Brevet FR2715084A1 — publié le 19950721

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR APPLIQUER UN ENDUIT DANS UNE CANALISATION ENTERREE La présente invention concerne un procédé pour appliquer un enduit à base de résine à deux composants dans une canalisation enterrée, notamment dans une conduite d'eau potable en fonte. L'invention concerne aussi un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, comportant une unité de base destinée à être placée à l'extérieur de la canalisation à proximité d'un point d'accès à cette canalisation, une tête mobile d'enduction destinée à être placée dans la canalisation, et au moins un flexible reliant la tête d'enduction à l'unité de base. L'invention s'applique en particulier, mais pas exclusivement, à la réhabilitation ou à l'amélioration des anciennes conduites d'eau potable en fonte. Lorsqu'on pose de nouvelles conduites d'eau potable, on utilise maintenant des tuyaux de fonte pourvus d'un revêtement en matière synthétique qui garantit une grande résistance à la corrosion, une faible résistance à l'écoulement et un faible risque de dépôt de matières solides. Dans les vieilles conduites en fonte, présentant ou non des traces de corrosion, on cherche de plus en plus à appliquer économiquement une gaine ou un revêtement intérieur offrant les mêmes avantages, en effectuant le moins possible de travaux de génie civil. Toutefois, les méthodes proposées jusqu'à présent ne sont pas satisfaisantes, que ce soit techniquement ou économiquement. Une méthode connue, illustrée par exemple dans le document FR-A-2 445 220, consiste à coller une gaine tubulaire souple appliquée par pression d'air contre la face intérieure de la conduite enterrée. Cependant, les gaines de ce genre ont une résistance insuffisante à long terme. De plus, le procédé d'application exige de raccorder un appareil pneumatique volumineux à une extrémité de chaque tronçon de la conduite à traiter, c'est-à-dire d'excaver un gros puits à chaque point d'accès. C'est pourquoi, il est préférable de réaliser un enduit avec un produit durcissable, appliqué directement dans la conduite enterrée. La présente invention vise à réaliser ceci d'une manière efficace et relativement peu coûteuse. La réhabilitation de conduites d'eau potable nécessite l'emploi de produits d' enduction spéciaux avec des caractéristiques bien précises, telles que: - absence de solvants (réglementation pour produits alimentaires), - adhésion correcte sur les surfaces métalliques nettoyées préalablement par des moyens classiques, - séchage rapide pour remise en eau rapide des conduites, avec durée minimale d'immobilisation, enduction homogène et étanche, - dureté élevée pour assurer la résistance à l'abrasion et faciliter les nettoyages futurs, - possibilité d'application par enduction sur de grandes longueurs (100 à 150 m) et des diamètres de conduites allant de 80 à 500 mm, - prix modéré des composants d'enduction, assurant une grande compétitivité du procédé par rapport à la technique classique par ouverture de tranchées et remplacement des tuyauteries par des conduites neuves. Actuellement, certaines résines époxy à deux composants répondent à l'ensemble des critères ci-dessus, mais on ne connait pas de procédé permettant de les appliquer convenablement et économiquement à une distance supérieure à une dizaine de mètres à partir du point d'accès. L'invention permet de résoudre ce problème par un procédé du genre indiqué plus haut, caractérisé en ce que l'on place dans la canalisation une tête mobile d'enduction et au moins un flexible reliant cette tête à un point d'accès à la canalisation, ladite tête étant agencée pour appliquer un mélange durcissable sur la paroi intérieure de la canalisation pour former l'enduit, en ce que l'on alimente en continu la tête d'enduction avec les deux composants à chaud, à une température appropriée à un durcissement rapide du mélange durcissable, au moyen de conduits chauffés logés dans ledit flexible, en ce que l'on mélange en continu les deux composants dans la tête d'enduction pour former le mélange durcissable et en ce que l'on déplace ladite tête en continu le long de la canalisation pendant qu'elle applique ledit mélange. De préférence, l'on déplace la tête d'enduction par traction sur le flexible. On peut déplacer la tête d'enduction à une vitesse proportionnelle au débit d'alimentation des composants. Pour un débit donné, l'épaisseur de la couche sera proportionnelle à la vitesse de déplacement de la tête. Dans une forme avantageuse du procédé, pour appliquer le mélange durcissable, la tête d'enduction effectue une opération de projection du mélange, formant une couche d'enduit sur la paroi intérieure de la canalisation, et simultanément une opération de finition mécanique de ladite couche en arrière de la zone de projection, notamment par martelage et/ou lissage. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, l'invention prévoit un dispositif du genre indiqué plus haut, caractérisé en ce que: - la tête d'enduction comporte un mélangeur pour mélanger les deux composants, des moyens rotatifs d'enduction pour appliquer le mélange des composants sur le pourtour intérieur de la canalisation, et au moins un moteur pour actionner le mélangeur et lesdits moyens d'enduction, - ledit au moins un flexible comporte deux conduits d'alimentation pour lesdits composants, un conduit de transmission d'énergie pour le moteur de la tête, des moyens de chauffage pour chauffer au moins les conduits d'alimentation, et un organe souple de traction permettant de tirer la tête d'enduction au moyen du flexible pour la faire avancer, - l'unité de base comporte deux réservoirs chauffés pour lesdits composants, au moins une pompe pour transférer les composants des réservoirs aux conduits d'alimentation correspondants du flexible, un treuil à tambour sur lequel est fixée une extrémité arrière du flexible, des moyens de réglage de vitesse du treuil et/ou de la pompe, et des moyens de commande et de régulation du chauffage du flexible. Dans une réalisation préférée, le moteur de la tête d'enduction est un moteur pneumatique et ledit conduit de transmission d'énergie est un conduit d'air comprimé qui est chauffé par les moyens de chauffage du flexible. De préférence, les moyens rotatifs d'enduction comportent une turbine centrifuge agencée pour recevoir ledit mélange sortant du mélangeur et le répartir sur la paroi intérieure de la canalisation. Les moyens rotatifs d'enduction peuvent comporter en outre au moins une brosse rotative, liée en rotation à la turbine et disposée axialement derrière celle-ci par rapport au sens d'avancement de la tête d'enduction. Le mélangeur, la turbine et la brosse rotative peuvent avoir un arbre commun entraîné par le moteur de la tête d' enduction. Selon une réalisation avantageuse, les moyens de chauffage du flexible sont électriques et comportent au moins un élément résistif s'étendant sensiblement sur toute la longueur du flexible. Le conduit d'air comprimé peut aussi être chauffé par les moyens électriques de chauffage. De préférence, le flexible comporte au moins un capteur de température qui est raccordé aux moyens de commande et de régulation du chauffage du flexible. Dans l'unité de base, les deux réservoirs de composants peuvent être pourvus de moyens de chauffage. Ils peuvent comporter chacun un mélangeur pneumatique ou électrique. En outre, la pompe et le treuil peuvent avoir tous deux des moyens d'entraînement pneumatiques. Les moyens de réglage de vitesse peuvent comporter un dispositif pneumatique de synchronisation qui commande la pompe en fonction de la vitesse de rotation du treuil. La pompe peut avantageusement être une pompe à deux cylindres fonctionnant en synchronisme pour pomper respectivement lesdits composants. Le procédé et le dispositif selon l'invention ont le grand avantage de permettre l'application d'un enduit au moyen d'une tête mobile relativement simple, qui peut facilement être échangée ou adaptée pour travailler dans des canalisations de différents diamètres, avec un flexible polyvalent d'alimentation et de traction et une unité de base qui peut rester en surface près d'un regard d'accès à la canalisation, sous la forme d'un petit véhicule facile à transporter. Un aspect essentiel de l'invention consiste à amener les composants à chaud jusqu'à la tête d'enduction et les mélanger seulement dans cette tête, ce qui permet d'opérer sur une grande longueur de conduite à partir d'un point d'accès, cette longueur