Le raccord en branchement d’eau potable : un composant essentiel
30 avril 2019Paru dans le N°421
à la page 88 ( mots)
Rédigé par : Christophe BOUCHET de EDITIONS JOHANET
Difficile d’atteindre un niveau de rendement satisfaisant sans mettre en œuvre une gestion patrimoniale proactive et ciblée sur la partie du réseau d’eau potable que l’on appelle “branchement”, celle qui va de la prise d’eau sur la conduite de distribution publique jusqu’au compteur et au plus près de la limite publique-privé. Bien qu’aucun chiffre officiel ne soit disponible, les remontées du terrain convergent et montrent que cette partie du réseau, trop souvent négligée, est la cause de plus de la moitié des interventions des exploitants. Ce chiffre justifie qu’une attention particulière soit portée aux branchements, à leur réhabilitation ou à leur remplacement pour limiter le nombre de fuites et les volumes perdus.
Les pertes d’eau, en France, représentent, en moyenne, près d’un quart des volumes produits. Ce chiffre englobe les pertes physiques, celles qui sont liées aux fuites, mais aussi les volumes non comptés. Pour les collectivités comme pour les usagers, ces pertes ont un impact économique important, lié aux volumes d’eau perdus mais aussi à l’énergie et aux réactifs inutilement dépensés pour produire une eau qui n’aura pas été livrée. Dans certains cas, ces pertes peuvent aussi engendrer une altération de la qualité organoleptique, microbiologique ou physico-chimique de l’eau, du fait des infiltrations ou des relargages de substances indésirables. Pour toutes ces raisons et pour ménager une ressource devenue fragile, le Grenelle de l’environnement a fixé des objectifs à atteindre en termes de rendements, qui impliquent une meilleure gestion patrimoniale des réseaux. Ces exigences concernent essentiellement l’entretien et la maintenance des réseaux, notamment la recherche des fuites, mais aussi la mise en place d’une véritable politique de renouvellement destinée à remédier au vieillissement des canalisations. Si bien qu’en quelques années à peine, le rendement des réseaux d’eau potable est devenu un indicateur stratégique pour les services, incitant les exploitants à surveiller de très près le comportement de leur réseau.
Du fait de leur densité en zones urbaines et de leur longueur en zones rurales, les branchements sont à l’origine d’une part importante des fuites, en nombre comme en volume. Selon certains professionnels de la gestion patrimoniale (cf. EIN n° 420, dossier rendement des réseaux p 35), ils seraient à l’origine de 80 % des cas de défaillances et de la moitié des volumes perdus. Ils doivent donc faire l’objet de la plus grande attention. Car impossible d’atteindre un niveau de performance satisfaisant sans une gestion patrimoniale adaptée à cette partie du réseau. D’ailleurs, des indicateurs spécifiques ont été définis par l’IWA (International Water Association) et repris par l’AFB, l’Irstea et l’ASTEE dans le cadre du “guide pour l’élaboration de plans d’actions de réduction des pertes des réseaux de distribution d’eau potable”. Ainsi, les possibilités de remplacement des branchements doivent être étudiées en priorité sur les secteurs dont le taux de défaillance des branchements est égal ou supérieur à 5 défaillances/1.000 branchements/an. Leur mise en œuvre passe par un examen attentif et régulier, au-delà même de la canalisation, de tous les composants du réseau à commencer par l’un des plus importants : le raccord.
Le raccord : un composant essentiel
Le raccord peut se définir matériellement comme étant la pièce qui assure la liaison entre deux canalisations ou entre une canalisation et un accessoire tel qu’un robinet ou une vanne. Cette pièce essentielle du réseau peut se définir par plusieurs critères tels que son diamètre, le ou les matériaux dont elle est composée, ou encore son mode d’assemblage. En eau potable, en adduction ou en branchement, deux familles de raccords prédominent. Les raccords soudables, le plus souvent électro-soudables, développés à l’origine dans le domaine du gaz qui ne souffre aucune fuite, concernent essentiellement les canalisations en PE. Ils sont proposés par Plasson, GF Piping System, Aliaxis, Innoge, Pipelife, ou encore Ryb (Groupe Elydan). Ce sont des pièces de raccordement pourvues de résistances électriques au niveau des zones de soudage. Lors du branchement à un automate de soudage, l’énergie générée est convertie en chaleur par effet Joule, ce qui fait fondre les matières du raccord et du tube et permet d’obtenir un ensemble homogène, monobloc. Une autre possibilité, toujours avec des canalisations en PE, consiste à dématérialiser totalement le raccord en réalisant une soudure bout à bout qui consiste à porter à haute température les extrémités de chacun des tubes à raccorder pour les assembler sans apport de matière extérieure.
