Brevet FR2885629A1 — publié le 20061117

Procédé de traitement anti-corrosion d'une structure creuse et structure creuse. La présente invention concerne le domaine de la prévention de 5 la corrosion à l'intérieur de structures creuses de con;tructions telles que des murs, des poutres, des piliers ou des poteaux. Le brevet français 2 792 355 décrit un procédé de renforcement d'éléments de construction, dans lequel on insère l'intérieur de l'élément de construction au moins trois éléments coplanaires de reprise des efforts de compression et des entretoises, les éléments de reprise des efforts et les entretoises comprenant une tige de résine époxy armée de fibres de verre et un scellement au mortier de résine époxy. Ce procédé donne satisfaction. Toutefois, la demanderesse s'est aperçue que des constructions possédant des cavités intérieures étaient susceptibles d se dégrader en raison de la corrosion attaquant ladite construction depuis l'intérieur de la cavité. A titre d'exemple, une structure en élément d'acier creux peut être atteinte de rouille par l'intérieur et voir sa solidité diminuer dans le temps jusqu'à un percement d'une paroi d'acier qui favorise encore plus la corrosion, ou encore un effondrement de l'ouvrage qui peut mettre en danger les personnes et provoquer la ruine complète de la construction dont l'intérêt architectural ou artistique peut être élevé. Le document EP-A-O 861 216 décrit une composition de résine inorganique proche du ciment, comprenant une solution aqueuse acide de phosphate métallique, un composé d'oxybore et un composé de wollastonite, dans le but d'obtenir une résine fraîche ayant une vie en pot ajustable de plusieurs minutes à plusieurs heures et un temps de prise de quelques minutes à plusieurs heures. Des additifs, tels que des agents moussants, peuvent être ajoutés à la résine inorganique, en particulier des carbonates, tels que MgCO3, CaCO3, ZnCO3, Li2CO3 et analogues, ou encore Na2CO3 et K2CO3. Une telle résilie présente une densité apparente d'environ 350 kg/m3. La demanderesse s'est rendue compte qu'une telle résine s'averrait assez coûteuse, difficile à injecter et de densité trop élevée pour de nombreuses applications. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients de l'art antérieur évoqués ci-dessus. La présente invention vise un procédé adapté aux traitements anticorrosion de structures creuses. Le procédé de traitement d'une structure creu;e de bâtiments contre la corrosion comprend des étapes d'injection dans une cavité de ladite structure d'un produit gonflant par un orifice inférieur et, simultanément, de création d'une dépression dans la cavité à partir d'un orifice supérieur de façon que le produit gonflant occupe un espace déterminé de la cavité. On parvient ainsi à remplir convenablement une cavité existant dans une structure creuse, y compris une cavité présentant une hauteur élevée. Grâce à la dépression à partir de l'orifice supérieur, le produit gonflant monte facilement dans ladite cavité. La dépression peut être créée par une pompe à vide. L'orifice supérieur peut être muni d'une buse vissée. On garantit ainsi une 20 bonne étanchéité entre la buse et la structure. Avantageusement, on forme l'orifice supérieur à proximité d'une extrémité supérieure de la cavité. Dans un mode de réalisation, on munit l'orifice inférieur de la structure d'une buse multicanal. On peut ainsi injecter simultanément une pluralité de composants, par exemple une mousse par un canal et un composant de structure par un autre canal. Avantageusement, le produit gonflant comprend une charge minérale. La charge minérale peut comprendre des billes de verre de diamètre inférieur à 1 mm, préférablement de diamètre inférieur à 0,2 mm. On peut utiliser des billes de verre sphérique:;, de diamètre d'environ 0,12 mm, qui confèrent au produit gonflant d'excellentes caractéristiques mécaniques, notamment de résistance à la compression. Dans un mode de réalisation, le produit gonflant comprend une solution aqueuse de phosphate métallique, un composé d'oxybore, et un composé de wollastonite. Le produit gonflant possède ainsi de bonnes caractéristiques mécaniques, notamment de résistance