Brevet FR2724004A1 — publié le 19960301

La présente invention concerne une gaine pour le garnissage interne d'une conduite avariée par exemple. Ces gaines utilisées pour le garnissage interne des conduites servent par exemple, pour la réparation, la consolidation ou l'étanchéisation de conduites avariées, rendues poreuses ou ayant, par exemple, la tendance à s'affaisser. Ces gaines permettent notamment la réhabilitation de canalisations enterrées sous couverture du sol dans lequel elles sont enfouies. Dans les procédés connus, la gaine réalisée de façon connue en soi en un matériau composite est réalisée en atelier de façon à ce quelle soit totalement, sur la totalité de son épaisseur, imprégnée avec une résine. La gaine imprégnée avec ladite résine est introduite dans la conduite par retournement et appliquée fermement entre la paroi intérieure de ladite conduite par exemple au moyen d'un fluide sous pression souvent chaud qui est introduit dans la gaine et qui agit sur la face intérieure de la gaine jusqu'à la polymérisation de ladite résine. Pour éviter que la résine qui se trouve sur les couches extemes de la gaine retournée ne soit polluée par les constituants de la conduite ancienne, on introduit au préalable dans la conduite une gaine protectrice. Après polymérisation de la résine, la paroi extérieure de la gaine imprégnée et la gaine protectrice adhèrent fermement et définitivement entre elles sur la totalité de la longueur de la conduite. La gaine protectrice est plaquée fortement à la paroi intérieure de la conduite. Pour obtenir une polymérisation convenable de la résine, on chauffe celle-ci indirectement, en général en chauffant le fluide sous pression ou par tout autre moyen d'application de la gaine contre la conduite avant ou après son introduction dans la gaine. fi a également été proposé d'intégrer une couche chauffante dans la paroi de la gaine. Les résines actuellement utilisées sont des résines thermodurcissables, du type polyester ou epoxy. Ces résines nécessitent de respecter strictement le cycle de polymérisation et de refroidissement. fi faut en particulier éviter que la chaleur de la réaction exothermique due à la polymérisation ne s'ajoute à celle amenée par le vecteur de chauffage (eau ou air). Dans le cas contraire, des fissurations risquent d'apparaître. De plus, lorsqu'on utilise une résine polyester, il faut recuire le matériau, afin de garantir une meilleure polymérisation et assurer l'évacuation du surplus de styrène. Le cycle de polymérisation est relativement long et des échanges de chaleur se font avec le sol environnant d'où des surcoûts financiers dus à la perte d'énergie et de temps. De plus, les investissements nécessaires pour mettre en oeuvre les procédés actuels de pose et de durcissement sont coûteux. Le sas de mise en pression est de grande dimension de manière à stocker les gaines avant le pose. fi faut des chaudières pour chauffer de grandes quantités d'eau, ou des générateurs de vapeur, ce qui nécessite d'avoir une prise d'eau sur les lieux de travail. Les emprises sur le site de travail sont importantes et parfois incompatibles, car les travaux sont généralement réalisés en ville. Lorsqu'on utilise des procédés de chauffage par ultraviolets pour initier la polymérisation, il se crée des contraintes particulières lors de l'imprégnation de la gaine ou de sa mise en oeuvre, en particulier, il faut éviter une exposition prolongée de la gaine à la lumière du jour. Le but de la présente invention est de proposer une gaine dont la mise en oeuvre soit aisée, qui reste stable longtemps avant la phase de polymérisation sans soins particuliers et dont la vitesse de polymérisation soit facile à surveiller. L'invention atteint son but par le fait que la gaine proposée comporte de l'intérieur vers l'extérieur, après retournement dans la conduite, une première couche de polyester non tissé enduite de chlorure de polyvinyle assurant l'étanchéité ; une deuxième couche de tissus de verre aiguilleté constituée d'une ou plusieurs couches de tissus de verre et renforcée par un tissage de polyester et une troisième couche de polyester non tissé, ces différentes couches étant imprégnées par de la résine métacrylate. La première couche assure l'étanchéité à l'air lors de la pose et se comporte comme un "gel-coat" après le durcissement de la gaine. Le polyester non tissé de la première couche assure la liaison du chlorure de polyvinyle au reste de la gaine. La