Plus diverse, la famille des raccords mécaniques repose sur des pièces dont le mode de raccordement est d’ordre mécanique. Quelle est la part occupée par l’un et par l’autre en adduction d’eau potable ? Difficile à dire, aucun chiffre précis n’existant sur le sujet. Pour Corinne Collas, directrice technique chez Plasson, il faut distinguer les travaux neufs des interventions liées à une réhabilitation ou une réparation. « Sur la partie branchement en travaux neufs, dans la mesure ou les canalisations sont désormais presque toujours en PE, l’électrosoudable est quasiment devenue la règle. Cela permet d’obtenir un réseau homogène. C’est LA technique de raccordement optimale, celle qui permet d’obtenir le meilleur de ce matériau ».
Un point de vue partagé par Clément Musard, responsable produits chez Aliaxis France : « L’électrosoudable progresse, porté par le PE qui s’impose de plus en plus fréquemment, notamment jusqu’au DN 200, du fait de ses qualités, notamment sa légèreté et sa facilité de mise en œuvre, si bien que nous sommes en train de rattraper notre retard sur le reste de l’Europe ».
Mais dans le domaine de la réhabilitation ou de la réparation, c’est l’inverse. « L’électrosoudure impose de disposer de matériel, d’un temps de mise en œuvre, de personnels qualifiés, explique Thierry Ritouet, Responsable QHSE chez Huot. Lorsque des campagnes importantes sont réalisées en travaux neufs et que les volumes sont conséquents, cela peut se justifier. C’est beaucoup moins évident lorsqu’il n’y a que quelques branchements à réaliser ». La contrainte est d’ordre technique mais aussi économique : les temps de mise en œuvre nécessitent un certain volume pour se justifier.
Au-delà du nombre de raccordements à réaliser, le matériau dont est constituée la canalisation et le diamètre sur lequel il faut travailler, peuvent également influer sur la technique mise en œuvre, chaque type de raccordement ayant ses propres contraintes : ainsi, le PE tire l’électrosoudage, ce qui n’empêche pas le raccord mécanique de dominer, mais seulement jusqu’au diamètre 63 mm en branchement. Au-delà, il est plus difficile à mettre en œuvre. Sur les diamètres importants, le PE et la fonte, très présentes, tirent leurs propres solutions : électrosoudure pour le premier, raccords mécaniques pour le second. « Il n’y a, en matière de raccordement, ni bonne ni mauvaise solution, que des solutions adaptées ou non », plaide Clément Musard chez Aliaxis France.
Propriétaires, exploitants, installateurs : des exigences différentes
Dans tous les cas, que l’on travaille sur la partie branchement ou sur la partie raccordement du réseau, les préoccupations des différents intervenant se rejoignent, même si elles s’expriment a priori de manières différentes. « Le propriétaire du réseau veut des infrastructures pérennes et non fuyardes, le gestionnaire veut des solutions de raccordement sûres et faciles à mettre en œuvre, le distributeur de raccords, lui, souhaite également distribuer des solutions éprouvées mais rapidement, et au meilleur prix. Quant à l’installateur, il est moins sensible au prix, mais il est très attaché à la simplicité et à la rapidité de pose. Notre métier consiste aussi à satisfaire toutes ces exigences, explique Thierry Ritouet chez Huot. Cela fait partie des complexités de notre chaîne commerciale ».
