Brevet FR2914418A1 — publié le 20081003

Procédé d'essai par mise en pression d'une enceinte définissant un volume intérieur. La présente invention concerne un procédé d'essai par mise en pression d'une enceinte définissant un volume intérieur, du type comprenant l'injection d'un fluide dans le volume intérieur et le maintien du fluide sous pression dans le volume intérieur. Ce procédé s'applique par exemple aux essais de résistance mécanique de rupture sous pression etlou d'étanchéité d'équipements sous pression ou de caissons de plateforme. Compte tenu de leurs dimensions, les enceintes destinées à constituer des cals- sons de plateforme présentent un volume intérieur très élevé, par exemple de l'ordre de plusieurs dizaines de mètres cube, pouvant atteindre parfois plusieurs centaines de mètres cube. De tels éléments doivent cependant subir, à la fin de leur fabrication, des essais de résistance mécanique ou de résistance à la rupture consistant à introduire un fluide sous pression dans le volume intérieur défini par l'enceinte et à vérifier l'étanchéité etlou les déformations éventuelles de l'enceinte. Pour réaliser de tels tests, il est connu d'utiliser un liquide, comme de l'eau, pour remplir l'enceinte. Dans ce cas, il est nécessaire de renforcer considérablement les fondations du support sur lequel repose l'enceinte, compte tenu de la masse d'eau consi- dérable introduite dans l'enceinte. En outre, l'enceinte doit être réalisée dans un matériau adapté au liquide introduit dans celle-ci, et dans le cas de l'eau, doit être prévue pour résister à la corrosion. II est également connu d'utiliser un gaz sous pression pour réaliser de tels tests. Ainsi, de l'air comprimé à une pression par exemple égale à quelques bars est introduit dans l'enceinte. Toutefois, la pressurisation d'une telle enceinte par un volume de plusieurs dizaines voire plusieurs centaines de mètres cube de gaz est extrêmement dangereuse, notamment en cas de rupture de la paroi constituant l'enceinte. Un but de l'invention est donc d'obtenir un procédé de mise sous pression d'une enceinte qui puisse être mis en oeuvre simplement et avec des précautions minimales pour réaliser des essais de résistance mécanique ou de résistance à la rupture de ['enceinte. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : • avant l'injection du fluide dans le volume intérieur, l'introduction d'un matériau solide de remplissage dans le volume intérieur ; et • après le maintien sous pression du fluide, l'évacuation au moins partielle du fluide et du matériau solide de remplissage hors du volume intérieur. Le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) technique(s) : - lors de l'étape de maintien, une phase de détection d'une fuite de fluide hors du volume intérieur ou/et d'une déformation locale de l'enceinte ; - l'étape d'introduction comprend l'introduction d'une quantité de matériau solide apte à occuper sensiblement la totalité du volume intérieur ; - après l'étape d'injection, le volume occupé par le fluide est inférieur à 10% du volume intérieur ; - l'étape d'introduction comprend l'introduction d'un matériau solide formé par une pluralité d'éléments poreux ; - l'étape d'introduction comprend l'introduction d'un matériau solide formé par une pluralité d'éléments encastrés entre eux ; - l'étape d'introduction comprend l'introduction d'une mousse expansible dans le volume intérieur et l'expansion de la mousse ; - le volume intérieur est supérieur à 1 m3 ; - lors de l'étape de maintien, la pression du fluide est supérieure à 1,5 bars ; et - le fluide est un liquide, l'étape d'introduction comprenant l'étape d'introduction d'un matériau solide de densité inférieure à la densité du liquide. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, don-née uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur les- quels : - la Figure 1 est une vue schématique en coupe suivant un plan vertical d'une enceinte dans laquelle est mise en œuvre une première étape d'un premier procédé selon l'invention ; - la Figure 2 est une vue analogue à la Figure 1, lors d'une deuxième étape du procédé selon l'invention ; - la Figure 3 est une vue analogue à la Figure 1, lors d'une troisième étape du premier procédé selon l'invention ; - la Figure 4 est une vue analogue à la Figure 2, lors d'un deuxième procédé selon l'invention ; - la Figure 5 est une vue analogue à la Figure 1, lors d'un troisième procédé selon l'invention ; et - la Figure 6 est une vue analogue à la Figure 2, lors du troisième procédé selon l'invention. Un premier procédé selon l'invention est représenté