# Comment un obturateur retient la charge : pression, surface et friction

Canonical: https://reliancetrenchless.com/fr/blog/how-inflatable-pipe-plugs-hold-back-pressure

Published: 2026-11-10 · Updated: 2026-11-10 · By Reliance Trenchless

Comment un obturateur de 2,5 kg retient 700 kgf d'eaux usées. Calcul de poussée hydrostatique et frottement expliqués d'après notre vidéo YouTube.

Un obturateur gonflable multitailles standard tel que le MS 150-300 ne pèse qu'environ 2,5 kg. Pourtant, lorsqu'il est introduit dans un collecteur d'assainissement DN300 et gonflé à sa pression de service, ce corps élastomère retient une poussée hydraulique supérieure à 7 000 Newtons, soit plus de 700 kg de poussée d'eau.

Les entreprises de réhabilitation sans tranchée et les services des eaux doivent savoir comment un cylindre de caoutchouc souple équilibre la charge statique de l'eau. Dans notre vidéo explicative [Comment un obturateur multitailles retient un égout : pression, surface et adhérence](https://reliancetrenchless.com/videos/multi-size-pipe-plug-how-it-works) (également disponible sur [YouTube](https://www.youtube.com/watch?v=5RxIWVDQzng)), nous détaillons la physique de l'obturation : relation pression-section, loi d'échelle quadratique et frottement de contact.

![Obturateur pneumatique installé dans un collecteur face à la charge amont](https://reliancetrenchless.com/assets/img/Products/PipePlugs/optimized/PipePlugsSite1-572.webp)

Obturateur en position dans un collecteur gravitaire en service. La colonne d'eau amont génère une poussée axiale proportionnelle à la section de la conduite.

## Poussée hydrostatique : la formule de calcul

Les réseaux gravitaires fonctionnent en continu. Lorsque l'on pose un obturateur pour une inspection ITV, une réparation ponctuelle ou un test d'étanchéité à l'air selon l'[ASTM F1417-25](https://store.astm.org/f1417-25.html), l'eau monte en amont, créant une contre-pression ($P_{\text{back}}$).

Cette pression s'exerce uniformément sur la surface de l'obturateur. La poussée axiale totale se calcule ainsi :

$$
F_{\text{thrust}} = P_{\text{back}} \times A_{\text{pipe}} = P_{\text{back}} \times \frac{\pi D^2}{4}
$$

En unités courantes de chantier :

- **1,0 bar** correspond à 100 kPa ou environ $10 \text{ N/cm}^2$ (soit 10,2 m de colonne d'eau).
- Une conduite **DN300** ($D = 30 \text{ cm}$) offre une section de $A = \pi \times (15 \text{ cm})^2 \approx 706,8 \text{ cm}^2$.
- À 1,0 bar de contre-pression admissible, la poussée axiale totale est de :

$$
F_{\text{thrust}} \approx 10 \text{ N/cm}^2 \times 706,8 \text{ cm}^2 = 7 068 \text{ N} \approx 720,5 \text{ kgf}
$$

Les opérateurs dans le regard aval sont protégés de près de trois quarts de tonne de poussée uniquement par cet élément pneumatique.

## L'effet d'échelle quadratique du diamètre

La poussée hydrostatique ne croît pas de manière linéaire avec le diamètre, mais avec son carré ($D^2$). Doubler le diamètre multiplie par quatre la surface exposée :

- En **DN150** ($A \approx 176,7 \text{ cm}^2$) à 1,0 bar, la poussée est d'environ $1 767 \text{ N}$ (~180 kgf).
- En **DN300** ($A \approx 706,8 \text{ cm}^2$, 4× surface) à 1,0 bar, elle atteint $7 068 \text{ N}$ (~720 kgf).
- En **DN600** ($A \approx 2 827 \text{ cm}^2$, 16× surface de DN150), même à une contre-pression réduite de 0,5 bar ($5 \text{ N/cm}^2$), la poussée est de $14 135 \text{ N}$ (~1 440 kgf).
- Sur un collecteur **DN1200** ($A \approx 11 310 \text{ cm}^2$, 64× surface de DN150), 0,2 bar de contre-pression (2 m d'eau) suffisent à générer $22 620 \text{ N}$ (~2 306 kgf) de poussée.

Comme la poussée augmente avec le carré du diamètre et que l'ancrage reste limité, la contre-pression admissible publiée baisse avec le diamètre nominal.

![Obturateur gonflé contre la paroi formant un joint circulaire étanche](https://reliancetrenchless.com/assets/img/Products/PipePlugs/optimized/PipePlugsSite2-558.webp)

Zone de contact radial contre la paroi de la conduite. La pression interne de gonflage crée la force normale nécessaire au frottement d'adhérence.

