Brevet FR2915696A1 — publié le 20081107

Procédé de réalisation d'un cuvelage pour une piscine de réfrigération. 5 Domaine technique de l'invention L'invention concerne un procédé de réalisation d'un cuvelage pour piscine de réfrigération, en particulier d'une enceinte de confinement d'une centrale nucléaire, comportant au moins le montage d'une série de tôles adjacentes 10 sur une paroi en béton et la soudure des tôles les unes aux autres pour former une partie d'une paroi du cuvelage. État de la technique 15 Le cuvelage d'une piscine ou d'une enceinte de réfrigération est constitué par un revêtement métallique intérieur rapporté sur un ouvrage en béton, de manière à confiner les effluents et à garantir l'étanchéité de la piscine en fonctionnement normal ou accidentel. Le revêtement métallique est constitué 20 de tôles soudées les unes aux autres. Habituellement, la soudure est réalisée par une technique de soudure employant une latte disposée à l'arrière des tôles, au niveau de la zone à souder. À titre d'exemple, sur la figure 1, deux tôles métalliques adjacentes 1 25 et 2 ont été soudées par la technique de soudure sur latte. Les tôles 1 et 2 sont, ainsi, fixées sur une paroi en béton 3. Un élément d'ancrage 4 noyé dans le béton est solidaire d'une latte 5 disposée dans le béton et en appui au niveau de la zone de soudure 6 contre les tôles 1 et 2. 30 Une telle technique n'est, cependant, pas mise en oeuvre car l'étanchéité ne peut pas être assurée à 100%. En effet, la soudure réalisée sur latte est difficile à contrôler. Elle ne peut donc pas être garantie. De plus, elle peut présenter des défauts rémanents 7 dû à des inclusions, des oxydations créées pendant la soudure et provoquant des amorces de rupture. Or, ces amorces de rupture peuvent remettre en cause la tenue mécanique du revêtement soumis à des sollicitations telles que des variations de pression et de température ou des vibrations, par exemple, dues à un séisme. En effet, avec cette technique de soudure sur latte, l'étanchéité du revêtement dépend de la zone de soudure 6 qui est en contact, par l'intermédiaire de la latte 5, à l'élément d'ancrage 4. Un défaut d'étanchéité met, alors, en péril la tenue mécanique de l'ancrage et donc du cuvelage. Pour répondre à ce problème et comme représenté schématiquement sur la figure 2, il a été proposé de réaliser un canal 8 de récupération d'égouttures en cas de fuite, entre la paroi en béton 3 et les tôles 1 et 2. Un béton 10, dit béton seconde phase est alors disposé entre la paroi 3 et les tôles 1 et 2 et il renferme une première enceinte 9 fixée à la paroi en béton 3. Cette première enceinte 9 comporte une paroi inférieure 9a solidaire de la paroi en béton 3 (béton première phase) et des parois latérales 9b venant en contact avec les tôles 1 et 2. Sur la figure 2, la première enceinte 9 présente une section en forme de U. Une seconde enceinte 11 présentant des dimensions inférieures à celles de la première enceinte est disposée dans l'espace ménagé dans la première enceinte 9. Elle comporte une paroi supérieure 11a venant en contact avec les tôles 1 et 2, au niveau de la zone de soudure 6. La paroi supérieure 11 a est prolongée par des parois latérales 11 b prenant en appui et solidarisées sur la paroi inférieure 9a de la première enceinte 9. Sur la figure 2, la seconde enceinte 11 présente une section en forme de U renversé. L'espace ménagé entre les parois latérales 9b et 11 b constitue, ainsi, le canal 8 destiné à récupérer les égouttures en cas de fuite au niveau de la zone de soudure. La paroi supérieure 11a correspond à la latte 5 représentée sur la figure 1. Cependant, même avec un canal de récupération des égouttures, le risque de perte d'étanchéité demeure car, comme l'indiquent les flèches F sur la figure 2, il peut y avoir des fuites par capillarité jusqu'au béton seconde phase 10. De plus, ce système ne garantit pas une bonne interprétation de la soudure entre deux tôles, ni la prévention des risques de rupture de la soudure (rupture fragile ou par fatigue). Objet de l'invention L'invention a pour but un procédé de réalisation d'un cuvelage pour piscine 10 de réfrigération remédiant aux inconvénients de l'art antérieur. Plus particulièrement, l'invention a pour but un procédé permettant de garantir l'étanchéité des soudures réalisées et la tenue mécanique du cuvelage. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que chaque tôle comportant, sur 15 une première face disposée en regard de la paroi en béton : des éléments d'ancrage et des cornières en forme de L constituant chacune avec la cornière associée d'une tôle adjacente, en regard de la zone à souder, un rail muni d'une rainure centrale longitudinale 20 le procédé comporte successivement les étapes suivantes : a) la fixation des tôles parallèlement à la paroi en béton à une distance prédéterminée de celle-ci, b) la mise en place dans le rail d'un traînard mobile comportant un volume de diffusion de gaz neutre venant en contact avec les deux tôles adjacentes 25 sous l'action d'un élément de support prenant appui entre la paroi en béton et le traînard, c) la réalisation d'une soudure d'étanchéité entre des tôles adjacentes, dans une atmosphère de gaz neutre, d) le retrait du traînard, 30 e) le contrôle de la soudure f) et la coulée de béton entre la paroi en béton et les tôles soudées, ledit béton noyant les éléments d'ancrage et les cornières.5 Un tel procédé présente l'avantage d'obtenir des soudures ayant les caractéristiques mécaniques des tôles et, contrairement à l'art antérieur, celui de dissocier la fonction de résistance mécanique de la fonction d'étanchéité. Avant la mise en place du traînard, il est possible de positionner une goulotte de récupération d'égoutture entre le béton de première phase et les tôles, au droit de la zone à souder. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention 15 donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : les figures 1 et 2 représentent, schématiquement et en coupe, deux modes de réalisation d'une soudure entre deux tôles selon l'art antérieur. la figure 3 représente, en vue de face et en vue de côté, une tôle utilisée 20 dans un procédé selon l'invention. la figure 4 représente, schématiquement et en coupe, les différentes étapes permettant la fixation d'une série de tôles sur une paroi en béton. la figure 5 représente, schématiquement et en coupe, la réalisation d'une soudure entre deux tôles adjacentes. 25 la figure 6 représente, schématiquement et en coupe, la réalisation d'un contrôle par rayon X, après la soudure de deux tôles adjacentes. les figures 7 à 13 illustrent les différentes phases de réalisation d'un système d'ancrage d'un cuvelage à tôles soudées bout à bout, et à goulotte de récupération d'égoutture. 30 Description de modes particuliers de réalisation Le cuvelage d'une piscine de réfrigération est réalisé en montant successivement et côte à côte des séries de tôles adjacentes et en soudant lesdites tôles, de manière à revêtir l'ensemble des parois en béton de ladite piscine. Or, selon l'invention et contrairement à l'art antérieur, la tenue mécanique du cuvelage est dissociée de la fonction d'étanchéité au niveau des soudures, car les éléments permettant d'assurer la tenue mécanique du cuvelage ne sont pas en contact direct avec les zones de soudure. Un premier mode particulier de réalisation d'un tel cuvelage est, plus particulièrement, illustré sur les figures 3 à 6. Comme représentée sur la figure 3, chaque tôle métallique 12 du cuvelage 15 est munie de deux faces opposées : - une première face 13 destinée à être disposée en regard de la paroi en béton à recouvrir et une seconde face 14 correspondant à la face par laquelle est réalisée la soudure. 20 Les deux faces opposées 13 et 14 sont reliées par des bords. Selon le type de soudure (corniche ou verticale montante), les bords des tôles métalliques 12 peuvent avoir des formes différentes. Les bords d'une tôle 12 comportent généralement deux parties : une première partie en contact avec la première face 13 et une seconde partie en contact avec la seconde face 14. 