Brevet FR3157510A1 — publié le 20250627

La présente invention concerne un élément de canalisation ou de réservoir revêtu (10) comprenant un élément de canalisation ou de réservoir brut (12) en fonte ductile, en acier ou en béton, et un revêtement intérieur (18) situé sur une paroi intérieure (14) de l'élément de canalisation ou de réservoir brut (12), le revêtement intérieur (18) étant formé à partir d’une composition de mortier comprenant un ciment et un additif à base de magnésium. Elle concerne également une canalisation ou un réservoir comprenant un ou plusieurs de ces éléments de canalisation ou de réservoir revêtus, la canalisation ou le réservoir étant de préférence destiné(e) à l’adduction, à la distribution ou au stockage d’eau potable. Elément de canalisation ou de réservoir revêtu La présente invention concerne un élément de canalisation ou de réservoir comprenant un revêtement intérieur minéral particulier, ledit élément étant avantageusement adapté à l’adduction, à la distribution ou au stockage d’eau potable. Elle concerne également une canalisation ou un réservoir comprenant un tel élément. Les éléments de canalisation ou de réservoir en fonte ductile, en acier ou en béton sont utilisés depuis de nombreuses années pour l’adduction, la distribution ou le stockage d’eau potable. La paroi intérieure de ces éléments est généralement recouverte d’un mortier en vue d’assurer une protection par un mécanisme de passivation. Lors de la mise en service, l’eau imbibe peu à peu le mortier, et s’enrichit en éléments alcalins et devient ainsi non corrosive à son arrivée sur la paroi de l’élément de canalisation ou de réservoir. Il a toutefois été constaté que certains métaux présents dans la composition du mortier, tels que le chrome, le vanadium, l’antimoine, ou l’aluminium, étaient relargués dans l’eau en contact avec ce dernier. Les réglementations imposent des contraintes de plus en plus strictes en ce qui concerne les teneurs en métaux dans l’eau, en particulier l’eau potable. Ainsi, il subsiste un réel besoin de disposer d’un élément de canalisation ou de réservoir revêtu d’un mortier relarguant moins de métaux dans l’eau. Dans ce contexte, les inventeurs ont démontré que l’ajout d’un additif à base de magnésium à la composition de mortier de ciment utilisée pour revêtir la paroi intérieure de l’élément de canalisation ou de réservoir permettait de diminuer substantiellement les taux de certains métaux relargués dans l’eau. Les inventeurs ont pu constater que ces performances pouvaient être atteintes même avec des teneurs faibles en additif à base de magnésium. De manière avantageuse, il a été montré que le revêtement conservait de bonnes propriétés mécaniques. Ainsi, la présente invention concerne un élément de canalisation ou de réservoir revêtu comprenant : - un élément de canalisation ou de réservoir brut en fonte ductile, en acier ou en béton, et - un revêtement intérieur situé sur une paroi intérieure de l'élément de canalisation ou de réservoir brut, le revêtement intérieur étant formé à partir d’une composition de mortier comprenant : - un ciment et - un additif à base de magnésium. L’invention concerne également une canalisation ou un réservoir comprenant un ou plusieurs éléments de canalisation ou de réservoir revêtus tels que décrits dans la présente demande, la canalisation ou le réservoir étant de préférence destiné(e) à l’adduction, à la distribution ou au stockage d’eau potable. FIGURES FIG. 1 : Représentation schématique en coupe transversale d’un élément de canalisation ou de réservoir revêtu, dans un mode particulier de l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE L’élément de canalisation ou de réservoir revêtu selon l’invention comprend : - un élément de canalisation ou de réservoir brut en fonte ductile, en acier ou en béton, et - un revêtement intérieur situé