au cisaillement. Avantageusement, le produit gonflant présente, à l'état gonflé, une masse volumique inférieure à 350 kg/m', préférablement inférieure à 250 kg/m3. On peut ainsi traiter une structure creuse présentant au moins une cavité de grande dimension sans alourdir excessivement ladite structure et nuire à sa solidité mécanique. Bien au contraire, le produit gonflant, à l'état gonflé, peut accroître la résistance mécanique de la structure, notamment contre la compression ou encore le flambement. Dans un mode de réalisation, la structure creuse comprend un tube métallique. Le procédé est particulièrement bien adapté au renforcement de structure métallique creuse, par exemple en tube d'acier de section circulaire ou rectangulaire et également au renforcement de structure creuse en béton. L'invention concerne également une structure creuse de bâtiment, comprenant une cavité et un produit mousseux gonflé injecté dans la cavité de ladite structure. On empêche ainsi l'entrée de l'oxygène de l'air contre la paroi intérieure de la cavité, ce qui stoppe la corrosion, notamment la rouille des métaux ferreux, et ce sans modification importante de l'intégrité de la structure creuse et de son comportement mécanique. Le produit mousseux peut cccuper plus de 95% de la cavité, préférablement, plus de 95%. Bien entendu, en cas de cavité de forme complexe, on peut prévoir une pluralité d'orifices inférieurs et une pluralité d'orifices supérieurs, permettant au produit mousseux de se répandre plus facilement et d'occuper une plus grande partie du volume de la cavité. L'invention concerne également une composition de résine organique, comprenant un agent moussant organique, une charge minérale, une solution aqueuse de phosphate métallique, un composé d'oxybore, et un composé de wollastonite. L'agent moussant peut comprendre du polyuréthane qui offre un excellent gonflement, pour un coût faible, et une mise en oeuvre aisée, et ce avec t.n échauffement minime. La charge minérale augmente la résistance mécanique du produit mousseux à l'état gonflé et peut se présenter sDus la forme de billes de verre, de diamètre sub-millimétrique, par exemple de l'ordre de 70 à 120 microns. Une telle charge minérale peut facilement être injectée par des buses ayant des canaux de faible diamètre. Le composé.d'oxybore permet de limiter l'échauffement lors de la prise de la résine, et ce sans nuire de façon significative à l'extension que l'on souhaite obtenir grâce à l'agent moussant. La 'vollastonite est généralement un minéral de silicate de calcium CaSiO3. Grâce à l'invention, on obtient une composition de produit mousseux de très faible densité pouvant être injectée dans des orifices de petites tailles, ce qui évite à avoir à effectuer des perçages de diamètre important dans les structures à traiter. qui seraient susceptibles d'être nuisibles esthétiquement et mécaniquement, et ce en mettant en oeuvre une résine présentant une bonne solidité à l'état de prise, un bon collage sur les parois de la cavité, et dont la mise en oeuvre peut être effectuée à température ambiante sans apport de chaleur extérieure ni dégagement de chaleur susceptib e de nuire à la structure ou à des revêtements, tels que des couches de peinture. Ladite composition peut servir à la fois à traiter contre la corrosion des surfaces peu accessibles et à renforcer une structure par un renfort intérieur discret et de faible masse. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisatiDn pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'une structure creuse préparée pour un traitement anti-corrosion; - la figure 2 est une vue de détail d'une buse d'injection de produit mousseux; - la figure 3 est une vue schématique de la structure de la figure 1, après traitement; et -la figure 4 est une vue schématique d'une autre structure creuse préparée pour le traitement. Comme on peut le voir sur la figure 1, u -ie construction comprend un poteau métallique 1 comprenant une paroi allongée 2 et des parois inférieure 3 et supérieure 4 définissant une cavité intérieure 5. Les parois 2, 3 et 4 du poteau 1 peuvent être réalisées en tôle d'acier soudée, de quelques millimètres ou