25 La première partie forme avantageusement un angle droit avec la première face 13 tandis que la seconde partie est une partie en biseau. Or, pour une soudure verticale montante, la partie en biseau d'une tôle forme, de préférence, un angle de 60 avec la partie en biseau d'une tôle adjacente. À titre d'exemple, un bord d'une tôle de 6mm d'épaisseur, peut comporter une 30 partie en biseau sur une épaisseur de 4mm, avec une inclinaison de l'ordre de 30 par rapport à la première partie dudit bord. De plus, pour une soudure verticale montante, les inclinaisons des parties en biseau de deux tôles adjacentes, par rapport au reste de leur bord, sont avantageusement identiques. Ce n'est pas le cas pour des tôles destinées à être soudées en corniche. En effet, pour une soudure en corniche, les secondes parties (parties en biseau) de deux tôles adjacentes forment respectivement un angle de 15 et un angle de 45 avec les secondes parties des bords associés. De plus, la première face 13 de chaque tôle 12 comporte, sur toute sa périphérie, des cornières 15 en forme de L. Les cornières 15 sont, en effet, constituées par des première et seconde ailes sensiblement perpendiculaires. De plus, la première aile d'une cornière 15 est fixée à la première face 13 de la tôle 12, de manière à être sensiblement perpendiculaire à ladite première face et à proximité d'un bord de la tôle 12. Plus particulièrement, comme représenté sur la vue de côté de la figure 3, la position de la cornière 15 et la longueur de la seconde aile (aile parallèle à la première face 13) sont déterminées, de manière à ce que ladite seconde aile ne s'étende pas au-delà de la première face 13. La première face 13 de chaque tôle comporte également des éléments d'ancrage 16 assurant notamment la tenue mécanique du cuvelage. À titre d'exemple, sur la vue de face de la figure 3, trois éléments d'ancrage 16, formés par des profilés ayant une section en forme de U, sont soudés à la première face 13 de la tôle. Les trois éléments d'ancrage 16 sont disposés parallèlement les uns aux autres, dans le sens de la largeur de la tôle 12. Des encoches sont réalisées dans les parois latérales des éléments d'ancrage 16, c'est-à-dire dans les ailes de chaque U, pour placer et pointer des lames minces ou des plats 16a. Les soudures 16b réalisées pour fixer les éléments d'ancrage 16 sur la première face 13 de chaque tôle 12 peuvent être contrôlées par ressuage en atelier. Sur la figure 3, les soudures 16a sont discontinues. Elles pourraient, cependant, être continues. Une série de tôles 12 est ensuite montée et fixée sur une paroi en béton 3 pour former une partie d'une paroi du cuvelage. Les tôles 12 sont disposées successivement côte à côte, avec un pas prédéterminé entre deux tôles 12. Le pas est, par exemple de 2mm. Les tôles sont alors fixées parallèlement à la paroi en béton 3, à une distance prédéterminée. La figure 4, avec ses 5 vues en coupe A à E, illustre un mode particulier de fixation d'une série de tôles 12 adjacentes sur une paroi en béton 3. Une tôle 12 est fixée à la paroi en béton 3, par l'intermédiaire de certains éléments ~o d'ancrage 16. Sur les vues A à E, des éléments d'ancrage 16 de deux tôles 12 sont, en effet, successivement fixés à des rails de type HALFEN 17 noyés dans la paroi en béton 3. La fixation est réalisée par l'intermédiaire de tiges filetées 18, chacune fixées par une extrémité à un rail de type HALFEN 17 et par une autre extrémité à une platine d'appui 19, soudée à un élément 15 d'ancrage 16. Les tôles 12 reposent, alors, sur des attentes 20 faisant saillie de la paroi en béton 3. Chaque tôle 12 est, par exemple, déplacée à l'aide d'un palonnier à ventouse 21 jusqu'à ce que certains éléments d'ancrage 16 viennent chacun 20 en appui contre des platines d'appui 19 préalablement fixées aux rails de type HALFEN 17. Une fois la tôle 12 posée en appui contre les platines 19, sa position est ajustée verticalement et horizontalement en fonction des tôles adjacentes 12. Cet ajustement permet, par exemple, d'obtenir le pas prédéterminé entre deux tôles adjacentes. Puis, les éléments d'ancrage 16 25 posés en