément aux prescriptions de 5.4
de I’ISO 4492.
4.3 Charge due à l’eau contenue
Les types d’appui les plus fréquemment utilisés sont schéma-
La conduite doit être considérée pleine d’eau pour le calcul de la
tisés et décrits dans les trois paragraphes suivants.
pression due à l’eau contenue.
Quand le tuyau est posé sur supports espacés, (voir ISO 4482)
Le moment fléchissant d’ovalisation résultant de la charge il faut appliquer une méthode de calcul des charges adaptée en
considérant la forme et l’espacement des supports aussi bien
d’eau doit être calculé à partir de l’équation (5.1) en même
temps que celui dû au remblai et aux surcharges. que les conditions de charge les plus probables.
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L
--
2H
Surcharge répartie . . . - -
Charge uniforme pd
Niveau du sol
A L
(cd fonction de - et -1
2H 2H
Figure 11 - Coefficient de poussée Cd de l’équation (4.25)
ISO 2785-1986 (FI
5.1 Type d’appui A
Dans le type d’appui A, en fond de tranchée on compacte une
couche de gravier ou de sable jusqu’à une hauteur d’au moins
(10 + WIO) cm. Un lit de pose, concentrique au tuyau, est
Remblai ordinaire
\ -=a--
ensuite faconné avec le même matériau suivant un angle 2a. Le
tuyau doit alors être posé dans cette forme préparée en fond de
tranchée. Autour et au-dessus du tuyau doit être compacté,
par couches de 15 cm, un matériau exempt de pierres et de
Y-
mottes, jusqu’à 30 cm au-dessus du tuyau et sur toute la lar-
geur de la tranchée. Remblai ordinaire
Le reste de la tranchée est alors remblayé avec du tout venant
ou des terres compactées.
Dimensions en centimètres
X
Remblai non compacté ou compacte
Figure 13 - Type d’appui B
NOTE - Les poses avec appuis de types A et l3 correspondent aux cas
1 et 2 de répartition des charges des figures 5a) et 5b), suivant la rigidité
du système tuyau-sol, VPS.
5.3 Type d’appui C
Ce type d’appui consiste essentiellement en un berceau en
béton continu supportant le tuyau de facon régulière. La lar-
geur minimale de ce berceau doit être égale au diamètre exté-
rieur du tuyau majoré de 20 cm; son épaisseur doit être au
moins égale au quart du diamètre extérieur du tuyau et ne doit
pas être inférieure à 10 cm. La résistance à la compression du
Remblai compacté ,\:y
béton à 28 jours ne doit pas être inférieure à 20 N/mm?
exempt de mottes
et de pierres
Autour du tuyau et jusqu’à 30 cm au-dessus du niveau de sa
génératrice supérieure, la tranchée est remblayée par couches
compactées de 15 cm d’épaisseur maximale, exemptes de mot-
Gravier ou sable -
tes et de pierres. Au-delà de cette hauteur, la tranchée est rem-
compacté
blayée de tout venant jusqu’au niveau requis.
NOTE - Le type d’appui C correspond au cas 3 de répartition des
charges de la figure 5~).
Dimensions en centimètres
Figure 12 - Type d’appui A
5.2 Type d’appui 5
La pose avec appui de type 8 est recommandée pour des sols
rnottes et
normaux exempts de mottes, de grosses pierres et de roches.
Le tuyau repose directement en fond de tranchée ou sur le ter-
rain naturel lorsqu’il s’agit d’une pose en remblai indéfini. La
génératrice inférieure du tuyau est en contact continu avec sol
de fondation. À chaque joint entre les tuyaux, une niche est
creusée dans la fondation pour éviter de faire supporter la con-
duite par les joints. Du matériau sélectionné est compacté de
chaque côté du tuyau jusqu’à une hauteur fonction de l’angle
I
de pose choisi.
(D+Zhnin.
Le remblai mis en place dans la tranchée est de la terre ordi-
naire, compactée ou non.
Figure 14 - Type d’appui C
IsO2785-1986 (FI
5.4 Moments fkhissants d’ovalisation qh est la pression latérale due au remblai, en kilonewtons
par mètre carré, déduite de l’équation (4.05) ou (4.09);
Le moment fléchissant d’ovalisation maximal M, dans la paroi
qhP est la réaction latérale, en kilonewtons par mètre
d’un tuyau enterré est calculé à l’aide de l’équation suivante:
carré, donnée par l’équation (4.06) ou (4.10);
y est le poids spécifique de l’eau ( = 10 kN/m3);
M, = (k,q, + khqh + kh&pb2 + k,,,,y+ . . . (5.1)
r est le rayon moyen du tuyau, en mètres;
où
sont les coefficients des moments fléchis-
k,, kh, khpr k,
sants d’ovalisation, donnés au tableau 8.
qvt est la pression verticale totale appliquée sur le tuyau,
NOTE - Les efforts normaux à la section transversale du tuyau résul-
en kilonewtons par mètre carré, comprenant la pression due
tant des différentes pressions exprimées dans l’équation (5.1) ne sont
au remblai déduite de l’équation (4.01) ou (4.07) et la sur- pas prises en compte car leur influence sur les contraintes dans la paroi
d’un tuyau enterré est négligeable.
charge roulante de l’équation (4.24) ou (4.25);
Tableau 8 - Coefficients pour le calcul des moments fléchissants d’ovalisation dans les tuyaux enterrés (voir les notes)
Angle de
Position dans une Coefficients des moments fléchissants d’ovalisation
pose section transversale
k
2a
du tuyau k” kh kV
hp
Cas 1* de répartition des charges (types d’appui A ou B, Vps < 0,i )
180 Clé +0,250 -0,250 - 0,181 +0,172
Reins -0,250 +0,250 +0,208
-0,196
Base + 0,250 - 0,250 -0,181 + 0,220
Cas 2 de répartition des charges (types d’appui A ou B, Vps > 0,l)
60 Clé +0,286 -0,250 - +0,229
Reins - 0,293 +0,250 - -0,264
Base + 0,377 - 0,250 -- + 0,420
90 Clé +0,273 -0,250 - +0,210
Reins - 0,279 +0,250 - -0,243
Base +0,313 - 0,250 - + 0,321
120 Clé +0,261 -0,250 - + 1,190
Reins -0,265 +0,250 - - 0,220
Base + 0,275 - 0,250 - + 0,260
Cas 3 de répartition des charges (type d’appui C, Vps > 0,l)
90 Clé + 0,266 - 0,245 - +O,i98
Reins - 0,271 + 0,244 - - 0,230
Base + 0,277 - 0,224 - + 0,262
120 Clé + 0,240 - 0,232 -
+0,157
Reins -0,240 + 0,228 - -0,181
Base + 0,202 -0,187 - +0,145
180 Clé +0,163 -0,163 - + 0,035
Reins -0,125 +0,125 - 0,QQo
Base +0,087 -0,087 - +0,035
* Les coefficients correspondant au cas 1 ne peuvent être utilisés dans l’équation (5.1) que si du sable ou du gravier ont été utilisés pour le remblaie-
ment et si le compactage est tel que Vps soit suffisamment faible.
