Pour lutter contre la corrosion due aux liquides et aux sols agressifs, il existe bien sûr des produits banalisés (acier, cuivre, thermoplastique, inoxydable, etc.) ; toutefois, ceux-ci ne règlent pas tous les problèmes, soit en raison de leur prix, soit en raison de leur manque de fiabilité contre la corrosion.
En fait, depuis 30 ans, le besoin de canalisations inertes à la corrosion, fiables sur le plan de la qualité et du mode de jonction, s’est fait de plus en plus sentir dans les domaines suivants : les industries de transformation (pétrochimie, chimie, papeteries, sidérurgie, agroalimentaire, etc.) ; le traitement de l’eau (dessalement, irrigation, assainissement, etc.) ; les réseaux de distribution (centrales thermiques, nucléaires, hydrauliques, etc.).
Les utilisateurs apprécient aujourd’hui le fait que le prix de revient élevé de la corrosion peut être réduit notablement par l’utilisation de conduites en résine thermodurcissable renforcée de fibre de verre, bien conçues et bien adaptées, apportant les avantages suivants :
- - un rapport résistance/poids élevé ;
- - une grande longévité ;
- - une résistance à la corrosion interne et externe éliminant tout revêtement (peinture, protection cathodique, etc.) et donc d’un coût d’entretien nul ;
- - un coefficient d’écoulement excellent et une bonne conservation de ce coefficient dans le temps, permettant une éventuelle réduction du diamètre par rapport à un matériau moins lisse ;
- - un faible coût d’outillage de mise en œuvre et de finition grâce à sa légèreté et à sa facilité de pose, etc.
Afin de répondre aux besoins grandissants des utilisateurs, dans le domaine du chauffage et de la climatisation, nous avons développé, à partir d'un produit ayant fait ses preuves depuis plus de 25 ans à l'étranger, un tube Epoxy pré-isolé destiné au transport souterrain d’eau chaude (chauffage de logements, d’équipements collectifs, de piscines, de serres, etc.) ou d’eau glacée (circuits de réfrigération, etc.). Ce tube, dénommé EPI et produit en France, est constitué d'un tube intérieur en résine époxy, d'un isolant en mousse de polyuréthane ou d’époxy, et d’une gaine extérieure de protection en thermoplastique type PVC ou PEHD.
L’APPLICATION À COULOMMIERS
Une application particulièrement intéressante en a été effectuée à Coulommiers, petite ville de 12 000 habitants, située à 60 km de Paris dans la région de l’Île-de-France. La structure urbaine de cette ville ressemble à celle de nombreuses villes petites et moyennes de la province française, c’est-à-dire qu’on y trouve la juxtaposition d’un centre ancien et d’une ZUP (zone d'urbanisation prioritaire) d'un millier de logements. Les locataires de l'OPHLM de Coulommiers constituent en général une population à revenu faible ou moyen qui supporte difficilement l’accroissement des charges essentiellement dues à l'eau chaude et au chauffage. Les chaufferies qui assurent ces prestations sont en général anciennes et, devant le problème posé par leur remplacement, de même que par l’augmentation des prix du fuel, une solution novatrice a été étudiée à la demande du syndicat mixte créé à cet effet, rassemblant la commune, l'OPHLM et l’hôpital : l'emploi de la géothermie.
Les études géologiques, techniques, économiques, financières s’étant révélées positives et le Comité de la Géothermie ayant accordé en septembre 1979 son aide financière à la future opération, il a été décidé en janvier 1980 de réaliser une installation géothermique pour alimenter les immeubles en cause. Il en a confié les travaux à Géochaleur, assistée du Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) pour la maîtrise d’œuvre du forage et de Secoteb Ingénierie pour l’étude thermique des installations de surface.
L’opération a été réalisée en un temps record : le forage de production et le forage de réinjection ont
été creusés en six mois : de juin à octobre 1980. Ils atteignent le réservoir à une profondeur de 1 980 mètres ; la centrale géothermique a été construite elle aussi en six mois. Le réseau s’étend sur 8 km de long, reliant 22 sous-stations à l’échangeur.
Les résultats obtenus sont très bons, meilleurs même que prévu, puisque la température de l'eau géothermale atteint 85 °C au toit du réservoir et 83 °C en tête de puits avec un débit de 250 m³/h. L’installation a permis ainsi, dès la saison 1981-1982, d’assurer le chauffage de 2 300 équivalents-logements, dont 1 045 logements HLM, une cité scolaire (groupant un lycée, un CES et un CET) et un ensemble hospitalier de 460 lits.
Lors de ces opérations, la réalisation du réseau de transport des eaux de forage des puits de production au local technique géothermique posait deux problèmes essentiels : la corrosion (en raison de la forte salinité de l'eau) et les pertes de chaleur. Pour lutter contre la corrosion, les fontes et aciers classiques présentant des risques sérieux, le choix s'est tourné vers des tubes en résine de fibre de verre. Afin d’assurer une bonne isolation, le réseau d’exhaure a été calorifugé avec de la mousse d’époxy. Le réseau de réinjection n’a pas été isolé mais le tube époxy qui le constitue doit apporter une contrainte supplémentaire en raison de la pression qu'il supporte, atteignant 27 bars.
La plus grande partie du réseau de distribution de l'eau chaude (alimentation d’hôpital, des groupes de H.L.M. et du C.E.S.) a donc été réalisée en tube époxy pré-isolé EPI (du diamètre 25 au diamètre 100 mm) sur une longueur d’environ 4 500 mètres.
Bien que l'eau transportée ne soit pas corrosive, le tube époxy EPI a été choisi car il permet de supprimer, par rapport à une solution métallique traditionnelle : les caniveaux, les manchettes d’ancrage, les compensateurs de dilatation, la protection cathodique, les risques éventuels de corrosion.
