FR 2931924 A1 20091204 FR 0803035 A 20080602 Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de détermination de l'intégrité d'une canalisation en acier de transport de fluide sous pression et des actions d'intervention associées à mener pour garantir la sécurité des personnes et du transit du fluide sous pression. Art antérieur Malgré toutes les précautions prises, lors des opérations de construction et en exploitation, une canalisation de transport de fluide sous pression peut présenter ponctuellement des défauts suite à un endommagement ou à une imperfection initiale. Les travaux de recherche menés depuis de nombreuses années sur la dangerosité de ces défauts montrent que tous ne nécessitent pas une réparation immédiate et que certains peuvent être laissés en l'état, à titre temporaire ou même définitif. La législation impose ainsi souvent aux transporteurs de fluide sous pression de définir un programme périodique de surveillance et de maintenance qui prévoit notamment des opérations d'inspection et de détection des défauts ainsi que l'évaluation des caractéristiques de ces défauts au regard de critères d'acceptabilité. Les critères d'acceptabilité déterminent si le défaut relevé nécessite le remplacement d'un tronçon de la canalisation, une réparation ou un suivi de son évolution. On connaît déjà divers procédés permettant d'analyser des défauts sur des canalisations en acier sous pression. Cependant, ces procédés connus ne donnent pas entièrement satisfaction car ils ne prennent pas systématiquement en compte toutes les données qui seraient utiles. En particulier, ces procédés connus présentent un ou plusieurs des inconvénients suivants : - ils ne permettent pas l'analyse de la dangerosité de 30 différents types de défauts. Ainsi la dangerosité globale de la canalisation ne peut pas être estimée et des plans d'actions ne peuvent pas être mis en place pour assurer la sécurité des personnes et la pérennité de l'exploitation de la canalisation ; - ils ne prennent pas en compte l'analyse des défauts vis-à-35 vis de la fatigue. Par conséquent, le risque d'une défaillance différée d'un défaut ne peut pas être pris en compte : la dangerosité globale de la canalisation ne peut pas être estimée et des plans d'actions ne peuvent pas être mis en place pour assurer la sécurité des personnes et la pérennité de l'exploitation de la canalisation ; - ils ne considèrent pas les incertitudes de mesure des différents paramètres utilisés pour l'analyse de la dangerosité des défauts. Par conséquent, l'approche proposée ne permet pas d'assurer un haut niveau de sécurité des personnes et de la canalisation ; - ils ne prennent pas en compte l'évolution des défauts de corrosion via le calcul d'une cinétique de corrosion et la probabilité de défaillance à une date ultérieure d'un tronçon de la canalisation. Ainsi il n'est pas possible de prévoir des plans d'actions préventifs et ainsi augmenter l'intervalle de ré-inspection de la canalisation. Il existe par ailleurs des procédés qui permettent de calculer la probabilité de défaillance d'un tronçon de canalisation en acier sous 15 pression, en considérant des défauts de corrosion. Cependant, de tels procédés présentent les inconvénients suivants : - ils ne permettent pas l'analyse déterministe de la dangerosité des autres types de défauts (enfoncement, griffures, 20 défauts combinés, ...). Ainsi, la dangerosité globale de la canalisation ne peut pas être estimée et des plans d'actions ne peuvent pas être mis en place pour assurer la sécurité des personnes et la pérennité de l'exploitation de la canalisation ; - ils ne permettent pas l'analyse de la dangerosité des 25 défauts, à la date d'inspection de la canalisation. Ainsi des plans d'actions immédiates ne peuvent pas être mis en place pour assurer la sécurité des personnes et la pérennité de l'exploitation de la canalisation. 30 Définition et objet de l'invention La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités et à réaliser un procédé qui permette à des transporteurs de fluide sous pression dans des canalisations d'effectuer de façon suffisamment complète et efficace un diagnostic de l'état des 35 canalisations tout en optimisant le programme des interventions nécessaires au vu de l'analyse des résultats des inspections effectuées lors de l'établissement du diagnostic. Ces buts sont atteints conformément à l'invention grâce à un procédé de détermination de l'intégrité d'une canalisation en acier de transport de fluide sous pression et des actions d'interventions associées à mener pour garantir la sécurité des personnes et du transit du fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) inspecter une première fois la canalisation pour identifier, 10 localiser et caractériser les défauts de cette canalisation ; b) classer les défauts détectés par type avec prise en compte de paramètres prédéterminés définissant la géométrie du défaut pour chaque type ; c) évaluer si certains des défauts interagissent entre eux et, 15 si c'est le cas, identifier un seul grand défaut englobant plusieurs petits défauts ; d) analyser de façon déterministe la dangerosité des défauts à la date d'inspection, en prenant toujours en compte les incertitudes liées aux caractéristiques géométriques et mécaniques de la 20 canalisation, et en examinant les défauts à la fois en terme de tenue à l'éclatement et en terme de tenue à la fatigue ; e) sélectionner des règles pour la définition de programmes d'intervention déterministes en identifiant notamment des défauts non acceptables en l'état, des défauts temporairement acceptables et les 25 sections de canalisation présentant une forte densité de défauts ; f) déterminer le nombre minimal d'interventions permettant d'intervenir sur tous les défauts dangereux ; g) déterminer et visualiser par une démarche itérative un programme d'actions avec l'identification des interventions immédiates 30 nécessaires pour réparer des défauts, des interventions