Brevet FR3010480A1 — publié le 20150313

Procédé de pose d'une garniture de protection thermique La présente invention est relative à la protection thermique des installations industrielles. L'industrie nucléaire est un type d'industrie particulièrement concernée, mais ce n'est pas la seule. Le procédé selon l'invention concerne la protection thermique autour d'organes conducteurs de la chaleur, par exemple des tuyaux métalliques, s'étendant dans des espaces contigus séparés par une ou plusieurs parois. Il peut se produire une élévation anormale de température dans l'un de ces espaces, provoquée par exemple par un incendie. Le but de la protection thermique dont il est question ici est de limiter la propagation de l'élévation de température dans un espace contigu séparé par une paroi, alors même qu'un ou plusieurs organes conducteurs de chaleur, par exemple des tuyaux métalliques traversent cette paroi. Les exigences de sécurité pour prendre en compte ce type de risque sont typiquement qu'en cas d'élévation de température jusqu'à une valeur donnée (représentative par exemple d'un scénario d'incendie) dans le premier espace, la température reste inférieure à un seuil déterminé dans le second espace au bout d'un temps déterminé, ou encore que la température de la partie accessible dans le second espace de l'élément conducteur reste inférieure à un seuil déterminé au bout d'un temps déterminé. Traditionnellement, on prend en compte une exigence de ce type en disposant autour de chaque organe conducteur une couverture thermiquement isolante. Celle-ci doit être relativement longue pour réduire la surface de tuyau rayonnant de la chaleur. Il en résulte un encombrement significatif de la garniture isolante. En outre, l'isolation thermique du tuyau, en limitant la propagation radiale de la chaleur, favorise sa propagation le long du tuyau. La protection thermique offerte est donc médiocre, la zone chaude radiante du tuyau étant simplement repoussée un peu plus loin de la cloison. La présente invention vise à traiter ces exigences de sécurité de manière plus satisfaisante. À cet effet, l'invention propose un procédé de pose d'une garniture de protection thermique sur un organe conducteur de chaleur traversant une paroi, le procédé comprenant : - recevoir la garniture de protection thermique comprenant une première face perméable, une deuxième face imperméable à l'opposé de la première face et un isolant thermique entre les première et deuxième faces; et - assembler la garniture de protection thermique sur l'organe conducteur de chaleur contre la paroi, de façon que la garniture de protection thermique entoure une portion de l'organe conducteur de chaleur avec la première face au contact de l'organe conducteur de chaleur, l'assemblage étant réalisé avec une colle comprenant des éléments actifs capables de libérer de l'eau lors d'une élévation de température. Cette solution permet l'absorption d'une partie de la chaleur provenant de l'organe conducteur de chaleur. On ne compte plus seulement sur un élément isolant pour contrarier la propagation de la chaleur ; on fait en sorte qu'une partie de cette chaleur soit dissipée dans la garniture par la vaporisation de l'eau dégagée par la colle en cas d'élévation anormale de température. La garniture de protection thermique peut être de conception simple et d'encombrement réduit. Un avantage significatif du procédé est que la longueur de l'organe conducteur qui a besoin d'être recouverte de la garniture à la sortie de la paroi peut être réduite, en tous cas beaucoup plus faible que si la garniture était simplement isolante, à un niveau de protection comparable. L'épaisseur de la garniture peut aussi être limitée. Ce gain de place est très appréciable dans des environnements confinés. Dans un mode de réalisation, les première et deuxième faces de la garniture de protection thermique forment une poche. L'isolant thermique peut alors être inséré dans cette poche. La structure de la garniture de protection thermique est organisée pouvoir être préfabriquée, permettant ainsi aux opérateurs d'effectuer sa pause plus facilement et plus rapidement sur l'organe conducteur de chaleur. La deuxième face comprend avantageusement une première portion formant, avec la première face, la poche et une deuxième portion pouvant former un rabat. Le procédé peut alors comporter, au cours de l'étape d'assemblage, le collage du rabat sur une partie de la première portion de la deuxième face. Selon une réalisation, la garniture de protection thermique est de forme sensiblement plane avant son assemblage, facilitant ainsi son conditionnement et son transport. Dans une réalisation avantageuse, le procédé comporte, au cours de l'étape d'assemblage, l'application de la colle sur l'ensemble de la première face perméable de la garniture de protection thermique. De la colle peut aussi être appliquée sur une portion de l'organe conducteur de chaleur au cours de l'étape d'assemblage. Dans une réalisation, la première face de la garniture de protection thermique comprend du tissu alvéolé. Ce tissu permet un encollage uniforme et la diffusion de la colle et/ou de l'eau qu'elle dégage vers l'isolant. Pour améliorer l'isolation de l'organe conducteur de chaleur, un joint isolant peut être réalisé entre l'organe conducteur de chaleur et la garniture de protection thermique et/ou entre la paroi et ladite garniture de protection thermique. Un autre aspect de l'invention porte sur une garniture de protection 20 thermique pour la mise en oeuvre du procédé qui précède. Cette garniture comprend : - une première face perméable; - une deuxième face imperméable à l'opposé de la première face; et - un isolant thermique logé entre les première et deuxième faces, apte à 25 absorber une colle comprenant des éléments actifs capables de libérer de l'eau lors d'une élévation de température. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints, dans lesquels : 30 - la figure 1 est une vue en coupe d'un schéma montrant une garniture de protection thermique assemblée sur un tuyau conducteur de chaleur ; - la figure 2 est une vue en perspective de la garniture en place sur le tuyau ; et - la figure 3 est une vue en perspective de la garniture de protection thermique préfabriqué avant son assemblage sur l'organe conducteur de chaleur. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Lors d'une élévation anormale de température dans un premier espace 3, le rôle de la protection thermique proposée ici est de limiter, ou de retarder, la propagation de l'élévation de température dans un espace 4 contigu séparé par une paroi 2, alors même qu'un ou plusieurs organes conducteurs de chaleur 1, par exemple des tuyaux métalliques, traversent cette paroi 2. Conformément à l'invention, une garniture de protection thermique 5 est assemblée sur chacun des organes conducteurs de chaleur 1, afin d'isoler et 15 d'absorber une partie de la chaleur provenant de cet organe 1. L'organe conducteur de chaleur 1 est, dans l'exemple non limitatif illustré sur les figures 1 et 2, un tuyau métallique de section annulaire. La figure 1 présente la garniture 5 assemblée sur une portion de l'organe conducteur de chaleur 1 reliant les espaces 3 et 4. La garniture 5 est en contact 20 avec la paroi 2. La paroi 2 peut être une cloison, un plancher, un plafond ou toute autre paroi séparant deux espaces distincts. La garniture 5 préfabriquée, représentée en perspective sur la figure 3 avant son assemblage sur une portion du tuyau 1, comprend une première face 6, une deuxième face 7 et un isolant thermique 8. La garniture 5 a, dans cet 25 exemple, une forme générale de parallélépipède. Cette forme sensiblement plane avant assemblage lui permet d'être aisément stockée à plat. La première face 6 est souple et perméable. Elle peut être avantageusement composée de tissu et plus particulièrement de tissu alvéolé. Elle présente une surface 51 de forme générale, par exemple, sensiblement 30 rectangulaire. La deuxième face 7 est souple et imperméable et est, par exemple composée d'une toile enduite. Ladite toile enduite pouvant être, par exemple, une toile en nylon ou en polyester enduite de silicone. Elle présente une surface S2 plus grande que S1 et de forme générale rectangulaire. Les première et deuxième faces 6 et 7 sont situées à l'opposé l'une de l'autre. L'isolant thermique 8 se situe entre les première et deuxième faces 6 et 7. Il est adapté pour permettre une bonne isolation thermique en réduisant les fuites radiales de chaleur à partir du tuyau 1. L'isolant 8 est, par exemple, composé de laine minérale, d'ouate de cellulose ou en tout autre matériau ayant une faible conductivité thermique. Il présente, par exemple, une forme générale de parallélépipède rectangle d'épaisseur e. La première face 6 et la deuxième face 7 de la garniture 5 sont solidarisées l'une de l'autre, par exemple par couture d'au moins une partie des bords de la première face 6 sur la deuxième face 7 ou inversement. Alternativement, au moins l'un des bords 6' et 7' des première et deuxième faces 6 et 7 est libre. Les première et deuxième faces 6 et 7 forment ainsi une poche 9 dans laquelle l'isolant 8 est glissé. En outre, la surface S2 comprend une portion souple qui ne fait pas face à la surface S1 et qui se replie pour former un rabat 10. Le rabat 10 est adapté pour améliorer le maintien de la garniture 5 autour du tuyau 1. Dans l'exemple présenté, la surface S2 se décompose entre une première portion S2' et une deuxième portion S2". La première portion S2' forme, avec la surface S1, la poche 9 logeant l'isolant 8. La deuxième portion S2" forme le rabat 10. Après insertion de l'isolant 8 dans la poche 9, l'isolant 8 est recouvert sur une première face 11 et sur un premier chant 12 par la première face 6 perméable. La face 11 et le chant 12 sont destinés à être orientés vers l'intérieur, c'est-à-dire respectivement vers le tuyau 1 et vers la paroi 2. En outre, l'isolant 8 est recouvert sur une deuxième face 13 et sur un deuxième chant 14 par la deuxième face 7 imperméable, la face 13 et le chant 14 étant destinés à être orientés vers l'extérieur (figure 1). La garniture 5 peut être préfabriquée à l'avance en usine et être adaptée aux dimensions du tuyau à équiper 1. La garniture 5 est solidarisée à la paroi 2 et à une portion du tuyau 1 par collage. Le collage est réalisé à l'aide d'une colle comprenant des éléments actifs capables de libérer de l'eau lors d'une élévation de température. Il en résulte un processus endothermique lorsque la température s'élève. A la température ambiante, l'eau demeure liée par les éléments actifs de la colle. Sous l'action d'une élévation de température, l'eau est libérée, à environ 80 °C, par exemple. La