schématiquement sur les Figures 1 à 3. Ce procédé est destiné à tester en pression une enceinte 10 délimitant un volume intérieur 12, à l'aide d'un dispositif de mise sous pression 14 visible sur la Figure 2. L'enceinte 10 est par exemple un réacteur chimique industriel destiné à recevoir des produits pour y conduire une réaction chimique entre ces produits, ou un caisson de plateforme destiné à assurer la flottaison d'une plateforme lors de son transport et de sa mise en place. Cette enceinte 10 comprend une paroi métallique 16, qui comporte, dans cet exemple, une cuve 18 creuse et un couvercle d'obturation 20 destiné à obturer la cuve 18. Le couvercle 20 est démontable par rapport à la cuve 18, entre une position d'accès au volume intérieur 12, dans laquelle le couvercle 20 est placé à l'écart de la cuve 18 et une position d'obturation du volume intérieur 12, dans laquelle le couvercle 20 est appliqué sur la cuve 18 pour obturer de manière étanche le volume intérieur 12. La paroi 16 définit en outre une entrée 22 d'injection de fluide de test ménagée dans la cuve 18. L'entrée 22 est munie d'une vanne d'injection 24. Le volume intérieur 12 est défini par la paroi 16 à l'intérieur du couvercle 20 et de la cuve 18. Ce volume est supérieur à 1 m3. Il peut être supérieur à 10 m3 ou à 100 m3. Comme illustré par la Figure 2, le dispositif de mise sous pression 14 comprend un réservoir 26 de fluide de test, une tubulure 28 raccordant le réservoir 26 à la vanne 24, et une pompe 30 d'injection interposée sur la tubulure 28 entre le réservoir 26 et la vanne 24. Le fluide de test contenu dans le réservoir 26 est par exemple un liquide comme de l'eau, ou un gaz comme de l'azote ou de l'air. Le premier procédé d'essai de mise en pression de l'enceinte 10 selon l'invention va maintenant être décrit. Ce procédé comprend une étape d'introduction d'un matériau solide 32 de rem-plissage dans le volume intérieur 12, une étape d'injection de fluide de test dans le volume intérieur 12 par l'intermédiaire du dispositif 14, et une étape de maintien sous pression du fluide contenu dans le volume intérieur 12. Il comprend ensuite une étape de détection d'une fuite de fluide ou/et d'une déformation de l'enceinte 10, et une étape d'évacuation au moins partielle du fluide sous pression et du matériau solide de rem-plissage hors du volume intérieur 12. Dans l'exemple représenté sur les Figures 1 et 2, le matériau solide 32 est formé par une pluralité d'éléments discrets 34 creux et poreux, de densité inférieure à la densité de l'eau. Chaque élément 34 est librement déplaçable par rapport aux autres éléments 34. De manière avantageuse, les éléments 34 sont par exemple réalisés à base de matière plastique comme de la résine. Dans cet exemple, les éléments 34 sont en-castrés les uns par rapport aux autres. A l'étape d'introduction représentée sur la Figure 1, le couvercle 20 est placé dans sa position d'ouverture pour libérer l'accès au volume intérieur 12. Les éléments 34 poreux sont alors introduits dans le volume intérieur 12 pour remplir substantiellement totalement le volume intérieur 12. Puis, comme illustré à la Figure 2, le couvercle est replacé sur la cuve 18 pour obturer le volume intérieur 12 de manière étanche. Le matériau de remplissage 32 occupe alors sensiblement totalement le volume intérieur 12. Ainsi, le volume libre à l'intérieur de l'enceinte 10, formé par les pores à l'intérieur de chaque élément 34 et par les interstices entre les éléments 34, est très inférieur au volume intérieur 12. Il représente par exemple moins de 10% du volume intérieur 12. A l'étape d'injection, représentée sur la Figure 2, la tubulure 28 est raccordée à la vanne 24. La vanne 24 est alors ouverte et la pompe 30 est activée pour injecter du fluide de test contenu dans le réservoir 26 à l'intérieur de l'enceinte 12. Le fluide injecté se répartit dans les pores contenus dans les éléments 34 et dans les interstices entre ces éléments 34. Le volume de fluide injecté dans la cuve est notablement inférieur au volume intérieur 12. Ainsi, si le fluide est un liquide, le poids de l'enceinte 10 contenant le liquide de test est considérablement réduit, ce qui simplifie la structure des fondations du support 36 sur lequel repose l'enceinte 10. Dans le cas où le fluide est un gaz, le volume de gaz introduit dans l'enceinte est limité, ce qui diminue considérablement les risques d'explosion en cas de rupture de la paroi 16 de l'enceinte. Lorsque la pression du fluide dans l'enceinte est supérieure à la pression atmosphérique, par exemple supérieure à 1,5 bar