NOTES
1 La signification des signes est la suivante:
( + ) lorsque la surface intérieure est tendue,
1 - ) lorsque la surface extérieure est tendue.
2 Les coefficients devraient être utilisés avec leurs propres signes dans l’équation (5.1).
3 Dans chaque cas de répartition des charges et d’angle de pose, la valeur à retenir devrait être celle qui donne en valeur absolue le moment fléchis-
sant le plus élevé.
4 II n’est pas recommandé de choisir un angle de pose inférieur à 60°. Seule la pose sur lit de béton (type d’appui C) autorise le choix d’angles de
pose supérieurs à 120°.
5 Si le tuyau est posé en fond de tranchée, directement sur le terrain naturel (type d’appui B), pour lequel Ed G 1 N/mm*, considérer que 2a = 6Q"
est l’angle réel de pose.
ISO 27854986 (FI
6 Coefficients de sécurité
est un coefficient inférieur à 1, expri-
mant l’incidence de la pression
hydraulique intérieure sur la résis-
6.1 Du fait d’incertitudes possibles sur les données à utiliser
tance du tuyau aux charges extérieu-
pour le calcul des différentes charges, pressions intérieures ou
res, en vertu de la théorie de Schlick
moments fléchissants d’ovalisation, des coefficients de séc
...

Norme internationale 2785
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEX~YHAPO~HAR OP!-AHM3ALWlR Il0 CTAH,QAPTM3AL(MM~ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Directives en vue du choix des tuyaux en amiante-ciment
soumis à des charges extérieures avec ou sans pression
intérieure
Directives for selection of asbestos-cernent pipes subject to external loads with or without interna/ pressure
Seconde édition - 1986-07-01
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coefficient de sécurité.
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux.
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aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requièrent l’approbation de 75 % au moins des
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La Norme internationale ISO 2785 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 77,
Produits en ciment renforcé par des fibres.
L’attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre
Norme internationale dans le présent document implique qu’il s’agit, sauf indication
contraire, de la dernière édition.
0 Organisation internationale de normalisation, 1986
Imprimé en Suisse
ii
ISO2785-1986(F)
Sommaire
Page
.........................................
Objet et domaine d’application
Références .
.............................................
Symboles et abréviations
..................................
Détermination des charges extérieures
...................................
4.1 Calcul de la pression du remblai
...................................
4.2 Calcul des surcharges verticales
.................................... 13
4.3 Charges dues à l’eau contenue
........................ 13
Types d’appui, moments fléchissants d’ovalisation
Coefficientsdesécurité. .
Marche à suivre pour le choix de la série des tuyaux
d’assainissement et de drainage sans pression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8 Marche à suivre pour le choix des tuyaux avec pression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Annexes
A
Coefficients de poussée C et C, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B
Coefficients de poussée C, pour des surcharges roulantes . . . . . . . . . . . . . . . . .
C Exemples de marche à suivre pour le choix de tuyaux
d’assainissement et de drainage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
D Exemples de marche à suivre pour le choix de tuyaux
avec pression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . .
III
Page blanche
ISO 27854986 (F)
NORME INTERNATIONALE
Directives en vue du choix des tuyaux en amiante-ciment
soumis à des charges extérieures avec ou sans pression
intérieure
1 Objet et domaine d’application c) dans le cas de tuyaux d’assainissement ou de drainage,
choix d’une série définie dans I’ISO 881, de sorte que les
La présente Norme internationale donne des règles concernant
coefficients minimaux de sécurité soient respectés;
le choix des tuyaux en amiante-ciment enterrés soumis à des
d) dans le cas de tuyaux sous pression, choix à partir des
charges extérieures avec ou sans pression intérieure.
charges d’écrasement et de la pression d’éclatement mini-
males requises. Les tuyaux ainsi choisis doivent être confor-
Elle est basée sur une méthode de calcul des pressions exté-
mes aux spécifications de I’ISO 160.
rieures dues au remblai et aux surcharges qui s’exercent sur les
tuyaux enterrés, en tenant compte de la rigidité relative entre le NOTE - La marche 2 suivre détaillée en vue du choix des tuyaux est
décrite au chapitre 7 pour les tuyaux d’assainissement et de drainage et
tuyau et le sol l’environnant ainsi que des interactions meca-
au chapitre 8 pour les tuyaux sous pression.
niques entre eux.
Ces principes sont applicables au calcul des charges sur des
tuyaux sous pression ainsi que sur des tuyaux d’assainissement
2 Références
et de drainage.
ISO 160, Tuyaux etjoints en amiante-cimentpour canalisations
Les conditions normales de pose et d’appui sont décrites, en
avec pression.
conformité avec les spécifications de I’ISO 4482, et les coeffi-
cients correspondant aux moments fléchissants d’ovalisation
I SO 881, Tu yaux, joints et accessoires en amiante-ciment pour
maximaux sont déterminés.
canalisations d’assainissement.
I SO 4482, Canalisations en amiante-ciment - Guide de pose.
Pour l’application de la présente Norme internationale, des
valeurs numériques doivent être données aux paramétres uti-
lisés. Les paramètres relatifs aux tuyaux et au sol donnés ont
été déterminés empiriquement de sorte que les résultats des
3 Symboles et abréviations
calculs soient en bon accord avec les mesures effectuées.
Toutefois, étant donné qu’en pratique les valeurs exactes de
.
A . largeur de la surcharge uniformément répartie
ces paramètres sont rarement connues, il est de la responsabi-
de faible étendue, en mètres
lité de l’auteur du projet de choisir les valeurs les mieux
adaptées.
.
a . distance entre les deux roues d’un même
essieu de camion, en métres
Des coefficients de sécurité à l’écrasement sont recommandés
tant pour les tuyaux avec pression que pour les tuyaux sans
.
B . largeur de la tranchée mesurée au niveau de la
pression, et la marche à suivre pour le choix des tuyaux conve-
génératrice supérieure du tuyau, en mètres
nables est décrite.
.
Les coefficients de sécurité pour les tuyaux sous pression sont B’ . distance entre le tuyau et la paroi de la tran-
établis pour des efforts combinés dus aux pressions intérieures chée, en mètres
et extérieures et ne sont pas inférieurs aux valeurs données
.
dans I’ISO 160. b . distance entre deux essieux d’un camion, en
mètres
Les étapes du choix des tuyaux convenables sont les suivantes:
.
C . distance diagonale entre deux roues de deux
a) calcul des charges extérieures totales, comprenant la
essieux différents d’un camion, en mètres
poussée du remblai, les surcharges extérieures verticales et
le poids de l’eau contenue dans les tuyaux (voir cha-
.