centimètres d'épaisseur et être revêtues extérieurement de couches de protection, par exemple de peinture anti-rouille. Toutefois, la surface de la cavité 5 ne peut être aisément recouverte de la même façon et encore moins faire l'objet d'un entretien régulier, tel qu'une réfection de peinturé. La rouille est par conséquent susceptible de se développer dans la cavité 5, ce qui peut mener à une diminution de la résistance mécaniqie du poteau 1, notamment de la résistance à la compression ou de la résistance au flambement, et peut encore mener à un percement local d'une paroi susceptible de laisser entrer de l'air humide, voire de l'eau dans le cas d'une construction extérieure, et donc d'accélérer la formation de rouille. Pour traiter le poteau 1 contre la corrosion inte -ne, on procède tout d'abord au percement d'un orifice inférieur 6 d'un orifice supérieur 7, le plus près possible des parois d'extrémités respectives 3 et 4. Les orifices 6 et 7 peuvent présenter un diamètre de l'ordre de 5 à 20 mm pour l'orifice 6 et de l'ordre de 5 à 10 mm pour l'orifice 7. On peut envisager de former les orifices 6 et 7 directement dans les parois d'extrémités 3 et 4. Toutefois, dans de nombreuses constructions, lesdites parois d'extrémités inférieure et supérieure ne sont pas accessibles. Après perçage des orifices 6 et 7, on fixe à l'orifice 7 un système de pompage 8 comprenant une pompe à vide 9, une conduite 10 munie d'une vanne 11 et une buse 12 formant une extrémité libre de la conduite 10 et reliée à la pompe à vide 9 par ladite conduite 10. Avantageusement, au moins une partie de la conduite 10 est transparente. La buse 12 présente une extrémité pointue pourvue d'un filetage 12a sur sa surface extérieure pour faciliter une fixation étanche par vissage dans l'orifice 7. On amène dans l'orifice 6 un système d'injection 13 de produit gonflant. Le système d'injection 13 comprend un réservoir d'agent moussant 14, une pompe 15, une conduite 16, un réservoir de composants de structure 17, une pompe 18, une concuite 19 et une buse d'injection 20 que l'on vient fixer dans l'orifice 6. La conduite 16 relie la sortie de la pompe 15 à la buse 20, tandis que la conduite 19 relie la sortie de la pompe 18 à la buse 20. Les entrées des pompes 15 et 18 sont reliées respectivement aux réservoirs 14 e: 17. La buse 20 est représentée de façon plus détaille sur la figure 2. La buse 20 comprend un corps, par exemple réalisé en métal léger, pourvu de deux entrées 21 et 22, reliées respectivement aux conduites 16 et 19, et débouchant respectivement dans des canaux de sortie annulaire 23 et central 24. Les produits issus des deux canaux 23 et 24 de la buse sont ainsi mélangés intimement lors de l'injection dans la cavité 5, grâce aux canaux concentriques. Alternativement, les entrées 21 et 22 peuvent se rejoindre en un canal unique, présentant par exemple sensiblement le même alésage que le canal annulaire 23 et assurant un pré-mélange des produits dans la buse 20. Une fois les buses 20 et 12 fixées dans les orifices 6 et 7, respectivement, la vanne 11 est ouverte et la pompe à vide 9 est mise en fonctionnement, ce qui assure une dépression dans la cavité 5. Les pompes 15 et 18 sont alors mises en fonctionnement et injectent un produit gonflant dont les composants se mélangent dans la cavité 5. Le produit gonflant a tout d'abord tendance à descendre vers le bas sous l'effet de la gravité et à occuper l'espace au contait de la paroi inférieure 4, puis monte progressivement au fur et à mesure de l'injection de produit gonflant et du gonflement. La mottée du produit gonflant dans la cavité 5 est favorisée par la dépression qui règne dans la partie supérieure de la cavité 5 obtenue grâce à la pompe à vide 9. Puis, le produit gonflant atteint la buse 12 et passe dans la conduite 10, où son passage est observé grâce à une partie transparente de ladite conduite 10. La vanne 11 est alors fermée et la pompe à vide 9 mise à l'arrêt. Les buses 12 et 20 sont retirées et peuvent être remplacées par des bouchons filetés ou collés 25 et 2C, voir figure 3. Le produit gonflant 27 ayant tendance à former un dôm au cours de sa montée dans la cavité 5, notamment en