sur une paroi intérieure de l'élément de canalisation ou de réservoir brut. L’élément de canalisation ou de réservoir revêtu définit un espace intérieur dans lequel peut circuler le liquide (typiquement l’eau) au contact du revêtement intérieur. L’élément de canalisation ou de réservoir brut peut par exemple être un tuyau ou un embranchement, ou forme un réservoir. Dans certains modes de réalisation, l’élément de canalisation ou de réservoir revêtu comprend en outre un revêtement extérieur situé sur une paroi extérieure de l'élément de canalisation ou de réservoir brut. Le revêtement extérieur est avantageusement adapté au contact avec un sol. Le revêtement extérieur, bien connu de la personne du métier, est avantageusement configuré pour augmenter la résistance à la corrosion de l’élément de canalisation ou de réservoir brut. Ce revêtement extérieur est généralement formé d'une couche de protection métallique, notamment à base de zinc sacrificiel, recouverte d’une peinture bouche-pores à base d’une résine organique. Le revêtement intérieur tapisse avantageusement toute la paroi intérieure de l’élément de canalisation ou de réservoir brut. Le revêtement intérieur présente avantageusement une épaisseur nominale de 2 à 15 mm, de préférence de 2,5 à 9 mm. Le revêtement intérieur est un mortier formé à partir d’une composition de mortier comprenant : - un ciment et - un additif à base de magnésium. Plus particulièrement, le revêtement intérieur est un mortier, typiquement formé par application de ladite composition de mortier sur la paroi intérieure de l’élément de canalisation ou de réservoir brut puis par durcissement (ou prise) de ladite composition de mortier. L’application de la composition de mortier peut être faite par centrifugation, par projection ou par enduction manuelle. Un ciment est un composé minéral hydraulique, c’est-à-dire qui fait prise au contact de l’eau par hydratation. Le ciment comprend généralement du clinker, et de préférence un ou plusieurs constituants choisis parmi du laitier de haut fourneau, du laitier d’aciérie, des cendres volantes, une pouzzolane, de la fumée de silice, du calcaire, et une argile calcinée. Le ciment peut par exemple être un ciment Portland, un ciment Portland composé, un ciment au laitier de haut fourneau, un ciment composé, un ciment pouzzolanique au laitier, un ciment de calcaire et d’argile calcinée, un ciment alumineux, un ciment sulfo-alumineux, un ciment sursulfaté, un ciment prompt ou un mélange de ceux-ci. Le ciment est avantageusement un ciment tel que défini par la norme EN 197-1 ou la norme EN 197-5. Sauf indication contraire, les teneurs pondérales indiquées pour les constituants d’un ciment défini par la norme EN 197-1 ou la norme EN 197-5 sont telles que définies par la norme EN 197-1 ou la norme EN 197-5 respectivement. Dans certains modes de réalisation, le ciment est un ciment Portland CEM I de la norme EN 197-1. La teneur en clinker d’un ciment Portland CEM I de la norme EN 197-1 est au minimum de 95 % en poids. Dans certains modes de réalisation, le ciment est un ciment Portland composé CEM II de la norme EN 197-1. Un ciment Portland composé CEM II de la norme EN 197-1 résulte du mélange de clinker en quantité au moins égale à 65 % en poids et d’autres constituants tels que laitiers de haut fourneau, cendres volantes, pouzzolanes, fumée de silice, dont le total ne dépasse pas 35 % en poids. Dans certains modes de réalisation, le ciment est un ciment Portland au laitier CEM II/A-S ou CEM II/B-S de la norme EN 197-1. Le ciment CEM II/A-S comprend 80 à 94% en poids de clinker et 6 à 20 % en poids de laitier de haut-fourneau. Le ciment CEM II/B-S comprend 65 à 79% en poids de clinker et 21 à 35 % en poids de laitier de haut-fourneau. Dans certains modes de réalisation, le ciment est un ciment Portland composé CEM II/C-M de la norme EN 