différées dans le temps et des zones dans lesquelles une baisse de pression est rendue nécessaire ; h) sélectionner des défauts dus à la corrosion détectés lors de l'inspection initiale et non retenus dans le programme d'actions, 35 mais susceptibles d'évoluer avec le temps, pour analyser leur dangerosité selon une analyse probabiliste ; i) définir une liste de tronçons de canalisation homogènes vis-à-vis du risque corrosion et leur associer une cinétique de corrosion, calibrée en prenant en compte chaque élément sélectionné à l'étape précédente ; j) calculer une probabilité de défaillance pour chaque défaut sélectionné, et pour une période de temps déterminée ; k) calculer une probabilité de défaillance pour une longueur de canalisation et pour une période de temps déterminées, à l'aide des probabilités de défaillance calculées à l'étape précédente ; I) comparer les probabilités calculées à l'étape précédente avec des seuils d'acceptation et considérés comme critiques pour tout tronçon de canalisation comportant une probabilité de défaillance supérieure au seuil d'acceptation correspondant; m) intégrer à un programme d'intervention préventif tout 15 tronçon de canalisation identifié comme critique lors de l'analyse probabiliste ; n) déterminer le nombre minimal d'interventions permettant d'intervenir sur tous les défauts sélectionnés comme critiques ; o) déterminer et visualiser par une démarche itérative un 20 programme d'interventions avec l'identification pour chaque intervention des localisations de début et de fin d'intervention et des caractéristiques des défauts à réparer ; et p) établir une base de données regroupant l'analyse de la dangerosité de l'ensemble des défauts détectés pour établir une 25 planification des prochaines ré-inspections de canalisations, établir un programme d'interventions immédiates, établir un programme préventif d'interventions différées et établir un programme de baisses de pression. 30 Lors de l'étape d, on peut également analyser de façon déterministe la dangerosité des défauts à la date d'inspection, en prenant aussi en compte les incertitudes liées aux dimensions du défaut. Avantageusement, l'inspection de la canalisation pour 35 identifier, localiser et caractériser des défauts de cette canalisation est effectuée à l'aide du passage d'un piston instrumenté à l'intérieur de la canalisation. Selon une caractéristique préférentielle, dans l'étape d'évaluation des défauts qui int:eragissent, on considère que deux défauts interagissent lorsque la distance qui les sépare suivant l'axe longitudinal de la canalisation est inférieure à la longueur du défaut le plus court et lorsque la distance qui les sépare suivant la circonférence de la canalisation est inférieure à la largeur du défaut le plus étroit. De préférence, les défauts détectés sont classés parmi les six types comprenant la corrosion, la perte de métal préalablement meulée, la griffure, l'enfoncement, le défaut combiné et le défaut combiné meulé. Selon un mode de réalisation préférentiel, lors d'une inspection d'une canalisation pour identifier, localiser et caractériser les défauts de cette canalisation, on identifie au moins les paramètres suivants : résistance maximale à la traction (Rm), limite d'élasticité (Rp), résilience (Cv), diamètre (D) et les différentes épaisseurs (e) de la canalisation, pression (Pint) à l'intérieur de la canalisation, pression minimale (Pmin) et pression maximale (Pmax) que subit la canalisation, coefficient de sécurité (2) en fonction de l'environnement de la canalisation, caractéristiques géométriques des défauts avec leur positionnement (Pk) le long de la canalisation, leur positionnement horaire, leur positionnement en paroi externe ou en paroi interne de la canalisation, les incertitudes de mesures liées aux caractéristiques mécaniques et géométriques de la canalisation et les incertitudes de mesures liées aux dimensions des défauts. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lors de l'analyse de façon déterministe de la dangerosité des défauts à la date d'inspection, on examine d'abord si un défaut est acceptable vis-à-vis de l'éclatement en considérant si la profondeur du défaut étudié est inférieure à la profondeur limite acceptable vis-à-vis de l'éclatement, on compare les dimensions du défaut étudié aux dimensions limites acceptables vis-à-vis de la fatigue, puis on conclut sur la dangerosité des défauts selon les règles suivantes : si un défaut est acceptable vis- à-vis de l'éclatement et de la fatigue, le défaut est dit acceptable en l'état, si un défaut est acceptable vis-à-vis de l'éclatement, mais pas vis-à-vis de la fatigue, ce défaut est dit temporairement acceptable et on calcule le nombre de cycles de pression interne que le défaut peut supporter sans risque et on en déduit sa durée de vie résiduelle, et si un défaut n'est pas acceptable vis-à-vis de l'éclatement, ce défaut est dit non acceptable en l'état et on calcule la pression d'éclatement de ce défaut pour définir la baisse de pression devant être appliquée à la canalisation. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, lors du calcul de probabilité de défaillance pour chaque défaut sélectionné et pour une période déterminée, on prend en compte les paramètres comprenant l'épaisseur (e) de la canalisation, la résistance maximale à la traction (Rm) de la canalisation, la profondeur (a) du défaut, la longueur (I) du défaut, la vitesse de corrosion (v), on effectue une modélisation probabiliste des valeurs desdits paramètres en tenant compte des incertitudes, et on en déduit des paramètres d'étude correspondants avec incertitude. Avantageusement, après le calcul de probabilité de défaillance pour chaque défaut sélectionné et pour une période déterminée, on détermine une probabilité de défaillance prenant en compte tous les défauts pour une période déterminée et une longueur de canalisation déterminée. Le procédé selon l'invention peut être appliqué à la détermination de l'intégrité d'une canalisation en acier de transport de gaz combustible, d'hydrocarbures liquides ou liquéfiés ou de produits chimiques sous une pression interne supérieure à 16 bar. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante des modes particuliers de réalisation donnés à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de canalisation comportant un défaut ; - la figure 2 est une section de canalisation montrant des 35 exemples de défauts en paroi interne et en paroi externe ; - la figure 3 est un schéma montrant des conditions d'interaction de défauts de corrosion proches sur une canalisation ; - la figure 4 est un diagramme montrant un positionnement possible d'une canalisation en fonction des vitesses d'évolution de défauts de corrosion ; - les figures 5 et 6 sont des diagrammes montrant des distributions de la cinétique de corrosion ; - la figure 7 est un diagramme montrant un exemple de traitement de paramètres d'étude d'un défaut ; - la figure 8 est un organigramme illustrant un exemple de réalisation du procédé selon l'invention ; et - la figure 9 est un schéma-bloc illustrant des étapes principales du procédé selon l'invention. Description détaillée de modes de réalisation préférentiels Les figures 1 à 3 montrent des exemples de canalisation en acier 10 présentant des défauts repérés par les références 1, 2, 6, 7 et 8. De telles canalisations 10 sont utilisées notamment pour le 20 transport de fluides sous pression, en général à des pressions internes supérieures à 16 bar. Les fluides peuvent être des gaz combustibles tels que du gaz naturel, des hydrocarbures liquides ou liquéfiés ou encore des produits chimiques. 25 Dans le cadre de la présente demande, on distinguera six types de défauts, à savoir : - la perte de métal préalablement meulée qui est une perte de métal "douce" d'origine mécanique suite à un meulage ; - la corrosion qui est une atteinte au métal d'origine 30 électrochimique ; - la griffure qui est une atteinte au métal d'origine mécanique, ; - l'enfoncement qui est une déformation géométrique localisée et permanente du tube, 35 - le défaut combiné (DC) qui est une déformation géométrique localisée et permanente du tube comportant au fond une griffure. On est en présence d'un défaut combiné dès qu'une perte de métal (griffure ou corrosion) se trouve dans un enfoncement, quelle que soit la profondeur de ce dernier ; - le défaut combiné meulé (DCM) qui est une déformation 5 géométrique localisée et permanente du tube comportant au fond un meulage. Selon l'invention, une première étape consiste à inspecter une première fois une canalisation 10 pour identifier, localiser et caractériser des défauts de cette canalisation. 10 On peut pour ce faire effectuer une inspection en ligne à l'aide d'un piston instrumenté qui est inséré à l'intérieur de la canalisation et permet d'identifier, localiser et mesurer des défauts présents dans cette canalisation en fournissant un fichier de données appelé "fichier LOG Piston" qui résume toutes les caractéristiques de 15 tous les défauts détectés. Dans le cadre de la surveillance de l'intégrité de canalisations en acier, selon l'invention, on prend notamment en compte la tenue à l'éclatement et la tenue à la fatigue. La tenue à l'éclatement d'une canalisation présentant un 20 défaut est la capacité de cette canalisation endommagée à résister à la pression interne. La tenue à la fatigue d'une canalisation présentant un défaut est la capacité de cette canalisation endommagée à résister à un certain nombre de cycles de pression interne ; (en effet, les canalisations peuvent subir des variations de pression interne au cours 25 de leur vie, qui peuvent conduire à la ruine de la canalisation). Les incertitudes de mesures sont également prises en compte dans le cadre de la présente invention lorsque l'on considère un ensemble de paramètres qui sont mesurés : par exemple, le diamètre de la canalisation, la profondeur d'un défaut, etc. A chacun de ces 30 paramètres, on associe une incertitude de mesure. Par exemple, au vu des outils utilisés pour le diamètre de la canalisation, on considère que l'incertitude de mesure sur cette valeur est de 1 % ; c'est-à-dire qu'un diamètre mesuré à 168 mm sera considéré ici comme ayant une valeur de (168 x 1,1) = 169,68 mm, ainsi on utilise de préférence des valeurs 35 conservatives, c'est-à-dire des valeurs qui, utilisées au cours du procédé, vont permettre d'assurer un haut niveau de sécurité des personnes et de la canalisation. Par ailleurs, la canalisation est soumise à une pression interne, dont la valeur maximale est désignée comme la Pression Maximale de Service (PMS) et qui est le chargement dominant. Cependant, cette canalisation peut également être soumise à d'autres chargements comme, par exemple, la dilatation thermique si la canalisation est à l'air libre et non calorifugée, le poids de la terre si la canalisation est enterrée profondément, etc. Ces chargements autres que la pression interne sont appelés les chargements secondaires. Il est à noter que l'on classe généralement les emplacements où les canalisations sont situées en fonction de l'environnement et notamment de la densité plus ou moins grande de la population. A titre d'exemple pour les ouvrages de transport de gaz, on distingue en France trois catégories d'emplacement A, B, C. On associe à chaque catégorie d'emplacement un coefficient de sécurité, qui est également appelé "marge à la défaillance" et est noté X. La présente invention concerne un procédé qui permet à des 20 transporteurs de fluides sous pression, après une inspection en ligne de canalisations de transport en acier : - de définir des programmes de baisses de pression qui, reliés aux stations de compression, permettent d'envoyer une consigne de baisse de pression pour les compresseurs ; 25 - de définir des programmes d'interventions immédiates des tronçons de canalisations dangereux (réparation, remplacement, ...) ; - de