Brevet FR3028027A1 — publié le 20160506

La présente invention concerne le domaine du nettoyage d'installations industrielles telles que les usines d'incinération, et notamment de leurs fours et chaudières. Une usine d'incinération, notamment une usine d'incinération des ordures ménagères (ou U10M) est une installation industrielle visant à la destruction des déchets par incinération. L'incinération consiste à détruire par combustion des objets dans un four. Dans une usine d'incinération dite Unité de Valorisation Energétique (UVE), la valorisation énergétique d'un déchet consiste à utiliser le pouvoir calorifique du déchet en le brûlant afin de récupérer de l'énergie sous forme de chaleur ou d'électricité. A cette fin, une chaudière est communément employée pour la récupération énergétique. Dans ce type d'installations, les fours et chaudières peuvent fonctionner en permanence, vingt-quatre heures sur vingt-quatre. Dans une usine d'incinération, c'est d'ailleurs la chaleur dégagée par la combustion des déchets qui entraîne et entretient la combustion des déchets suivants. Néanmoins, un nettoyage périodique de ces installations est nécessaire. Cela nécessite l'arrêt du four, son refroidissement. Le nettoyage, par action mécanique et/ou chimique peut ensuite être réalisé. Un tel nettoyage est particulièrement difficile à mettre en oeuvre dans les zones difficiles d'accès, telles que les zones situées entre le faisceau de tubulures d'un échangeur ou d'une chaudière. Une telle opération de maintenance nécessite la mise en oeuvre d'une procédure lourde d'arrêt puis de redémarrage des installations empêche leur fonctionnement pendant une certaine période, typiquement de plusieurs heures voire plusieurs jours. L'invention propose des moyens adaptés au nettoyage des installations industrielles à haute température, par exemple les fours et chaudières et autres échangeurs thermiques, typiquement - mais pas exclusivement - dans les usines d'incinération. Elle vise en particulier le nettoyage des zones situées entre les tubulures d'un faisceau d'échangeur d'une chaudière. Le nettoyage des incinérateurs et installations similaires peut être réalisé en introduisant de la matière explosive d'une chaîne pyrotechnique à proximité de la zone à nettoyer. Son explosion produit un souffle ou une onde de choc permettant un nettoyage mécanique de cette zone. Cependant, l'introduction d'une matière explosive dans un milieu à haute température, notamment dans des zones difficiles d'accès, requiert l'emploi d'un dispositif permettant tout à la fois le bon maintien de la matière explosive, sa protection ainsi que la protection des moyens nécessaire à sa mise à feu, et sa mise en oeuvre ergonomique. L'invention vise à proposer un tel dispositif, résolvant tout ou partie des inconvénients précités. Plus précisément, l'invention porte donc, selon un premier aspect, sur dispositif de maintien et de mise à feu d'une matière explosive comportant un support, un tube fixé rigidement au support par une première extrémité et conformé pour porter une matière explosive, un cylindre isolant électrique contenu dans le tube et comportant un passage longitudinal, et une interface de branchement électrique située à une seconde extrémité du tube et conformée pour le branchement d'un dispositif d'allumage . Avantageusement, la première extrémité du tube est filetée et vissée dans un alésage taraudé du support. Afin de porter une matière explosive, le tube peut comporter une portion d'engagement, sur laquelle peut être emmanché un manchon cartonné comportant une matière explosive. La matière explosive peut ainsi être incluse dans une chaîne pyrotechnique. Dans un mode de réalisation, une extrémité du passage longitudinal du cylindre isolant, située à une extrémité du cylindre opposée au support, peut comporter un logement adapté à recevoir l'interface de branchement. Typiquement, le cylindre isolant peut comporter un premier passage longitudinal comportant un premier logement et un second passage longitudinal comportant un second logement, et l'interface de branchement peut comporter un premier embout conducteur et un second embout conducteur, conformés pour loger