ETUDE THERMO-MECANO-ENVIRONNEMENTALE DES JOINTS SOUDES BOUT-A-BOUT ET PAR ELECTROFUSION DES CANALISATIONS ENFOUIES EN POLYETHYLENE DE HAUTE DENSITE
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Date
2018
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Abstract
L'utilisation des tubes en polyéthylène de haute densité dans les réseaux de distribution d’eau et
de gaz naturel est en évolution constante dans le monde entier. Si la résistance des tubes normaux est
actuellement bien établie en utilisant des normes conçues de manière appropriée, les problèmes de
soudage continuent à être globalement abordés de la même manière en termes de structure et de
propriétés mécaniques. Par conséquent, d'autres recherches pratiques devraient viser à étudier les
propriétés mécaniques et thermiques dans la zone de soudure qui comprend la zone de fusion et ses
zones affectées thermiquement. Cette thèse présente deux aspects d’études : Le premier concerne la
simulation numérique du problème thermique du soudage bout à bout, où il a été développé un modèle
numérique capable de prédire le comportement thermique lors du quatre phases du soudage bout à bout
en se rapprochant au maximum du cas réel, et ce en imposant les conditions aux limites appropriées. Le
problème est résolu au moyen du schéma implicite de la direction alternée implicite. Les résultats sont
intéressants et validés à partir de données expérimentales. La deuxième partie de l’étude présente une
nouvelle méthode basée sur l'enlèvement de couches afin d'évaluer les variances localisées des
propriétés mécaniques dans la soudure à la fois radiale et circonférentielle. Un plan expérimental basé
sur des opérations d'usinage spécifiques a permis de tester 39 échantillons standards représentant la
matière du volume de soudure en trois couches concentriques (interne, moyenne et externe). L'approche
développée dans cette étude donne des indications cohérentes sur la qualité du soudage autour de la
circonférence du tube et à travers l'épaisseur. En conséquence, les couches internes et externes soudées
peuvent présenter des soudures avec des faibles propriétés mécaniques ou même de mauvaise qualité,
car les imperfections peuvent concentrer les contraintes à l'interface des joints en raison du problème de
soudage à froid. Un tel procédé a permis de détecter 23% des défaillances au niveau du cordon de
soudure à partir des couches externes et internes, tandis que la couche intermédiaire n'a révélé aucune
défaillance au niveau de la soudure. Les causes de ce comportement sont abordées en utilisant l'évolution
de la cristallinité dans les tubes soudés et non soudés