197-5, notamment un ciment CEM II/C-M (S-P), CEM II/C-M (S-V), CEM II/C-M (S-L), CEM II/C-M (S-LL), CEM II/C-M (P-L), CEM II/C-M (V-L), CEM II/C-M (P-LL), ou CEM II/C-M (V-LL) de la norme EN 197-5. Le ciment CEM II/C-M comprend typiquement 50 à 64% en poids de clinker, et au moins deux autres constituants choisis parmi le laitier de haut-fourneau, une pouzzolane, des cendres volantes, de l’argile calcinée et du calcaire. Dans certains modes de réalisation, le ciment est un ciment au laitier de haut-fourneau CEM III/A, CEM III/B, ou CEM III/C de la norme EN 197-1. Le ciment CEM III/A comprend 35 à 64% en poids de clinker et 36 à 65% en poids de laitier de haut-fourneau. Le ciment CEM III/B comprend 20 à 34% en poids de clinker et 66 à 80% en poids de laitier de haut-fourneau. Le ciment CEM III/C comprend 5 à 19% en poids de clinker et 81 à 95% en poids de laitier de haut-fourneau. Dans certains modes de réalisation, le ciment est un ciment composé au laitier CEM V/A ou CEM V/B de la norme EN 197-1. Le ciment CEM V/A comprend 40 à 64 % en poids de clinker, 18 à 30% en poids de laitier de haut-fourneau et 18 à 30% en poids de pouzzolane ou cendres volantes. Le ciment CEM V/B comprend 20 à 38 % en poids de clinker, 31 à 49% en poids de laitier haut-fourneau et 31 à 49% en poids de pouzzolane ou cendres volantes. Dans certains modes de réalisation, le ciment est un ciment pouzzolanique au laitier CEM VI de la norme EN 197-5, notamment un ciment CEM VI (S-P), CEM VI (S-V), CEM VI (S-L). Le ciment CEM VI (S-P, V ou L) comprend 35 à 49 % en poids de clinker, 31 à 59% en poids de laitier de haut-fourneau et 6 à 20% en poids de pouzzolanes, cendres volantes ou calcaire. Dans certains modes de réalisation, le ciment est un mélange comprenant (de préférence, constitué de) du ciment Portland CEM I et un laitier de haut-fourneau, la teneur pondérale en ciment Portland CEM I étant préférablement de 5 à 64% (voire de 20 à 50%) par rapport au poids du mélange. Dans certains modes de réalisation, le ciment est un mélange comprenant (de préférence, constitué de) du ciment Portland CEM I, de la fumée de silice et un laitier de haut-fourneau, la teneur pondérale en ciment Portland CEM I étant préférablement de 30 à 60% (voire de 40 à 60%) par rapport au poids du mélange et la teneur pondérale en fumée de silice étant préférablement de 5 à 35% (voire 10 à 30%) par rapport au poids du mélange. Dans certains modes de réalisation, le ciment est un mélange comprenant (de préférence, constitué de) du ciment Portland CEM I ou du ciment CEM III/B, et de la fumée de silice, la teneur pondérale en ciment Portland CEM I ou en ciment CEM III/B étant préférablement de 50 à 94% (voire de 60 à 80 %) par rapport au poids du mélange. Dans certains modes de réalisation, le ciment est un mélange comprenant : - un ciment tel que défini par la norme EN 197-1 ou la norme EN 197-5 (par exemple un ciment CEM I ou CEM III/B), et - une addition ayant une surface spécifique Blaine d’au moins deux fois la surface spécifique du ciment dudit mélange. La surface spécifique de Blaine de l’addition est avantageusement supérieure à 0,6 m 2 /g, par exemple supérieure à 0,8 m 2 /g, supérieure à 1,0 m 2 /g, supérieure à 1,2 m 2 /g, et de préférence inférieure à 5 m 2 /g. L’addition est typiquement constituée de particules inorganiques, notamment de SiO2, les particules inorganiques étant plus fines et/ou moins denses que le ciment dudit mélange. Plus particulièrement, l’addition peut comprendre (voire, être constituée de) un ou plusieurs des composés suivants : diatomite, moler, perlite expansée, andalousite, bentonite, chamotte, charbon actif, biochar, feldspath, graphite, graphène, halloysite, kaolin, mica, molochite, mullite, noir de carbone, talc ou wollastonite. La surface spécifique de Blaine est déterminée selon la méthode Blaine (définie par la