respectivement dans le premier et second logement. La seconde extrémité du tube peut comporter un épaulement interne conformé pour bloquer en translation longitudinale le cylindre isolant. Une canne creuse de manipulation peut en outre être rigidement fixée au support. Le dispositif peut alors comporter en outre une ligne de tir comportant deux câbles électriques, ladite ligne de tir cheminant successivement à l'intérieur de la canne creuse, au travers du support, dans un ou plusieurs passages du cylindre isolant, lesdits câbles électriques étant reliés électriquement à l'interface de branchement électrique. Selon un second aspect, l'invention porte sur un dispositif de nettoyage pyrotechnique comportant un dispositif de maintien et de mise à feu d'une matière explosive tel que précédemment décrit, une matière explosive portée par le tube, et un dispositif d'allumage relié électriquement à l'interface de branchement et disposé de sorte à permettre la mise à feu de ladite matière explosive. Selon cet aspect, l'invention porte donc sur un dispositif comportant l'ensemble d'une chaîne pyrotechnique. Selon un troisième aspect, l'invention porte sur un procédé de nettoyage pyrotechnique d'une zone d'une installation industrielle, comportant les étapes de : - fourniture d'un dispositif de nettoyage pyrotechnique selon la revendication 9; - approche de la matière explosive portée par le moyen de maintien du dispositif de nettoyage à proximité de la zone à nettoyer ; et - mise à feu de la matière explosive. Dans un tel procédé, l'étape de fourniture d'un dispositif de nettoyage pyrotechnique peut comporter la fourniture d'un dispositif de maintien et de mise à feu d'une matière explosive tel que précédemment décrit et comportant notamment une canne creuse de manipulation, rigidement fixée au support, et une ligne de tir comportant deux câbles électriques, ladite ligne de tir cheminant successivement à l'intérieur de la canne creuse, au travers du support, dans un ou plusieurs passages du cylindre isolant, lesdits câbles électriques étant reliés électriquement à l'interface de branchement électrique, et l'étape d'approche de la matière explosive à proximité de la zone à nettoyer peut comporter l'introduction de la matière explosive entre les tubulures d'un faisceau d'une chaudière. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs : - la figure 1 présente une vue éclatée en coupe longitudinale d'un dispositif conforme à un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue de détail en coupe d'un support tel que mis en oeuvre dans le mode de réalisation de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de détail en coupe longitudinale d'un cylindre isolant tel que mis en oeuvre dans le mode de réalisation de la figure ; - La figure 4 est une vue de face du cylindre isolant de la figure 3; - La figure 5 représente, selon une coupe longitudinale, un embout 20 de branchement électrique tel que mis en oeuvre dans le mode de réalisation de la figure 1 ; - La figure 6 représente une coupe d'un tube tel que mis en oeuvre dans le mode de réalisation de la figure 1 ; - La figure 7 représente schématiquement selon une vue en coupe 25 un dispositif de nettoyage pyrotechnique mettant en jeu un dispositif de maintien de matière explosive selon le mode de réalisation de la figure 1. Un dispositif de maintien de matière explosive conforme à l'invention comporte un assemblage de pièces représentées schématiquement en coupe 30 longitudinale à la figure 1, dans un mode de réalisation préférentiel. Ce dispositif constitue avantageusement un sous ensemble d'un dispositif de nettoyage pyrotechnique pour le nettoyage d'installations, préférentiellement de type industrielles, comportant un four fonctionnant à haute température. Le nettoyage peut être réalisé lorsque l'installation est en fonctionnement, ou à l'arrêt même si l'installation n'a pas refroidi. Un tel dispositif comporte un support 1. Une vue détaillée, sous forme de coupe, du support 1 employé dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention est présentée à la figure 2. Le support peut être sensiblement annulaire. Le support 1 peut être réalisé en acier, typiquement en