Brevet FR3041733A1 — publié le 20170331

Procédé d'étanchéité mettant en oeuvre une armature de maintien en carbone craqué La présente invention porte sur un procédé d'étanchéité destiné à réaliser une étanchéité entre une paroi et un élément en saillie par rapport à ladite paroi. L'élément en saillie peut notamment être une canalisation traversant ladite paroi ou un insert tel qu'un boulon, une platine ou une cornière. L'étanchéité entre une paroi et un tel élément en saillie est généralement réalisée à l'aide de deux joints en caoutchouc posés autour de l'élément en saillie et maintenus à la paroi à l'aide d'un système bride/contre bride. La bride est placée sous la paroi et est fixée à la contre bride par un système de vis et d'écrous. Ce procédé est peu cher et facile à mettre en oeuvre. Cependant, le dispositif final nécessite un entretien régulier. En effet, au cours du temps, les joints en caoutchouc ont tendance à se détériorer et doivent par conséquent être changés. Par ailleurs, le serrage des écrous doit être régulièrement contrôlé afin d'assurer une étanchéité satisfaisante. Une telle étanchéité peut également être réalisée en appliquant une couche d'un premier composite sur l'élément en saillie et une couche d'un deuxième composite sur la paroi. La couche du deuxième composite remonte en collet sur le premier composite, et est maintenue à ce dernier par une bride de serrage. Ce dispositif, également appelé « habillage en deux parties », permet certes d'éviter l'utilisation de joints en caoutchouc mais nécessite toutefois un contrôle régulier de la bride de serrage. Ce dispositif est par ailleurs peu résistant, lorsqu'il est installé dans des ouvrages soumis à une forte sous-pression. En effet, sous l'effet de la pression, le deuxième composite à tendance à se détacher du premier. Les fluides peuvent alors s'infiltrer et l'étanchéité n'est plus assurée. Une dernière possibilité consiste à habiller l'élément en saillie et la paroi avec du mat de verre. L'habillage est continu et épouse la 3041733 2 forme exacte de l'élément à étancher. Cependant, compte tenu de la discontinuité des fils de verre au sein même de l'habillage, ce dispositif n'est pas adapté pour des ouvrages soumis à une sous-pression supérieure à 3 bars. 5 Or, de nombreux ouvrages, tels que des parkings, des centrales nucléaires, des stations de métro ou des gares, sont soumis à de fortes sous-pressions de gaz ou de liquide excédant 3 bars, et nécessitent une étanchéité parfaite compte tenu de leurs activités. La présente invention a donc pour but de pallier les 10 inconvénients présentés ci-dessus en proposant un procédé d'étanchéité capable de réaliser une étanchéité entre des éléments de diverses formes en saillie par rapport à des parois de tout type, et pouvant résister à de fortes sous-pressions de liquide et de gaz. Il est donc proposé un procédé d'étanchéité destiné à réaliser 15 une étanchéité entre une paroi et un élément en saillie par rapport à ladite paroi. Le procédé comprend les étapes de : - fixation d'au moins une armature de maintien sur la paroi et sur l'élément en saillie, et - application d'au moins une couche d'une composition (A), 20 comprenant au moins une résine époxy et au moins un agent de réticulation, sur l'armature de maintien fixée à l'étape précédente ; l'armature de maintien comportant au moins deux lés, comprenant chacun des fibres en carbone craqué. Le procédé selon l'invention assure une liaison étanche et 25 pérenne entre une paroi et un élément en saillie. Il permet également de résister à de fortes sous-pressions de liquide ou de gaz. De part sa flexibilité et sa drapabilité, l'armature de maintien est capable de s'adapter à des éléments de toute forme en saillie par rapport à des parois de tout type. L'application de la composition (A) 30 permet ensuite une stratification in situ, et assure la cohésion entre l'armature de maintien et l'élément à étancher. Le procédé selon l'invention peut notamment être réalisé dans différents ouvrages, tels que des gares, des stations de métro, des parkings, des souterrains ou des centrales nucléaires. 