n'étant limitée en pratique que par le volume du tambour du treuil quand le flexible y est complètement enroulé. Le durcissement de la résine ne peut pas s'amorcer dans le flexible, puisque les composants y sont encore séparés. Par contre, il s'effectue rapidement dès la sortie de la tête d'enduction après passage dans le mélangeur rotatif et grâce à la température relativement élevée du mélange durcissable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description d'une forme de réalisation préférée, donnée ci- dessous à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement l'utilisation d'un dispositif selon l'invention, comprenant une unité de base, un flexible ombilical chauffé et une tête d'enduction, - la figure 2 est une vue latérale schématique de l'unité de base, suivant la flèche Il de la figure 3, - la figure 3 est une vue en plan de l'unité de base, partiellement coupée, - la figure 4a est une vue en coupe transversale du flexible chauf f é, - la figure 4b est une vue en coupe transversale d'une variante de réalisation du flexible chauffé, - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale de la tête d'enduction, - la figure 6 est un schéma des organes de l'unité de base qui délivrent au flexible les deux composants de la résine, - la figure 7 est un schéma des organes de l'unité de base qui déplacent la tête d'enduction par enroulement du flexible sur un treuil, et - la figure 8 est un schéma des organes de chauffage et de régulation de température du flexible. En référence à la figure 1, une canalisation enterrée constituée par une conduite d'eau en fonte 1 débouche dans un puits d'accès 2 et fait l'objet d'un traitement d'amélioration par application d'un enduit 3 d'une résine époxy durcissable à deux composants, après des opérations préparatoires appropriées telles que nettoyage, dérouillage, séchage, etc. L'enduit est appliqué au moyen d'un dispositif selon l'invention, composé d'une tête d'enduction 4, d'un flexible d'alimentation et de traction 5, appelé flexible ombilical, et d'une unité de base 6 placée de préférence à la surface du sol 7, près du puits d'accès 2. L'unité 6 comporte un treuil à tambour 8 sur lequel le flexible 5 s'enroule pour tirer la tête d'enduction dans le sens de la flèche A au cours du travail. Une ou plusieurs poulies de renvoi 9 sont supportées par un bâti provisoire (non représenté) pour guider le flexible 5 dans la zone du puits. Le flexible peut être mis en place au préalable dans la conduite 1 par tirage dans le sens opposé à A à partir d'un second point d'accès o on lui fixera la tête 4. Les figures 2 à 4 montrent plus en détail l'unité de base 6 et le flexible 5. Ce dernier peut être réalisé à plat tel qu'illustré par la figure 4a ou torsadé tel qu'illustré par la figure 4b. Il comporte dans tous les cas deux conduits respectivement 11 et 12 pour le premier et le second composant liquide de la résine époxy (résine de base et durcisseur), ainsi qu'un troisième conduit 13 pour de l'air comprimé, chaque conduit étant défini par un tube souple en polyéthylène 14 entouré d'une tresse en acier 15 pour supporter une haute pression, par exemple 200 bars pour les conduits 11 et 12 de 3/8" (9,5 mm), et d'une gaine de protection en polyéthylène 16. Une tresse de cuivre 17, pour le chauffage électrique par résistance, entoure respectivement les conduits 11 et 12, la liaison électrique entre les deux étant assurée par une boucle à une extrémité des conduits. Chaque tresse de cuivre 17 est recouverte d'un enrobage électriquement isolant 18 en polyuréthanne. Dans la figure 4a, l'ensemble est entouré par une couche d'isolation thermique 19 en fibres de verre et une gaine extérieure 20 en matière synthétique thermorétractable. Le volume d'air intérieur existant entre les conduits 11, 12, 13 et la couche 19 peut être comblé par un remplissage électriquement isolant en polyuréthanne. Dans la figure 4b, la couche d'isolation thermique 19 est prévue individuellement autour de chaque conduit et est protégée par une gaine en polyuréthanne 100. Trois tubes de calage 101 sont également prévus entre les trois conduits pour les positionner. L'ensemble est entouré d'une bande de maintien 102, recouverte d'une enveloppe de protection en polyuréthanne 