Brevet FR3017123A1 — publié le 20150807

Procédé pour améliorer l'étanchéité d'un réservoir à paroi en béton, et réservoir de fluide obtenu par ce procédé L'invention concerne l'amélioration de l'étanchéité d'un réservoir ayant une paroi en béton. Les réservoirs en béton, généralement précontraints, soumis à des montées en pression peuvent présenter des défauts d'étanchéité. Ces défauts peuvent avoir plusieurs origines telles que la fissuration du béton, sa porosité, ou le fluage du béton comprimé. Pour y remédier, des techniques traditionnelles consistent à 10 appliquer un revêtement étanche sur une surface extérieure de la paroi en béton du réservoir. Lorsque les revêtements habituellement utilisés adhèrent bien à la paroi du réservoir, ils ne cèdent pas du seul fait de la pression du fluide dans le réservoir. 15 Toutefois, en présence d'un défaut d'adhérence du revêtement, la ruine peut se produire suite à un phénomène de cloquage du revêtement du fait de la pression du fluide dans le réservoir. Un tel défaut d'adhérence peut avoir plusieurs origines. Par exemple, il peut être lié à une pose défectueuse du revêtement, à un défaut de 20 cohésion du béton ou à une fissuration de la paroi du réservoir. Le défaut d'adhérence du revêtement est donc localisé relativement à la paroi en béton du réservoir et l'action de la pression du fluide dans le réservoir favorise l'apparition d'une cloque au niveau d'un tel défaut. Dans une cloque naissante remplie de fluide sous pression, des 25 forces assez élevées s'exercent sur le revêtement en périphérie de la cloque. Ces forces risquent de propager la perte d'adhérence du revêtement et de faire croître la cloque. Plus la cloque croît, plus l'angle d'inclinaison du revêtement décollé par rapport à la surface extérieure de la paroi en béton augmente et plus le 30 décollement du revêtement en périphérie de la cloque est aisé. Le phénomène de cloquage est donc un phénomène divergent qui mène finalement à la rupture du revêtement étanche par éclatement de la cloque. Pour lutter contre ce phénomène de cloquage, un procédé décrit dans FR 2 950 094 Al comprend l'application d'une couche d'étanchéité en matériau souple sur une surface extérieure de la paroi en béton, et la mise en place, autour de la couche d'étanchéité, d'une structure de confinement comprenant une autre couche de béton et des câbles de précontrainte. L'autre couche de béton sert à répartir les efforts autour du réservoir. Elle est pressée contre la couche d'étanchéité par les câbles de précontrainte. De ce fait, la couche d'étanchéité résiste mieux à la pression exercée par le fluide contenu sous pression dans le réservoir. Cette structure de confinement active permet de bloquer avec robustesse la croissance des cloques naissantes. Néanmoins, cette solution peut être relativement onéreuse et délicate à mettre en oeuvre et ne peut donc être déployée sur tous les ouvrages concernés. Il existe donc un besoin pour une solution alternative, plus simple et moins coûteuse. À cette fin, il est proposé un procédé pour améliorer l'étanchéité d'un réservoir ayant une paroi en béton, qui comprend l'application d'une couche d'étanchéité en matériau souple sur une surface extérieure de la paroi en béton, et la mise en place d'une structure de confinement autour de la couche d'étanchéité pour empêcher la couche d'étanchéité de se décoller de la paroi en béton. Selon l'invention, la structure de confinement est passive et comporte une couche sensiblement plus rigide que la couche d'étanchéité. La mise en oeuvre de la structure de confinement proposée ici est nettement plus simple que celle décrite dans FR 2 950 094 Al . Dès lors, le déploiement de cette solution est économiquement avantageux sur des 30 ouvrages à fuites modérées. Dans un mode de réalisation, la couche rigide de la structure de confinement est réalisée à partir du même matériau souple que la couche d'étanchéité, mais auquel sont ajoutés des éléments de renforcement. Les éléments de renforcement peuvent comprendre au moins un tissu de fibres intégré à la couche rigide de la structure de confinement et/ou