.
coefficient de poussée du sol, cas d’une tran-
c Cg()
pitre 4) ;
chée à parois verticales
b) choix de l’angle de pose approprié et détermination du
.
coefficient maximal d’ovalisation correspondant (voir cha-
. coefficient de poussée pour des surcharges
cc
pitre 5);
roulantes concentrées
1s0 27851986 (FI
moment fléchissant d’ovalisation maximal à la
coefficient de poussée pour des surcharges
Cd
rupture du tuyau lorsque celui-ci est essayé
réparties de faible étendue
suivant I’ISO 881 ou I’ISO 160, en kilonewtons
mètres par mètre
coefficient de poussée pour des surcharges
uniformément réparties de grande étendue
moment fléchissant d’ovalisation maximal du
tuyau enterré, en kilonewtons métres par
coefficients de déformation verticale du tuyau
mètre
coefficients de déformation horizontale du
moment fléchissant d’ovalisation à la rupture
Ml
tuyau
d’un tuyau soumis en plus à une pression
hydraulique interne p1
d
diamétre nominal ou intérieur du tuyau, en mil-
limètres
moment fléchissant d’ovalisation maximal
admissible, d’un tuyau non soumis à une pres-
D diamètre extérieur du tuyau, en mètres sion interne
e base des logarithmes népériens n coefficient de concentration de la charge laté-
rale sur les côtés du tuyau
E module d’élasticité, en newtons par millimètre
pression due a une surcharge uniformément
carré pd
répartie, en kilonewtons par mètre carré
module d’élasticité du tuyau, en newtons par
EP
rapport de projection du tuyau
millimètre carré
pression hydraulique de service, en mégapas-
.
pw
module d’élasticité à la compression du sol, en
cals
newtons par millimetre carré
pression hydraulique intérieure à la rupture du
p1
module d’élasticité du matériau de revêtement
tuyau quand elle est combinée à un moment
de la route, en newtons par millimétre carré
fléchissant d’ovalisation Ml
modules d’élasticité à la compression du sol et
El’ 41 E3,
pression de rupture d’un tuyau non soumis à
P2
du remblai en différents endroits de la tran-
E4
des charges extérieures
chée, en newtons par millimétre carré
charge de rupture à l’écrasement d’un tuyau
hauteurs de remblai au-dessus de la généra-
H,Hl,&
essayé conformément à I’ISO 881, en kilonew-
trice supérieure du tuyau, en métres
tons, pour des longueurs de 200 ou 300 mm
hauteur de remblai équivalant au revêtement
charge maximale par roue, en kilonewtons
PV
routier, en mètres
P pression verticale sur le tuyau, en kilonewtons
vc
par metre carré, due aux surcharges roulantes
HT poids lourd
concentrées
Z module d’inertie de la paroi du tuyau par unité
P pression verticale sur le tuyau, en kilonewtons
vd
de longueur, en millimètres cubes
par mètre carré, due aux surcharges roulantes
réparties
k coefficient du moment fléchissant d’ovalisa-
tion
pression verticale du remblai sur le tuyau, en
qv1 4Vll qv2 :
kilonewtons par métre carré
coefficients des moments fléchissants d’ovali-
k,, kh, khpr
sation dus respectivement aux poussées verti-
.
kV
. pression verticale totale sur le tuyau, en kilo-
4vt
cale, horizontale, à la réaction horizontale et
newtons par mètre carré, due au remblai et
au poids d’eau contenue
aux charges roulantes
rapports de la pression latérale à la pression
Kl’K2
pression horizontale du remblai sur le tuyau,
qhr qhll qh2 :
verticale du remblai
en kilonewtons par mètre carré
.
L
longueur de la surcharge uniformément répar-
pression horizontale sur le tuyau, en kilonew-
qhpl qhpll -
tie de faible étendue, en métres
tons par métre carré, due à la réaction du ter-
qhp2
rain en place
LT camion jusqu’à 12 tonnes
.
r . rayon moyen du tuyau, en mètres
ml q1 ml’ coefficients de concentration de la charge ver-
.
ticale due au remblai au-dessus du tuyau s . épaisseur du tuyau, en mètres
mm
ISO 2785-1986 (FI
.
.
rigidité du tuyau, en newtons par millimètre coefficient d’influente de la pression intérieure
qd
. SP
sur la résistance du tuyau à l’écrasement
.
. coefficient d’influente de la charge d’écrase-
VZ
S rigidité horizontale du remblai de part et
sh
ment sur la résistance du tuyau à la pression
d’autre du tuyau, en newtons par millimètre
intérieure
.
. coefficient de sécurité à l’écrasement d’un
lu
S rigidité verticale du lit de pose du tuyau, en
SV
tuyau non soumis à une pression intérieure
newtons par millimètre carré
.
. coefficient
de sécurité à l’écrasement,
Vd
épaisseur des revêtements routiers, en mètres
tl’ t2
lorsqu’une pression hydraulique intérieure est
appliquée simultanément avec un moment flé-
rapports des rigidités
VS’ vs1
chissant d’ovalisation
.
V rapport de rigidité du système tuyau-sol . coefficient de sécurité à l’éclatement,
VZ
PS
lorsqu’un moment fléchissant d’ovalisation est
poids volumique du remblai, en kilonewtons appliqué simultanément avec une pression
W’ Wl’ w2
par mètre cube hydraulique intérieure
.
. angle de frottement interne du remblai
e
W charge d’écrasement par mètre linéaire de
tuyau lorsque celui-ci est essayé conformé-
.
. angle de frottement entre le remblai et la paroi
e’
ment à I’ISO 160, en kilonewtons par mètre
de la tranchée
.
paramètres auxiliaires définis dans le texte . coefficient dynamique
q’ x2,x3 @
a demi-angle de pose du tuyau
angle d’inclinaison de la paroi de la tranchée
4 Détermination des charges extérieures
P
poids volumique de l’eau, en kilonewtons par
Y
4.1 Calcul de la pression du remblai
mètre cube
La pression du remblai sur le tuyau doit être calculée à l’aide des
coefficient de déformation
équations données en 4.1.1 à 4.1.3 choisies en fonction des
trois types de conditions de pose des tuyaux comme suit.
facteur de correction
c
Pose en remblai indéfini
Pose en tranchée étroite Pose en tranchée large
NOTE - Le type 1 comprend la pose en tranchée étroite, en tranchée large et en remblai indéfini.
\
Figure 1 - Type de pose 1
NOTE - Le type 2 comprend la pose en tranchée sous remblai indéfini.
Figure 2 - Type de pose 2
ISO 27854986 (FI
b)
a)
NOTE - Le type 3 comprend deux ou plusieurs tuyaux dans la même tranchée.