troisième couche de polyester non tissé amène une bonne résistance mécanique à la traction lors de la pose de la gaine. Afin de mieux résister à l'ambiance humide de l'environnement, le verre de la deuxième couche est de type "E". Chaque couche de la gaine est fabriquée à partir d'éléments plats cousus de manière à faire un tuyau. La couche de chlorure de polyvinyle est soudée. Les résines de la famille des métacrylates assurent une bonne résistance contre la corrosion des acides et une bonne résistance mécanique de la gaine. De plus, lors de la polymérisation, elles sont peu sensibles aux chocs thermiques. Cela permet de les catalyser de telle façon que l'apport de chaleur soit limité à la température de déclenchement de la polymérisation, le processus se poursuivant ensuite grâce à la réaction exothermique. La présente invention concerne également un procédé pour polymériser la résine de la gaine selon l'invention. Selon le procédé de l'invention on utilise un rayonnement infrarouge. Le chauffage se fait par passage de chariots portant des générateurs de rayonnements infrarouges dans la conduite après la pose de la gaine. Les rayons infrarouges pénètrent la résine sur une épaisseur de 1 à 2 mm sans chauffer l'air ambiant contenu dans la canalisation et sans échange de chaleur avec le sol environnant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins ci-après dans lesquels: la figure 1 montre en coupe et de façon schématique, une gaine selon l'invention disposée en condition gonflée dans une conduite de section circulaire; la figure 2 montre le dispositif utilisé pour la mise en place de la gaine dans la conduite; la figure 3 montre en détail le dispositif d'introduction de la gaine dans le sas; la figure 4 montre schématiquement le dispositif d'initiation de la polymérisation. La figure 1 montre une conduite 1 dont la paroi intérieure est recouverte d'une gaine 2 de protection en polyéthylène, dans laquelle est enfilée une gaine 3 en matériau composite. Cette gaine 3 comporte de l'intérieur vers l'extérieur trois couches : 4,5 et 6. La première couche 4, disposée à l'intérieur de la conduite 1, et destinée à constituer la couche intérieure de la gaine 3, est réalisée en polyester non tissé enduit de chlorure de polyvinyle souple. La deuxième couche 5, ou couche intermédiaire, est constituée d'une couche de tissu de verre aiguilleté renforcée par un tissage partiel en polyester. L'épaisseur de cette deuxième couche est variable et déterminée lors du calcul de dimensionnement de la gaine 3. Le verre est de qualité "E" afin de mieux résister à l'ambiance humide de l'environnement. La couche extérieure 6 est en polyester non tissé. L'ensemble de ces couches 4, 5 et 6 est imprégné d'une résine de métacrylate. La gaine 3 est réalisée en atelier en découpant des bandes de tissus cousues entre elles et imprégnées par calandrage et sous vide avec de la résine métacrylate. La bande de chlorure de polyvinyle est soudée pour former une gaine étanche. Cette gaine 3 est posée dans la conduite 1 par retournement. La couche de chlorure de polyvinyle est donc la couche extérieure de la gaine 3 fabriquée en atelier. La figure 2 montre le mode de pose de la gaine 3 dans la conduite 1. La gaine protectrice 2 a préalablement été enfilée dans la conduite 2. Cette gaine 2 n'est pas représentée sur la figure 2 par souci de clarté. La gaine 3 est introduite à travers un regard 7 au moyen d'un sas 8 muni de moyens de mise sous pression P, un compresseur à air comprimé par exemple. L'extrémité aval 9 de la gaine 3 est fixée de manière étanche sur un collecteur de sortie 10 du sas 8. La gaine 3 est disposée à l'extérieur du sas 8 et elle pénètre dans ce sas 8 par un orifice 11 sous forme d'une fente réglable. Les références 12, 13 et 14 représentent des rouleaux entraînés par un moteur et destinés à commander la vitesse d'enfilement de la gaine 3. L'extrémité amont 15 de la gaine 3 est obturée et munie d'un filin 16 permettant de régler la vitesse de défilement de la gaine 3, lorsque l'extrémité amont 15 de la gaine 3 a pénétré dans le sas 8. La pression P conjuguée avec la rotation des rouleaux 12, 13 et 14 permet l'enfilement de la gaine 3 dans la conduite 1 par retournement et le plaquage de cette gaine 3 contre la paroi interne de la conduite 1. ll ne reste plus qu'à durcir la résine. Pour assurer l'étanchéité du sas 8 quelle que soit l'épaisseur de la gaine 3, L'orifice 11 est défini par une plaque de support 