« Plus de 50 % des interventions des exploitants sont dues à des petites fuites qui interviennent sur la partie branchement, souligne de son côté Clément Musard chez Aliaxis France. Logiquement les exploitants insistent sur la fiabilité, sachant que la fiabilité découle bien souvent de la facilité de pose ». Les différents fabricants de raccords se sont donc attachés à développer des solutions répondant à la norme NF EN 805 qui prescrit les exigences générales pour les réseaux d’alimentation extérieurs aux bâtiments. Sont concernées les conduites d’adduction, principales, secondaires et de branchement d’eau potable, les réservoirs, les autres installations et les conduites d’eau brute, à l’exception des installations de captage et des usines de production d’eau potable. Elle fixe les exigences générales liées aux composants, dont font partie les raccords, mais aussi leur installation et leur mise en service, aussi bien dans le cadre de la conception et de la réalisation de réseaux neufs que dans celui d’une modification ou d’une réhabilitation d’un réseau d’eau potable existant. Elle est complétée, pour les raccords mécaniques en matériaux plastiques, par la norme ISO 17885 sortie en 2015.
Mais bien au-delà de ces exigences normatives, les fabricants se sont attachés à développer des solutions conjuguant simplicité, rapidité et sécurité. Simplicité et rapidité car tous les professionnels en conviennent : en matière de raccordement, la pose coûte près de cinq fois plus cher que la fourniture de la pièce ! Autant dire que chaque innovation permettant de gagner du temps trouve très vise sa traduction financière. Mais sécurité également car les raccordements doivent résister plus de cinquante ans dans des milieux enterrés, humides, exposés à de multiples contraintes et sollicitations et une réintervention a posteriori peut s’avérer extrêmement coûteuse.
Matériaux : des logiques différentes
Dans le domaine du branchement, jusqu’à 63 mm, les solutions disponibles sont développées par plusieurs fabricants parmi lesquels Huot, Saint Gobain PAM, Sainte Lizaigne et Isiflo pour celles qui reposent sur le laiton ou la fonte pour des diamètres supérieurs à 63 mm, et Plasson, Aliaxis, Sferaco, GF Piping Systems et l'Espagnol STP Acuster pour celles qui reposent sur des matériaux composites. L’outil industriel et les techniques de fabrication étant fondamentalement différents, rares sont les fabricants capables de travailler eux-mêmes ces deux familles de matériaux aux caractéristiques si différentes : le laiton, métal semi-précieux, et la fonte, coûtent cher à l’achat mais les outils requis pour les travailler restent simples, tandis qu’à l’inverse, les plastiques, peu coûteux à l’achat, requièrent des outils de fabrication sophistiqués et relativement onéreux.
Le laiton, comme la fonte, sont arrivés les premiers sur le marché. Leurs qualités sont bien connues, et attestées par un recul important. « Ce sont des matériaux recyclables, qui permettent de réaliser des pièces tout à la fois plus complexes et plus intégrées, qu’elles soient fondues ou matricées, souligne Thierry Ritouet chez Huot. Autre avantage, leurs propriétés sont stables dans le temps, ce qui est essentiel pour des pièces qui doivent durer au moins 50 ans, et souvent bien au-delà ».
Les matériaux composites, moins chers, reposent essentiellement sur le polypropylène, le polyéthylène, ou le polyamide renforcé fibres de verre, qui sont les principaux matériaux travaillés par Plasson sur sa série 1, Isiflo sur Isiflo Sprint, ou encore GF Piping System sur iJoint. Ces matériaux ont leurs propres avantages parmi lesquels « une grande diversité de techniques d’assemblages susceptibles de faciliter la pose », comme le souligne Corinne Collas chez Plasson.
D'autres matériaux composites à hautes performances sont utilisés pour répondre à des cas d'usages similaires aux produits en laiton, à des coûts d'achat comparables. C'est le cas de la gamme U-Can de Sainte Lizaigne en PPS.
Aliaxis commercialise de son côté depuis 12 ans en France la gamme Philmac 3G, un raccord compression en composite désormais fabriqué en Espagne. « Le corps de l’ancienne gamme, anciennement fabriqué en Grivory, a évolué, explique Clément Musard. Il repose désormais sur un nouveau matériau, le PPS, un polypropylène chargé en fibres de carbone qui permet d’obtenir une résistance mécanique comparable au laiton tout en répondant aux problématiques de résistance aux désinfectants chlorés ».