Figure 3 - Type de pose 3
4.1.1 Type de pose 1 (voir figure 1) H est la hauteur du remblai au-dessus de la génératrice
supérieure du tuyau, en mètres;
4.1 .l .l Pression verticale due au remblai
1 -e -2WIB)Kl tan@
La valeur de la pression verticale due au remblai dans les condi-
C= . . . (4.02)
tions de pose 1 est donnée par l’équation
2 (HIB) K1 tan Q’
. . . (4.01)
= mCwH
4Vl
est la base des logarithmes népériens;
e
où
B est la largeur de la tranchée mesurée au niveau de la
qv1 est la pression verticale due au remblai sur le tuyau, en
génératrice supérieure du tuyau, en mètres;
kilonewtons par mètre carré;
m est le coefficient de concentration de la pression verti-
K, est le rapport de la pression latérale à la pression verti-
cale due au remblai sur le tuyau, calculé selon l’équation
cale du remblai au-dessus de la génératrice supérieure du
(4.11);
tuyau, suivant la nature du remblai dans cette zone (voir
tableau 2) ;
est le coefficient de poussée du sol pour une tranchée
C
à parois verticales, donné par l’équation (4.02) et en
est l’angle de frottement entre le remblai et la paroi de
e’
annexe A (voir 4.1.1.1.1);
la tranchée; il dépend de l’angle de frottement interne du
W est le poids volumique du remblai, en kilonewtons par
remblai (voir tableau 11, et du mode de remblaiement et du
mètre cube (voir tableau 1);
compactage (voir tableau 3).
Tableau 1
- Caractéristiques des sols pour le calcul des poussées
Module de compression, ES*), aux degrés de
compactage de proctor standard (Oh) suivants,
Poids
Groupe
après tassement naturel ou compactage
e
Types de SOI~)
volumique, w ’
de sol
degrés
N/mm*
kN/m3
85 90
92 95 97 100
20 35 2,5 6 9 16 23 40
1 Sans cohésion
2 De faible cohésion 20 30 1,2 3 4 8 il 20
20 25 0,8 2 3 5 8 14
3 De cohésion moyenne
4 Avec cohésion 20 20 0,6 1,5 2 4 6 10
1) Les quatre types de sol sont les suivants:
Sans cohésion : gravier, sable;
De faible cohésion: sable ou gravier non stabilisé;
De cohésion moyenne: poudre de roche, roche désagrégée, sable argileux;
Avec cohésion: argile, limon, glaise.
2) Le module de compression au sol, Es, est mesuré selon la méthode CBR (California Bearing Ratio) en utilisant un disque de 700 cm* de surface.
ISO 27854986 (FI
- Angle de frottement Q’ suivant
Tableau 3
La valeur de Es est donnée par l’expression
les conditions de pose
1'5 F
Cas No Conditions de pose
e’
Es=- -
nR Y Compactage du remblai suivant les spé- Q’ = Q
?
cifications de I’ISO 4482. Parois de tran-
chée non maintenues ou maintenues
où
par des palplanches amovibles.
2 Compactage du remblai suivant les spé- Q’ = 2/3~
R est le rayon du disque;
cifications de I’ISO 4482 autour du
(Fly) est la pente à l’origine (y = 0) de la courbe donnant
tuyau. Remblai non compacte au des-
la charge (F) en fonction du tassement (y), définie par les sus du tuyau, ou remblai hydraulique
aux parois maintenues par des palplan-
essais.
ches.
Tableau 2 - Rapports de la pression latérale
3 Parois de tranchée maintenues par des Q’ = 0
à la pression verticale du remblai
planches ou palplanches épaisses reti-
rées aprés remblayage.
Groupe de sol
Kl K2
1 0’5 0’4
NOTE - La valeur de Q’ ne devrait pas excéder celle de Q.
2 0’5 0’3
3 0’5 02
4 0’5 0’1
NOTE - K, et K2 doivent toujours être choisis sur une même ligne
dans ce tableau.
4.1.1.1.1 Influence de l’inclinaison de la paroi de la tranchée
Figure 4 - Tranchée à parois inclinées
Pour une même hauteur du remblai (H) et une même largeur (B), la poussée verticale sur un tuyau est plus importante lorsque les
parois de la tranchée sont inclinées que lorsqu’elles sont verticales. L’inclinaison des parois, exprimée par l’angle PI a une influence sur
la valeur du coefficient C telle que donnée par les équations (4.03) et (4.W=
Les valeurs de C sont les suivantes:
. . . (4.03)
Pour0 G p < f?: C = 1
P
Pour@ < p 9; 90’: C = l- -(1 --Cg01 . . . (4.04)
où
Q est l’angle de frottement interne du remblai;
Cw est donné par l’équation (4.02).
ISO 27854986 (FI
4.1 .1.1.2 Répartition de la pression verticale due au remblai et des réactions
Q V
V
- qhp
qh
qh
lit de pose naturel, VPS Q 0,l
b) lit de pose naturel, VPS > 0,l
c) pose sur béton, VPS > 0,
Figure 5 - Répartitio In des ressions verticales dues au rem
blai et des réactions
P
Pour le calcul des moments fléchissants d’ovalisation et de la
où
déflexion du tuyau, la répartition de la pression verticale due au
est la pression latérale due au remblai sur le tuyau, en
qhl
remblai est toujours supposée rectangulaire, comme montrée
kilonewtons par mètre carré;
à la figure 5. (Les différents angles de pose sont décrits au
est la pression maximale due à la réaction du terrain,
chapitre 5.)
qhpl
à la hauteur du centre du tuyau, en kilonewtons par mètre
La répartition de la réaction dépend de la rigidité du système carré ;
tuyau-sol, VpS [voir 4.1.4 et équation I4.22)1:
qv1 est donné par l’équation (4.01);
Cas 1: Tuyau sur lit de pose naturel et ypS < 0,l suivant n est le coefficient de concentration de la charge latérale
calculée suivant l’équation (4.12) ;
figure 5a), c’est-à-dire réaction vertrcale, répartie sur
toute la largeur D du tuyau sans tenir compte de
K2 est le coefficient de la pression latérale dans la zone du
l’angle réel d’appui.
tuyau, donné au tableau 2 pour différentes natures de sol
dans cette zone;
Cas 2: Tuyau sur lit de pose naturel et VpS > 0,l suivant
figure 5b), c’est-à-dire réaction verticale et répartie de
6 est le coefficient de déformation donné par l’équation
facon rectangulaire suivant un angle d’appui 2a.
, (4.21) ;
Cas 3: Appui rigide (par exemple berceau en béton) et lors-
C, w, H
ont été définis d’après l’équation (4.01).
que VpS > 0,l suivant figure 5c), c’est-à-dire réaction
radiale et uniformément répartie suivant un angle
4.1 .2 Type de pose 2 (voir figure 2)
d’appui 2a.
4.1 .2.1 Pression verticale due au remblai
4.1.1.2 Pression latérale due au remblai
La valeur de la pression verticale due au remblai dans les condi-
tions de pose 2 est donnée par l’équation
La pression latérale sur le tuyau se compose de la pression qh
résultant de la pression verticale et de la réaction latérale du sol
m (Cwl HI + C, w2H2) . . . (4.07)
qv2 =
qhp, due à la déformation du tuyau.
où
La pression latérale due au remblai qh est distribuée de facon
qv2 est la pression verticale due au remblai sur le tuyau, en
rectangulaire sur toute la hauteur du tuyau dans les cas 1 et 2
kilonewtons par mètre carré;
[figures 5a) et b)], et seulement au-dessus de l’appui rigide
dans les cas 3 [figure 54.
m, C, w, H ont été définis d’après l’équation (4.01);
La réaction latérale du sol qhr, doit être prise en compte seule- les indices 1 et 2 font référence au remblai respectivement
au-dessous et au-dessus du terrain naturel (voir figure 2);
ment dans le cas 1 et répartie paraboliquement suivant un angle
au centre de 120° [figure 5a)l.