acier C45. D'autres nuances, métaux, ou alliages sont bien évidemment envisageables dès lors qu'ils résistent aux températures que peut subir le dispositif en fonctionnement, par exemple 50°C à 900°C. La température à laquelle le dispositif est exposé Dans l'exemple ici représenté, le supporte consiste sensiblement en une bague comportant une interface pour la fixation rigide d'un tube 4. Cette interface comporte un alésage taraudé 11, présentant un filetage interne au support 1. L'alésage taraudé 11 est destiné à coopérer avec une extrémité filetée 41 du tube 4. L'extrémité filetée 41 est ainsi vissée dans le tube 4 afin de fixer ledit tube 4 sur le support 1. Le tube 4, dont une vue détaillée est présentée à la figure 6, est une pièce cylindrique creuse, préférentiellement un cylindrique de révolution, destinée à recevoir un cylindre isolant 2. Le tube 4 est typiquement réalisé en acier, par exemple en acier C45. Le tube est conformé de sorte à pouvoir porter la matière explosive, qui est avantageusement contenue dans un manchon cartonné. A cette fin, le tube 4 comporte avantageusement une portion d'engagement 42, sur laquelle peut être emmanché le manchon cartonné comportant la matière explosive. La portion d'engagement 42 peut typiquement avoir un diamètre de 25,2mm environ, ou de 35,5mm environ, correspondant à deux diamètres internes typiques de manchons cartonnés contenant une matière explosive. La portion d'engagement 42 peut présenter une longueur de l'ordre de 62mm. Le cylindre isolant 2, dont une coupe longitudinale est présentée à la figure 3 et une vue de face est présentée à la figure 4, est reçu à l'intérieur du tube 4. Le cylindre isolant 2 peut typiquement être en polyamide. Notamment, il est possible d'employer avec succès le nylon commercialisé sous l'appellation 302 802 7 6 Ertalon® 6 SA. Les matériaux commercialisés sous l'appellation Ertalon® 66 SA, Ertalon® 4.6, Ertalon® 66GF 30 peuvent également être employés avec succès. De nombreux autres matériaux isolants électriques peuvent également être employés. Le diamètre externe du cylindre isolant 2 correspond 5 avantageusement au diamètre interne du tube 4, au jeu près nécessaire à son introduction dans ledit tube 4. Une seconde extrémité du tube, opposée à la première extrémité liée au support 1, comporte un épaulement 43 interne. Typiquement, il s'agit d'un épaulement radial restreignant le diamètre interne du tube à sa seconde 10 extrémité. L'épaulement interne permet le maintien du cylindre isolant 2 à l'intérieur du tube. Le cylindre isolant 2 est ainsi maintenu en translation dans le tube par l'épaulement 43 d'une part, et par le support 1 d'autre part, pouvant présenter une surface d'appui 12 adaptée. 15 Le cylindre isolant 2 comporte un (ou plusieurs) passage longitudinal 21. Le passage longitudinal 21 est destiné au cheminement d'une ligne de tir, c'est-à-dire de fils électriques permettant l'alimentation d'un dispositif d'allumage pour la mise à feu de la matière explosive. Dans le mode de réalisation préférentiel ici représenté, le cylindre isolant 2 comporte deux 20 passages longitudinaux 21, 21', afin de permettre l'alimentation électrique du dispositif d'allumage. Un premier passage 21 peut typiquement être dévolu au passage d'un fil de phase, et un second passage 21' au passage d'un fil de masse. Une interface électrique est prévue pour le raccordement d'un 25 dispositif d'allumage. L'interface électrique peut avantageusement mettre en oeuvre deux embouts 3,3' conducteurs, tels que représentés à la figure 5. Les embouts 3,3' sont destinés à constituer des contacts électriques pour le branchement d'un dispositif d'allumage. Ils sont avantageusement réalisés en cuivre. 