appui contre les platines d'appui 19 sont soudés auxdites platines 19. Les soudures ainsi réalisées peuvent, alors, être contrôlées sur site, par exemple par ressuage. Lorsque les tôles 12 d'une série sont fixées à la paroi en béton 3 et comme 30 représenté sur la vue E de la figure 4, chaque cornière 15 d'une tôle 12 constitue avec la cornière 15 associée d'une tôle 12 adjacente, en regard de la zone à souder, un rail 22 muni d'une rainure centrale longitudinale 23. Un tel rail 22 est, plus particulièrement, destiné à recevoir un traînard mobile, lors de la réalisation de la soudure. Par traînard mobile, on entend un ensemble mécanique apte à se déplacer de manière contrôlée dans le rail 22. Ainsi, comme représenté sur la figure 5, un traînard mobile 24 est mis en place dans le rail 22. II est maintenu dans le rail 22, contre les premières faces 13 des tôles 12, par l'intermédiaire d'un élément de support prenant appui entre la paroi en béton 3 et le traînard 24. L'élément de support est, par exemple, constitué par un vérin pneumatique 25 prenant appui contre la io paroi en béton 3. Un élément de protection thermique 26 peut, par ailleurs être disposé entre ledit vérin 25 et le traînard 24. Le traînard 24 est destiné à former une zone ou une atmosphère de gaz inerte, au niveau de la zone à souder, du côté des premières faces 13 des 15 tôles 12. Le traînard 24 étant mobile, son mouvement suit le mouvement de l'appareil à souder, de manière à toujours former la zone de gaz inerte à l'endroit et au moment où la soudure est réalisée. Le traînard 24 comporte donc un volume de diffusion de gaz neutre venant 20 en contact avec les deux tôles adjacentes 12. Le volume de diffusion de gaz neutre est maintenu dans le rail 22 par une plaque support 27, permettant de régler l'altitude du volume de diffusion et la coulisse dans le rail 22. Le volume de diffusion est, plus particulièrement, formé par une goulotte 28 maintenue en appui, par le vérin pneumatique 25, sur les deux tôles 12. Un 25 joint 29 est avantageusement disposé entre les tôles 12 et ladite goulotte de manière à rendre celle-ci étanche. De plus, un diffuseur de gaz inerte 30 comportant un tube d'injection de gaz neutre 30a et des orifices de sortie 30b est disposé, avec éventuellement de la paille d'acier inoxydable (non représentée sur la figure 5), dans l'espace ménagé par la goulotte 28. 30 De plus, sur la figure 5, une plaque en céramique 31 est disposée dans la goulotte 28, entre le diffuseur 30 et les premières faces 13 des tôles 12. Ladite plaque 31 comporte, avantageusement, une surface munie d'une rainure venant en appui contre les premières faces 13 (non représentée sur la figure 5). Ladite rainure est disposée en regard de la zone à souder et elle est destinée à localiser précisément le gaz inerte au niveau de la zone à souder. La soudure 32 est, ensuite, réalisée du côté des secondes faces 14, à l'aide d'un appareil à souder tel qu'un appareil à souder de type MIG ou TIG. La soudure est, plus particulièrement, une soudure de type soudure bout à bout. Cependant, une soudure à la goutte pourrait également être réalisée. Dans ce cas, la plaque en céramique 31 n'est pas nécessaire. Une fois la soudure 32 réalisée, le traînard est retiré du rail 22 et la soudure 32 est contrôlée. De manière classique, la soudure est contrôlée selon trois tests prédéterminés : un test de ressuage, un test de contrôle par rayons X et un test de contrôle visuel, à l'aide d'une boîte permettant de faire le vide au niveau de la zone soudée. Plus particulièrement, le test de contrôle par rayons X est, comme représenté sur la figure 6, réalisé en plaçant un film radiographique 33 contre les premières faces 13 des tôles 12. Le film 33 est disposé dans le rail 22, au niveau de la zone soudée (soudure 32) à contrôler. Le film est maintenu contre les premières faces 13 par le vérin pneumatique 26 et une cale 34. Le vérin pneumatique 26 prend appui entre la paroi 3 et ladite cale 34. De plus, le film 33 peut être disposé sur une plaque de support 35 disposée dans le rail 22. Des rayons