3041733 3 En outre, aucun accessoire, tel qu'un boulon, une platine ou un joint en caoutchouc n'est requis. Le procédé est ainsi facile à réaliser et durable. 5 Le dispositif final ne nécessite par ailleurs aucun entretien particulier. Par « dispositif final », on entend un dispositif d'étanchéité obtenu à partir du procédé selon l'invention. En d'autres termes, le dispositif final comprend au moins une armature de maintien et au 10 moins une couche de composition (A), telles que définies ci-dessus. D'autres caractéristiques, aspects et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention, nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels : 15 - la figure 1 représente une armature de maintien selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente la fixation de l'armature de maintien de la figure 1 ; et - la figure 3 représente l'armature de maintien de la figure 1 20 après avoir été fixée. Selon la présente invention, et à moins d'une autre indication, les bornes d'un domaine de valeurs sont comprises dans ce domaine, notamment dans l'expression « compris entre ... et ... ». Par ailleurs, les expressions « au moins un » et « au moins 25 deux » utilisées dans la présente description sont respectivement équivalentes aux expressions « un ou plusieurs » et « deux ou plusieurs ». Sur la figure 1 est illustrée une armature de maintien 1 selon un mode de réalisation de la présente invention. 30 L'armature de maintien 1 comprend de préférence au moins deux lés 2a et 2b superposés l'un sur l'autre sur toute leur longueur. En d'autres termes, les lés 2a et 2b sont de taille identique et sont positionnés l'un sur l'autre sans qu'aucun des deux ne dépasse. 3041733 4 A titre de variante, l'armature de maintien peut comprendre quatre lés, ou plus, superposés les uns sur les autres. Comme illustré sur la figure 1, chaque lé 2a et 2b comprend des fibres 3 en carbone craqué, posées les unes à côté des autres sans 5 intervalles. Les deux lés 2a et 2b sont ensuite superposés l'un sur l'autre et sont maintenus entre eux par des fils de liage 4. Ni les fibres 3 en carbone craqué, ni les lés 2a et 2b ne sont tissés entre eux. Par « fibres en carbone craqué », on entend, au sens de la présente invention, des fibres de carbone préparées selon un procédé 10 de craquage par étirage et rupture contrôlé. A titre d'exemple, on peut notamment citer le procédé décrit dans la demande de brevet FR 2 608 641. Les fibres en carbone craqué utilisables selon la présente invention peuvent notamment être choisies parmi la gamme de produits 15 TPFL® commercialisés par la société Schappe Techniques. Les fibres en carbone craqué sont de longues fibres apportant une continuité à l'armature de maintien. Cette continuité permet ainsi de répartir les efforts, dus notamment à une sous-pression de gaz ou liquide, sur la totalité de l'armature de maintien, améliorant le procédé 20 selon l'invention. De préférence, le diamètre des fibres 3 est compris entre 5 et 101.1m, et leur module d'Young est compris entre 200 et 300 GPa, et plus préférentiellement entre 220 et 260 GPa, mesurés selon la norme NF EN ISO 527-2:1993. 25 Les fibres 3 présentent avantageusement une résistance à la traction comprise entre 3500 et 4500 MPa, et plus préférentiellement entre 3900 et 4300 MPa, mesurée selon la norme NF EN ISO 527- 2 : 1993 . De préférence, les fibres 3 en carbone craqué sont inclinées par 30 rapport à l'axe longitudinal du lé 2a et 2b les comprenant. L'inclinaison des fibres 3 par rapport à l'axe longitudinal de chaque lé 2a et 2b est avantageusement comprise entre 30 et 60°, et mieux encore entre 40 et 50°. 3041733 5 Par ailleurs, les fibres 3 du premier lé 2a définissent avec les fibres 3 du deuxième lé 2b un angle de positionnement 5 compris avantageusement entre 75 et 105°. Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 1, 5 l'inclinaison des fibres 3 par rapport à l'axe longitudinal du lé 2a et 2b est de 45° et l'angle de positionnement 5 est de 90°. Ce positionnement bi-diagonal des fibres apporte une meilleure drapabilité à l'armature de maintien. Cette dernière étant plus déformable, elle s'adapte et adhère plus facilement aux différentes 10 formes de l'élément en saillie. Par ailleurs, contrairement aux armatures tissées, l'armature de maintien de l'invention ne présente aucun point de pression local sur lequel une résine époxy ou une colle pourrait se casser. Cette structure non tissée permet ainsi de réduire la fissuration de la résine époxy et 15 améliore le procédé selon l'invention. Avantageusement, le grammage de l'armature de maintien 1 est compris entre 200 et 800 g.m-2, et plus préférentiellement entre 300 et 500 g.m-2. Sur la figure 2 est représentée la fixation de l'armature de 20 maintien 1 de la figure 1. Comme on le voit sur cette figure 2, l'armature de maintien 1 est fixée sur une paroi P et sur un élément E en saillie par rapport à ladite paroi P. A titre purement illustratif, l'élément en saillie peut être une canalisation traversant la paroi ou un insert tel qu'un boulon, 25 une platine ou une cornière. La paroi peut par exemple être la paroi d'un espace souterrain enterré, tel qu'un parking, une gare ferroviaire et une station de métro, un tunnel creusé et un tunnel foré, ou le mur d'une centrale nucléaire. L'armature de maintien 1 comprend alors une première partie 30 la, destinée à être enroulée et fixée autour de l'élément E en saillie, et une deuxième partie lb destinée à être aplatie et fixée sur la paroi P. De préférence, au moins un des fils de liage 4 de la deuxième partie lb de l'armature de maintien 1 peut être retiré. La deuxième 3041733 6 partie lb est ainsi plus flexible. Elle peut donc être aplatie plus facilement sur la paroi P en évitant la formation de pli ou de fronce. L'armature de maintien 1 peut avantageusement être marouflée. Selon un mode de réalisation, l'armature de maintien 1 peut 5 être directement fixée sur la paroi P et sur l'élément E en saillie, sans traitement préalable. Sur la figure 3 est représentée l'armature de maintien 1 de la figure 1 après avoir été fixée. L'armature 1 ainsi fixée comprend une surface interne, non 10 visible sur la figure 3, en regard de la paroi P et de l'élément E en saillie, et une surface externe 6 opposée à sa surface interne. Sur la surface externe 6 de l'armature de maintien 1 est ensuite appliquée au moins une couche d'une composition (A), comprenant au moins une résine époxy et au moins un agent de réticulation. 15 La résine époxy utilisable selon la présente invention est une résine résultant de la réaction entre un ou plusieurs composés bisphénol, tel que le bisphénol A, le bisphénol E, le bisphénol F et leurs mélanges ; avec un ou plusieurs époxydes, tel que l'épichlorhydrine, le 13-méthyl épichlorhydrine et leurs mélanges. 20 La résine époxy est avantageusement choisie parmi le diglycidyl éther de bisphénol A (DGEBA), le diglycidyl éther de bisphénol F (DGEBF) et leurs mélanges. L'agent de réticulation utilisé dans la présente invention est choisi parmi des agents usuels tels que les polyamines aliphatiques ou 25 aromatiques, les anhydrides d'acide, les imidazoles, les polymercaptans, les polyamides, et leurs mélanges. De préférence, l'agent de réticulation est choisi parmi les polyamides modifiés, les polyamines aliphatiques et leurs mélanges. L'agent de réticulation est présent dans la composition (A) en 30 une quantité exprimée en nombre équivalent d'atomes d'hydrogène actifs au sein du groupe amino (ou autre groupe porteur d'hydrogène actif, selon la nature de l'agent de réticulation utilisé) allant de 0,8 à 1,2, et de préférence de 0,9 à 1,1 pour un équivalent en groupe époxy présent dans la résine époxy réticulable. 3041733 7 Le rapport pondéral entre la quantité totale de la ou des résines époxy et la quantité totale du ou des agents de réticulation, présents dans la composition (A), va préférentiellement de 0,1 à 10, et encore mieux de 1 à 2. 5 La composition (A) peut également comprendre un ou plusieurs additifs tels que des solvants réactifs ou non réactifs, des charges minérales, des agents rhéologiques ou leurs mélanges. La quantité de composition (A) appliquée sur la surface externe 6 de l'armature de maintien 1 est de préférence comprise entre 1 et 10 2,5 kg.m-2. Selon un mode de réalisation particulier, pour réaliser une étanchéité entre une paroi P et un élément E en saillie, on fixe au moins une armature de maintien 1 sur la paroi P et sur l'élément E à étancher. 