Depuis les années 70, les procédés de réhabilitation sans tranchée des réseaux d’assainissement associés aux techniques d’auscultation permettant des diagnostics détaillés ont considérablement évolué, offrant une alternative au remplacement systématique des collecteurs défectueux. Ces techniques doivent leur apparition aux avancées technologiques des matériels et des matériaux tels que les capteurs CCD, les composants électroniques miniaturisés, les matériaux composites ou les résines polymérisables en milieu aqueux.
Ces importants progrès technologiques ont permis de développer une large gamme de matériels d'inspection télévisée, complétée par le développement récent d’un robot découpeur et par le système ASS de réhabilitation ponctuelle des canalisations.
Le critère essentiel de compatibilité avec l'ensemble des matériels disponibles autorise, outre une possibilité d’évolution du système et une interchangeabilité de ses éléments, la minimisation du nombre, donc de la masse et du volume du système embarqué. Cette caractéristique importante permet aujourd’hui de concevoir une unité autonome de réhabilitation ponctuelle incluant des moyens de contrôle, de préparation et de réparation proprement dite.
Description de l'unité de réhabilitation ponctuelle
Le procédé de chemisage partiel ASS permet le traitement de défauts ponctuels par mise en place d’une manchette, “pansement” en matériau composite appliqué sur l'intrados de la canalisation. Sa mise en œuvre nécessite des moyens de visualisation ainsi qu'une
[Photo : Exemple d’un poste de contrôle]
[Photo : Un seul chariot... deux fonctions : l’inspection télévisée et le fraisage]
Préparation de la canalisation qui peut faire appel à des travaux de fraisage.
Les moyens nécessaires à la mise en œuvre de ces travaux ont donc été associés dans une même unité opérationnelle composée de 2 véhicules spécialisés :
- un fourgon comporte les moyens de contrôle par caméra vidéo, le module de fraisage nécessaire aux travaux préparatoires et éventuellement des équipements de test d’étanchéité.
- une remorque, ou un second fourgon, est aménagée pour accueillir le matériel de réparation ASS.
Cette unité peut être menée sans difficulté par une équipe de trois opérateurs seulement.
La réhabilitation d'un tronçon de canalisation peut se décomposer en 4 phases qui sont le repérage par caméra des défauts à traiter, la préparation éventuelle de la canalisation par fraisage, la mise en place des manchettes et enfin le contrôle de la réparation par caméra et test d’étanchéité. Le tronçon considéré aura fait l'objet, au préalable, d'un curage très soigné et si besoin d'une mise hors service.
Localisation des défauts
En s'appuyant sur les résultats d’une inspection télévisée récente, il est procédé à un repérage des défauts à traiter (gravité et localisation) par passage d’une caméra dans la canalisation. L’équipement minimum nécessaire pour accomplir ce repérage comprend les éléments suivants :
- une caméra couleur à tête orientable possédant un éclairage intégré et un capteur de position angulaire qui peut fournir des renseignements sur la position et la taille du défaut.
- un chariot automoteur supporte la caméra et est relié au véhicule par un câble stocké sur un enrouleur motorisé. Un capteur mesurant la longueur du câble déroulé informe l’opérateur sur la distance du défaut par rapport au regard de départ.
- un groupe électrogène alimente l'ensemble des équipements.
Le fourgon spécialement aménagé pour accueillir les équipements précédents, comprend un poste de contrôle à partir duquel l'opérateur commande les mouvements de la caméra et dispose d'un ou plusieurs écrans de visualisation.
Cet aménagement de base qui permet d’inspecter des canalisations du diamètre 150 à 600 mm peut être complété librement par une large gamme d’équipements : chariots supplémentaires, éclairage additionnel, magnétoscope, équipements informatiques permettant l’édition automatique de rapport d’inspection.
Préparation par fraisage
La préparation de la canalisation pour accueillir la manchette, phase importante qui conditionne la qualité de la réhabilitation, comprend en premier lieu un curage qui permet de nettoyer au mieux la surface du matériau récepteur. Il peut être nécessaire de parfaire cette préparation par une opération de fraisage qui permettra suivant les cas de supprimer les dépôts, de lisser les décalages au droit des défauts, de brosser la surface du tuyau si le curage n’a pas été suffisant. L’outil de fraisage est également indispensable pour éliminer les obstacles au passage des manchons de réparation (branchement pénétrant, décalage...).
Le robot de fraisage développé pour cette tâche a été conçu comme un module se montant à la place de la caméra sur le même chariot motorisé que celui utilisé lors de la phase précédente. L’alimentation et le contrôle du robot étant commun à l’équipement d’inspection (câble, enrouleur, poste de commande), quelques minutes suffisent à la transformation du chariot d’inspection télévisée en robot découpeur.