des fibres courtes noyées dans la couche rigide. Lorsque la couche d'étanchéité est appliquée sur la surface extérieure de la paroi en béton par projection d'une substance formant le matériau souple après réticulation, la mise en place de la structure de confinement peut comprendre la projection d'une même substance en même temps que des fibres courtes. Après réticulation de la substance à laquelle les fibres sont intégrées, on obtient une couche plus rigide que la couche d'étanchéité qui forme la structure passive de confinement. Selon un second aspect, l'invention concerne un réservoir de fluide obtenu par le procédé qui précède. Ce réservoir comprend: une paroi en béton ; une couche d'étanchéité en matériau souple appliquée sur une surface extérieure de la paroi en béton ; et structure de confinement entourant la couche d'étanchéité, pour empêcher la couche d'étanchéité de se décoller de la paroi en béton. La structure de confinement est passive et comporte une couche sensiblement plus rigide que la couche d'étanchéité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente une vue en coupe d'une paroi du réservoir dont l'étanchéité est améliorée selon l'invention, - la figure 2 illustre par une vue en coupe comment la croissance d'une cloque est au moins limitée grâce à l'invention, - la figure 3 représente par une vue en coupe un premier mode de formation d'une ruine par traction et/ou par flexion d'une couche d'étanchéité sur laquelle aucune structure de confinement n'est mise en place, - la figure 4 représente par une vue en coupe un deuxième mode de formation d'une ruine par pelage, par rapport à la paroi en béton, d'une couche d'étanchéité sur laquelle aucune structure de confinement n'est mise place, et - la figure 5 représente par une vue en coupe un troisième mode de formation d'une ruine par cisaillement de la paroi en béton revêtue d'une couche d'étanchéité sur laquelle aucune structure de confinement n'est mise en place. Les inventeurs ont constaté que la ruine du revêtement étanche posé à l'extérieur d'un réservoir en béton peut se produire selon plusieurs modes, en fonction des caractéristiques du béton et de la couche d'étanchéité 10 formant le revêtement étanche. La figure 3 montre que la partie de la couche d'étanchéité 2 qui est décollée suite à un défaut d'adhérence est mise en traction par la pression du fluide. Elle subit une force perpendiculaire à la paroi 10 du réservoir, illustrée par les flèches représentées sur la figure 3. L'adhérence de la 15 couche d'étanchéité 2 à la paroi 10 peut être suffisante pour éviter que le décollement la couche d'étanchéité 2 se propage autour de la cloque. La ruine peut être atteinte lorsque la traction de la partie décollée de la couche d'étanchéité 2 atteint un seuil au-delà duquel la cloque explose. La partie de la couche d'étanchéité 2 qui est décollée du fait du 20 défaut d'adhérence travaille également en flexion en périphérie de la cloque (cercles en pointillés sur la figure 3). Si l'adhérence de la couche d'étanchéité 2 à la paroi 10 est suffisante pour éviter le décollement la couche d'étanchéité 2 en périphérie de la cloque, la ruine peut se produire lorsque des moments de flexion suffisants pour provoquer la fissuration de la couche 25 d'étanchéité 2 sont atteints. La ruine peut résulter d'une combinaison des deux phénomènes ci-dessus. La couche d'étanchéité 2 subit à la fois une traction et une flexion dans des proportions dépendant de ses caractéristiques. Une contribution en traction supérieure à une contribution en flexion est révélatrice d'une certaine 30 souplesse de la couche d'étanchéité 2, tandis qu'une contribution en flexion supérieure à la contribution en traction est révélatrice d'une certaine rigidité de la couche d'étanchéité 2. Lorsque la couche d'étanchéité 2 présente une bonne résistance à la traction et/ou à la flexion, c'est l'adhérence de cette couche à la paroi 10 qui peut devenir le facteur limitant. Un pelage de la couche d'étanchéité 2 peut alors être observé à l'interface entre la couche d'étanchéité et la paroi 10, à cause des composantes de la force de