C, est donné par l’équation (4.08) et dans l’annexe A:
Les deux pressions latérales sont données par les équations
- 2 (HI /El) KJ tan Q’
C, = e
. . .
(4.08)
suivantes :
ont été définis d’après l’équation (4.02).
H, B, Kl, e’
nK+wH a . . (4.05)
qhl =
NOTE - Lorsque la tranchée est à parois inclinées (voir figure 4), le
et
coefficient C, correspondant à l’inclinaison p doit être corrigé selon
. . . (4.06)
= 6 (qv1 - qhl)
qhpl l’équation (4.03) ou (4.04).
ISO 27854986 (FI
4.1.2.2 Pression latérale due au remblai
.
Les valeurs des deux pressions latérales, c’est-à-dire qn, résultant de la pression verticale, et qhp, due à la
déformation du tuyau, sont
don nées par les équations suivantes:
= n K2(C ~1 H1 + Cn ~2H2)
. . . (4.09)
qh2
. . . (4.10)
qhp2 = 6 (qv2 - qh2)
où tous les symboles sont définis d’après les équations (4.05), (4.06), (4.07) et (4.08).
4.1.3 Type de pose 3 (voir figure 3)
Deux tuyaux peuvent être posés dans la même tranchée sur un même niveau ou sur des niveaux différents, comme montré à la
figure 3.
Les pressions dues au remblai sur chaque tuyau [voir figure 3a)l et sur le tuyau supérieur [voir figure 3b)l sont calculées
à partir des
équations (4.01), (4.05) et (4.06) en tenant compte, pour chaque tuyau,
de la hauteur correspondante de remblai H.
Les pressions dues au remblai sur le tuyau inférieur [voir figure 3b)l sont calculées à partir des équations (4.07), (4.09) et (4.10).
1 La même méthode est à appliquer lorsque plus de deux tuyaux sont posés dans la même tranchée.
2 La méthode recommandée dans ce chapitre ne peut être appliquée que si les deux (ou plusieurs) tuyaux sont en amiante-ciment.
3 Lors du calcul de la pression due au remblai sur ces tuyaux, le coefficient ( devrait être calculé à partir de l’équation (4.23a) et non déduit de la
figure 8 (voir 4.1.4).
4.1.4 Rapports de rigiditb tuyau-sol et coefficients de concentration des pressions dues au remblai
Le coefficient de concentration m des pressions verticales dues au remblai est donné par les équations suivantes:
B
(ml-l) B 4-ml
m=--
+- . . . (4.1 la)
pour 1 Q
3 D 3 F4
B
= constante (4.llb)
m = ml pour 4 < .-. .
Y-
Le coefficient de concentration m ne doit pas dépasser la valeur mrirn donnée par l’expression suivante :
= 1 + 4K1tane
mlim
lit de pose en béton, Pi < 1
lit de pose naturel, Pj = 1 b) lit de pose en béton, Pi > 1
Figure 6 - Rapport de projection Pj et lits de pose

ISO 27854986 (FI
Le coefficient de concentration n des pressions horizontales dues au remblai est donné par l’équation suivante:
4-ml B
=-
n pour 1 < - < CO . . . (4.12)
3 D
Dans ces équations :
B est la largeur de la tranchée au niveau de la génératrice supérieure du tuyau, en mètres;
D est le diamètre extérieur du tuyau, en mètres;
K1 est donné au tableau 2;
est donné au tableau 1;
e
ml est donné par les formules suivantes.:
mm Vs + (mm- 1) mg V&/(I -mol
ml =
. . . (4.13)
Vs + (mm- 1) V&/(I -mo)
4K2
m. = p . . . (4.14)
3 + K2
où K2 est donné au tableau 2,
1 -K2
. . . (4.15)
vil =
1 - (0,25/pj)
où ~~ est donné au tableau 2 et Pj est défini à la figure 6,
si l’on considére la réaction latérale @,p . . .
K3 = sp/ I cv l %l (4.16a)
si l’on néglige la réaction latérale qhp
. . . (4.16b)
vs = sp/ I C”l I SS”
H
II?I,= l+-
. . . (4.17)
D
3,5 1
El
- + 2,2 -
E4 (pj - 0,251 (pj - 0,251
Dans ces trois derniéres équations, les symboles ont les significations suivantes:
SP est la rigidité du tuyau:
E, s 3
s,=- -
. . .
(4.18)
12 r
s est l’épaisseur du tuyau, en mètres;
r est le rayon moyen du tuyau, en mètres:
D-S
r=-
D est le diamètre extérieur du tuyau, en mètres;
E, est le module d’élasticité du tuyau, en newtons par millimètre carré (pour les tuyaux en amiante-ciment, on suppo-
sera E, = 25 000 N/mm2);
H est la hauteur de remblai au-dessus de la génératrice supérieure du tuyau, en mètres;
S est la rigidité verticale du lit de pose du tuyau:
SV
S
sv = E21pi . . . (4.19)
pi est le rapport de projection (voir figure 6);
) Cv) est la valeur absolue du coefficient de déformation verticale du tuyau (A&):
cv =
. . . (4.20)
cv1 + Cv36
est le coefficient de déformation AL),, due à qv (voir tableau 4);
cv1
C v3 est le coefficient de déformation AD,, due à qhp (voir tableau 4
1;
6 = ch1 / t vps -- Ch31
. . . (4.21)
.
Ch1 est le coefficient de déformation hDh due à qv (voir tableau 4)
I
Ch3 est le coefficient de déformation hDh due à qhp (voir tableau 4) ;
V ps est la rigidité du systéme tuyau-sol:
V . . .
(4.22)
ps = sp/ssh
S sh est la rigidité horizontale du lit de pose:
S . . .
sh = fLWT’2 (4.23)
I: est le facteur de correction calculé d’après l’expression ci-après ou déduit de la figure 8:
B
1,662 + 0,639 - -1
( )
. . .
(4.23a)
’ = (; -1) + 1,662-0’3: (; -l)];
El, E2, E3, E4 sont les modules de compression du sol en différents points du remblai et de la tranchée (voir figure 7)’ en new-
tons par millimètre carré.
NOTE - Les valeurs de E, et E2 peuvent être choisies du tableau 1 en fonction du compactage du remblai. Les valeurs E3 et E4 seront choisies en
fonction du sol réel. Si E3 et E4 ne peuvent être connues, supposer pour les sols courants E3 = E2 et E4
= Es comme donné par le tableau 1 pour un
compactage proctor de 100 %.