norme NF EN 196-6). Le ciment utilisé dans la présente invention peut comprendre des constituants secondaires en une teneur inférieure à 5% en poids. Les constituants secondaires sont tels que définis dans la norme EN197-1 ou EN 197-5. Précisément, il s’agit généralement de composés qui dérivent du procédé de production du clinker, ou du laitier de haut fourneau, des cendres volantes, d’une pouzzolane, de la fumée de silice, du calcaire, ou d’une argile calcinée. Dans un mode de réalisation préféré, le ciment est un ciment CEM III/B de la norme EN 197-1. La teneur pondérale en ciment (sur la base de son poids sec) est avantageusement de 15 à 60%, par exemple de 20 à 60%, de préférence de 25 à 50%, voire de 25 à 45 %, par rapport au poids total sec de la composition de mortier. La composition de mortier comprend en outre un additif à base de magnésium. Le ciment peut comprendre du magnésium dans sa composition. Il est bien entendu que ledit additif est distinct du ciment, et plus particulièrement distinct des composés de magnésium éventuellement présents dans le ciment. L’additif à base de magnésium peut être organique ou inorganique. Des exemples d’additifs à base de magnésium organiques sont notamment les carboxylates de magnésium, tels que l’acétate de magnésium, le lactate de magnésium, le malate de magnésium, ou le citrate de magnésium. On préfère toutefois que l’additif à base de magnésium soit inorganique. Dans certains modes de réalisation, l’additif à base de magnésium est choisi parmi un halogénure de magnésium (e.g. chlorure de magnésium, bromure de magnésium), un hypohalogénite de magnésium (e.g. hypochlorite de magnésium), un perhalogénate de magnésium (e.g. perchlorate de magnésium), un sulfate de magnésium, un carbonate de magnésium, un silicate de magnésium, un nitrate de magnésium, un phosphate de magnésium, un sulfonate de magnésium, un thiosulfate de magnésium, un hydroxyde de magnésium (e.g. un hydrotalcite ou Mg(OH) 2 ), un oxyde de magnésium (e.g. MgO), un hydrate de ceux-ci, et un mélange d’au moins deux de ceux-ci. Dans un mode de réalisation préféré, l’additif à base de magnésium est un oxyde de magnésium. Mieux encore, l’additif à base de magnésium est MgO. La teneur pondérale en additif à base de magnésium (sur la base de son poids sec) est avantageusement de 0,02 à 10%, par exemple de 0,05 à 10%, de 0,1 à 10%, de 0,2 à 10%, de 0,4 à 10%, de 0,1 à 8%, de 0,1 à 5%, de 0,2 à 5%, ou encore de 0,4 à 3%, par rapport au poids total sec de la composition de mortier. Lorsque ledit additif est un hydrate, il est bien entendu que le poids de référence pour la teneur pondérale est celui de l’hydrate et non du composé anhydre correspondant. Typiquement, la composition de mortier comprend en outre des charges minérales. De préférence, les charges minérales sont choisies parmi des fillers, du sable, du gravier, ou un mélange d’au moins deux de ceux-ci. Par « filler », on entend notamment des fines, ou fines d’addition, c’est-à-dire un granulat fin. Le sable et le gravier sont de préférence de nature siliceuse ou calcaire. Avantageusement, au moins 95% en masse des charges ont un diamètre inférieur ou égal à 8 mm. Un tel diamètre peut être mesuré selon la norme EN 933-1, grâce à l’essai de détermination de caractéristiques géométriques des granulats (Partie 1 : Détermination de la granularité – Analyse granulométrique par tamisage). Le rapport massique de la quantité de charges minérales à la quantité de ciment sec est de préférence de 0,5 à 5, voire de 1 à 4, ou même de 1,5 à 3. Typiquement, la composition de mortier comprend en outre de l’eau. Le rapport massique de la quantité d’eau à la quantité de ciment sec est de préférence de 0,2 à 1, voire de 0,3 à 0,6, ou même de 0,35 à 0,5. Dans certains modes de réalisation, la composition de mortier comprend en outre un ou plusieurs adjuvants. Les