pression exercée par le fluide qui sont tangentielles à la surface extérieure de la paroi 10 (flèches horizontales sur la figure 4). En se propageant par ce phénomène de pelage, la cloque peut atteindre d'autres défauts d'adhérence et/ou un bord de la couche d'étanchéité 2, et faire perdre la propriété d'étanchéité. Un autre scénario pouvant mener à la ruine est illustré par la figure 5. La couche d'étanchéité 2 est ici supposée présenter une adhérence suffisante à la paroi 10 et/ou une bonne résistance acceptable à la traction et à la flexion. Dans ce cas, c'est la force de cohésion du béton qui peut devenir le facteur limitant. Les forces transférées par la couche d'étanchéité 2 à la paroi 10 peuvent dépasser la limite de rupture en cisaillement du béton et provoquer la ruine de la couche d'étanchéité 2. La modification des seules caractéristiques de la couche 2, et plus particulièrement de sa souplesse ou de sa rigidité, peut donc être insuffisante pour assurer la pérennité de l'étanchéité. Il est à noter ici que la souplesse et la rigidité d'une couche quelle qu'elle soit peuvent être exprimées en terme d'une raideur s'exprimant généralement en Newton par mètre. Une solution satisfaisante est atteinte par un réservoir de fluide selon l'invention comprenant une structure de confinement passive 3 (figures 1-2). La structure de confinement est passive en ce sens que son rôle mécanique se limite à des efforts de réaction à des sollicitations provenant de la paroi en béton. Elle peut ainsi empêcher que s'amorce un cloquage, observation étant faite que l'apparition d'une cloque est le préalable à tous les modes de ruine discutés ci-dessus en référence aux figures 3-5. En particulier, la structure de confinement passive 3 n'exerce pas d'effort radial sur la couche d'étanchéité et la paroi en béton, sinon par réaction à un éventuel effort radial vers l'extérieur qu'exercerait la couche d'étanchéité 2 du fait de la pression du fluide contenu dans le réservoir. La structure 3 est exempte d'éléments de précontrainte, comme ceux décrits dans FR 2 950 094, qui compliquent notablement la mise en oeuvre de la structure de confinement. La souplesse de la couche d'étanchéité 2, relativement à la rigidité de la structure de confinement 3, donne lieu à un comportement avantageux. Les déformations qu'engendre un éventuel défaut d'adhérence localisé se limitent alors principalement à la couche d'étanchéité 2 (figure 2), la relative rigidité de la structure de confinement 3 empêchant la croissance d'une cloque. La limite de rupture par traction et/ou de fissuration par flexion de la couche d'étanchéité 2 ne sera généralement pas atteinte. En autorisant une déformation significative de la couche d'étanchéité 2 sous l'action des forces de traction et/ou de flexion, la souplesse de la couche d'étanchéité 2 permet en outre de limiter la concentration des contraintes en périphérie de l'éventuelle cloque. Le phénomène de pelage de la couche d'étanchéité 2 et le phénomène de cisaillement du béton de la paroi 10 en béton sont dans une large mesure évités. On empêche ainsi qu'une cloque se propage jusqu'à atteindre d'autres défauts d'adhérence et/ou un bord de la couche d'étanchéité 2. La souplesse de la couche d'étanchéité 2 peut permettre encore d'accompagner les déformations de la paroi 10 en béton et de ponter d'éventuelles ouvertures de fissures, toujours sans augmenter la surface de la zone de décollement. Dans chacun des cas de figure, la propagation et/ou la croissance de la cloque est bloquée par la structure de confinement 3 qui est sensiblement rigide. Comme le montre la figure 1, la structure de confinement passive 3 se compose essentiellement d'une couche sensiblement rigide. Il est cependant possible de prévoir plusieurs couches, pourvu que l'ensemble reste passif. Une possibilité intéressante est de réaliser la couche rigide de la structure de confinement passive 3 à partir du même matériau souple que la couche d'étanchéité 2, en y ajoutant des éléments de renforcement 30. Par exemple, les éléments de renforcement 30 peuvent comprendre du tissu de fibres intégré à