E
-
Figure 7 -
Modules de compression du sol aux différents points de la tranchée

ISO 2785-1986 (F)
-7
-In
ISO 27854986 (FI
Coefficients de déformation
Tableau 4 -
a) Coefficients correspondant à la pression verticale du sol qv
Angle de
Cas 1, figure 5a) Cas 2, figure 5b) Cas 3, figure 5c)
pose,
I
2a
chl cv1
degrés Cv1 chl C”l chl
+ 0,1026
60 -0,0833 + 0,0833 -0,1053 -0,104l + 0,1017
90 -0,0833 + 0,0833 - 0,0966 + 0,0956 -0,0916 + 0,0916
+ 0,0891 -0,0763 + 0,0777
120 -0,0833 + 0,0833 - 0,0893
I +0,0417 ,
180 I -0,0833 I + 0,0833 , -0,0833 I + 0,0833 I -0,0417
b) Coefficients correspondant à la pression horizontale du sol
Angle de Coefficients pour qh Coefficents pour qhp
pose,
Cas 1 et 2, figures 5a) et b) Cas 3, figure 54 Cas 1, figure 5a)
2a
degrés
c c
v2 Ch2 cv2 ch2 v3 ‘h3
+ 0,0833 -0,0833 + 0,0827 - 0,0829 + 0,064o - 0,0658
+ 0,0798 -0,0805 + 0,064o - 0,0658
+ 0,0833 -0,0833
+ 0,0833 -0,0833 + 0,0721 -0,0735 + 0,0640 -0,0658
+ 0,0833 -0,0833 + 0,0417 -0,0417 + 0,064o -0,0658
NOTE - Les coefficients Cv et ch proviennent des équations suivantes pour le calcul de la déformation du tuyau:
= 2 Cv qr4lEI et
WI
= 2 c, qr4lEI
ADh
où
cv =
cv1 OU cv2 ou cv3
ch =
chl Ou ch2 Ou Ch3
4 = qv ou qh Ou qhp
4.2 Calcul des surcharges verticales
Les tuyaux sous pression, tout comme les tuyaux d’assainissement et de drainage, destinés à être posés sous routes ou rues, doivent,
en plus des charges dues au remblai et la pression intérieure (lorsqu’il y en a), résister aux surcharges statiques et/ou roulantes.
4.2.1 Calcul des surcharges verticales roulantes concentrées
La surcharge verticale roulante concentrée excercée par un camion et agissant sur la génératrice supérieure d’un tuyau est calculée
par l’équation suivante :
. . . (4.24)
P
vc = pvw
P vc est la pression verticale sur la génératrice supérieure du tuyau, en kilonewtons par mètre carré;
PV est la charge maximale d’une roue de camion, en kilonewtons (voir tableau 5);
C, est le coefficient de poussée pour des surcharges roulantes concentrées, en mètres à la puissance moins deux, donné par
l’équation (4.24a), aux figures 9 et 10, et aux tableaux 11 et 12 de l’annexe B pour deux types de camions;
@ est le coefficient dynamique donné au tableau 6;
. . . (4.24a)
H est la hauteur de remblai au-dessus de la génératrice supérieure du tuyau, en mètres;
ISO 27854986 (FI
Xl = 4H2+ Dz+ 1
=4H2+1
X2
=4H2+02
x3
CI est fonction de la distance entre essieux et roues pour chaque type de camion, et est donné par les équations suivantes pour
des camions à deux et trois essieux:
b
1) Pour un camion à deux essieux
3H5
CI=- [ (a2+ Hz) -2,5+ (b2+ Hz) -=+ (d+ Hz) -2,5] . . .
(4.24b)
2n:
b b
2) Pour un camion à trois essieux
= -[ (a2+ Hz) -2,5+ 2(b2+ Hz) -2,5+ 2(c2+ Hz) -2,s] . . . (4.24~)
NOTES
1 Si le tuyau est posé sous une chaussée revêtue, une hauteur équivalente H,, calculée suivant l’équation (4.261, peut être prise en compte au lieu de
H dans l’équation (4.24 a).
2 Les équations (4.24b) et (4.24~) ne peuvent être utilisées que pour des camions dont les charges par roue sont identiques devant et derrière. Si ce
n’est pas le cas, le deuxième et le troisième termes des expressions entre crochets devraient être multipliés par le rapport de la charge inférieure par
roue à la charge supérieure par roue. Dans ces cas les positions des roues avec charge supérieure sont marquées d’un cercle et les distances entre ces
dernières et les roues avec charge inférieure sont b et c.
Tableau 5 - Charge par roue de certains Tableau 6 - Coefficients dynamiques des
camions types surcharges roulantes
Coefficient
Nombre Type de circulation
NO Symbole ~~~~~
dynamique @
d’essieux
kN Sur grande route: camions LT 3 à LT 12 1,50
26 à HT 38 1,40
Sur grande route: camions HT
5 10
1 LT 3 30 2
Sur grande route: camions HT 45 et HT 60 1,20
2 LT6 60 2 10 20
2 20 40
3 LT 12 120
NOTE - En cas de trafic régulier sur les routes à surface mauvaise ou
4 HT 26 260 2 65 65
irrégulière, l’auteur de projet peut augmenter d’environ 25 % au maxi-
mum les coefficients dynamiques donnés ci-dessus.
5 HT 30 300 3 50 50
3 62,5 65
6 HT 38 380
75 75
7 HT 45 450 3
4.2.2 Calcul des surcharges verticales roulantes
HT 60 600 3 100 100
réparties
NOTES
Les charges verticales appliquées sur un tuyau enterré dues à
1 Le symbole LT désigne les poids légers et le symbole HT les poids
des véhicules à chenilles en mouvement à une hauteur H
lourds. Le chiffre qui suit cette appelation correspond au tonnage total
au-dessus du tuyau, ou à des surcharges statiques de faible
du camion.
étendue, sont calculées à l’aide de la formule suivante:
2 Quand on prend en compte un des camions décrits ci-dessus, l’on
P
devrait remplacer PV dans l’équation (4.24) par la charge de la roue . . . (4.25)
= C&-j@
vd
arrière.
où
3 Les coefficients Cc pour les camions à deux essieux sont donnés à
P est la pression verticale au niveau de la génératrice
la figure 9 et au tableau 11, et pour les camions à trois essieux à la
vd
figure 10 et au tableau 12.
supérieure du tuyau, en kilonewtons par mètre carré;
ISO 2785-1986 (FI
NOTE - Le moment fléchissant d’ovalisation dû au poids propre du
Cd est le coefficient de poussée pour des surcharges
tuyau n’est pas pris en compte. II est compris dans le moment fléchis-
réparties de faible étendue, donné à la figure II en fonction
sant d’ovalisation maximal Me à la rupture du tuyau lorsque celui-ci est
de la surface de la surcharge et de la hauteur du remblai H;
essayé conformément aux spécifications de I’ISO 160 ou I’ISO 881. Si
lors de l’essai d’écrasement, la charge est appliquée horizontalement,
NOTE - Si le tuyau est posé sous une chaussée revêtue, une hau-
l’erreur faite en négligeant le poids propre de l’échantillon ne devrait
teur équivalente He calculée suivant l’équation (4.26) peut être utili-
pas excéder 5 %.
sée au lieu de H de la figure 11.
pd est la pression due à une surcharge uniformément
Tableau 7 - Modules d’élasticité de différents
répartie, en kilonewtons par mètre carré;
revêtements routiers
= 1,2 pour tout véhicule à chenilles.
