Application du modèle de Lamé à une conduite sous pression à parois simples ou revêtues et placée en tranchée

Application of Lame model to a simple or lined pressurized pipe which is placed in trench

¹ Laboratoire MVRE, Ecole Nationale Supérieure de l’Hydraulique, BP31, Blida, Algérie
Tél : 00 213 792218755, e-mail : boualemsalah@yahoo.fr
² Laboratoire de Mécanique des Fluides, Arts et Métiers ParisTech, 151 Bd. de l’Hôpital, 75013 Paris, France
Tél : 0033144246256, e-mail : fawaz.massouh@paris.ensam.fr

Résumé

La célérité des ondes de pression a été toujours déterminée dans l’hypothèse que la charge externe s’exerçant sur la conduite est nulle. Dans ce travail, on s’intéresse à la célérité de propagation de l’onde de pression dans les conduites soumises à une charge externe exercée par le remblai du sol. La présence du remblai est modélisée par une contrainte s’exerçant sur la conduite. Dans ce cas, le modèle de Lamé sera appliqué avec l’hypothèse d’une pression externe moyenne uniformément répartie. Pour montrer l’effet du remblai, on considère que les conduites sont enterrées dans un sol formé soit par du sable humide, soit par de l’argile saturée ; cas souvent rencontrés en pratique. Une comparaison sera faite, pour les deux natures du remblai, par rapport au cas des conduites libres (non enterrées). Les résultats montreront l’augmentation de la célérité de propagation de l’onde, par rapport au cas des conduites libres et seront comparés avec des résultats expérimentaux. L’étude sera menée dans un cadre général, où la paroi de la conduite peut être composée de plusieurs couches de matériaux différents. L’application numérique portera sur le cas des conduites en PVC haute densité couramment utilisées.

Abstract

Pressiontranchéecharge externeremblaionde de pressionThe pressure wave celerity has been always determined theoretically that the external load exerted pipe is null.In this work ; we are interested in the wave propagation celerity in pipes submitted to an external load applied by various types of embankment soils. The embankment presence is modelled as a load exerted on the pipe. In this case, the Lamé model will be applied with the hypothesis of an average external load, which is evenly distributed. To show the effect of the embankment, we consider that the soil in which the pipes are buried is either wet sand or saturated clay, cases frequently met in practice. A comparison will be made, for the two kinds of embankment, with reference to the case of free pipes (not buried). The results will show the celerity increasing comparatively to the case of free pipes. They will be also compared to the experimental results. The study will be carried out in a general case, where the pipe thickness can be composed of several layers of different materials. The numerical application will deal with high-density PVC pipes, which are often used.