planifier des interventions différées (réparation, remplacement, ...) pour les défauts qui sont susceptibles de devenir dangereux dans le temps ; 30 - de planifier des ré-inspections ; - de choisir entre un raccourcissement d'intervalle de ré-inspection et la réparation ou le remplacement d'un tronçon de canalisation. La figure 8 représente sous forme d'organigramme le schéma 35 d'ensemble des principales étapes du procédé selon l'invention. A l'étape 101, on effectue l'importation des données d'inspection (caractéristiques des défauts et de la canalisation). Ces données de terrain peuvent être importées directement d'un fichier LOG Piston ou peuvent être saisies manuellement par l'utilisateur. A l'étape 102, on effectue une interprétation de ces données de terrain d'après les connaissances métier. On identifie les paramètres suivants : - les caractéristiques mécaniques de la canalisation : sa résistance maximale à la traction (Rm), sa limite d'élasticité (Rp), sa 10 résilience (Cv) ; - les caractéristiques géométriques de la canalisation : son diamètre (D), son épaisseur (e) ; - la pression à l'intérieur de la canalisation (Pint), la pression minimale et la pression maximale que subit la canalisation (Purin et 15 Pmax) et le coefficient de sécurité à appliquer, qui est fonction de l'environnement de la canalisation (X) ; - les caractéristiques du défaut, i. e. la géométrie du défaut (cf. tableau 1) et sa localisation, soit son positionnement le long de la canalisation (Pk), sa position horaire, et s'il est situé en peau externe 20 ou en peau interne (cf. figures 1 et 2) ; - les incertitudes de mesures liées aux caractéristiques mécaniques et géométriques de la canalisation, ainsi que les incertitudes de mesures liées aux dimensions des défauts. On notera que les données de terrain peuvent être importées 25 directement d'un fichier LOG Piston généré par le piston lors d'une inspection d'une canalisation. Tableau 1 : La géométrie des défauts Les types de défauts Les paramètres définissant la géométrie du défaut Corrosion Profondeur du défaut (a) Longueur du défaut (L) Largeur du défaut (w), utilisé en cas de présence d'un chargement secondaire ou de calcul d'interaction entre défauts (cf. figure 3) Perte de métal Profondeur du défaut (a) préalablement meulée Longueur du défaut (L) Largeur du défaut (w), utilisé en cas de présence d'un chargement secondaire ou de calcul d'interaction entre défauts (cf. figure 2) Griffure Profondeur du défaut (a) Longueur du défaut (L) Enfoncement Profondeur de l'enfoncement (Hr) Défaut combiné Profondeur de l'enfoncement (Hr) Profondeur de la griffure (a) Longueur du défaut (L) Défaut Combiné Meulé Profondeur de l'enfoncement (Hr) Profondeur du meulage (a) Longueur du défaut (L) Selon une étape 103, on procède à une analyse de la 5 dangerosité de ces défauts à la date de mesure. On évalue tout d'abord si certains des défauts détectés interagissent entre eux, c'est-à-dire s'il faut considérer non pas plusieurs défauts séparés, mais un seul grand défaut englobant plusieurs petits défauts. 10 En effet, si deux défauts 1, 2 sont suffisamment proches, lorsqu'ils sont soumis à la pression interne, voire même à des chargements secondaires, l'état de contrainte autour de ces défauts est modifié et ces états de contraintes peuvent interagir l'un sur l'autre. Pour évaluer si certains défauts interagissent entre eux, on s'appuie sur les règles édictées dans le cadre du POF (Pipeline Operator Forum). Par exemple, pour les corrosions, on considère que deux défauts interagissent lorsque (voir figure 3) : - la distance qui les sépare suivant l'axe longitudinal du tube, x, est inférieure à la longueur L2 du défaut le plus court, sans prendre en compte les incertitudes ; - et lorsque la distance qui les sépare suivant la circonférence du tube, z, est inférieure à la largeur w2 du défaut le plus étroit, sans 10 prendre en compte les incertitudes. Sur la figure 3, Ll et L2 correspondent à la longueur, suivant l'axe longitudinal du tube 10, des défauts individuels 1 et 2 et wi et w2 correspondent à la largeur, suivant la circonférence du tube 10, des défauts individuels 1 et 2. 15 Dans le cas visé ci-dessus et illustré sur la figure 3, on considère que les défauts 1 et 2 interagissent et par suite la profondeur à prendre en compte est la profondeur maximale et la longueur à prendre en compte est celle englobant les deux défauts. On analyse ensuite la dangerosité des défauts, c'est-à-dire : 20 1) on calcule les dimensions limites acceptables vis-à-vis de l'éclatement de chaque type de défaut et on les compare aux dimensions des défauts détectés. Le calcul des dimensions limites acceptables vis-à-vis de l'éclatement s'effectue en s'appuyant sur un ensemble de critères issus 25 de la littérature. Par exemple, pour le calcul de la profondeur limite acceptable d'une corrosion vis-à-vis de l'éclatement, on s'appuie sur la formule donnée dans la norme B57910 : 2.PMS ù f 2.e.Rm ~z aaccùéclate _ Cessai D ù B e, avec Q = + 0,31.(~.e 1 1 .2.PMS ù f e 2.e.RYli Q Cessai D ù e 30 où fc et Cessai sont des coefficients dont la valeur a été définie par le Demandeur suite à des campagnes d'essais ; 2) Si la profondeur du défaut étudié est inférieure à la profondeur limite acceptable vis-à-vis de l'éclatement, on compare les 5 dimensions du défaut étudié aux dimensions limites acceptables vis-à- vis de la fatigue. Le calcul des dimensions limites acceptables vis-à-vis de la fatigue s'effectue en s'appuyant sur un ensemble de critères issus de la littérature. Par exemple, pour le calcul de la profondeur limite 10 acceptable d'un enfoncement vis-à-vis de la fatigue, on s'appuie sur une relation dépendant des caractéristiques de la canalisation (D, e, Rm), de la pression minimale et la pression maximale que subit la canalisation (Pmin et Pmax) et du nombre de cycles de pression interne que supporte la canalisation. 