X 36 sont alors appliqués au niveau de la soudure 32, de manière à transposer la soudure sur le film radiographique 33 et déterminer si celle-ci présente des défauts. Si l'un des contrôles réalisés est négatif, les étapes de soudure et de contrôle peuvent être réitérées de manière à obtenir une soudure avec un coefficient de soudure proche de 1. Une fois que toutes les tôles d'une série sont soudées les unes aux autres et soudées aux autres tôles précédemment montées et soudées, du béton, également appelé béton seconde phase, est coulé entre la paroi en béton 3 et lesdites tôles 12 soudées, de manière à combler l'espace existant entre ladite paroi 3 et les tôles 12. Les éléments d'ancrage 16 ainsi que les cornières 15 sont alors noyées dans ledit béton, assurant alors la tenue mécanique de la partie de la paroi du cuvelage réalisée. Par ailleurs, contrairement à l'art antérieur, une fois les soudures réalisées et contrôlées, lesdits éléments d'ancrage 16 et les cornières 15 ne sont pas en contact direct avec les soudures 32. Ceci permet de dissocier la fonction d'étanchéité assurée par les soudures 32 et la fonction de tenue mécanique assurée par les éléments d'ancrage 16 et les cornières 15. Un procédé de réalisation selon l'invention permet alors d'obtenir une soudure ayant la qualité et plus particulièrement les caractéristiques mécaniques des tôles métalliques. Ceci présente l'avantage de ne pas avoir besoin de tenir compte de caractéristiques particulières des soudures lors des calculs de résistance. Les tôles soudées servent, par ailleurs, de coffrage pour couler le béton seconde phase entre la paroi en béton 3 et lesdites tôles 12. Ceci permet également d'améliorer le contact entre les tôles 12 et ledit béton. De plus, les éléments d'ancrage peuvent être en acier ferritique car ils sont noyés dans le béton seconde phase. Enfin, l'opération de soudure étant réalisée dans une atmosphère de gaz inerte, cela permet d'obtenir des soudures de très bonne qualité, conforme aux exigences du code de sécurité en vigueur dans le domaine des centrales nucléaires. Les contrôles des soudures peuvent, de plus, être réalisés pendant la réalisation du cuvelage. L'étanchéité du cuvelage peut alors être garantie. Le deuxième mode de réalisation des figures 7 à 13 représente les différentes phases de réalisation d'un cuvelage à tôles soudées bout à bout, et à goulotte de récupération d'égoutture. Le procédé utilisé est similaire à celui des figures 3 à 6, mais en rajoutant en plus une goulotte 40 de récupération d'égoutture au droit de la soudure 32. Les mêmes numéros de repères seront utilisés par la suite pour désigner des pièces identiques à celles des figures 3 à 6. Sur la figure 7, la cornière 15 d'une première tôle 12 métallique est fixée à la tige filetée 18 au moyen d'un écrou de réglage 41 et d'un contre-écrou 42. L'extrémité opposée de la tige 18 est assujettie dans un ancrage 17 du type rail Halfen noyé dans le béton 3 de première phase. L'écrou de réglage 41 permet d'ajuster la distance entre la face supérieure du béton 3 et la tôle 12. La figure 8 montre la mise en place d'une goulotte 40 de récupération d'égoutture. La goulotte 40 présente une forme en U prenant appui sur le béton 3, et dont l'une des branches parallèles s'étend perpendiculairement à la tôle 12 en retrait de la cornière 15. La goulotte 40 est maintenue en place au moyen d'une patte de fixation 43 montée de manière ajustable sur une tige filetée 18A ancrée dans le béton 3. Sur les figures 9 et 10, une seconde tôle 12 est positionnée bout à bout dans un même plan avec la première tôle 12, suivie de la mise en place d'une clame d'accostage 44 à l'opposé de la goulotte 40. La zone à souder des deux tôles 12 se trouve à égale distance des branches parallèles de la goulotte 40. La figure 11 illustre la mise en place du traînard mobile 24 maintenu à l'intérieur de la goulotte 40 contre les tôles 12 par l'intermédiaire d'un élément de support prenant appui entre la paroi en béton 3 et le traînard 24. L'élément de support est, par exemple, constitué par