Moment critique de terrain — Il est 7h42, un branchement DN 300 déborde à l’aval d’un carrefour sous 2,5 mCE. Vous devez poser un ballon obturateur en sécurité, tenir la charge sans expulsion, documenter l’essai EN 1610 et rendre le réseau au service avant 9h.
Ce guide vous accompagne de A à Z, en langage de technicien : calculs, choix ballon obturateur plein/traversant, bridage, by‑pass, anomalies réelles, check‑lists et retours d’expérience.
Public visé : techniciens assainissement/eau potable, piscinistes, exploitants privés, bureaux d’études, maintenance industrielle, opérateurs CCTV. Normes : EN 1610 (réseaux d’assainissement — construction & essais), EN 805 (alimentation en eau — réseaux extérieurs).
Références fabricant : pressions de gonflage, matériaux (NR/NBR/EPDM), coefficients de sécurité.
1) Définition, usages et matériaux du ballon obturateur
1.1 Qu’est-ce qu’un ballon obturateur ?
Un ballon obturateur — parfois appelé ballon d’obturation — est un obturateur pneumatique qui se gonfle à l’intérieur d’une conduite afin de :- isoler un tronçon (arrêt total du débit pour maintenance, réparation, raccordement) ;
- tester l’étanchéité d’une section (mise en charge contrôlée, protocole EN 1610) ;
- dévier/maintenir un débit résiduel avec un ballon obturateur traversant lorsque l’arrêt complet n’est pas possible.
1.2 Ballon obturateur plein vs traversant
- Ballon obturateur plein : on isole complètement. Idéal pour tests EN 1610, mises en charge locales, obturations temporaires pour maintenance (changement de joint, piquage, remplacement de vanne).
- Ballon obturateur traversant (by‑pass intégré) : on maintient un débit contrôlé. Indispensable quand l’arrêt total provoquerait des surverses, ou pour piscines où l’on souhaite éviter les surpressions sur un liner fragile.
Règle terrain : tant que vous n’avez pas évalué le débit résiduel et la H visée, ne choisissez pas. Le bon ballon obturateur est celui qui répond au besoin hydraulique en restant dans sa fiche technique.
1.3 Matériaux & limites d’emploi
- NR (caoutchouc naturel) : choix standard en assainissement/eaux claires. Bon compromis élasticité/adhérence.
- NBR (nitrile) : recommandé en présence d’hydrocarbures ou solvants légers. Moins sensible au gonflement chimique ; à utiliser avec dérating de la hauteur d’eau admissible.
- EPDM / CR : options selon fabricants pour températures spécifiques ou milieux particuliers.
Clause de bon sens : c’est la fiche technique du fabricant qui fait foi (plage Ø, p_max, matériaux). Conservez‑la au poste de gonflage. Coefficient de sécurité ≥ 3 vis‑à‑vis de l’éclatement.
2) Hypothèses de calcul & périmètre — aligner les attentes avant d’appuyer sur la pompe
Dans ce guide « ballon obturateur », nous considérons par défaut :- Fluide : eau claire ρ = 1000 kg/m³ ; viscosité proche de l’eau à 15–20 °C.
- Conduite : circulaire, propre, rugosité k ≤ 1 mm ; absence de dépôts durs coupants. Ovalisation tolérable < 3 %.
- Durée de pose : ≤ 60 min ; surveillance visuelle continue ; opérateur dédié au manomètre.
- Tolérance d’appui : Ø conduite ± 5 mm ; interfaces protégées si risque d’abrasion (feutre/nappe).
- Sécurité : coefficient ≥ 3 vs éclatement + bridage dès que H > 1 mCE ou DN ≤ 300.
- Hydrocarbures (traces à faibles teneurs) → matériau NBR + −15 à −20 % sur H admissible.
- T° > 40 °C → consulter fabricant (modèle/qualité d’élastomère), réduire H et durée.
- Poses longues (> 1 h) → contrôles périodiques de p_contre, check échauffement ballon/flexible.
Pourquoi ces garde‑fous ? Parce qu’un ballon obturateur gonflable se comporte différemment selon température, chimie du fluide et état des parois. Les marges sauvent des vies et du matériel.
3) Dimensionnement ballon obturateur — du calcul à la décision exploitable
3.1 Hauteur d’eau → contre‑pression (rappel utile)
- Règle terrain : 0,1 bar ≈ 1 mCE (suffit pour un pré‑diagnostic rapide).