30 Les passages longitudinaux 21, 21' comportent chacun un logement 22, 22'. Le premier embout 3 conducteur et un second embout 3' conducteur sont conformés pour loger respectivement dans le premier et second logement 21, 22'. Dans l'exemple de mode de réalisation ici représenté, l'embout comporte trois portions longitudinales ayant chacune une fonction spécifique. Seule une portion de raccordement 31 de l'embout 3 dépasse du logement 22 dans lequel l'embout est inséré. La portion de raccordement 31 constitue la partie mâle d'une interface électrique permettant son raccordement à une partie femelle correspondante liée électriquement à un dispositif d'allumage. Typiquement, la portion de raccordement 31 de l'embout 3 ressort du tube 4 par sa seconde extrémité, éventuellement par la restriction de section engendrée par l'épaulement 43. La partie de raccordement 31 peut être sensiblement cylindrique de révolution. Elle peut présenter une longueur de l'ordre de 8 mm, et peut présenter un diamètre de 4mm environ. Elle se termine avantageusement par un bout arrondi, typiquement en calotte de sphère de 20mm environ de rayon. L'embout 3 comporte également une portion principale 32, dont la forme correspond au logement 22 du cylindre isolant 2 dans lequel il est destiné à être inséré. De préférence, l'insertion de l'embout 3 dans son logement 22 est réalisée légèrement en force, de sorte à garantir le maintien de l'embout 3 dans ledit logement 22. La longueur de la portion principale 32 correspond avantageusement à la longueur du logement dans lequel l'embout 3 est inséré. L'embout 3 comporte enfin une portion de connexion 33, configurée pour permettre la liaison physique et électrique de l'embout 3 à une ligne de tir (c'est-à-dire à un câble électrique). Dans l'exemple ici représenté, la portion de 25 connexion 33 comporte un orifice de section réduite (par exemple de 2,5mm de diamètre) permettant l'insertion et la soudure (par exemple l'étamage) aisée d'un brin dénudé de fil électrique d'une ligne de tir. Selon d'autres variantes, une liaison par sertissage pourrait être réalisée. Avantageusement, la portion de connexion 33 présente une section réduite par rapport à la portion principale 30 32, ladite section réduite permettant l'insertion de la portion de connexion dans le passage 21, au-delà du logement 22. Ainsi, l'extrémité de la partie principale 32 peut être mise en butée sur le fond du logement 22, ce qui garantit la bonne mise en position de l'embout 3 dans ledit logement 22. Le dispositif de maintien et de mise à feu ainsi constitué permet donc le maintien mécanique d'une matière explosive et le branchement électrique d'un dispositif d'allumage pour à sa mise à feu à une ligne de tir. Le dispositif assure la protection de l'extrémité de la ligne de tir qui chemine dans ledit dispositif. Afin d'approcher la matière explosive de la zone dans laquelle on souhaite la mettre à feu, typiquement pour le nettoyage d'une zone d'une installation industrielle tel qu'un incinérateur, une canne 5 creuse peut être fixée, par exemple soudée, au support 1. La ligne de tir (en pratique deux câbles électriques isolés) peut ainsi cheminer à l'intérieur de la canne 5 jusqu'au support 1. La canne 5 creuse est typiquement réalisée en acier.la ligne de tir peut être protégée, dans sa portion interne à la canne, par une ou plusieurs gaines de protection. Ainsi, l'invention permet-elle la réalisation d'un dispositif de nettoyage pyrotechnique dont un exemple de réalisation est représenté à la figure 7. Outre le dispositif de maintien précédemment décrit, le dispositif de nettoyage pyrotechnique représenté comporte une matière explosive 6 comportant un explosif 61 contenu dans un manchon cartonné 62. Le manchon cartonné 62 de la matière explosive 6 est emmanché sur la portion d'engagement 42 du tube 4. Un dispositif d'allumage 7 est relié électriquement à l'interface de branchement, c'est-à-dire aux embouts 3, 3'. Le dispositif d'allumage est disposé pour permettre la mise à feu de l'explosif 61. Le dispositif ici représenté comporte une canne 5 reliée au support 1, à l'intérieur de laquelle chemine une ligne de tir 8. Un exploseur 9 commandant la mise à feu par envoi d'une commande électrique au dispositif d'allumage 7 est ici représenté. Ainsi, un procédé de nettoyage pyrotechnique d'une zone d'une installation industrielle peut comporter la fourniture d'un tel dispositif de nettoyage pyrotechnique. Ensuite, la matière explosive portée par le moyen de maintien du dispositif de nettoyage est approchée à proximité de la zone à nettoyer. Puis, la matière explosive est mise à feu. Le souffle provoqué par l'explosion