Brevet FR2925684A1 — publié le 20090626

La présente invention concerne une méthode d'essai, et du système d'essai qui permet la mise en oeuvre de la méthode, pour évaluer la performance d'un revêtement 10 étanche appliqué sur un matériau solide, du type béton. Le domaine de la présente invention se situe dans les industries où l'on peut utiliser des contenants en béton, ou matériau équivalent, revêtu d'une couche d'un matériau dont la fonction est d'être étanche au contenu, généralement un liquide ou un gaz. Ce peut être, par exemple des caissons de barge offshore en béton coulé que l'on utilise comme stockage de 15 fluides. Dans ce cas, le revêtement étanche est interne et si le béton comporte des fissures, la pression hydrostatique due à la flottaison sous le niveau de la mer, s'applique sur le revêtement dans le sens décollement. Il s'agit donc d'une "contre pression" par rapport à la pression interne au contenant en béton. La présente invention permet d'évaluer avec précision les performances du revêtement selon différentes conditions d'état du support en 20 béton, notamment: non fissuré, fissuré avec fissure refermée ou non. La présente invention fournit une méthodologie et des moyens simplifiés et fiables pour obtenir une évaluation des performances d'un revêtement sur béton, ou équivalent. Ainsi, la présente invention concerne une méthode d'essai sur un revêtement déposé sur un matériau durcissant, du type béton, caractérisée en ce qu'elle comporte les étapes 25 suivantes: - on coule ledit matériau dans un moule en forme de disque comportant un lame diamétrale d'épaisseur e et d'une hauteur h inférieure à la hauteur du disque; - on laisse durcir le matériau qui forme un disque coupé partiellement par une fente de largeur e; 30 - on casse le disque de façon à former un fissure d'apparence naturelle sur le coté opposé de la fente; - on effectue le dépôt du revêtement sur la face apparente fissurée du disque; 1 - on place le disque sur le fond d'une cellule, de manière étanche, ledit revêtement étant du coté extérieur, la fente étant intérieure à la cellule et en contact avec un fluide éventuellement sous pression; - on place dans ladite fente un lame d'épaisseur déterminée pour régler l'ouverture 5 de ladite fissure; - on observe l'état du revêtement qui recouvre la fissure. On peut effectuer le dépôt du revêtement selon au moins l'un des cas suivants: - la fissure est fermée, les deux demi disques étant assemblés avec une lame de même épaisseur que la fente; - la fissure est ouverte, les deux demi disques étant assemblés avec 10 une lame d'épaisseur supérieure à la fente. A l'étape f) l'épaisseur de la lame peut être telle que le revêtement est mis sous tension pendant le test. On peut effectuer des paliers de pression dans la cellule, pendant des temps déterminés, et on peut observer l'état du revêtement à chaque palier. 15 On peut placer un dispositif de vieillissement sur la face extérieure de la cellule, coté revêtement, pour mettre en contact ledit revêtement avec un fluide de vieillissement. L'invention concerne également un système d'essai sur un revêtement déposé sur un matériau durcissant, du type béton, pour la mise en oeuvre de la méthode selon l'invention, dans lequel une cellule est obturée par un disque en ledit matériau, la face revêtue étant 20 disposée à l'extérieur de la cellule, l'intérieur de la cellule étant rempli d'un fluide éventuellement sous pression, en ce que le disque est partiellement fendu sur sa face intérieure, et en ce qu'une tête équipée d'une lame d'épaisseur déterminée insère ladite lame dans ladite fente. On peut placer sur la face revêtue un moyen de mise en contact avec un fluide de 25 vieillissement. Des moyens de mise en pression du fluide à l'intérieur de la cellule peuvent effectuer des paliers de pression. L'invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront plus clairement à la 30 lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation, nullement limitatif, illustré par les figures ci-après annexées, parmi lesquelles: - les figures la et lb montrent schématiquement le moule permettant de réaliser les échantillons d'essais, - la figure 2 montre schématiquement le système d'essai selon l'invention. La figure 1 a montre en coupe le montage du moule qui permet de faire les échantillons de test. Ce montage se compose de 4 parties: - deux demi moules A et B d'épaisseur E reliés entre eux par deux vis V de fixation et qui forment un volume intérieur de forme en disque; - une semelle S servant de fond aux deux demi moules A et B et fixée à ces derniers par des vis W; - une lame L d'épaisseur e fixée entre les deux demi moules à une hauteur donnée h, inférieure ou égale à l'épaisseur E du moule; Dans ce montage, on coule des échantillons de béton selon trois configurations : cas 1. sans lame; on obtient donc un disque de béton ; cas 2. avec une lame partiellement enfoncée à une hauteur h, on obtient un plot de béton diamétralement et partiellement fendu dans une hauteur h. La fente a une largeur e. cas 3. Avec la lame entièrement enfoncée, on obtient deux demi disques de béton, l'espace de la fente entre les deux disques figurant une fissure de type non naturelle. Par la suite, dans le cas 2, on pourra casser le ligament de béton restant de façon à 20 obtenir une fissure d'apparence naturelle. Par exemple, ce ligament peut être de l'ordre d'une hauteur de 5 mm, si les disques ont une épaisseur d'environ 30 mm. En outre, la largeur de cette fissure pourra être ajustée par la mise en place d'une lame d'épaisseur e+Ae dans la fente. Ainsi, la fissure d'apparence naturelle entre les deux demi disques aura la largeur désirée Ae. Selon l'invention, l'utilisation de la fente qui résulte de la fabrication de 25 l'échantillon permet, grâce à des lames de différentes épaisseurs d'obtenir des fissures ouvertes ou fermées. Une fois les supports en béton fabriqués, il faut appliquer le revêtement sur l'éprouvette béton. 30 La pose du revêtement s'effectue sur le disque entier s'il n'y a pas de fente (cas 1) ou sur les deux demi disques assemblés l'un sur l'autre (cas 2 et 3). En outre, dans le cas des deux demi disques réunis, il y a deux configurations possibles, que la fissure soit naturelle (cas 2) ou non naturelle (cas 3) : - on applique le revêtement sur une fissure de largeur nulle en intercalant une lame de la même épaisseur e que celle utilisée lors de la fabrication des demi disques. Par la suite, il sera possible avec le montage d'essai de contre pression d'obtenir une fissure plus large, de largeur e + Del. L'ouverture de la fissure est donc générée après la pose du revêtement et sera qualifiée de fissure "post revêtement". Dans ce cas, on teste le revêtement sous contrainte de tension. - on applique le revêtement sur une fissure de largeur Ae1 en intercalant une cale d'épaisseur e + Del dans la fente (e étant l'épaisseur de la lame utilisée lors de la fabrication des demi disques). Dans ce cas, l'ouverture de la fissure est générée avant la pose du revêtement et sera qualifiée de fissure "pré revêtement". Le revêtement peut être une couche de résine époxy, par exemple d'environ 3 mm d'épaisseur, renforcée ou non par un mat de fibre de verre. La figure 2 illustre le système d'essai sur un revêtement appliqué sur un support en béton sur lequel est présent une contre pression. Cet essai est destiné à reproduire l'effet d'une pression appliquée sur un revêtement, la pression prenant naissance du côté du support. Cette pression a donc tendance à décoller le revêtement de son support. Pour les bétons, cette "contre pression" peut apparaître suite à la fissuration du béton et au passage de fluides, éventuellement sous pression, dans ces fissures. Cet essai a pour but de caractériser l'adhérence et la résistance du revêtement vis à vis d'une pression, par exemple hydrostatique, qui peut naître entre le revêtement et son support. En outre, le système permet de maintenir la pression pendant de longues durées, ce qui permet de coupler les effets de vieillissement chimique et mécanique. Sur la figure 2, le système destiné à reproduire la contre pression comporte les 25 éléments suivants: - Un cylindre 1 comportant en sa partie inférieure un rétreint intérieur permettant la mise en place d'un joint d'étanchéité J1. - Le joint J1 est soit un joint plat (PTFE ou élastomère) soit un joint torique, suivant l'état de surface de l'échantillon X revêtu du revêtement étanche 2. Il permet l'étanchéité 30 entre le cylindre 1 et l'échantillon X. - L'échantillon X peut être fissuré ou non. - Une tête C composée de deux demi disques qui enserrent une lame d'épaisseur déterminée en fonction du type d'essai que l'on souhaite faire sur l'échantillon fendu: - la lame a une épaisseur e dans le cas d'un test sur un échantillon comportant une fissure de largeur nulle, c'est-à-dire que la fissure est refermée; - la lame a une épaisseur e + Del dans le cas d'un test sur un échantillon comportant une fissure "pré revêtement" de largeur Del; - la lame a une épaisseur e + Ae2 dans le cas d'un test sur un échantillon comportant une fissure "post revêtement". Dans ce cas, la lame est plus large que la fissure existante dans l'échantillon et on crée une fissure de largeur Ae2 lors du montage dans la cellule; - pas de cale dans le cas d'un échantillon non fendu. - Un chapeau D permet de corriger les défauts de parallélisme des faces de 10 l'échantillon X. - Un couvercle 3 est vissé sur le cylindre 1 et permet d'assurer l'étanchéité supérieur du système grâce au joint J2. Une vis B1 assure le blocage de l'empilage de l'échantillon X, de la