@
NOTE - Pour des surcharges statiques de faible étendue @ = 1 ,O.
Sol de fine granulo-
métrie stabilisé à la
4.2.3 Structure du revêtement routier et hauteur de du type du sol et des
chaux 15à600 fondations
remblai a prendre en considération pour le choix des
coefficients de poussée C, et Cd
Sol de forte granulo-
métrie stabilisé à la
Si la conduite est posée sous route revêtue, habituellement chaux
200 à 500
faite de deux couches de matériaux différents de ceux utilisés
Sol de fine granulo-
pour remblayer la tranchée, la hauteur totale de remblai à pren-
métrie stabilisé au
dre en compte au lieu de H dans les équations (4.24a), (4.24b)
ciment
50 à 2000
ou (4.24~1, dans les tableaux II et 12, et dans les figures 9, 10
Sol de forte granulo-
et II est calculée à partir de l’équation suivante:
métrie stabilisé au
II
ciment
1 oooà 15000
;Ht
(4.26)
He
Couche de macadam 90 à 350
de la densité du
remplissage
où
Concassé comprimé
100 à 900
,I
Laitier comprimé
H, est approximativement la hauteur totale de remblai 80 à 850 du compactage
équivalente, en mètres, à prendre en compte pour le choix
Asphalte solidifié 60OOà20000
du pourcentage
de C, et Cd;
d’agrégats et de la
température
H est la hauteur de remblai depuis la génératrice supé-
Asphalte plastique 5ooà 15000
II
rieure du tuyau jusqu’au niveau inférieur de la première cou-
che de revêtement de la route, en mètres;
Asphalte liquide 400 à 4 000 de la température:
4003 +30°c
t,, t2 sont les épaisseurs de la première et de la deuxième
4 000 à O-OC
couche de revêtement de la route, en mètres;
-
Béton maigre 15 ooo
E, est le module d’élasticité à la compression de la partie
Dalles de béton
21000à35000 de la qualité du béton
supérieure du remblai, en newtons par millimètre carré,
donné au tableau 1;
sont les modules d’élasticité à la comression de la
E,lf Et2 5 Types d’appui, moments fléchissants
première et de la deuxième couche de revêtement de la
d’ovalisation
route, en newtons par millimètre carré, donnés au tableau 7.
Le tuyau doit être posé conformément aux prescriptions de 5.4
de I’ISO 4492.
4.3 Charge due à l’eau contenue
Les types d’appui les plus fréquemment utilisés sont schéma-
La conduite doit être considérée pleine d’eau pour le calcul de la
tisés et décrits dans les trois paragraphes suivants.
pression due à l’eau contenue.
Quand le tuyau est posé sur supports espacés, (voir ISO 4482)
Le moment fléchissant d’ovalisation résultant de la charge il faut appliquer une méthode de calcul des charges adaptée en
considérant la forme et l’espacement des supports aussi bien
d’eau doit être calculé à partir de l’équation (5.1) en même
temps que celui dû au remblai et aux surcharges. que les conditions de charge les plus probables.
Distance entre roues Q = 2,O m
Distance entre essieux b =
3,O m
2 000 7 &AA
-. _
Diametre nominal du tuyau d, mm
Figure 9 -
Coefficient de poussée C, pour des camions â deux essieux

Distance entre roues a = 2,0 m
3,0 m
nce entre essieux b =
1 000
Diamètre nominal du tuyau d, mm
Figure 10 -- C‘ïG@ffiCient de poussée C, pour des âzmions â trois essieux

ISO 2785-1986 (F)
C
d
=20
I
I
I
0,85 f
08 I
I
I
l
I
I
0,65
#
0'55
l
l
I
#
0,45
t
0,35
l
0,25
I
I
0,15
OI
I
OI
I
0,05,
.
\
9 L
15 2 25 3 35
4 45
8 1 s 5
-2H
Surcharge répartie
Charge uniforme
pd
A L
(C, fonction de - et
2H
w’
Figure 11 - Coefficient de poussée Cd de l’équation (4.25)

ISO 2785-1986 (FI
5.1 Type d’appui A
Dans le type d’appui A, en fond de tranchée on compacte une
couche de gravier ou de sable jusqu’à une hauteur d’au moins
(10 + WIO) cm. Un lit de pose, concentrique au tuyau, est
Remblai ordinaire
ensuite faconné avec le même matériau suivant un angle 2a. Le
1 :--,f
tuyau doit alors être posé dans cette forme préparée en fond de
tranchée. Autour et au-dessus du tuyau doit être compacté,
par couches de 15 cm, un matériau exempt de pierres et de
Y
mottes, jusqu’à 30 cm au-dessus du tuyau et sur toute la lar-
geur de la tranchée. Remblai ordinaire
compacté
Le reste de la tranchée est alors remblayé avec du tout venant
ou des terres compactées.
Matériau
Dimensions en centimètres
sélectionné
compacté
Remblai non compacté ou compacte
.
I
Figure 13 - Type d’appui B
NOTE - Les poses avec appuis de types A et B correspondent aux cas
1 et 2 de répartition des charges des figures 5a) et 5b), suivant la rigidité
du système tuyau-sol, VPS.
5.3 Type d’appui C
Ce type d’appui consiste essentiellement en un berceau en
béton continu supportant le tuyau de facon régulière. La lar-
geur minimale de ce berceau doit être égale au diamètre exté-
rieur du tuyau majoré de 20 cm; son épaisseur doit être au
moins égale au quart du diamètre extérieur du tuyau et ne doit
pas être inférieure à 10 cm. La résistance à la compression du
Remblai compacté
béton à 28 jours ne doit pas être inférieure à 20 N/mm?
exempt de mottes
et de pierres
Autour du tuyau et jusqu’à 30 cm au-dessus du niveau de sa
génératrice supérieure, la tranchée est remblayée par couches
compactées de 15 cm d’épaisseur maximale, exemptes de mot-
Gravier ou sable -
tes et de pierres. Au-delà de cette hauteur, la tranchée est rem-
compacté
blayée de tout venant jusqu’au niveau requis.
NOTE - Le type d’appui C correspond au cas 3 de répartition des
charges de la figure 5~).