15 3) On conclut sur la dangerosité des défauts : - si le défaut est acceptable vis-à-vis de l'éclatement et de la fatigue, le défaut est dit acceptable en l'état. Dans ce cas, on sait que ce défaut ne remet pas en cause la sécurité de la canalisation et qu'il 20 n'est pas utile de mener des actions pour réparer ce défaut ; - si le défaut est acceptable vis-à-vis de l'éclatement, mais pas vis-à-vis de la fatigue, le défaut est dit temporairement acceptable et le nombre de cycles de pression interne que le défaut peut supporter sans risque est calculé. Ce calcul s'effectue en s'appuyant sur un 25 ensemble de critères issus de la littérature. Par exemple, pour le calcul du nombre de cycles de pression interne que peut supporter un défaut combiné, on s'appuie sur une relation dépendant de la profondeur de l'enfoncement et de la griffure, des caractéristiques de la canalisation (D, e, Rm) et de la pression minimale et la pression maximale que subit 30 la canalisation (Pmin et Pmax). Dans ce cas, on sait que ce défaut pourra supporter en toute sécurité les cycles de pression interne pendant une durée correspondant au nombre de cycles ainsi calculé. Il faudra par conséquent prévoir, soit une nouvelle inspection à l'issue de cette durée, soit prévoir une réparation du défaut avant la fin de cette durée. Si le défaut n'est pas acceptable vis-à-vis de l'éclatement, le défaut est dit non acceptable en l'état et la pression d'éclatement du défaut est calculée, en s'appuyant sur un ensemble de critères issus de la littérature. Par exemple, pour le calcul de la pression d'éclatement d'une corrosion, on s'appuie sur la formule donnée dans la norme BS7910: = f 2.e.Rm 1 a Pe Cessai 2.e.Rm avec Q = Jl + 0,31.( _ Dùe 1_ Q•e i où fc et Cessai sont des coefficients dont la valeur a été définie par le Demandeur suite à des campagnes d'essais. Dans ce cas, on sait qu'il faut baisser la pression à l'intérieur 15 de la canalisation jusqu'à une valeur inférieure à la pression d'éclatement du défaut (Pe). On peut ainsi donner la bonne consigne aux stations de compression qui régulent la pression interne de la canalisation étudiée et assurer la pérennité de la canalisation tout en continuant à l'exploiter en toute sécurité, avant de la réparer selon les 20 cas considérés. Il est à noter que la dangerosité des défauts est analysée en prenant toujours en compte les incertitudes liées aux caractéristiques géométriques et mécaniques de la canalisation. Les incertitudes liées aux dimensions du défaut peuvent ou non être prises en compte 25 (cf. étape suivante 104). A l'étape 104, on procède à une sélection des règles pour la définition des programmes d'interventions. L'utilisateur choisit les règles pour la définition d'un programme d'interventions. Il va choisir quels types de défauts il 30 souhaite inclure dans son programme d'actions en fonction du niveau de sécurité désiré, en sélectionnant les différents types de défauts suivants :10 - les défauts non acceptables en l'état, sans considérer les incertitudes de mesures liées aux dimensions du défaut ; - les défauts non acceptables en l'état, en prenant en compte les incertitudes de mesures liées aux dimensions du défaut ; - les défauts temporairement acceptables présentant un nombre de cycles de pression interne que le défaut peut supporter Nr, inférieur à un nombre de cycles fixé par l'utilisateur, sans considérer les incertitudes de mesures liées aux dimensions du défaut ; - les défauts temporairement acceptables présentant un 10 nombre de cycles de pression interne que le défaut peut supporter Nr, inférieur à un nombre de cycles fixé par l'utilisateur, en prenant en compte les incertitudes de mesures liées aux dimensions du défaut; - les sections de canalisation présentant une forte densité de défaut, c'est-à-dire les sections de canalisation où il y a plus de 15 X défauts (X est une valeur définie, par l'utilisateur) sur une longueur de canalisation Lcana (valeur définie par l'utilisateur). L'utilisateur définit également : - la longueur minimale d'une intervention LfouiIIe ; 20 - une distance minimale entre deux interventions d2 ; - une distance dl pour l'élargissement d'une intervention à un défaut proche. En effet, si on effectue par exemple une intervention entre le Pk118 et le Pk172 et qu'il y a un défaut au Pk182 (c'est-à-dire cm après la fin de la zone d'intervention), il peut être intéressant 25 d'intervenir sur 10 cm supplémentaires pour voir le défaut situé au Pk182, (où Pki désigne un point kilométrique). Des valeurs par défaut peuvent être considérées pour ces paramètres. A l'étape 105, on procède à une optimisation du nombre 30 d'interventions. A partir des types de défauts sélectionnés à l'étape 104 et des paramètres saisis, le nombre optimal d'interventions, c'est-à-dire le nombre minimal d'interventions permettant d'intervenir sur tous les défauts dangereux, est calculé. A l'étape 106, on procède à la détermination et à la visualisation d'un programme d'interventions (démarche itérative). Les résultats du procédé sont ensuite visualisés sous forme de tableau et de graphique. Le procédé proposé permet : - de définir pour chaque intervention, la localisation géographique de début de l'intervention (Pkinit), la localisation géographique de fin de l'intervention (Pkfln) et la liste des défauts que l'on doit trouver avec toutes leurs caractéristiques ; - d'identifier les endroits où une baisse de pression est nécessaire et donner la valeur maximale de la pression à ne pas dépasser afin d'assurer la pérennité de la canalisation tout en continuant de l'exploiter en toute sécurité (en se basant sur le calcul de la pression d'éclatement des défauts dits non acceptables, cf. étape 103) ; - d'identifier les endroits où il faudra intervenir plus tard, en donnant le temps au terme duquel il faudra intervenir pour assurer la sécurité de la canalisation et de son environnement (en se basant sur le nombre de cycles de pression interne que le défaut peut supporter sans risque pour les défauts