## Mécanique du contact : comment la pression interne crée l'adhérence

Un obturateur en caoutchouc lisse reste en place grâce à la mécanique de contact et au frottement statique.

Comme l'a démontré [Persson (2001)](https://doi.org/10.1063/1.1388626), les élastomères se déforment pour épouser les aspérités microscopiques de parois telles que le béton, le grès ou le PVC. Sous l'effet de la pression de gonflage ($P_{\text{infl}}$), l'obturateur développe une contrainte normale $\sigma_c$ sur toute sa surface de contact ($A_c = \pi D L_c$) :

$$
F_{\text{normal}} = \sigma_c \times A_c \approx P_{\text{infl}} \times \pi D L_c
$$

La résistance au glissement par frottement ($F_{\text{friction}}$) vaut :

$$
F_{\text{friction}} = \mu \times F_{\text{normal}}
$$

où $\mu$ est le coefficient de frottement statique entre la gomme et le tuyau.

L'équilibre statique exige un facteur de sécurité $S_f \ge 1,5$ à $2,0$ :

$$
F_{\text{friction}} \ge S_f \times F_{\text{thrust}}
$$

Cette relation donne la règle d'exploitation présentée dans notre [vidéo](https://reliancetrenchless.com/videos/multi-size-pipe-plug-how-it-works) : **La pression de gonflage interne doit toujours être supérieure à la contre-pression ($P_{\text{infl}} > P_{\text{back}}$).** Sur le modèle [Reliance Multi-Size](https://reliancetrenchless.com/fr/products/multi-size-pipe-plugs) MS 150-300, le gonflage est de 2,0 bar pour 1,0 bar de contre-pression max. Si la pression interne chute sous la contre-pression, le fluide décolle le caoutchouc de la paroi et l'obturateur peut être éjecté vers l'aval.

![Structure d'obturateur multitailles avec nervures annulaires et armature nylon](https://reliancetrenchless.com/assets/img/Products/PipePlugs/MultiSize/optimized/MultiSizePlugListing2-1200.webp)

Structure de l'obturateur multitailles en élastomère vulcanisé renforcé de câbles en nylon pour une grande expansion et une adhérence accrue.

## Conception multitailles : nappe de renfort nylon et insertion aisée

Comment un seul obturateur peut-il couvrir les diamètres DN150 à DN300 sans risque d'éclatement ?

Les modèles multitailles intègrent une armature interne en câbles de nylon haute ténacité vulcanisée dans un caoutchouc synthétique résistant aux agents chimiques.

1. **Format compact dégonflé :** Dégonflé, le MS 150-300 ne mesure que 135 mm de diamètre extérieur, permettant un passage aisé par les tampons et descentes étroites.
2. **Expansion guidée :** La structure textile canalise l'expansion radiale et prévient tout amincissement localisé de la paroi.
3. **Stries annulaires moulées :** Les cannelures extérieures concentrent la contrainte de contact, chassent le film d'eau lubrifiant et assurent un verrouillage optimal sur canalisations lisses en PE ou PVC.

| Modèle | Diam. Dégonflé (mm) | Plage d'Utilisation (DN mm) | Pression Gonflage (bar) | Contre-pression Max. (bar) | Poussée à Charge Max. (kN / kgf) |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| MS 50-100 | 47 | 50–100 | 3,0 | 2,0 | 1,57 kN / 160 kgf |
| MS 70-150 | 67 | 70–150 | 3,0 | 2,0 | 3,53 kN / 360 kgf |
| MS 100-200 | 95 | 100–200 | 2,0 | 1,0 | 3,14 kN / 320 kgf |
| MS 150-300 | 135 | 150–300 | 2,0 | 1,0 | 7,07 kN / 721 kgf |
| MS 200-400 | 182 | 200–400 | 2,0 | 1,0 | 12,57 kN / 1 281 kgf |
| MS 200-500 | 185 | 200–500 | 2,0 | 1,0 | 19,63 kN / 2 002 kgf |
| MS 300-600 | 283 | 300–600 | 1,5 | 0,5 | 14,14 kN / 1 441 kgf |
| MS 400-800 | 365 | 400–800 | 1,5 | 0,5 | 25,13 kN / 2 563 kgf |
| MS 500-1000 | 460 | 500–1000 | 1,5 | 0,5 | 39,27 kN / 4 004 kgf |
| MS 600-1200 | 550 | 600–1200 | 1,2 | 0,2 | 22,62 kN / 2 306 kgf |

Table: Caractéristiques techniques des obturateurs multitailles Reliance avec pressions et poussée axiale maximale calculée.