permet le décollage et éventuellement la désintégration des éléments agglomérés dans la zone à nettoyer. Un tel procédé est avantageusement employé pour le nettoyage des installations comportant un four, et/ou une chaudière, tel qu'un incinérateur du type Unité de Valorisation Energétique (UVE). En particulier, il est particulièrement adapté au nettoyage des zones situées entre les tubulures d'un faisceau d'échangeur d'une chaudière ainsi que des zones de filtrage. Le dispositif et le procédé développés dans l'invention permettent ainsi le nettoyage aisé et efficace d'installations, typiquement comportant une chaudière, lorsque celle-ci sont en fonctionnement ou encore chaudes, et notamment dans les zones difficiles d'accès de telles installations. REVENDICATIONS1. Dispositif de maintien et de mise à feu d'une matière explosive comportant : un support (1); un tube (4) fixé rigidement au support (1) par une première extrémité et conformé pour porter une matière explosive ; un cylindre isolant (2) électrique contenu dans le tube (4) et comportant un passage longitudinal (21 ; 21') ; et une interface de branchement électrique située à une seconde extrémité du tube (4) et conformée pour le branchement d'un dispositif d'allumage (7). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la première extrémité du tube (4) est filetée et vissée dans un alésage taraudé (11) du support (1). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le tube (4) comporte une portion d'engagement (42), sur laquelle peut être emmanché un manchon cartonné comportant une matière explosive. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une extrémité du passage (21, 21') longitudinal du cylindre isolant (2), située à une extrémité du cylindre opposée au support (1), comporte un logement (22, 22') adapté à recevoir l'interface de branchement. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le cylindre isolant (2) comporte un premier passage (21) longitudinal comportant un premier logement (22) et un second passage (21') longitudinal comportant un second logement (22'), et dans lequel l'interface de branchement comporte un premier embout (3) conducteur et un second embout (3') conducteur, conformés pour loger respectivement dans le premier et second logement (22, 22'). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la seconde extrémité du tube (4) comporte un épaulement (43) interne conformé pour bloquer en translation longitudinale le cylindre isolant (2). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comportant en outre une canne (5) creuse de manipulation, rigidement fixée au support (1). 8. Dispositif selon la revendication 7 comportant en outre une ligne de tir (8) comportant deux câbles électriques, ladite ligne de tir (8) cheminant successivement à l'intérieur de la canne (5) creuse, au travers du support (1), dans un ou plusieurs passages (21, 21') du cylindre isolant (2), lesdits câbles électriques étant reliés électriquement à l'interface de branchement électrique. 9. Dispositif de nettoyage pyrotechnique comportant un dispositif de maintien et de mise à feu d'une matière explosive selon l'une des revendications 1 à 8, une matière explosive (6) portée par le tube (4), et un dispositif d'allumage (7) relié électriquement à l'interface de branchement et disposé de sorte à permettre la mise à feu de ladite matière explosive (6). 10. Procédé de nettoyage pyrotechnique d'une zone d'une installation industrielle, comportant les étapes de : - fourniture d'un dispositif de nettoyage pyrotechnique selon la revendication 9; - approche de la matière explosive (6) portée par le moyen de maintien du dispositif de nettoyage à proximité de la zone à nettoyer ; et - mise à feu de la matière explosive. 11. Procédé de nettoyage pyrotechnique selon la revendication 10, dans lequel l'étape de fourniture d'un dispositif de nettoyage pyrotechnique comporte la fourniture d'un dispositif de maintien et de mise à feu d'une matière explosive selon la revendications 8, et dans lequel l'étape d'approche de la matière explosive à proximité de la zone à nettoyer comporte l'introduction de la matière entre les tubulures d'un faisceau d'une chaudière. 30