tête C, de son chapeau D, et permet le maintien et l'insertion de la lame d'épaisseur e + Ae2 entre les deux 15 demi coquilles dans le cas d'une fissure "post revêtement". Le serrage de l'empilage rend étanche l'échantillon dans le cylindre. Un orifice B2 permet de remplir la cellule d'un fluide, avec possibilité d'une mise sous pression. Déroulement d'un essai de contre pression 20 Après avoir placé l'échantillon dans le cylindre 1 muni du joint J1, on place l'échantillon X puis la tête C équipée de sa lame centrale. Cette lame est positionnée en regard de la pré fissure, prête à s'insérer dans celle-ci. On place alors le chapeau D et on visse le couvercle 3 équipé du joint J2. A l'aide de la vis B1, on resserre l'empilage et la lame pénètre dans la pré fissure. 25 Un blocage final permet alors d'obtenir l'étanchéité de l'ensemble. Après montage de l'échantillon X dans l'appareil, on peut éventuellement remplir l'appareil avec un fluide (eau, hydrocarbures, ...) par l'intermédiaire de B2. On applique ensuite une pression d'air ou d'azote toujours par l'intermédiaire de B2. Suivant le type de test désiré, on peut appliquer différentes procédures, par 30 exemple: - Montée en pression par paliers successifs de pression, - Maintien de la pression pendant une période déterminée, - Décompression et démontage de la cellule pour vérification visuelle de l'état du revêtement. Les durées de maintien en pression peuvent être beaucoup plus longues, si on souhaite coupler vieillissement chimique de l'interface et vieillissement mécanique. Le vieillissement chimique consiste à la mise en contact direct d'un fluide de vieillissement avec le revêtement. La figure 2 montre l'ajout, sur la partie inférieure de la cellule 1, d'un élément de vieillissement VI. Il comporte une flasque inférieure 4 étanche sur le cylindre 1. Cette flasque est reliée par un conduit à un réservoir 5 qui contient un fluide de vieillissement Flv. Ainsi, le revêtement 2 est mis au contact dudit fluide, avant ou pendant l'essai sous pression. REVENDICATIONS 1) Méthode d'essai sur un revêtement déposé sur un matériau durcissant, du type 5 béton, caractérisée en ce qu'elle comporte les étapes suivantes: a. on coule ledit matériau dans un moule en forme de disque comportant une lame diamétrale d'épaisseur e et d'une hauteur h inférieure à la hauteur du disque; b. on laisse durcir le matériau qui forme un disque coupé partiellement par une 10 fente de largeur e; c. on casse le disque de façon à former un fissure d'apparence naturelle sur le coté opposé de la fente; d. on effectue le dépôt du revêtement sur la face apparente fissurée du disque; e. on place le disque sur le fond d'une cellule, de manière étanche, ledit 15 revêtement étant du coté extérieur, la fente étant intérieure à la cellule et en contact avec un fluide éventuellement sous pression; f. on place dans ladite fente un lame d'épaisseur déterminée pour régler l'ouverture de ladite fissure; g. on observe l'état du revêtement qui recouvre la fissure. 20 2) Méthode selon la revendication 1, dans laquelle on effectue le dépôt du revêtement selon au moins l'un des cas suivants: - la fissure est fermée, les deux demi disques étant assemblés avec une lame de même épaisseur que la fente; - la fissure est ouverte, les deux demi disques étant assemblés avec une lame d'épaisseur supérieure à la 25 fente. 3) Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle à l'étape f) l'épaisseur de la lame est telle que le revêtement est mis sous tension pendant le test. 30 4) Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle on effectue des paliers de pression dans la cellule, pendant des temps déterminés, et on observe l'état du revêtement à chaque palier. 5) Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle on place un dispositif de vieillissement sur la face extérieure de la cellule, coté revêtement, pour mettre en contact ledit revêtement avec un fluide de vieillissement. 6) Système d'essai sur un revêtement déposé sur un matériau durcissant, du type béton, pour la mise en oeuvre de la méthode selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel une cellule est obturée par un disque en ledit matériau, la face revêtue étant disposée à l'extérieur de la cellule, l'intérieur de la cellule étant rempli d'un fluide éventuellement sous pression, en ce que le disque est partiellement fendu sur sa face intérieure, et en ce qu'une tête équipée d'une lame d'épaisseur déterminée insère ladite lame dans ladite fente. 7) Système selon la revendication 6, dans lequel on place sur la face revêtue un moyen de mise en contact avec un fluide de vieillissement. 8) Système selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel des moyens de mise en pression du fluide à l'intérieur de la cellule effectuent des paliers de pression.