Etude Thermo-mecano-environnementale Des Joints Soudes Bout-a-bout Et Par Electrofusion Des Canalisations Enfouies En Polyethylene De Haute Densite.

Résumé: 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.

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