adjuvants peuvent être organiques ou minéraux. On citera par exemples, les accélérateurs de prises (ou de durcissement), les retardateurs de prise, les modificateurs de viscosité, et les superplastifiants. Un superplastifiant a notamment pour rôle d’augmenter la fluidité de la composition de mortier à dosage en eau constant ou de diminuer la teneur en eau à fluidité constante. Le superplastifiant peut par exemple être une solution de polycarboxylate ayant avantageusement un extrait sec de 10 à 50%, de préférence de 20 à 35%. Le rapport massique de la quantité d’adjuvant(s) à la quantité de ciment sec est de préférence de 0,0001 à 0,1, par exemple de 0,0001 à 0,05, voire de 0,0005 à 0,04, ou même de 0,001 à 0,03. Il est bien entendu que l’additif à base de magnésium n’est pas englobé par le terme « adjuvant » utilisé dans la présente demande. La FIG. 1 est une représentation schématique en coupe transversale d’un élément de canalisation ou de réservoir revêtu, dans un mode particulier de l’invention. Dans ce mode, l’élément de canalisation ou de réservoir revêtu 10 comprend : - un élément de canalisation ou de réservoir brut 12 en fonte ductile, en acier ou en béton, - un revêtement intérieur 18 situé sur une paroi intérieure 14 de l'élément de canalisation ou de réservoir brut 12, le revêtement intérieur 18 étant formé à partir d’une composition de mortier telle définie dans la présente demande, et - avantageusement, un revêtement extérieur 20 situé sur une paroi extérieure 16 de l’élément de canalisation ou de réservoir brut 12. L’élément de canalisation ou de réservoir revêtu 10 définit un espace intérieur 22 dans lequel circule le liquide (typiquement l’eau) 5 au contact du revêtement intérieur 18. Le revêtement extérieur 20 est avantageusement adapté au contact avec un sol 24. La présente invention concerne également une canalisation ou un réservoir comprenant un ou plusieurs éléments de canalisation ou de réservoir revêtus tels que définis dans la présente demande. La canalisation ou le réservoir est avantageusement destiné(e) à l’adduction, à la distribution ou au stockage d’eau potable. Des exemples de métaux dont il est possible de limiter le relargage au moyen du revêtement intérieur de l’invention sont notamment ceux mentionnés dans la directive UE 2020/2184. On peut par exemple citer les métaux suivants : antimoine (Sb), arsenic (As), cadmium (Cd), chrome (Cr), cuivre (Cu), manganèse (Mg), mercure (Hg), nickel (Ni), plomb (Pb), sélénium (Se), vanadium (V), zinc (Zn), aluminium (Al), et uranium (U). Elle concerne en outre un procédé de fabrication d’un élément de canalisation ou de réservoir revêtu tel que défini dans la présente demande, comprenant : i) l’application d’une composition de mortier sur une paroi intérieure d’un élément de canalisation ou de réservoir brut en fonte ductile, en acier ou en béton, pour former un revêtement intérieur humide, et ii) le durcissement du revêtement intérieur humide pour obtenir ledit élément de canalisation ou de réservoir revêtu comprenant un revêtement intérieur durci, caractérisé en ce que la composition de mortier est telle que définie dans la présente demande. Les exemples suivants illustrent la présente invention, de manière non limitative. EXEMPLES Des éprouvettes ont été confectionnées en revêtant des sections de tuyau en fonte de diamètre nominal 200 mm par des compositions de mortier de différentes formulations. Ce mortier est mis en œuvre par centrifugation à 175 G. Le sable utilisé est un sable siliceux de granulométrie 0 à 2 mm. Ces éprouvettes ont été testées selon le protocole de lixiviation de la norme EN 14944-3, décrivant la mise en œuvre de trois migrations successives. Les taux indiqués dans le tableau 1 ci-après sont les taux obtenus à l’issue de la troisième migration. Les taux indiqués pour la référence (i.e. sans additif