Comme les raccords eux-mêmes, les matériaux évoluent, ne serait-ce que pour répondre aux évolutions de la qualité de l’eau. C’est le cas de certains composites vis-à-vis des désinfectants chlorés, c’est aussi le cas du laiton qui devra contenir moins de plomb à partir du 1er janvier 2020. Et puis l’environnement du branchement lui-même évolue : « On ne raccorde plus aujourd’hui un tube PE de la même façon qu’il y a 30 ans lorsque son épaisseur était trois fois plus importante qu’aujourd’hui » souligne Thierry Ritouet chez Huot.
Assemblages : répondre à tous les besoins
Les techniques d’assemblage varient, selon le matériau dont est constitué le corps du raccord. « Les propriétés d’un raccord sont doubles, rappelle Thierry Ritouet chez Huot. Un raccord doit à la fois assurer l’étanchéité et garantir un maintien mécanique ». En laiton, Huot développe une gamme capable d’assurer ces deux fonctions qui s’assemble par serrage. Si le principe d’assemblage n’a jamais varié, la façon de le mettre en œuvre a évolué. A l’origine disponible sans repère particulier, le serrage a ensuite fait l’objet d’une vérification du couple : des consignes de serrage indiquaient que l’on devait serrer a tant de mètres/kilo. Mais la notion de couple de serrage à l’aide d’une clé dynamométrique n’étant pas toujours facile à mettre en œuvre dans des environnements difficiles, de nouvelles solutions ont émergé. « Nous développons maintenant nos gammes de raccords en laiton avec une notion de butée mécanique, explique ainsi Thierry Ritouet chez Huot. Le produit intègre un presse-étoupe que l’on serre jusqu’à être en butée mécanique contre le corps. On peut ainsi serrer le raccord sans se poser de questions ». Le système se généralise peu à peu, y compris sur la gamme fonte. « Cela prend du temps, car nos raccords sont conçus pour s’adapter sur du PE comme sur du PVC. Ces deux matériaux ayant des comportements mécaniques au serrage très différents, il a fallu développer des astuces pour compenser ces différences et arriver au même couple ». C’est le raccord lui-même qui compense la différence de comportement du matériau du tube.
Toujours en laiton, Sainte-Lizaigne et Isiflo développent également de leur côté une gamme de raccords à serrage extérieur monoblocs en laiton matricé à chaud et à butée pour faciliter l'installation.
Les matériaux composites reposent sur d’autres techniques d’assemblage. « Lorsque nous avons développé la série 1 dédiée à l’eau potable, les opérateurs avaient une grande expérience du laiton que l’on peut serrer assez fort sans risque, ce qui n’est pas le cas pour le plastique, explique Corinne Collas chez Plasson. Pour ne pas introduire de bais au niveau de la mise en œuvre, nous avons réfléchi à une solution ne faisant pas appel au serrage. Cela a permis d’obtenir un produit plus compact tout en évitant toute problématique au niveau de la pose ». La série 1, dotée d’une bague de crampage permettant d’obtenir l’auto-butée, permet de réaliser des branchements en PE homogènes. Chez le même fabricant, la série 7, plutôt dédiée à l’irrigation, repose sur un serrage extérieur.
A l’inverse des serrages mécaniques qui consistent, par une action qui vient de l’extérieur, à mettre en pression tous les composants qui sont à l’intérieur, c’est la pression qui fait que tous les composants viennent se contracter sur le tube. C’est sur ce principe que repose la gamme Pushfit de Bayard : un joint torique assure l’étanchéité à l‘eau tandis qu’une bague d’ancrage garantit le maintien du tuyau. La pression de l’eau amène le joint torique contre la bague de crampage qui, comprimée contre le cône du corps, s’accroche sur le tuyau. Ainsi, l’étanchéité augmente au même rythme que la pression de l’eau. Dans des conditions de pression négative, le joint torique reste dans son siège initial, assurant une étanchéité efficace par dépression. « Un autre avantage non négligeable de ce type de raccord, c'est qu'il ne risque pas de déformer le tuyau », souligne Patrice Philippe, Chef de marché chez Bayard. Toujours chez Bayard, le Raccord “Grippa” permet le raccordement de tuyaux PE à des tuyaux plomb, cuivre ou acier galvanisé dont le diamètre extérieur se situe entre 15 et 34 mm. Il se met en œuvre rapidement par simple emboîtement du tuyau, sans outil et sans serrage.