dits temporairement acceptables, cf. étape 103). A l'étape 107, on procède à une sélection des données de terrain pour traitement probabiliste. Suite à l'analyse de la dangerosité des défauts qui vient d'être menée (analyse déterministe, étapes 101 à 106), certains défauts n'ont pas été considérés comme dangereux au moment de l'analyse, donc ils n'ont pas été inclus dans un programme d'interventions et aucune action n'a été prévue pour ces défauts. Or parmi ces défauts, il y a des corrosions externes qui sont susceptibles d'évoluer malgré la protection cathodique (car le processus de corrosion est quelquefois actif sous des revêtements décollés par exemple). Ces défauts vont être sélectionnés et faire l'objet d'une analyse de dangerosité probabiliste, c'est-à-dire une analyse de dangerosité à une date ultérieure en considérant leur évolution dans le temps. A l'étape 108, on procède au calcul d'une ou plusieurs cinétiques de corrosion. Pour chaque défaut sélectionné précédemment, une cinétique de corrosion va être calculée sur le principe suivant : Cinétique = (Profondeur du défaut au moment de l'inspection)/ (divisée par l'âge de la corrosion) La profondeur de la corrosion est obtenue lors de 10 l'importation des données de terrain (cf. étapes 101 et 102). L'âge de la corrosion est un paramètre donné par l'utilisateur. Il est possible, à cette étape, de partitionner la canalisation étudiée en fonction de l'âge de la corrosion. En effet, l'âge de la corrosion peut être différente suivant la localisation du défaut et donc 15 la section de la canalisation. On peut également partitionner la canalisation suivant le risque de corrosion (comme dans l'exemple de la figure 4). Sur la figure 4, on a ainsi représenté des sections A ayant des cinétiques de corrosion similaires et une section B ayant une 20 cinétique de corrosion différente plus faible. Ainsi, on associe bien à chaque section une cinétique représentative de la réalité. Ensuite, pour chaque :section, les cinétiques de corrosion calculées sont modélisées par une loi logarithmique normale, c'est-à-dire une distribution statistique qui exprime la probabilité d'obtenir les 25 différentes valeurs de cinétiques de la corrosion. Sur la figure 5, on a ainsi représenté la densité de probabilité en fonction de la cinétique ou vitesse de corrosion (en mm par an). La figure 6 représente une courbe similaire correspondant à un autre cas particulier. 30 A l'étape 109, on procède au calcul des probabilités de défaillance. On considère une période d'étude qui correspond généralement à une période supérieure à celle prévue entre deux inspections. On prendra comme exemple, dans la suite de la description, une période de 3ans. Pour chaque défaut sélectionné et pour chaque année de la période d'étude, on calcule une probabilité de défaillance, c'est-à-dire la probabilité que le défaut entraîne une fuite de la canalisation en fonctionnement normal. - à T = 1 an, on considère les paramètres suivants : - la profondeur du défaut a en mm, - la cinétique de corrosion V en mm/an, - la longueur du défaut I en mm, - l'épaisseur de la canalisation e en mm, - la résistance maximale à la traction Rm en MPa. Les incertitudes de mesures de ces différents paramètres vont être pris en compte de façon probabiliste (voir la figure 7), c'est-à-dire que chacun des paramètres va être modélisé par une distribution statistique. Une valeur de paramètre va être tirée le long de la distribution statistique. Par exemple, pour le paramètre e (épaisseur du tube), suite au tir on obtient une valeur e1 de l'épaisseur du tube. Pour les paramètres Rm, a, I et V on obtient respectivement des valeurs Rm1, a1, I1 et V1. La profondeur a1 du défaut à 1 an (ail&) va être calculée de 25 la façon suivante : a11an = a1 + V1* A partir de ces paramètres (alla', e1, Rm1, I1), on calcule une pression d'éclatement du défaut Pet en s'appuyant sur la norme BS7910: fe 2.e1.Rm1 Pet = Cessai I)ùe1 30 où fc et Cessai sont des coefficients dont la valeur a été définie par le Demandeur suite à des campagnes d'essais. La démarche présentée ci-dessus est effectuée 100 000 fois via la méthode de Monte-Carlo (une méthode de réduction de variance est utilisée). La probabilité de défaillance du défaut étudié est ensuite obtenue de la façon suivante (w; * I[Pe; à T = 2 ans, ... on itère la méthode et on obtient : Pdef (2 ans) = ... ù* à T = 3 ans, ... on itère la méthode et on obtient : Pdef (3 ans) = ... On calcule ensuite pour chaque défaut une probabilité de défaillance annuelle qui découle de la probabilité précédente (i. e. la probabilité par défaut par an) Pdef 1(T,.)ùPdef .(T.) Pdef1[T; ; T;+1] = 1ù Pdef 1(Ti ) Pdef1(Ti+1): probabilité de défaillance du défaut j à la date T;+1 Pdef1[T; ; T;+1] : probabilité de défaillance annuelle du défaut j au cours de l'année T; On calcule ensuite une probabilité annuelle de défaillance d'un kilomètre de canalisation Pdef[T; ; T;+1] = 1-1-1.0-Pdef,[T; ; T;+1]) Pdef;(T; ; T;+1): probabilité de défaillance du défaut j au cours de 5 l'année Ti Pdef[T; ; T;+1] : probabilité de défaillance d'un kilomètre de canalisation A l'étape 110, les probabilités annuelles de défaillance de chaque kilomètre de canalisation sont comparées à des seuils issus d'études de risques présentes dans la littérature. 10 Selon l'environnement de la canalisation, ces seuils prennent des valeurs différentes.. Par exemple, pour un défaut dont le diamètre est inférieur à 35 mm et qui appartient à une canalisation située en catégorie A (milieu rural), le seuil à ne pas dépasser pour la probabilité de défaillance du kilomètre auquel appartient ce défaut correspond à 15 des seuils proposés par la profession. Si la probabilité de défaillance est supérieure à ce seuil, le kilomètre de canalisation concerné est identifié comme critique. A l'étape 111, on procède à une sélection des règles pour la définition des programmes d'interventions. 