## Règles de sécurité indispensables sur le chantier

Selon le guide de sécurité [UK HSE GS4 (2012)](https://www.hse.gov.uk/pubns/gs4.pdf), un obturateur pneumatique sous pression représente une réserve importante d'énergie potentielle ($p \times V$). En cas d'éjection, cette énergie est libérée instantanément.

Quatre mesures fondamentales doivent être appliquées :

- **Curage préalable du radier :** Selon les normes de [NASSCO](https://www.nassco.org/trenchless-technology/assessment), les graisses et dépôts réduisent fortement le coefficient $\mu$. Nettoyez soigneusement la zone de pose.
- **Régulateur de pression étalonné :** Utilisez toujours un coffret de gonflage avec manomètre étalonné et soupape de décharge.
- **Surveillance continue du niveau d'eau amont :** Lors d'orages, l'eau monte vite. En cas de dépassement des limites, délestez via un obturateur by-pass.
- **Étaiement mécanique obligatoire :** Ne restez jamais dans l'axe d'un obturateur sans avoir installé un blindage ou des étais mécaniques de blocage en aval.

## Questions fréquentes sur la contre-pression et l'adhérence

### Quelle contre-pression un obturateur multitailles peut-il tenir dans un égout DN300 ?

Le MS 150-300 est donné pour 2,0 bar de gonflage et 1,0 bar de contre-pression maximale. À cette valeur, la poussée axiale sur la face de l'obturateur dans un tube DN300 atteint environ 7,07 kN, soit 721 kgf (tableau ci-dessus). Le chiffre vaut pour ce modèle dans sa plage d'étanchéité de 150–300 mm ; faites confirmer le diamètre intérieur mesuré et la valeur en vigueur par Reliance avant l'obturation.

### Pourquoi les grands obturateurs ont-ils une contre-pression admissible plus faible ?

La poussée augmente avec le carré du diamètre intérieur : une même hauteur d'eau appuie donc plus fort sur une face plus grande. Une conduite DN600 a environ 16 fois la section de DN150, et le MS 300-600 est donné pour 0,5 bar alors que le MS 50-100 l'est pour 2,0 bar. Retenez la valeur publiée du modèle que vous utiliserez, car le diamètre seul ne fixe pas la limite.

### Pourquoi la pression de gonflage doit-elle rester supérieure à la contre-pression ?

La pression de gonflage crée la contrainte radiale de contact qui produit le frottement sur la paroi. Si la charge amont dépasse la pression interne, le caoutchouc se décolle de la clé du tube, la contrainte de contact chute et l'obturateur peut être éjecté vers l'aval. Tous les modèles du tableau gardent une pression de gonflage supérieure à leur contre-pression maximale.

### Les graisses et les sédiments réduisent-ils la force de retenue ?

Oui. La force de retenue dépend du coefficient de frottement entre le caoutchouc et la paroi, et les graisses, les boues, le biofilm et les incrustations minérales abaissent ce coefficient à pression de gonflage égale. Les recommandations NASSCO portent sur l'état du tube, et les règles ci-dessus demandent de laver ou de gratter la zone d'appui avant le gonflage. Faites confirmer la méthode de nettoyage et la longueur d'appui pour le tube concerné.

### Un obturateur multitailles passe-t-il par le regard ?

Dégonflé, le MS 150-300 mesure 135 mm de diamètre extérieur et le MS 600-1200 mesure 550 mm. Comparez cette valeur à l'ouverture la plus étroite du parcours d'accès, puis vérifiez la plage d'étanchéité au regard du diamètre intérieur mesuré. Transmettez les dimensions du regard et du tube à Reliance pour une vérification du modèle.

## Faire confirmer la pression admissible de votre conduite

Pour plus d'informations, consultez notre [Guide de sélection des obturateurs gonflables](https://reliancetrenchless.com/fr/resources/inflatable-pipe-plug-selection-guide) ou soumettez votre demande sur notre [page de contact](https://reliancetrenchless.com/fr/contact#product=MultiSizePipePlugs).

## Références et documents sources

- [Vidéo explicative YouTube : Comment un obturateur retient les eaux usées](https://www.youtube.com/watch?v=5RxIWVDQzng)
- [Page vidéo Reliance : Physique de l'obturateur multitailles et frottement](https://reliancetrenchless.com/videos/multi-size-pipe-plug-how-it-works)
- [UK HSE GS4 (2012) : Exigences de sécurité pour essais sous pression](https://www.hse.gov.uk/pubns/gs4.pdf)
- [Persson (2001) : Théorie du frottement et mécanique de contact du caoutchouc](https://doi.org/10.1063/1.1388626)
- [ASTM F1417-25 : Essais de réception à basse pression d'air](https://store.astm.org/f1417-25.html)
- [NASSCO : Directives d'inspection et évaluation de canalisations](https://www.nassco.org/trenchless-technology/assessment)