- Formule précise :
p_eau (bar) = 0,0981 × H (mCE).
3.2 Pression de gonflage de départ (p_gonfl,dep)
p_gonfl,dep (bar) = 1,2 × p_contre + 0,2 Cette relation empirique de terrain donne un point de départ prudent. Ensuite, ajuster au manomètre en recherchant l’étanchéité sans tendre inutilement la peau du ballon. Jamais au‑delà de p_max fabricant.
- DN 200–250, H = 2,0 mCE → p_contre 0,20 → 0,44 bar de départ.
- DN 300–400, H = 3,0 mCE → p_contre 0,29 → ≈ 0,55 bar.
3.3 Plafonds de gonflage (indications marché — à vérifier)
- Petits Ø : 1,0–1,5 bar
- Ø moyens : 1,5–2,0 bar
- Grands Ø : 2,0–2,5 bar
3.4 Cas spéciaux (et comment les aborder sans panique)
- Hydrocarbures : passer en NBR, raccourcir la pose, rincer après. Déclasser la H de 10–20 %.
- Eau chaude : au‑delà de 40 °C, la peau chauffe → baisse de tenue → réduire H et durée, contrôler plus souvent.
- ATEX/gaz : plan spécifique (mise à la terre, flexible antistatique, ventilation, détection, permis). Un ballon obturateur peut générer des charges statiques en friction — on anticipe.
4) Tableau de dimensionnement ballon obturateur par DN
Contexte : essais EN 1610 à hauteurs modérées, poses courtes, conduites propres. Adapter les valeurs à la marque/référence du ballon obturateur.
| DN conduite | Plage Ø ballon compatible | H max recommandée (mCE) | p_contre (bar) | p_gonfl,dep (bar) | Plafond typique (bar) | Matériau conseillé | CMU bridage mini* | Tolérance Ø conduite | Remarques terrain |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 50–80 | 40–80 mm | 1,0 | 0,10 | 0,32 | 1,0–1,5 | NR | ≥ 1 t | ± 5 mm | Risque d’expulsion élevé : parois lisses/gras → bridage obligatoire, test à blanc 2 min. |
| 100–150 | 80–150 mm | 1,5 | 0,15 | 0,38 | 1,2–1,8 | NR | ≥ 1 t | ± 5 mm | Dégraisser si biofilm ; vérifier joints saillants. |
| 200–250 | 150–250 mm | 2,0 | 0,20 | 0,44 | 1,5–2,0 | NR | ≥ 1 t | ± 5 mm | Chaîne amont ; contrôle stabilité 5 min. |
| 300–400 | 250–400 mm | 3,0 | 0,29 | 0,55 | 1,8–2,2 | NR/NBR | ≥ 1 t | ± 6 mm | Manomètre double voie recommandé ; attention ovalisation. |
| 500–600 | 400–600 mm | 3,0 | 0,29 | 0,55 | 2,0–2,5 | NR/NBR | ≥ 1 t | ± 8 mm | Inspection + essai à blanc ; vérifier ancrages. |
| 800–1000 | 700–1000 mm | 3,0 | 0,29 | 0,55 | 2,0–2,5 | NR/NBR | ≥ 1 t | ± 10 mm | Sangle d’ancrage + consignes d’évacuation ; coordination d’équipe. |
*CMU indicative. Toujours recalculer selon poussée estimée (γeau × g × section × H) et consignes HSE.
- passer au ballon obturateur de diamètre supérieur ;
- utiliser un traversant + by‑pass pour abaisser H amont ;
- poser une double obturation avec purge/vent ;
- réduire H (gestion de niveau, soutirage).
Dimensionnement express : envoyez DN, H visée, fluide, T°, durée de pose → retour avec p_gonfl,dep, référence de ballon obturateur et accessoires.
5) Arbre de décision — du besoin au choix du ballon obturateur
Maintenir un débit pendant l’intervention ?- Oui → Ballon obturateur traversant + by‑pass.
- Fluide agressif ? → NBR.
- Test EN 1610 ? → prévoir circuit de mise en charge/vidange dédié.
- ATEX ? → procédure spécifique + mise à la terre.
- Non → ballon obturateur plein + mise en charge amont.
- Oui → double obturation + purge/vent (éviter surpressions par poches d’air).
- Non → simple obturation possible.
