Calcul des contraintes de parois des tuyauteries plastiques

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5.2 CONTRAINTE DE PAROI

C'est la contrainte se produisant dans la paroi d'un tube soumis à pression. Elle est déterminée à partir de la relation:

σ =


s= contrainte de paroi en N/mm² ( Mpa )

de = diamètre intérieur du tube en mm

e = épaisseur du tube en mm

p = pression intérieure en N/mm²

La norme DIN 8075 feuille 5 donne les courbes isothermes de rupture ( Rr ) pour chaque matière plastique ( courbes de régression ).

La FIG 3-208, montre les courbes de régression du PEHD, on constate qu'après 50 ans et pour un tube véhiculant de l'eau à 20°C la rupture se produira à 8N/mm².


5.2.1 REMARQUES

- On constate que les courbes de régression présentent une cassure, c'est à cet endroit que nous trouvons la valeur de la contrainte de rupture.
- La contrainte admissible de paroi ( Radm ) sera déduite des graphiques similaires à la FIG 3-208, en appliquant , en fonction de la matière plastique utilisée, un coefficient de sécurité ( Sc )

Soit Sc =



Coefficients de sécurité : Pour le PVC => Sc = 2,5 ; Pour le PE => Sc = 1,6 ; Pour le PP-HD => Sc = 1,8 ; Pour le PP-LD => Sc = 1,8 ; Pour le PVDF => Sc = 1,6.

Exemple : Pour le PE-HD , Radm = 8 N/mm² / 1,6 = 5 N/mm².

Ainsi, si l'on tient compte du coefficient de sécurité dans la formule générale, nous pouvons écrire:

Rr = p .
. Sc

Ou si l'on veut rechercher la pression maximale: pmax =
ou encore pmax =


5.2.2 EXEMPLES NUMERIQUES
1) Soit un tube en PEHD; de = 110 mm, e = 10 mm, type Pn 10, véhiculant de l'eau à t = 50°C.

Quelle est la pression maximale autorisée dans un tel tube, pour une durée de 10 ans ?

pmax =
= 0,4375 N/mm² Þ 4,375 barg

2) Soit un tube en PEHD de = 160 mm, température de calcul = 40°C. Durée de vie présumée = 20

ans. Pression de calcul = 4 barg ( 0,4 N/mm² ). Calculer l'épaisseur du tube.

e =
. Sc ; le graphique FIG 3-208 donne pour Rr = 4,5 N/mm²

e =
x 1,6 = 10,9 mm

Les tableaux de dimensions ci-après donne pour le PE et pour de = 160 mm

Pn 6 Þ e = 9,1 mm < 10,9 mm

Pn 10 Þ e = 14,6 mm > 10,9 , nous adopterons cette valeur

 
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