20 Pour chaque kilomètre critique, le ou les défauts pouvant conduire à une défaillance sont identifiés et intégrés au programme d'interventions préventif. L'utilisateur définit également: - la longueur minimale d'une intervention Lfouine ; 25 - une distance minimale entre deux interventions d2 ; - une distance d1 pour l'élargissement d'une intervention à un défaut proche. En effet, si on effectue par exemple une intervention entre le Pk118 et le Pk172 et qu'il y a un défaut au Pk173 (c'est-à-dire 1 m après la fin de la zone d'intervention), il peut être intéressant 30 d'intervenir sur 1 m supplémentaire pour voir le défaut situé au Pk173 ; - un nombre de défauts X et une longueur de canalisation Lcana, qui vont définir les sections de canalisation présentant une forte densité de défaut. Des valeurs par défaut: peuvent être considérées pour ces paramètres. A l'étape 112, on procède à une optimisation du nombre d'interventions. Le processus est le même que celui décrit à l'étape 105 : à partir des types de défauts sélectionnés à l'étape précédente et des paramètres saisis, le nombre optimal d'interventions, c'est-à-dire le nombre minimal d'interventions permettant d'intervenir de façon préventive sur tous les défauts qui peuvent se révéler dangereux par la suite est calculé. A l'étape 113, on procède à la détermination et la visualisation d'un programme d'interventions (démarche itérative). Le processus est le même que celui décrit à l'étape 106 : les résultats du procédé sont visuallisés sous forme de tableau et de graphique. Le procédé proposé permet de définir pour chaque intervention préventive, les localisations géographiques du début de l'intervention (Pk;n;t) et de fin d'intervention (Pkf;n) et la liste des défauts que l'on doit trouver avec toutes leurs caractéristiques. A l'étape 114, on peut prendre en compte des critères technico-économiques. La ré-inspection par piston instrumenté des canalisations de transport est en effet une opération onéreuse. En connaissant et en maîtrisant l'évolution des défauts, il est possible d'optimiser l'intervalle entre deux opérations d'inspection d'une même canalisation. L'allongement de l'intervalle de ré-inspection passe par la réparation des défauts de corrosion identifiés lors du programme d'interventions probabiliste obtenu à l'étape 113. Le coût de réparation de ces défauts est calculé puis comparé au gain économique engendré par l'allongement de l'intervalle de ré- inspection. Un arbitrage entre réparation et ré-inspection est effectué. Au final, l'utilisateur sait alors quelles réparations doivent être faites pour optimiser l'intervalle de ré-inspection au meilleur coût tout en maintenant la sécurité des canalisations. L'étape finale 115 consiste à établir une base de données regroupant l'analyse de la dangerosité de l'ensemble des défauts détectés pour établir une planification des prochaines ré-inspections de canalisation, établir un programme d'interventions immédiates, établir un programme préventif d'interventions différées et établir un programme de baisses de pression. Le schéma-bloc de la figure 9 résume les principales étapes du procédé d'intervention sur une canalisation 10 présentant des défauts 1 et 2 (qui sur la figure 9 ne sont pas nécessairement associés). Après inspection de la canalisation 10 avec des pistons instrumentés 22, on procède à l'importation du fichier issu de l'inspection dans un système informatique 23 pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, afin d'établir un bilan d'analyse de la dangerosité des défauts et de créer une base de données 24. Les données de la base de données 24 permettent alors une planification de ré-inspections 25 à l'aide du piston instrumenté 22, l'établissement d'un programme 26 d'interventions préventif à l'aide d'un équipement d'intervention 29, l'établissement d'un programme 27 d'interventions immédiates à l'aide de l'équipement d'intervention 29 et l'établissement d'un programme 28 de baisse de pression via une station de compression 21. REVENDICATIONS1. Procédé de détermination de l'intégrité d'une canalisation en acier de transport de fluide sous pression et des actions d'interventions associées à mener pour garantir la sécurité des 5 personnes et du transit du fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) inspecter une première fois la canalisation pour identifier, localiser et caractériser les défauts de cette canalisation ; b) classer les défauts détectés par type avec prise en compte 10 de paramètres prédéterminés définissant la géométrie du défaut pour chaque type ; c) évaluer si certains des défauts interagissent entre eux et, si c'est le cas, identifier un seul grand défaut englobant plusieurs petits défauts ; 15 d) analyser de façon déterministe la dangerosité des défauts à la date d'inspection, en prenant toujours en compte les incertitudes liées aux caractéristiques géométriques et mécaniques de la canalisation, et en examinant les défauts à la fois en terme de tenue à l'éclatement et en terme de tenue à la fatigue ; 20 e) sélectionner des règles pour la définition de programmes d'intervention déterministes en identifiant notamment des défauts non acceptables en l'état, des défauts temporairement acceptables et les sections de canalisation présentant une forte densité de défauts ; f) déterminer le nombre minimal d'interventions permettant 25 d'intervenir sur tous les défauts dangereux ; g) déterminer et visualiser par une démarche itérative un programme d'actions avec l'identification des interventions immédiates nécessaires pour réparer des défauts, des interventions différées dans le temps et des zones dans lesquelles une baisse de pression est 30 rendue nécessaire ; h) sélectionner des défauts dus à la corrosion détectés lors de l'inspection initiale et non retenus dans le programme d'actions, mais susceptibles d'évoluer avec le temps, pour analyser leur dangerosité selon une analyse probabiliste ; 35 i) définir une liste de tronçons de canalisation homogènes vis-à-vis