17 sur laquelle glisse la gaine 3, et par un clapet 18 monté articulé autour d'un axe 19 sur une paroi du sas 8. Le clapet 18 est monté de matière réglable autour de l'axe 19, et il est constitué d'une plaque métallique recouverte à son extrémité libre d'un matériau souple qui presse la gaine 3 sur la plaque de support 17. Des moyens sont prévus pour assurer l'étanchéité entre les bords du clapet 18 et la paroi du sas et pour permettre le réglage de la hauteur de l'orifice 11 en fonction de l'épaisseur de la gaine 3. Le choix du matériau souple du clapet 3 est fait de manière à ce que la couche de chlorure de polyvinyle ne soit pas abîmée lors de son passage par l'orifice 11. Avant d'imprégner les couches 4, 5 et 6 avec la résine métacrylate, les fibres ont au préalable subi un encimage compatible avec la résine et qui favorise l'interface fibre-résine et apporte un gain de résistance mécanique. La résine métacrylate est catalysée en atelier lors de l'imprégnation. Les caractéristiques de la résine sont telles que le temps de conservation de la gaine 3 sans risque de modification est de 120 h à une température inférieure à 17*C, que l'initiation à la polymérisation se fait à 60-C, que la durée de polymérisation sur éprouvette est de trois minutes. Des agents thixotropiques et anti-retrait sont, en outre, ajoutés lors de l'imprégnation. Grâce à ces caractéristiques de la résine métacrylate utilisée, la polymérisation commence à 600C et la réaction exothermique assure la cohérence du durcissement de la résine. Selon l'invention, la polymérisation est déclenchée par une exposition de la gaine à un rayonnement infrarouge. On fait passer dans le conduit 1 un chariot 30 portant des générateurs 32 de rayonnement infrarouge alimentés par un câble électrique 31 et déplacé par une corde 33 s'enroulant sur une poulie 34 fixée à l'extrémité amont 15 de la gaine 3, et manoeuvrée à partir du sas 8 ou depuis l'extérieur du puits d'accès. Les rayons infrarouges pénètrent la résine métacrylate sur un à deux millimètres sans chauffer l'air ambiant et sans échange avec le sol environnant. Ainsi, une puissance de 10 KW est suffisante pour un rendement de 30 mètres linéaires par heure. Lorsque l'initiation de la réaction est atteinte, le chariot 30 est déplacé sur le point suivant, et ainsi de suite de proche en proche. Un instrument de contrôle permet de s'assurer que les températures requises sont atteintes. Après durcissement et refroidissement de la résine métacrylate, la pression P est enlevée dans la gaine 3. Les extrémités de la gaine 3 sont découpées et raccordées aux regards de visite par collage avec des résines armées à prise rapide. Le traitement assure un collet sur la gaine 3 qui adhère au regard. Les branchements à la conduite 1 sont remis en service par utilisation d'un robot fraiseur opérant sous contrôle télévisé ou par ouverture de la chaussée. Cette dernière technique n'est utilisée que s'il est nécessaire d'assurer une étanchéité absolue. REVENDICATIONS 1. Gaine pour le garnissage inteme d'une conduite (1) par retournement, caractérisée par le fait qu'elle comporte de l'intérieur vers l'extérieur, après retournement dans la conduite (1), une première couche (4) de polyester non tissé enduite de chlorure de polyvinyle assurant l'étanchéité ; une deuxième couche (5) de tissus de verre aiguilleté constituée d'une ou plusieurs épaisseurs de tissus de verre et renforcée par un tissage de polyester et une troisième couche (6) de polyester non tissé, ces différentes couches étant imprégnées par de la résine métacrylate. 2. Gaine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le verre de la deuxième couche est de type "E". 3. Procédé de polymérisation de la résine de la gaine selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on utilise un rayonnement à infrarouge. 4. Procédé de mise en place d'une gaine (3) dans une conduite (1) par inversion à l'aide d'un sas (8) muni de moyens de mise sous pression (P), caractérisé en ce que la gaéine (3) est disposée à l'extérieur du sas (8) et pénètre dans ce sas par un orifice (11) défini par une plaque de support (17) sur laquelle glisse la gaine (3) et par un clapet (18) monté articulé autour d'un axe (19) sur une paroi du sas (8), ledit clapet étant monté de manière réglable autour de l'axe (19) et étant constitué d'une plaque métallique recouverte à son extrémité libre d'un matériau souple qui presse la gaine sur la plaque de support (17).