raison de son contact avec les parois intérieures de la cavité 5 et de son adhésion dan:. lesdites parois intérieures, le produit gonflant 27 occupe déjà une grande partie de l'espace subsistant entre l'orifice 7 et la paroi supérieure 4 lorsque ledit produit gonflant 27 est observé dans la conduite 10. La fin du gonflement du produit gonflant 27 augmente encore la proportion de la cavité intérieure 5 occupée par ledit produit gonflant 25. Ainsi, le produit gonflant 27 occupe, après la fir du gonflement et la prise en masse dudit produit, la majeure partie de l'espace de la cavité 5, notamment une partie supérieure à 95%, vDire à 99% du volume total de la cavité 5. Les bouchons 25 et 25 peuvent être aisément recouverts de la même manière que le reste des surfaces extérieures du poteau 1, par exemple avec de la peinture, de façon que leur présence reste discrète et ne nuise pas à l'aspect d'ensemble du poteau 2 et de la construction en général. Le produit gonflant 27 à l'état de prise présente avantageusement une masse volumique de l'ordre de 200 kg/m3 obtenue grâce à l'utilisation d'une mousse organique, par exemple d'un polyuréthane obtenu par mélange d'isocyanate et le polyol, dont la réaction provoque la formation de gaz carbonique en petites bulles. En outre, le produit gonflant 27 comprend une charge minérale de billes de verre de petit diamètre, par exemple de l'ordre de 0,07 à 0,12 mm, assurant une excellente résistance à la compres.ion et un bon collage du produit gonflant 27 contre la surface intérieure de la cavité 5.On évite ainsi une usure lors de mouvements relatifs entre la paroi latérale 2 du poteau 1 et le produit gonflant 27, qui s'avèrerait néfaste à la structure du produit gonflant 27 et risquerait de provoquer sa destruction progressive par cisaillement et sa perte de contact avec la surface intérieure de la cavité 5 qui risquerait alors à nouveau d'être en contact avec l'oxygène de l'air et de subir une oxyda:ion. Le produit gonflant 27 comprend en outre un composé de structure comprenant un mélange d'une solution aq ieuse acide de phosphate métallique contenant de l'acide phosphorique, d'oxybore et de wollastonite. Le phosphate métallique peut être choisi dans le groupe comprenant des phosphates d'aluminium, de zirconium, de magnésium, de zinc, de calcium, de fer, leurs dérivés et leurs mélanges. Le composé d'oxybore peut être choisi dans le groupe comprenant l'acide borique, les sels de métal alcalin et de métal alcalino-terreux d'acide borique, les sels d'amine et d'ammonium d'acide borique, y compris leurs hydrates et leurs mélanges. Le composé d'oxybore peut être choisi dans le groupe comprenant le borate de sodium, le borate d'ammonium, le borate de calcium, leurs hydrates et leurs mélanges. Le composé d'oxybore se présente préférablement sous la forme poudreuse, mais peut être mélangé avec d'autres composants sous la forme poudreuse. La wollastonite peut être naturelle ou synthétique, à l'état calciné ou non, oL un mélange de celle-ci. Le produit gonflant 27 est mis en oeuvre à basse température avec un échauffement faible, par exemple inférieur à 8;c) par rapport à la température ambiante, et forme un remplissage dans une construction creuse, évitant le contact de l'oxygène de l'air ou d'autres produits oxydants ou corrosifs avec la paroi intérieure de la construction, et ce moyennant une faible augmentation de la masse de la construction grâce à la très faible densité du produit gonflant 27. Le produit gonflant 27 est ainsi parfaitement adapté pour le remplissage de structures creuses, notamment de structures creuses de très grandes hauteurs ou présentant un coefficient d'élancement élevé dont il n'est pas souhaitable d'augmenter la masse de façon excessive, ce qui risquerait de nuire à leur stabilité. Le produit gonflant 27 possède les caractéristiques mécaniques et thermiques adaptées à un tel remplissage, permettant de bloquer l'arrivée de l'oxygène et d'autres produits corrosifs, et par conséquent d'arrêter la dégradation de l'intérieur de telles structures creuses. Le produit gonflant 27 présente à la fois une densité très faible, un coût raisonnable, un échauffement limité lors du durcissement et une excellente résistance mécanique en compression et en cisaillement. Le produit gonflant 27 peut présenter une densité environ 10 fois inférieure à celle d'un béton, au moins 5 fois inférieure à celle d'un mortier de résine époxy, et environ 3 fois inférieure à celle d'un mortier de résine époxy alvéolaire. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, la construction 28 traitée contre la corrosion comprend t.ne structure de forme complexe pourvue d'une cavité 29 en forme de J, que l'on remplit de produit gonflant par une pluralité d'orifices, à savoir un orifice d'entrée 30 qui est ensuite fermé par un bouchon 31, un orifice de sortie 32 fermé par un bouchon 33 et un orifice de sortie 34 fermé par un bouchon 35. L'orifice d'entrée 30 et les orifices de sortie 32 et 34 sont disposés en des endroits de la cavité 29 choisis de façon que le produit gonflant 27 soit conduit à occuper la plus grande partie possible de la cavité 29. On peut prévoir que la longueur à parcourir entre l'orifice d'entrée 30 et l'orifice de sortie 32 soit sensiblement égale à la distance à parcourir entre l'orifice d'entrée 30 et l'orifice de sortie 34 pour favoriser une répartition homogène du produit gonflant 27, lesdites longueurs pouvant être pondérées par l'inverse des diamètres des portions de cavité à parcourir par le produit gonflant 27 pour mieux tenir compte de la perte de charge. L'orifice J'entrée 30 est placé à l'extrémité de la barre inférieure du J, tandis que les orifices de sortie 32 et 34 sont placés, l'un à une extrémité de la barre supérieure du J, et l'autre à proximité de l'extrémité opposée. On parvient ainsi à une répartition satisfaisante du produit gonflant 27 dans la cavité 29, malgré la complexité de la forme de ladite cavité 29. En outre, la cavité 29 étant sensiblement horizontale, on prévoit de former l'orifice d'entrée 30 dans le bas de la cavité 25 et les orifices de sortie 32 et 34 dans le haut ou sur une surface supérieure de la cavité 29. REVENDICATIONS 1-Procédé de traitement d'une structure creuse de bâtiment contre la corrosion, dans lequel on injecte dans une cavité de ladite structure un produit gonflant par un orifice inférieur et simultanément on crée une dépression dans la cavité à partir d'un orifice supérieur de façon que le produit gonflant occupe un espace déterminé de la cavité. 2-Procédé selon la revendication 1, dans lequel on crée la dépression par une pompe à vide. 3-Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on munit 10 l'orifice supérieur d'une buse par vissage. 4-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on forme l'orifice supérieur à proximité d'une extrémité supérieure de la cavité. 5-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on munit l'orifi_ce inférieur d'une buse bicanal. 6-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le produit gonflant compre Id une charge minérale. 7-Procédé selon la revendication 7, dans lecuel la charge minérale comprend des billes de verre de diamètre inférieur à 1 mm, préférablement inférieur à 0,2 mm. 8-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le produit gonflant comprend une solution aqueuse de phosphate métallique, un composé d'o; ybore, et un 9-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le produit gonflant présente à l'état gonflé une masse volumique inférieure à 350 kg/m3, préférablement inférieure à 250 kg/m3. 10-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la structure creuse comprend un tube métallique. 11-Structure creuse (1) de bâtiment traitée par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 12-Structure selon la revendication 11, caractérisée par le fait que le produit mousseux occupe plus de 95% de la cavité, préférablement plus de 99%. 13-Composition de résine organique pour le traitement d'une structure creuse de bâtiment par injection dans une cavité de ladite structure par un orifice inférieur et dépression dans la cavité à partir d'un orifice supérieur, caractérisée par le fait qu'il comprend un agent organique moussant, une charge minérale, une solution aqueuse de phosphate métallique, un composé d'oxybore, et un composé de wollastonite.