du risque corrosion et leur associer une cinétique de corrosion, calibrée en prenant en compte chaque élément sélectionné à l'étape précédente ; j) calculer une probabilité de défaillance pour chaque défaut sélectionné, et pour une période de temps déterminée ; k) calculer une probabilité de défaillance pour une longueur de canalisation et pour une période de temps déterminées, à l'aide des probabilités de défaillance calculées à l'étape précédente ; I) comparer les probabilités calculées à l'étape précédente avec des seuils d'acceptation et considérés comme critiques pour tout 10 tronçon de canalisation comportant une probabilité de défaillance supérieure au seuil d'acceptation correspondant; m) intégrer à un programme d'intervention préventif tout tronçon de canalisation identifié comme critique lors de l'analyse probabiliste ; 15 n) déterminer le nombre minimal d'interventions permettant d'intervenir sur tous les défauts sélectionnés comme critiques ; o) déterminer et visualiser par une démarche itérative un programme d'interventions avec l'identification pour chaque intervention des localisations de début et de fin d'intervention et des 20 caractéristiques des défauts à réparer ; et p) établir une base de données regroupant l'analyse de la dangerosité de l'ensemble des défauts détectés pour établir une planification des prochaines ré-inspections de canalisations, établir un programme d'interventions immédiates, établir un programme préventif 25 d'interventions différées et établir un programme de baisses de pression. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de l'étape d, on analyse de façon déterministe la dangerosité des défauts à la date d'inspection, en prenant également en compte les 30 incertitudes liées aux dimensions du défaut. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'inspection de la canalisation pour identifier, localiser et caractériser des défauts de cette canalisation est effectuée à l'aide du passage d'un piston instrumenté à l'intérieur de la 35 canalisation. 4. Procédé selon l'une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que, dans l'étape d'évaluation des défauts qui interagissent, on considère que deux défauts interagissent lorsque la distance qui les sépare suivant l'axe longitudinal de la canalisation est inférieure à la longueur du défaut le plus court et lorsque la distance qui les sépare suivant la circonférence de la canalisation est inférieure à la largeur du défaut le plus étroit. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les défauts détectés sont classés parmi les six types comprenant la corrosion, la perte de métal préalablement meulée, la griffure, l'enfoncement, le défaut combiné et le défaut combiné meulé. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, lors d'une inspection d'une canalisation pour identifier, localiser et caractériser les défauts de cette canalisation, on identifie au moins les paramètres suivants : résistance maximale à la traction (Rm), limite d'élasticité (Rp), résilience (Cv), diamètre (D) et les différentes épaisseurs (e) de la canalisation, pression (Pint) à l'intérieur de la canalisation, pression minimale (Pmin) et pression maximale (Pmax) que subit la canalisation, coefficient de sécurité (k) en fonction de l'environnement de la canalisation, caractéristiques géométriques des défauts avec leur positionnement (Pk) le long de la canalisation, leur positionnement horaire, leur positionnement en peau externe ou en peau interne de la canalisation, les incertitudes de mesures liées aux caractéristiques mécaniques et géométriques de la canalisation et les incertitudes de mesures liées aux dimensions des défauts. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, lors de l'analyse de façon déterministe de la dangerosité des défauts à la date d'inspection, on examine d'abord si un défaut est acceptable vis-à-vis de l'éclatement en considérant si la profondeur du défaut étudié est inférieure à la profondeur limite acceptable vis-à-vis de l'éclatement, on compare les dimensions du défaut étudié aux dimensions limites acceptables vis-à-vis de la fatigue, puis on conclut sur la dangerosité des défauts selon les règles suivantes : si un défaut est acceptable vis-à-vis de l'éclatement et de la fatigue, le défaut est dit acceptable en l'état, si un défaut est acceptable vis-à-vis de l'éclatement, mais pas vis-à-vis de la fatigue, ce défaut est dit temporairement acceptable et on calcule le nombre de cycles de pression interne que le défaut peut supporter sans risque et on en déduit sa durée de vie résiduelle, et si un défaut n'est pas acceptable vis-à-vis de l'éclatement, ce défaut est dit non acceptable en l'état et on calcule la pression d'éclatement de ce défaut pour définir la baisse de pression devant être appliquée à la canalisation. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, lors du calcul de probabilité de défaillance pour chaque défaut sélectionné et pour une période déterminée, on prend en compte les paramètres comprenant l'épaisseur (e) de la canalisation, la résistance maximale à la traction (Rm) de la canalisation, la profondeur (a) du défaut, la longueur (I) du défaut, la vitesse de corrosion (v), on effectue une modélisation probabiliste des valeurs desdits paramètres en tenant compte des incertitudes, et on en déduit des paramètres d'étude correspondants avec incertitude. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, après le calcul de probabilité de défaillance pour chaque défaut sélectionné et pour une période déterminée, on détermine une probabilité de défaillance prenant en compte tous les défauts pour une période déterminée et une longueur de canalisation déterminée. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est appliqué à la détermination de l'intégrité d'une canalisation en acier de transport de gaz combustible, d'hydrocarbures liquides ou liquéfiés ou de produits chimiques sous une pression interne supérieure à 16 bar.