15 On procède ensuite à un marouflage de l'armature de maintien 1 fixée à l'étape précédente. Cette étape de marouflage permet notamment d'améliorer la fixation de l'armature de maintien 1 et d'éviter la présence de pli ou de fronce. Elle augmente ainsi la résistance à la sous-pression du 20 dispositif final. De préférence, cette étape de marouflage est réalisée dans le sens des fils à l'aide d'un rouleau cylindrique présentant des cannelures concentriques. On applique ensuite au moins une couche de la composition 25 (A), comprenant une ou plusieurs résines époxy et un ou plusieurs agents de réticulation, sur la surface externe 6 de l'armature de maintien 1 marouflée à l'étape précédente. On procède ensuite au séchage de la composition (A) appliquée à l'étape précédente. 30 L'étape de séchage a une durée comprise avantageusement entre 1 et 48 heures, et mieux encore entre 12 et 36 heures. Par ailleurs, la température de séchage est comprise entre 5 et 40°C, et de préférence entre 10 et 30°C. 3041733 8 Une durée de séchage supérieure ou égale à 24 heures permet d'obtenir la formation d'un film de résine époxyde réticulé homogène et résistant, améliorant ainsi le procédé selon l'invention. Le film de résine polymérisé ainsi obtenu peut se déformer sans se rompre et 5 présente un allongement à la rupture de préférence allant de 1% à 10%. La présente invention permet ainsi de fournir un procédé d'étanchéité capable de réaliser une étanchéité entre des éléments de diverses formes en saillie par rapport à des parois de tout type, et pouvant résister à de fortes sous-pressions de liquide et de gaz. REVENDICATIONS1. Procédé d'étanchéité, destiné à réaliser une étanchéité entre une paroi (P) et un élément (E) en saillie par rapport à ladite paroi (P), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : - fixation d'au moins une armature de maintien (1) sur la paroi (P) et sur l'élément (E) en saillie, et - application d'au moins une couche d'une composition (A), comprenant une ou plusieurs résines époxy et un ou plusieurs agents de réticulation, sur l'armature de maintien (1) fixée à l'étape précédente ; l'armature de maintien (1) comportant au moins deux lés (2a et 2b), comprenant chacun des fibres (3) en carbone craqué. 2. Procédé d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux lés (2a et 2b) sont superposés l'un sur l'autre sur toute leur longueur. 3. Procédé d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les lés (2a et 2b) sont maintenus entre eux par des fils de liage (4). 4. Procédé d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les fibres (3) en carbone craqué sont inclinées par rapport à l'axe longitudinal du lé (2a et 2b) les comprenant. 5. Procédé d'étanchéité selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'inclinaison des fibres (3) par rapport à l'axe longitudinal du lé (2a et 2b) les comprenant est comprise entre 30 et 60°, et de préférence entre 40 et 50°. 6. Procédé d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les fibres (3) du premier lé (2a) définissent avec les fibres (3) du deuxième lé (2b) un angle de positionnement (5) compris entre 75 et 105°. 7. Procédé d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la résine époxy est choisie 3041733 10 parmi le diglycidyl éther de bisphénol A, le diglycidyl éther de bisphénol F et leurs mélanges. 8. Procédé d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'armature de maintien (1) 5 est directement fixée sur la paroi (P) et sur l'élément (E) en saillie, sans traitement préalable. 9. Procédé d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de marouflage de l'armature de maintien (1) fixée sur la paroi 10 (P) et sur l'élément (E) en saillie. 10. Procédé d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de séchage de la composition (A) appliquée sur la surface externe (6) de l'armature de maintien (1).