En phase de travail, l'opérateur dispose de 3 mouvements à vitesse variable commandés électriquement pour déplacer l’outil et peut visualiser le travail grâce à une caméra intégrée dans la tête du robot. Un moteur pneumatique entraîne l’outil qui est choisi en fonction du matériau du tuyau, diamanté pour le ciment et le grès, carbure pour les plastiques. Le maintien du chariot en position est assuré par un vérin pneumatique gonflable.
L’alimentation du robot en air comprimé est assurée par un tuyau stocké sur un second enrouleur installé dans le fourgon. Le compresseur, commun au système ASS, étant installé dans la remorque qui se trouve pour cette opération à proximité du fourgon. Consécutivement à cette opération, il est procédé à un nouveau curage pour évacuer les résidus de fraisage.
Réparation par le système ASS
Le système ASS permet la réhabilitation ponctuelle de tous types de canalisations de diamètre 150 à 600 mm par mise en place d'une manchette, préparation composite de largeur 40 cm composée de 2 à 4 couches
[Photo : Principe d’une réhabilitation par chemisage partiel ASS]
de tissus de verre imprégnés de résine. La réparation permet l'étanchéité de défauts tels que des fissures longitudinales ou transversales, des joints fuyards, des casses ou perforations, des décalages de tuyau, et apporte également une consolidation de l'ouvrage sans en diminuer la capacité hydraulique du fait de la faible surépaisseur engendrée.
La manchette, préparée dans la remorque, est mise en place sous contrôle vidéo à l'aide d’un manchon, structure métallique entourée d’une enveloppe caoutchouc gonflable qui permet une application sous pression du composite et comportant un chauffage électrique intégré accélérant la réaction de polymérisation de la résine. Il existe une gamme de manchons adaptés à chaque diamètre.
La remorque contient donc les aménagements nécessaires au stockage des produits et des manchons, à la préparation in situ des manchettes (table, dévidoir de tissus, hotte de ventilation), aux équipements de manutention et d’alimentation des manchons (treuils, armoire de commande, câble stocké sur enrouleur). Les besoins énergétiques sont couverts par un groupe électrogène, distinct de celui du fourgon vidéo, et un compresseur.
Pour cette opération, les deux véhicules sont placés de part et d’autre du tronçon à réhabiliter au droit des regards d’accès. Le manchon est introduit par le premier regard et tiré dans la canalisation à l'aide de treuils. L’ensemble chariot/caméra, préalablement introduit par le second regard, permet de positionner visuellement le manchon. Ce dernier est ensuite gonflé et chauffé pendant une durée nécessaire au durcissement de la manchette. Une fois dégonflé et retiré de la canalisation, le manchon est réutilisable instantanément. Le temps total, y compris la préparation, nécessaire à une réparation est d'environ une heure.
Un enregistrement continu de la pression et de la température du manchon mesurée par un capteur intégré à celui-ci permet une traçabilité des réparations effectuées.
Contrôle de la réparation
Un contrôle visuel peut être réalisé immédiatement après la pose de la manchette avec la caméra. Il est possible d’adjoindre à l’équipement décrit précédemment un équipement de test d’étanchéité à l’air permettant un contrôle de chaque réparation.
Bilan et perspectives
Cette unité permet d’effectuer des opérations complètes de réhabilitation ponctuelle avec des moyens matériels qui ont été optimisés pour apporter simplicité, souplesse et rapidité en exploitation.
Ces caractéristiques permettent à une équipe réduite d'opérateurs de mettre en œuvre le système et en font un procédé économiquement très compétitif. Les chantiers, limités au stationnement signalé de deux véhicules légers, génèrent peu de nuisance pour l'environnement (pas de fouille, circulation maintenue, courte durée des travaux) et le tronçon réhabilité peut être remis en service immédiatement après l'opération de contrôle. Le caractère modulaire des équipements permet bien sûr d’imaginer d'autres configurations (par exemple un véhicule de fraisage autonome et un véhicule mixte vidéo/ASS).
Par ailleurs, d’autres développements actuellement en cours permettront d’accroître les possibilités du système :
- un second module de fraisage permettra d'effectuer les travaux de préparation dans les canalisations de diamètre supérieur à 300 mm ;
- une gamme de manchons spécifiques autorisera le traitement des piquages, raccordement entre les branchements et le collecteur principal, par application d’une manchette comportant une excroissance pénétrant le branchement sur une longueur de 10 centimètres.
D’autres progrès à venir réalisés sur les matériaux et leur mise en œuvre pourraient également améliorer la qualité du processus de fabrication, par exemple par l'utilisation de manchettes fabriquées et préimprégnées en atelier.