absolu, l'introduction de fluide est stoppée. Le fluide introduit dans l'enceinte est alors maintenu sous pression dans cette enceinte. A l'étape de détection, la présence d'une fuite de fluide à travers la paroi 16 est vérifiée. En outre, la déformation locale de la paroi 16 sous l'effet du fluide sous pression peut être évaluée. Ensuite, à l'étape d'évacuation représentée sur la Figure 3, une partie du fluide de test est évacuée hors de l'enceinte pour diminuer la pression régnant à l'intérieur de l'enceinte 10. Le couvercle 20 est alors ouvert et le matériau solide 32 contenu dans l'enceinte est évacué au moins partiellement de l'enceinte 10. Dans cet exemple, le matériau solide 32 est totalement évacué hors de l'enceinte 10. L'enceinte 10 peut alors être certifiée en vue de son utilisation ultérieure. Dans un deuxième procédé selon l'invention, représenté sur la Figure 4, le matériau solide 32 est formé par une pluralité de billes ou de balles creuses 40 contenues dans des sacs ou filets 42 fermés. Les billes ou les balles creuses 40 sont par exemple formées de résine. Le deuxième procédé est par ailleurs mis en oeuvre de la même manière que le premier procédé représenté sur les Figures 1 à 3. Dans un troisième procédé selon l'invention, représenté sur la Figure 5, le matériau solide 32 est formé par une mousse expansible, expansée directement dans le volume intérieur 12. A cet effet, le troisième procédé selon l'invention comprend, lors de l'étape d'introduction, l'introduction d'un précurseur 52 de volume très inférieur au volume intérieur 12. Le procédé comprend ensuite l'expansion du précurseur 52 dans le volume intérieur 12 pour former la mousse expansée 50 qui occupe sensiblement la totalité du volume intérieur 12, comme illustré par la Figure 6. Grâce à l'invention qui vient d'être décrite, il est donc possible de simplifier considérablement la mise en oeuvre d'essais de résistance mécanique à la rupture et/ou d'étanchéité pour des équipements ou des enceintes 10 sous pression, notam- ment lorsque ces enceintes 10 présentent un volume très élevé. Ainsi, si un liquide est utilisé pour réaliser les tests, le volume de liquide introduit dans l'enceinte 10 est considérablement diminué, ce qui diminue le poids de l'enceinte 10 lors du test. Si un gaz est utilisé pour réaliser le test, la quantité de gaz introduite est dimi- nuée, ce qui limite le danger en cas de rupture de l'enceinte 10. REVENDICATIONS 1.- Procédé d'essai par mise en pression d'une enceinte (10) définissant un volume intérieur (12), du type comprenant : - l'injection d'un fluide dans le volume intérieur (12) et le maintien du fluide sous pression dans le volume intérieur (12) ; caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : • avant l'injection du fluide dans le volume intérieur (12), l'introduction d'un matériau solide (32) de remplissage dans le volume intérieur (12) ; et • après le maintien sous pression du fluide, l'évacuation au moins par- tielle du fluide et du matériau solide de remplissage (32) hors du volume intérieur (12). 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, lors de l'étape de maintien, une phase de détection d'une fuite de fluide hors du volume intérieur (12) ou/et d'une déformation locale de l'enceinte (10). 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape d'introduction comprend l'introduction d'une quantité de matériau solide (32) apte à occuper sensiblement la totalité du volume intérieur (12). 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, après l'étape d'injection, le volume occupé par le fluide est inférieur à 10% du volume intérieur (12). 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape d'introduction comprend l'introduction d'un matériau solide (32) formé par une pluralité d'éléments poreux (34). 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape d'introduction comprend l'introduction d'un matériau solide (32) formé par une pluralité d'éléments (32) encastrés entre eux. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étape d'introduction comprend l'introduction d'une mousse expansible (52) dans le volume intérieur (12) et l'expansion de la mousse (52). 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volume intérieur (12) est supérieur à 1 m3. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de l'étape de maintien, la pression du fluide est supérieure à 1,5 bars. 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide est un liquide, l'étape d'introduction comprenant l'étape d'introduction d'un matériau solide (32) de densité inférieure à la densité du liquide.35