103. Un câble de signalisation 90, raccordé à un capteur de température, est placé à l'intérieur dudit flexible. Ce flexible 5 a de préférence une longueur de 150 m. En variante, il serait possible d'utiliser plusieurs flexibles séparés ayant chacun un conduit, mais la solution unitaire prévue ici est meilleure, sur le plan thermique et pour la commodité d'utilisation. Les tresses d'acier 15 permettent au flexible de transmettre une force de traction suffisante sur la tête d'enduction. Dans la variante de réalisation illustrée par la figure 4b, un câble de traction 15' additionnel, disposé le long de l'axe central dudit flexible, est prévu pour aider à la transmission de ladite force de traction. Comme le montrent les figures 2 et 3, l'unité de base 6 se présente sous la forme d'un chariot ayant un châssis 21, des roues 22 et un timon 23. Elle comporte un bloc électrique 24 à transformateur qui est alimenté par le secteur et délivre une basse tension de 48 V pour le chauffage. Elle contient en outre un circuit pneumatique 25 alimenté en air comprimé à travers une vanne d'entrée 26 et un filtre 27. Un réservoir 28 pour la résine de base et un réservoir 29 pour le durcisseur sont chauffés à une température de 60 à 80 C par des ceintures de chauffage électrique 30 et ont chacun un mélangeur pneumatique 31; ils sont enveloppés d'une masse isolante 32 et raccordés à une pompe pneumatique bicylindre 33 qui délivre les deux composants séparés de la résine dans une proportion déterminée à des raccords tournants respectivement 34 et 35 sur un arbre creux 36 du treuil 8. Le flexible 5 est enroulé sur un tambour 37 du treuil 8, entre deux joues latérales 38, et son extrémité arrière (non représentée) est fixée au tambour. A travers l'arbre creux 36, ses conduits 11 et 12 pour les composants liquides sont raccordés aux raccords tournants 34 et 35, son conduit d'air comprimé 13 est raccordé à un raccord tournant pneumatique 40 muni d'une vanne 41, et ses circuits électriques sont raccordés à des raccords tournants correspondants 42. L'arbre 36 du treuil, portant le tambour 37, est entraîné en rotation par un moteur pneumatique à réducteur 43 par l'intermédiaire de transmissions à chaînes 44 et 45, d'un limiteur de couple 46 et d'un embrayage 47. Toutes les fonctions du dispositif sont commandées et contrôlées de manière classique à partir d'un tableau de commande 48, comme on le décrira plus loin. La construction de la tête d'enduction 4 est illustrée par la figure 5. Cette tête comporte un corps cylindrique 50 équipé de trois étriers de guidage 51 agencés pour glisser dans la conduite et centrer la tête 4. A son extrémité avant raccordée au flexible 5 ( non représenté), il est prévu un raccord d'entrée 52 pour l'air comprimé qui alimente un moteur pneumatique 53 et s' échappe latéralement par une couronne d'orifices 54. Le moteur 53 fait tourner un arbre 55 actionnant un mélangeur 56, une turbine centrifuge 57 et une brosse de lissage 58 formant l'extrémité arrière de la tête 4. Un raccord d'entrée 60 reçoit la résine de base du conduit 11 du flexible, laquelle est conduite au mélangeur 56 à travers un canal 61 et un clapet anti-retour 62. Des organes identiques conduisant le durcisseur au mélangeur 56 o les deux composants chauds vont former un mélange liquide durcissable qui est éjecté par une couronne de buses axiales 63 sur la turbine 57, formée ici d'un disque légèrement conique. Grâce à l'avancement progressif de la tête 4, le liquide projeté tapisse toute la paroi intérieure de la conduite et forme un enduit mince, par exemple de 0,3 à 1 mm environ pour une application de 0,5 à 1,5 kg/m2. L'épaisseur préférée de l'enduit époxy est de 0,3 à 0, 4 mm. Le durcissement commence immédiatement grâce à la température relativement élevée du mélange et à la chaleur ambiante assurée par l'air comprimé chauffé. La brosse 58 assure un lissage final de l'enduit; le cas échéant, elle peut être précédée d'un organe de martelage favorisant l' élimination d' éventuelles bulles d'air. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention sera mieux compris en se référant aux schémas des circuits représentés dans les figures 6 à 8. En référence à la figure 6, la pompe 33 comporte un moteur pneumatique 65 qui entraîne en synchronisme un piston plongeur dans un premier cylindre 66, pour délivrer la résine de base du réservoir 28 au raccord tournant 34 à travers un clapet 67, et un piston plongeur dans un second cylindre 68 pour délivrer le durcisseur du réservoir 29 au raccord tournant 35 à travers un clapet 69. Des vannes de by-pass 70 permettent un recyclage aux réservoirs s'il le faut. La pression des composants liquides pompés est affichée par des manomètres 78. Le circuit d'air comprimé 25 alimente, à travers un filtre 79, une conduite de distribution 71 dont la pression est affichée par un manomètre 72. La pompe 33 reçoit l'air comprimé à travers un limiteur de débit réglable 73, un modulateur de pression 74 et un robinet d'arrêt 75. La conduite 71 alimente directement les mélangeurs 31 à travers des robinets d'arrêt 76 et permet aussi de mettre sous pression les réservoirs 28 et 29 à travers des détendeurs 77. Les éléments 72 à 78 se trouvent dans le tableau de commande 48. La figure 7 montre que le moteur pneumatique 43, qui entraîne l'arbre 36 du treuil 8 par l'intermédiaire d'un réducteur 43a, de l'embrayage 47 et du limiteur de couple 46, est alimenté par le circuit d'air comprimé 25 à travers un limiteur de débit réglable 80 et un modulateur de pression 81 permettant de faire varier la vitesse du treuil, donc la vitesse de déplacement de la tête d'enduction 4, en contrôlant la pression au moyen d'un manomètre 82. Les éléments 80 à 82 se trouvent dans le tableau de commande 48. Pour régler la quantité de mélange durcissable appliquée par mètre linéaire de conduite, c'est-à- dire pour régler l'épaisseur de l'enduit 3 en tenant compte du diamètre de la conduite 1, un dispositif pneumatique de synchronisation (non représenté) utilise des impulsions de sortie du moteur 43 du treuil pour commander la vitesse de la pompe 33 au moyen du modulateur de pression 74 (figure 6). Le débit des composants de la résine est alors proportionnel à la vitesse de déplacement de la tête d'enduction. La figure 8 illustre les moyens de chauffage et de régulation de température du flexible 5, pour maintenir les composants de la résine et l'air comprimé à la température voulue. Dans le bloc électrique 24 (figure 3), un transformateur 84 monophasé 220/48 V à quatre gradins est associé à un commutateur 85 à cinq positions pour délivrer une tension secondaire échelonnée de 12 à 48 V, indiquée par un voltmètre 86. A travers les raccords tournants 42, cette tension est appliquée aux brins d'aller et de retour de la tresse de chauffage 17 du flexible 5, s'étendant entre un joint isolant arrière 87 et un joint isolant avant 88 du flexible 5. Près de ce dernier se trouve le capteur de température 89 qui, par un câble de signalisation 90, un raccord tournant 42' et un amplificateur 91, agit sur un thyristor 92 de régulation du primaire du transformateur 84 pour limiter le chauffage s'il le faut. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, mais s' étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. Revendications 1. Procédé pour appliquer un enduit à base de résine à deux composants dans une canalisation enterrée, notamment dans une conduite d'eau potable en fonte, caractérisé en ce que l'on place dans la canalisation une tête mobile d'enduction (4) et au moins un flexible (5) reliant cette tête à un point d'accès à la canalisation, ladite tête étant agencée pour appliquer un mélange durcissable sur la paroi intérieure de la canalisation (1) pour former l'enduit (3), en ce que l'on alimente en continu la tête d'enduction (4) avec les deux composants à chaud, à une température appropriée à un durcissement rapide du mélange durcissable, au moyen de conduits chauffés logés dans ledit flexible (5), en ce que l'on mélange en continu les deux composants dans la tête d'enduction pour former le mélange durcissable et en ce que l'on déplace ladite tête (4) en continu le long de la canalisation (1) pendant qu'elle applique ledit mélange. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on déplace la tête d'enduction (4) par traction sur le flexible (5). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on déplace la tête d'enduction (4) à une vitesse réglable proportionnelle au débit d'alimentation des composants. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour appliquer le mélange durcissable, la tête d'enduction (4) effectue une opération de projection du mélange, formant une couche d'enduit (3) sur la paroi intérieure de la canalisation, et simultanément une opération de finition mécanique de ladite couche en arrière de la zone de projection, notamment par martelage et/ou lissage. 5. Dispositif pour appliquer un enduit à base de résine à deux composants dans une canalisation enterrée, notamment dans une conduite d'eau potable en fonte, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant une unité de base (6) destinée à être placée à l'extérieur de la canalisation (1) à proximité d'un point d'accès (2) à la canalisation, une tête mobile d'enduction (4) destinée à être placée dans la canalisation, et au moins un flexible (5) reliant la tête d'enduction à l'unité de base, caractérisé en ce que: - la tête d'enduction (4) comporte un mélangeur (56) pour mélanger les deux composants, des moyens rotatifs d'enduction (57, 58) pour appliquer le mélange des composants sur la paroi intérieure de la canalisation, et au moins un moteur (53) pour actionner le mélangeur et lesdits moyens d'enduction, - ledit au moins un flexible (5) comporte deux conduits d'alimentation (11, 12) pour lesdits composants, un conduit de transmission d'énergie (13) pour le moteur de la tête, des moyens de chauffage (17) pour chauffer au moins les conduits d'alimentation, et un organe souple de traction (15, 15') permettant de tirer la tête d'enduction au moyen du flexible pour la faire avancer, l'unité de base (6) comporte deux réservoirs chauffés (28, 29) pour lesdits composants, au moins une pompe (33) pour transférer les composants des réservoirs aux conduits d'alimentation correspondants du flexible, un treuil à tambour (8) sur lequel est fixée une extrémité arrière du flexible (5), des moyens de réglage de vitesse du treuil et/ou de la pompe, et des moyens de commande et de régulation du chauffage du flexible. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moteur (53) de la tête d'enduction est un moteur pneumatique et en ce que ledit conduit de transmission d'énergie (13) est un conduit d'air comprimé. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens rotatifs d'enduction comportent une turbine centrifuge (57) agencée pour recevoir ledit mélange sortant du mélangeur et le répartir sur la paroi intérieure de la canalisation. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens rotatifs d'enduction comportent en outre au moins une brosse rotative (58), liée en rotation à la turbine (57) et disposée axialement derrière celle-ci par rapport au sens d'avancement de la tête d'enduction. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mélangeur, la turbine et la brosse rotative ont un arbre commun (55) entraîné par le moteur (53) de la tête d'enduction. 10. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de chauffage du flexible sont électriques et comportent au moins un élément résistif (17) s'étendant sensiblement sur toute la longueur du flexible. 11. Dispositif selon les revendications 6 et 10, caractérisé en ce que le conduit d'air comprimé (13) est chauffé par,- X moyens électriques de chauffage. 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le flexible (5) comporte au moins un capteur de température (89) qui est raccordé aux moyens de commande et de régulation du chauffage du flexible. 13. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux réservoirs de composants (28, 29) sont pourvus de moyens de chauffage (30). 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits réservoirs comportent chacun un mélangeur pneumatique (31). 15. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pompe (33) et le treuil (8) ont tous deux des moyens d'entraînement pneumatiques. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens de réglage de vitesse comportent un dispositif pneumatique de synchronisation qui commande la pompe (33) en fonction de la vitesse de rotation du treuil (8). 17. Dispositif selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que la pompe (33) est une pompe à deux cylindres fonctionnant en synchronisme pour pomper respectivement lesdits composants.