température atteignant 100 °C, l'eau libérée est vaporisée, absorbant ainsi une partie de la chaleur provenant de l'espace 3. Une colle réfractaire du genre décrit dans le brevet français n° 2 701 850 convient bien à cette application, sans que ceci soit limitatif. Pour réaliser l'assemblage de la garniture 5 sur une partie du tuyau 1, l'opérateur étale, de préférence uniformément, de la colle sur l'ensemble de la première face 6. La composition de la première face 6, en tissu alvéolé, permet un encollage uniforme et facile à l'aide, par exemple, d'une spatule ou d'une brosse. En outre, la première face 6 permet de poser la colle sans endommager l'isolant 8 et permet à la colle de migrer dans l'isolant 8. Il est également possible d'encoller la portion du tuyau 1 destinée à être couverte par la garniture 5. Après encollage, l'opérateur enroule la garniture 5 en appliquant la première face 6 sur le tuyau 1. La première face 6, perméable, est orientée vers l'intérieur de façon à permettre les échanges de chaleur entre le tuyau 1 et la garniture 5. La deuxième face 7, imperméable, est orientée vers l'extérieur de façon à assurer une bonne isolation du tuyau 1. L'imperméabilité de la deuxième face 7 permet en outre d'empêcher que l'eau libérée par la colle en cas d'élévation anormale de la température s'échappe avant d'avoir été vaporisée. Une fois que la garniture 5 a été assemblée, l'opérateur ferme la garniture 5 autour du tuyau 1 en solidarisant le rabat 10 sur la garniture 5. Le rabat 10 est, par exemple, collé sur la deuxième face 7 avec une colle souple telle qu'une colle mastic à base de résine silicone. Le rabat 10 permet en outre de fermer la garniture 5 sans générer de déchets ou de poussières supplémentaires. Avantageusement, l'opérateur réalise un premier joint étanche 16 entre le 5 tuyau 1 et la garniture 5 et/ou un deuxième joint étanche 15 entre la paroi 2 et la garniture 5, et plus précisément entre la paroi 2 et la face 7 de la garniture 5, de façon à améliorer l'isolation (figures 1 et 2). L'enchainement des étapes du procédé de pose de la garniture 5 décrites ci-avant permet d'obtenir un temps de pose réduit, par exemple de quatre à sept 10 minutes. Le temps de pose varie en fonction du diamètre du tuyau 1 et est, par exemple, de cinq minutes pour un tuyau 1 de 200mm de diamètre. Les modes de réalisation décrits ci-dessus sont des illustrations de la présente invention. Diverses modifications peuvent leur être apportées sans sortir du cadre de l'invention qui ressort des revendications annexées. En particulier, le 15 procédé est applicable des organes conducteur de chaleur autres que des tuyaux. REVENDICATIONS1. Procédé de pose d'une garniture de protection thermique sur un organe conducteur de chaleur (1) traversant une paroi (2), le procédé comprenant : - recevoir la garniture de protection thermique (5) comprenant une première 5 face (6) perméable, une deuxième face (7) imperméable à l'opposé de la première face et un isolant thermique (8) entre les première et deuxième faces; - assembler la garniture de protection thermique sur l'organe conducteur de chaleur (1) contre la paroi (2), de façon que la garniture de protection thermique (5) entoure une portion de l'organe conducteur de chaleur (1) avec la première 10 face (6) au contact de l'organe conducteur de chaleur (1), l'assemblage étant réalisé avec une colle comprenant des éléments actifs capables de libérer de l'eau lors d'une élévation de température. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les première et deuxième faces (6, 7) de la garniture de protection thermique (5) forment une poche (9), et 15 dans lequel l'isolant thermique (8) est inséré dans ladite poche. 3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel la deuxième face (7) comprend une première portion (S2') formant la poche (9) avec la première face (6) et une deuxième portion (S2") formant un rabat (10). 4. Procédé selon la revendication 3, comprenant en outre, au cours de l'étape 20 d'assemblage : - coller le rabat (10) sur une partie de la première portion (S2') de la deuxième face (7). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle garniture de protection thermique (5) avant assemblage est de forme sensiblement 25 plane. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,comprenant en outre, au cours de l'étape d'assemblage : - appliquer de la colle sur l'ensemble de la première face (6) perméable de la garniture de protection thermique (5). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 comprenant en outre, au cours de l'étape d'assemblage : - appliquer de la colle sur une portion de l'organe conducteur de chaleur (1). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la première face (6) comprend du tissu alvéolé. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 10 comprenant en outre : - réaliser un joint isolant (15, 16) entre l'organe conducteur de chaleur (1) et la garniture de protection thermique (5); - et/ou entre la paroi (2) et la garniture de protection thermique (5). 10. Garniture de protection thermique (5) pour la mise en oeuvre d'un procédé 15 selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant : - une première face perméable (6); - une deuxième face imperméable (7) à l'opposé de la première face; et - un isolant thermique (8) logé entre les première et deuxième faces.