Dimensionnement indicatif du by‑pass (v ≈ 1 m/s)
| Débit résiduel Q (L/s) | Ø by‑pass indicatif | Longueur conseillée | Remarques |
|---|---|---|---|
| 2 | 50 mm | ≤ 10 m | Pertes singulières faibles ; vérifier bulles d’air. |
| 5 | 80 mm | ≤ 15 m | Ajouter purge haute ; surveiller vannes. |
| 10 | 100 mm | ≤ 20 m | Prévoir clapets anti‑retour ; purge/vent. |
| 20 | 150 mm | ≤ 25 m | Stabiliser l’aval ; sécuriser fixations. |
Ces Ø sont indicatifs. Caler le by‑pass sur Q réel, pertes de charge et contraintes de chantier (coudes, vannes, réducteurs).
6) Sécurité & conformité du ballon obturateur
6.1 EPI & organisation
- EPI : casque, gants chimique/mécanique, lunettes/visière, bottes antidérapantes, harnais (espaces confinés), détecteur gaz.
- Rôles : Chef de manœuvre (décision/validation paliers), Opérateur gonflage (manomètre, ajustements), Surveillant atmosphérique (gaz/ventilation), Observateur amont (glissement/zone d’éjection).
6.2 Bridage/arrimage : quand et comment
- Quand ? Toujours en DN ≤ 300 et/ou H > 1 mCE ; si parois lisses/gras, bridage systématique.
- Comment ? Chaîne/sangle côté amont, points d’ancrage hors axe d’éjection ; longueur contrôlée (pas de mou), protection contre arêtes vives.
- CMU : viser ≥ 1 t en petits/moyens DN (adapter au calcul de poussée).
6.3 Contrôle manométrique & lignes de mesure
- Manomètre double voie (gonflage + lecture réseau). Étalonnage à jour.
- Lignes : tuyaux renforcés, raccords Schrader, clapets anti‑retour.
- Micro‑fuites : test savon + essai de stabilité (5 min) avant mise en charge.
6.4 Critères d’arrêt immédiat (concrets)
- Δp_contre > 0,05 bar en 60 s sans cause identifiée ;
- bruit anormal, sifflement, déplacement > 5 mm/min ;
- apparition d’aspérités coupantes, échauffement anormal de la peau.
6.5 Erreurs fréquentes
Gonflage « à l’œil », absence de bridage, dépassement p_max, pose sur joints agressifs, oubli purge/vent, pas de plan d’évacuation.7) Procédures pas‑à‑pas — reproductibles et auditables
7.1 Check‑list 5 étapes (How‑to terrain)
- Gonflez jusqu’à
p_gonfl,dep = 1,2×p_contre + 0,2 (bar); contrôle continu. - Bridez : chaîne/sangle amont ; zone d’éjection balisée/interdite.
- Chargez : monter H par paliers, stabiliser à chaque palier.
- Contrôlez : stabilité de p_contre, décroissance admissible EN 1610, inspection visuelle.
- Dégonflez : abaisser H, purge/vent, dégonflage lent, récupération.
7.2 Vérifier l’étanchéité (méthode EN 1610)
Stabiliser la colonne d’eau, relever la décroissance selon la méthode choisie ; comparer à la courbe normative ; documenter la durée, la température et les conditions d’essai.8) Études de cas avec ballon obturateur — l’expertise qui parle
Cas #1 — DN 300 fonte, H = 2,6 mCE, eaux usées tièdes (30 °C)
- Calcul : p_contre 0,26 → p_gonfl,dep = 0,51 bar.
- Matériau : NBR (traces d’hydrocarbures) ; dérating −15 % → H opérationnelle ≈ 2,2 mCE.
- Bridage : chaîne CMU 1 t amont ; ancrage hors axe.
- Contrôles : manomètre double voie ; stabilité 5 min ; purge haute.
- Piège : joint saillant à 6 h → feutre + repositionnement ; résultat : essai passé, aucune expulsion.
Cas #2 — Piscine liner, DN 160, essai court « anti‑surpression »
- Contraintes : liner fragile, raccord PVC récent.
- Choix : ballon obturateur traversant + by‑pass Ø 80 (Q ≈ 5 L/s).
- Procédure : paliers de 0,05 bar ; durée < 10 min ; contrôle visuel continu.
- Résultat : test concluant, zéro marque sur liner.
Cas #3 — Réseau EP béton DN 600, tronçon 14×DN
- Risque : poches d’air → surpressions.
- Stratégie : double obturation + purge/vent au point haut ; by‑pass pour tenir Q pluie résiduelle.
- Leçon : la purge est non négociable ; sans elle, la H « fantôme » ruine les calculs.