un vérin pneumatique 25 ou un boudin gonflable, prenant appui contre la paroi en béton 3. La figure 12 montre la phase de soudage des deux tôles 12. Sur la figure 13, on retire le traînard 24 et le vérin pneumatique 25, et on effectue ensuite les tests de contrôle de la soudure 32, comme décrits précédemment en référence à la figure 6. Lorsque le test est positif, on peut effectuer la coulée finale du béton de deuxième phase entre le béton 3 de première phase et les tôles 12. La présence de la goulotte 40 de récupération d'égoutture est une sécurité supplémentaire qui garantit la fiabilité de l'étanchéité du cuvelage. Revendications 1. Procédé de réalisation d'un cuvelage pour piscine de réfrigération comportant au moins le montage d'une série de tôles (12) adjacentes sur une paroi en béton (3) et la soudure des tôles (12) les unes aux autres pour former une partie d'une paroi du cuvelage, caractérisé en ce que chaque tôle (12) comportant, sur une première face (13) disposée en regard de la paroi en béton (3) : des éléments d'ancrage (16) et des cornières (15) en forme de L constituant chacune avec la cornière (15) associée d'une tôle adjacente (12), en regard de la zone à souder, un rail (22) muni d'une rainure (23) centrale longitudinale, le procédé comporte successivement les étapes suivantes : a) la fixation des tôles (12) parallèlement à la paroi en béton (3) à une distance prédéterminée de celle-ci, b) la mise en place dans le rail (22) d'un traînard mobile (24) comportant un volume de diffusion de gaz neutre venant en contact avec les deux tôles adjacentes (12) sous l'action d'un élément de support prenant appui entre la paroi en béton (3) et le traînard (24), c) la réalisation d'une soudure (32) d'étanchéité entre des tôles adjacentes (12), dans une atmosphère de gaz neutre, d) le retrait du traînard (24) e) le contrôle de la soudure (32) f) et la coulée de béton entre la paroi en béton (3) et les tôles (12) soudées, ledit béton noyant les éléments d'ancrage (16) et les cornières (15). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traînard (24) comporte une goulotte (28) étanche, maintenue en appui sur lesdites tôles 30 (12), un diffuseur de gaz inerte (30) étant disposé dans la goulotte (28) étanche. 13 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une plaque en céramique (31) est disposée dans la goulotte (28) étanche, entre le diffuseur de gaz inerte (30) et les premières faces (13) desdites tôles (12), et elle comporte une surface munie d'une rainure venant en appui contre les premières faces (13) des tôles adjacentes (12), ladite rainure étant disposée en regard de la zone à souder. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la soudure (32) est réalisée par soudure bout à bout. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la soudure (32) est réalisée par soudure à la goutte. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en 15 ce que le contrôle de la soudure (32) comporte un test de ressuage, un test de contrôle par rayons X et un test de contrôle visuel. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le test de contrôle par rayons X comporte au moins la mise en place d'un film 20 radiographique (33) dans le rail (22) et son maintien contre les premières faces (13) des tôles (12), au niveau de la soudure (32) à contrôler, le maintien étant réalisé sous l'action d'un élément de support prenant appui entre la paroi en béton (3) et ledit film (33). 25 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'en cas de contrôle négatif de la soudure (32) à l'étape e, les étapes b à e sont réitérées avant la coulée de béton. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en 30 ce qu'on positionne avant la mise en place du traînard (24), une goulotte (40) de récupération d'égoutture entre le béton (3) et les tôles (12), au droit de la zone à souder.10 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la goulotte (40) présente une forme en U prenant appui sur le béton (3), et ayant des branches parallèles s'étendant perpendiculairement aux deux tôles (12) adjacentes.