ladite couche. Ils peuvent aussi consister en des fibres courtes noyées dans ladite couche. Dès lors, la rigidité de la couche de la structure de confinement 3 dépend de sa teneur en éléments de renforcement 30. La teneur en éléments de renforcement 30 peut être finement maîtrisée. Dans une réalisation, on met en place la structure de confinement 3 autour de la couche d'étanchéité 2 par projection de la même substance que celle utilisée pour la couche 2 et réticulation de cette substance. La concentration de fibres courtes intégrées au jet de substance est réglable pour obtenir la valeur de rigidité souhaitée. Les performances en étanchéité du réservoir 1 selon l'invention sont donc liées au fait que la couche d'étanchéité 2 et la structure de confinement 3 forment un revêtement multicouche à rigidité variable. En ce sens, la présente invention n'est pas limitée à un revêtement à deux couches, ni à une variation strictement croissante de la rigidité du revêtement à mesure que l'on s'éloigne de la paroi 10 du réservoir 1. L'homme du métier aura toutefois bien compris l'intérêt certain qu'il y a à ce que la couche d'étanchéité soit relativement souple, au moins par rapport à l'une des couches de la structure de confinement passive. Le déploiement de la solution nouvellement proposée sera économiquement avantageux sur les nombreux ouvrages dits moyennement fuyards, où les forces exercées sur la couche d'étanchéité par le fluide sous pression contenu dans le réservoir sont suffisamment faibles pour ne pas justifier le déploiement d'une solution active plus lourde et coûteuse comme celle décrite dans FR 2 950 094. REVENDICATIONS1. Procédé pour améliorer l'étanchéité d'un réservoir (1) ayant une paroi en béton (10), le procédé comprenant: - l'application d'une couche d'étanchéité (2) en matériau souple sur une surface extérieure de la paroi en béton (10) ; et - la mise en place d'une structure de confinement (3) autour de la couche d'étanchéité (2), pour empêcher la couche d'étanchéité (2) de se décoller de la paroi en béton (10), caractérisé en ce que la structure de confinement (3) est passive et comporte une couche sensiblement plus rigide que la couche d'étanchéité (2). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite couche sensiblement plus rigide de la structure de confinement (3) comprend le matériau souple de la couche d'étanchéité (2) auquel sont ajoutés des éléments de renforcement (30). 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les éléments de renforcement (30) comprennent au moins un tissu de fibres intégré à la couche de la structure de confinement (3). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'application de la couche d'étanchéité (2) sur la surface extérieure de la paroi en béton (10) comprend la projection d'une substance formant le matériau souple après réticulation, et la mise en place de la structure de confinement (3) autour de la couche d'étanchéité (2) comprend la projection d'une même substance simultanément à des fibres courtes intégrées au jet. 5. Réservoir (1) de fluide comprenant: - une paroi en béton (10) ; - une couche d'étanchéité (2) en matériau souple appliquée sur une surface extérieure de la paroi en béton (10) ; et- une structure de confinement (3) entourant la couche d'étanchéité (2), pour empêcher la couche d'étanchéité (2) de se décoller de la paroi en béton (10), caractérisé en ce que la structure de confinement (3) est passive et comporte une couche sensiblement plus rigide que la couche d'étanchéité (2). 6. Réservoir (1) de fluide selon la revendication 5, dans lequel la couche de la structure de confinement (3) comprend le matériau souple de la couche d'étanchéité (2) auquel sont ajoutés des éléments de renforcement (30). 7. Réservoir de fluide selon la revendication 6, dans lequel les éléments de renforcement (30) comprennent au moins un tissu de fibres intégré à la couche de la structure de confinement (3). 8. Réservoir de fluide selon la revendication 6, dans lequel les éléments de renforcement (30) comprennent des fibres courtes noyées dans la couche de la structure de confinement (3).