Chez Isiflo, la gamme Isiflo Sprint, en PA 12, un composite à base de nylon et de fibres de verre fonctionne également sans serrage.
Chez GF Piping System, la gamme de raccords à compression en polypropylène iJOINT regroupe un écrou, une bague de retenue, un joint statique à lèvres, une bague de serrage et une rondelle de butée verrouillée qui comprime le joint statique profilé. Le tuyau s’insère également dans le raccord sans nécessiter d’outil.
Chez Aliaxis, la gamme Philmac 3G repose sur un principe d’assemblage de type Slide and Tighten™ (emboîter et serrer). « La différence, par rapport à ce que l’on peut trouver sur le marché, c’est que le serrage sert à la fois à l’étanchéité et à l’ancrage, explique Clément Musard. Ce principe d’assemblage ne nécessite pas d’effort à l’insertion. Il ne requiert ni préparation particulière de type grattage ni chanfreinage. On insère le tuyau sans effort et après deux tours à deux tours et demi d’écrou, on obtient une étanchéité et un ancrage parfait ». Un repère visuel permet de s’assurer de l’efficacité du serrage, sans risque de fuite ni de déboîtement.
La gamme U-Can Composit de Sainte-Lizaigne repose sur le même principe d'étanchéité et d'ancrage que la gamme laiton et dispose d'une butée visuelle de serrage.
Jonction : soigner tous les composants du raccord
Au-delà du matériau dont est constitué le corps du raccord et du principe d’assemblage qui le régit, la sécurité du raccordement passe également par d’autres composants.
Ainsi, et pour sécuriser la liaison avec des vannes ou robinets en laiton ou en bronze, Plasson met en œuvre, sur ces raccords en polypropylène, un adaptateur fileté taraudé en laiton, de manière à garantir la même dureté de matériau et ainsi sécuriser la pose en la facilitant.
Côté étanchéité, le joint, à la base de toute étanchéité durable, est également un composant essentiel du raccord. En matière de raccordement mécanique sur les raccords en composite, les joints toriques dominent. Mais pas partout. « Chez Huot, nous refusons l’emploi du joint torique sur l’ensemble de nos gammes, souligne ainsi Thierry Ritouet. La surface de contact avec la canalisation est bien plus faible qu’avec le joint large de 7 à 8 mm que nous préconisons ». Pour adapter la forme du joint à la fonction du raccord, Huot fait dessiner chaque joint par son bureau d’études en fonction du design spécifique de chaque pièce et le fait fabriquer par une société soeur. Le raccord laiton à serrage extérieur Rexuo est ainsi doté d’un joint large maximisant le volume du joint pour obtenir un taux de restitution important après compression.
Chez Aliaxis, la gamme Philmac 3G repose un joint torique spécifiquement développé pour s’adapter au principe d’assemblage Slide and Tighten™.
Innover pour simplifier et sécuriser
Innover pour simplifier les produits et leur pose, c’est bien. Mais innover pour simplifier et rationaliser les approvisionnements comme les interventions pour réduire les coûts, c’est encore mieux, pour les exploitants comme pour les installateurs. C’est aussi un moyen, pour les fabricants, d’élargir leurs parts de marché. La gamme de raccords à serrage mécanique U-CAN de Sainte Lizaigne répond à cette préoccupation en proposant différentes combinaisons en laiton DZR (Gamme Yellow), laiton/composite (gamme U-Can Mix), ou intégralement composites (Gamme U-Can Composit) pour fiabiliser les raccordements. Adaptée aux canalisations en PE, PVC ou Excel+ d’Aliaxis avec virole, la gamme repose sur un corps fileté au pas du gaz ISO 228, assurant ainsi une large compatibilité. 6 tailles de raccords sont disponibles du Ø 20 à 63 mm en 6 configurations (raccord droit, réduction, té, jonction, manchon, coude) en laiton, laiton-composite ou composite seul, de manière à élargir au maximum les champs d’applications et les champs d’usages.
