Étude des propriétés mécaniques à travers la paroi d’un tube HDPE-80 extrudé destiné à la distribution du gaz naturel

Mechanical properties study in extruded HDPE-80 pipe wall used for natural gas distribution

L. Alimi^1,5, W. Ghabeche^2,5, W. Chaoui^3,5 et K. Chaoui^4,5

¹ Unité de Recherche en Technologies Industrielles URTI/CSC, Université Badji Mokhtar, BP 1037, Annaba 23000, Algérie
e-mail: latifaalimi@yahoo.fr
² Département de Physique, Univ. Badji Mokhtar, Annaba 23000, Algérie
³ Département de géologie, Univ. Badji Mokhtar, Annaba 23000, Algérie
⁴ Département de Génie Mécanique, Univ. Badji Mokhtar, Annaba 23000, Algérie
⁵ Laboratoire de Recherche en Mécanique des Matériaux et Maintenance Industrielle (LR3MI), Faculté des Sciences de l’Ingéniorat, Université Badji Mokhtar, BP 12, Annaba 23000, Algérie

Reçu : 9 Octobre 2011
Accepté : 18 Janvier 2012

Résumé

Les polymères constituent une famille remarquable de matériaux de par l’extrême variété des produits qu’il est possible d’en concevoir et la flexibilité des différents procédés de mise en œuvre. Le recours à ces matériaux a permis de réaliser des gains substantiels sur les coûts, les délais d’utilisation et les interventions. En dépit de l’acceptation du polyéthylène comme alternative économique pour les réseaux de tubes, la sûreté de fonctionnement reste une question fondamentale, et son utilisation requiert l’aptitude à déterminer les propriétés intrinsèques en fonction de l’utilisation et des conditions de service requises par le dimensionnement. Cette étude traite la détermination du comportement mécanique d’une résine HDPE à travers la totalité de l’épaisseur d’un tube à gaz. Des éprouvettes normalisées ont été usinées dans des conditions spécifiques suivant la norme ISO-527 dans le sens longitudinal. Les propriétés mécaniques sont mesurées en traction sur une machine asservie et pilotée par ordinateur. Les résultats indiquent qu’il y a une nette évolution des propriétés mécaniques à travers la paroi tubulaire, ce qui confirme le comportement observé dans d’autres études relatives à des filaments de polyéthylène testés dans les mêmes conditions. Ces variations sont imputées aux gradients morphologiques et à l’évolution des contraintes internes imparties par le procédé d’extrusion.

Abstract

Polymers represent a remarkable family of materials because of the variety of products that it is possible to design with and the different implementation processes offered. The use of these materials allowed to acheive substantial gains on associated costs, service times and repair. Despite the acceptance of polyethylene as an economic alternative for pipes networks, safety remains a fundamental issue, and it requires the ability to determine intrinsic properties as a function of the service conditions required by the design and the use. This study deals with the determination of the mechanical behaviour of an HDPE resin through the entire pipe wall thickness. Standard testing specimens have been manufactured under specific conditions in the longitudinal direction according to ISO-527. The mechanical properties are measured in traction using a computer-driven testing machine. The results indicate that there is a clear evolution of the mechanical properties through the pipe wall, which confirms the bahaviour observed in other studies of polyethylene filaments tested under the same conditions. These variations are attributed to morphological gradients and the evolution of internal stresses imparted by the extrusion process.