Dimensions en centimètres
Figure 12 - Type d’appui A
Remblai
partiellemer
7t
5.2 Type d’appui 5
compacté
exempt de
La pose avec appui de type 8 est recommandée pour des sols
rnottes et
normaux exempts de mottes, de grosses pierres et de roches.
de pierres
Le tuyau repose directement en fond de tranchée ou sur le ter-
rain naturel lorsqu’il s’agit d’une pose en remblai indéfini. La
génératrice inférieure du tuyau est en contact continu avec sol
de fondation. À chaque joint entre les tuyaux, une niche est
creusée dans la fondation pour éviter de faire supporter la con-
- Béton
duite par les joints. Du matériau sélectionné est compacté de
chaque côté du tuyau jusqu’à une hauteur fonction de l’angle
I
de pose choisi.
(D+Zhnin.
Le remblai mis en place dans la tranchée est de la terre ordi-
naire, compactée ou non.
Figure 14 - Type d’appui C
IsO2785-1986 (FI
5.4 Moments fkhissants d’ovalisation qh est la pression latérale due au remblai, en kilonewtons
par mètre carré, déduite de l’équation (4.05) ou (4.09);
Le moment fléchissant d’ovalisation maximal M, dans la paroi
qhP est la réaction latérale, en kilonewtons par mètre
d’un tuyau enterré est calculé à l’aide de l’équation suivante:
carré, donnée par l’équation (4.06) ou (4.10);
y est le poids spécifique de l’eau ( = 10 kN/m3);
M, = . . . (5.1)
(k,q,+khqh+khpqhp)‘2+kwyr3
r est le rayon moyen du tuyau, en mètres;
où
sont les coefficients des moments fléchis-
k,, kh, khpr k,
sants d’ovalisation, donnés au tableau 8.
qvt est la pression verticale totale appliquée sur le tuyau,
NOTE - Les efforts normaux à la section transversale du tuyau résul-
en kilonewtons par mètre carré, comprenant la pression due
tant des différentes pressions exprimées dans l’équation (5.1) ne sont
au remblai déduite de l’équation (4.01) ou (4.07) et la sur- pas prises en compte car leur influence sur les contraintes dans la paroi
d’un tuyau enterré est négligeable.
charge roulante de l’équation (4.24) ou (4.25);
Tableau 8 - Coefficients pour le calcul des moments fléchissants d’ovalisation dans les tuyaux enterrés (voir les notes)
Angle de
Position dans une Coefficients des moments fléchissants d’ovalisation
pose section transversale
k
2a
du tuyau k” kh
hp
Cas 1* de répartition des charges (types d’appui A ou B, Vps < 0,i )
Clé
180 +0,250 -0,250
- 0,181 +0,172
Reins -0,250
+0,250 +0,208
-0,196
Base
+ 0,250 - 0,250
-0,181 + 0,220
Cas 2 de répartition des charges (types d’appui A ou B, VpS > 0,l)
60 Clé
+0,286 -0,250 - +0,229
-
Reins
- 0,293 +0,250 -0,264
Base
+ 0,377 - 0,250 -- + 0,420
-
90 Clé +0,273 -0,250
+0,210
-
Reins - 0,279 +0,250
-0,243
-
Base +0,313 - 0,250 + 0,321
120 Clé +0,261 -0,250 - + 1,190
Reins -0,265 +0,250 - - 0,220
Base + 0,275 - 0,250 - + 0,260
tion des charges (type d’
Cas 3 de répart )pui C, Vps > 0,l)
-
90 Clé
+ 0,266 - 0,245
+O,i98
-
Reins - 0,271 +0,244
-0,230
-
Base +0,277 -0,224
+0,262
120 Clé
+ 0,240 - 0,232 - +0,157
Reins
-0,240 + 0,228 - -0,181
Base
+ 0,202 -0,187 - +0,145
-
~ 180 Clé +0,163 -0,163
+ 0,035
-
Reins -0,125 +0,125
0,QQo
-
~ Base
+0,087 -0,087 +0,035
* Les coefficients correspondant au cas 1 ne peuvent être utilisés dans l’équation (5.1) que si du sable ou du gravier ont été utilisés pour le remblaie-
ment et si le compactage est tel que Vps soit suffisamment faible.
NOTES
1 La signification des signes est la suivante:
( + ) lorsque la surface intérieure est tendue,
1 - ) lorsque la surface extérieure est tendue.
2 Les coefficients devraient être utilisés avec leurs propres signes dans l’équation (5.1).
3 Dans chaque cas de répartition des charges et d’angle de pose, la valeur à retenir devrait être celle qui donne en valeur absolue le moment fléchis-
sant le plus élevé.
4 II n’est pas recommandé de choisir un angle de pose inférieur à 60°. Seule la pose sur lit de béton (type d’appui C) autorise le choix d’angles de
pose supérieurs à 120°.
5 Si le tuyau est posé en fond de tranchée, directement sur le terrain naturel (type d’appui B), pour lequel Ed G 1 N/mm*, considérer que 2a = 6Q"
est l’angle réel de pose.
ISO 27854986 (FI
6 Coefficients de sécurité
est un coefficient inférieur à 1, expri-
&j =
- .
P2
mant l’incidence de la pression
hydraulique intérieure sur la résis-
6.1 Du fait d’incertitudes possibles sur les données à utiliser
tance du tuyau aux charges extérieu-
pour le calcul des différentes charges, pressions intérieures ou
res, en vertu de la théorie de Schlick
moments fléchissants d’ovalisation, des coefficients de sécurité
sur les efforts composés;
doivent être utilisés. Les moments fléchissants d’ovalisation
maximaux et les pressions intérieures étant calculés, on doit les
est un coefficient inférieur à 1, expri-
multiplier par les coefficients de sécurité recommandés. Le pro-
mant l’incidence des charges exté-
duit résultant de l’opération permet de déterminer la classe, la
rieures sur la résistance du tuyau à la
série ou les spécifications du tuyau à utiliser.
pression hydraulique intérieure, en
vertu de la théorie de Schlick sur les
efforts composés.
coefficients de sécurité sont définis par les
6.2 Les divers
équations :
6.3 Le coefficient de sécurité minimal à l’écrasement pour les
tuyaux non soumis à une pression intérieure21 est le suivant:
M,
. . . (6.1)
P -
= Mm = 1,5
P
6.4 Les coefficients de sécurité minimaux pour des tuyaux
Me
. . .
vd = (6.2)
M rd
soumis à une pression intérieure et à des charges extérieures
m
sont les suivants, en fonction de leur diamètre:
de 175 à 200 mm? vd = 2,5 et v, = 3,5
P2
. . . (6.3)
v, = - flz
de 250
à 500 mm :vd = 2,5 et v, = 3,0
PW
de6OOà25OOmm: vd = 2,5etv, = 2,5
où
NOTE - Quand la pression maximum en service n’excède pas 0,3
MPa, les deux coefficients de sécurité vd et v, peuvent tous deux être
ramenés à 2,0.
,U est le coefficient de sécurité à l’écrasement d’un tuyau
soumis à une charge extérieure, sans pression hydraulique
intérieure;
7 Marche à suivre pour le choix de la série des
vd est le coefficient de sécurité à l’é
...