à base de magnésium) sont par défaut fixés à 100% et ceux indiqués pour l’invention (i.e. avec additif à base de magnésium) sont calculés relativement à la référence. Aluminium Vanadium Antimoine Référence CEM III/B (comparatif) 100 % 100 % 100 % CEM III/B + 0,4%* MgO (invention) 90 % CEM III/B + 2%* MgO (invention) 40 % * teneur pondérale en MgO exprimée par rapport au poids total sec de la composition de mortier Le tableau 1 démontre que l’utilisation d’un mortier formé à partir d’une composition comprenant un additif à base de magnésium permet de diminuer substantiellement les taux d’aluminium, vanadium, et antimoine relargués dans l’eau. Elément de canalisation ou de réservoir revêtu (10) comprenant : - un élément de canalisation ou de réservoir brut (12) en fonte ductile, en acier ou en béton, et - un revêtement intérieur (18) situé sur une paroi intérieure (14) de l'élément de canalisation ou de réservoir brut (12), le revêtement intérieur (18) étant formé à partir d’une composition de mortier comprenant : - un ciment et - un additif à base de magnésium. Elément de canalisation ou de réservoir revêtu (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ciment est un ciment Portland, un ciment Portland composé, un ciment au laitier de haut fourneau, un ciment composé, un ciment pouzzolanique au laitier, un ciment de calcaire et d’argile calcinée, un ciment alumineux, un ciment sulfo-alumineux, un ciment sursulfaté, un ciment prompt ou un mélange de ceux-ci. Elément de canalisation ou de réservoir revêtu (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le ciment est un ciment comprenant 20 à 34% en poids de clinker et 66 à 80% en poids de laitier de haut-fourneau. Elément de canalisation ou de réservoir revêtu (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la teneur pondérale en ciment sec est de 15 à 60%, par exemple de 20 à 60%, de préférence de 25 à 50%, voire de 25 à 45 %, par rapport au poids total sec de la composition de mortier. Elément de canalisation ou de réservoir revêtu (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’additif à base de magnésium est choisi parmi un halogénure de magnésium, un hypohalogénite de magnésium, un perhalogénate de magnésium, un sulfate de magnésium, un carbonate de magnésium, un silicate de magnésium, un nitrate de magnésium, un phosphate de magnésium, un sulfonate de magnésium, un thiosulfate de magnésium, un hydroxyde de magnésium, un oxyde de magnésium, un hydrate de ceux-ci, et un mélange d’au moins deux de ceux-ci. Elément de canalisation ou de réservoir revêtu (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’additif à base de magnésium est du MgO. Elément de canalisation ou de réservoir revêtu (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la teneur pondérale en additif à base de magnésium est de 0,02 à 10%, par exemple de 0,05 à 10%, de 0,1 à 10%, de 0,2 à 10%, de 0,4 à 10%, de 0,1 à 8%, de 0,1 à 5%, de 0,2 à 5%, ou encore de 0,4 à 3%, par rapport au poids total sec de la composition de mortier. Elément de canalisation ou de réservoir revêtu (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la composition de mortier comprend en outre des charges minérales, où le rapport massique de la quantité de charges minérales à la quantité de ciment sec est de préférence de 0,5 à 5, voire de 1 à 4, ou même de 1,5 à 3. Elément de canalisation ou de réservoir revêtu (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les charges minérales sont choisies parmi des fillers, du sable, du gravier, ou un mélange d’au moins deux de ceux-ci. Canalisation ou réservoir comprenant un ou plusieurs éléments de canalisation ou de réservoir revêtus tels que définis dans l’une quelconque des revendications 1 à 9, la canalisation ou le réservoir étant de préférence destiné(e) à l’adduction, à la distribution ou au stockage d’eau potable.