Le développement de raccords large plage permettant de faire face à des canalisations faites de matériaux différents est une autre façon de simplifier les approvisionnements. Fruit de plusieurs années de développement, les raccords et jonctions LP7 et LP8 présentés par Huot à Pollutec 2018 sont munis d’un système de crampage composé d’une bague multifacette en inox et plastique de manière à optimiser sa capacité d’accroche. Réalisés en fonte du DN 65 au DN 150, ils complètent la gamme LP 5 et LP 6 et SR 5 et SR 6 et « sont capables d’absorber, pour un diamètre 100 mm par exemple, 28 mm de variation de diamètre extérieur pour pouvoir se fixer sur différentes canalisations avec des matériaux différents : plastique fonte, pvc, PE… » comme l’explique Thierry Ritouet.
Bayard s’apprête également à lancer courant 2019, Météore, une nouvelle gamme de raccords grande tolérance qui permettra de réaliser des raccordements sur tout types de matériaux. « Nous avons développé et breveté sur cette gamme un tout nouveau joint qui va permettre d’atteindre les couples de raccordement les plus bas du marché », souligne Patrice Philippe chez Bayard.
Georg Fisher a développé de son côté la solution Multi/Joint® Waga pour la réparation de canalisations vieillissantes et pour la jonction et le raccordement entre un nouveau réseau et un système de canalisations existant. Il se compose de raccords autobutés qui permettent d'éviter les problèmes liés aux coups de bélier et les déboîtements. De grande tolérance, chaque DN couvre une grande plage de canalisations, il permet des raccords multi-matériaux (PE, acier, inox, fonte, PVC…) et couvre différentes applications grâce à une large gamme de manchons, raccords, raccords à brides, bouchons, bouchons taraudés pour tests de pression, et bien d’autres pièces pour raccordement sur poteau incendie par exemple. Autre avantage de ce produit, une angularité de 8° en entrée et 8° en sortie.
Plasson a développé de son côté, l’URC, un manchon de réparation universel en PP capable de s’adapter aux canalisations en PE, PVC, cuivre, plomb, acier, etc… Il se compose d’une bague, assurant une liaison mécanique auto-butée, de 4 dents métalliques pour le maintien des tubes rigides et de dents larges plus fines pour les matériaux souples. L’écrasement du joint dans la plage de diamètres donnée permet de rattraper les défauts de surface des tubes tout en garantissant l’étanchéité. La conception du raccord permet une compression du joint en fonction de la pression. « En cas de surpression, le joint de sécurité prend le relais pour garantir l’étanchéité de la liaison », souligne Corinne Collas.
L’innovation concerne également l’électrosoudable et accompagne le développement du PE en adduction tout en simplifiant la création de dérivations et de branchements. Plasson a ainsi présenté une gamme de selles de branchement multi-diamètres dotées d’une prise d’essai permettant de créer une dérivation sans rompre la discontinuité du tube. Elle présente une grande surface de soudure, celle-ci pouvant être testée avant toute découpe du tube. « C’est une vraie innovation en termes de pose avec une garantie très appréciable pour l’utilisateur qui peut tester la soudure », souligne Corinne Collas chez Plasson.
Permettre de répondre à de nombreux cas de figure en toute sécurité, c’est aussi la préoccupation d’Aliaxis qui accompagne les exploitants et les poseurs en s’attachant à fournir davantage de sécurité et en insistant sur la formation. « Les raccords électrosoudables Friatec répondent à cette préoccupation, souligne Clément Musard. Ils sont un peu plus longs que ce qu’impose la norme, ils sont aussi plus épais et plus rigides pour apporter davantage de confort à la pose et plus de tolérance par rapport aux conditions de chantier. Nous essayons de décliner cette philosophie sur toutes nos gammes, y compris celles de raccords à compression ».
C’est un point sur lequel tous les fabricants sont d’accord : le meilleur des produits, s’il n’est pas posé correctement, c’est-à-dire conformément aux spécifications du fabricant, ne donnera pas les résultats escomptés.
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