De plus, sa légèreté et son système de raccordement (vissé avec collage époxy) apportent une économie substantielle dans la pose.
LE TUBE INTERNE
Le tube interne en résine époxy est fabriqué dans les diamètres de 1" à 16" (25 mm à 400 mm), en conformité avec la norme d’enroulement filamentaire ASTM D 2996 et répond au code de désignation de l’ASTM D 2310 RTRP 11 AE.
Le tube, les accessoires et les systèmes de raccordement biconiques mâles-femelles (vissés dans les petits diamètres et emboîtés à partir du diamètre 200) ont subi les tests de vieillissement à long terme conformément à la norme ASTM D 2992 (25 cycles/mm pendant 10 000 heures). Les résultats obtenus nous permettent de garantir en toute sécurité la tenue des tubes et de l'ensemble des raccords jusqu’à 16 bars et 100 °C.
LES SYSTÈMES DE RACCORDEMENT
Le système de raccordement des tubes et des accessoires sur l’ensemble de la gamme des diamètres est basé sur le principe de l’emboîtement mâle-femelle conique, avec collage époxy, ensemble qui a fait ses preuves avec succès depuis plus de 30 ans. À cet effet, les tubes sont livrés avec une extrémité mâle conique et une extrémité femelle conique ; en cas de coupe sur chantier, l'embout mâle conique est facilement préparé avec outillage spécial. La précision de la conicité permet d’assurer un raccordement correct avec une...
Épaisseur mince et uniforme de colle époxy, ainsi qu'un blocage de la partie mâle dans la partie femelle. Ce verrouillage mécanique naturel retient la jonction en place pendant la phase de polymérisation (durcissement de la colle) et permet sans risque de continuer les opérations sur la suite de la canalisation.
Dans les diamètres 2 ”, 3 ”, 4 ” et 6 ” (50 à 150 mm), les tubes sont livrés avec une extrémité femelle taraudée conique et une extrémité mâle filetée conique permettant un raccordement vissé avec collage époxy. Ce système augmente la fiabilité déjà reconnue de l’emboîtement mâle-femelle conique et diminue les risques d’erreurs de pose par tous temps.
Cette jonction vissée empêche définitivement le tube de se déboîter et permet un certain mouvement des éléments jonctionnés avant complète polymérisation. Cet avantage est de grande utilité en cas de pose dans des terrains durs et irréguliers ou dans des conditions difficiles (basse température par exemple). La facilité de pose en est donc accrue et permet des cadences plus rapides.
Des jonctions mécaniques sont également disponibles. Dans les diamètres 2 ”, 3 ”, 4 ” et 6 ”, chaque tube est fourni avec un manchon vissé monté en usine.
Ce système est conçu pour permettre des assemblages rapides lors d’installations de grandes longueurs en évitant le collage époxy. Les joints sont montés en place en quelques secondes, simplement par rotation d’une bague taraudée.
Idéal par temps froid ou pluvieux, tant pour des conduites provisoires que permanentes, il permet également le démontage en ligne. Dans les diamètres supérieurs, un joint mécanique par emboîtement avec jonc de verrouillage est utilisé.
L’ISOLATION
L’isolation standard est une mousse rigide de polyéthylène dont la densité est de l’ordre de 90 kg/m³, ce qui correspond à un coefficient de conductibilité thermique de 0,025 W/m·K à 20 °C. L’épaisseur du calorifuge varie selon les conditions d’exploitation entre 20 et 50 mm.
La résistance à l’eau et à l’hydrolyse du polyuréthane est reconnue par les spécialistes comme très moyenne. C’est la raison pour laquelle le tube EPI est également proposé pour les cas difficiles avec une isolation de mousse rigide d’époxy qui offre une excellente résistance à l’humidité. Le pourcentage de cellules fermées est supérieur à 98 % avec une densité de 80/100 kg/m³ et un coefficient de conductibilité thermique de 0,020 W/m·K à 20 °C.
LA GAINE DE PROTECTION EXTÉRIEURE
Elle peut être réalisée en PVC mais l’est le plus souvent en polyéthylène haute densité (PEHD). Elle assure une parfaite étanchéité et une excellente barrière anti-corrosion face aux sols agressifs.
L’ISOLATION DES JONCTIONS
Le système d’isolation des jonctions repose sur une technologie complètement différente des systèmes traditionnels : la base de l’isolation est une mousse d’époxy haute densité (200 à 400 kg/m³) se développant par réaction chimique. L’humidité ambiante et la température n’interviennent pas sur le développement du système.
Une préparation simple sur l’enveloppe extérieure permet une forte adhérence en tous points. La fluidité du complexe permet une pénétration à l’intérieur même des cellules ouvertes de la mousse du tube et une parfaite adhérence sur la paroi du tube interne et du manchon de protection extérieure.
L’adhérence est telle qu’une fuite accidentelle sur le tube interne ou externe ne se propage pas au travers de l’isolant époxy de la jonction, qui assure ainsi une véritable barrière et sépare par une parfaite étanchéité à l’eau les différents éléments du tube.
Au droit de l’ouverture du manchon thermoplastique se trouve une fente qui permet la mise en place de la mousse d’isolation ; l’étanchéité externe est assurée par la mousse elle-même.
CONCLUSION
En service ou en cours d’installation, dans le cadre d’opérations de chauffage ou de climatisation (Coulommiers, Vannes, Orléans, Reims, Creil, Évry, etc.), le tube EPI a séduit les prescripteurs et les utilisateurs par ses propriétés hydrauliques, chimiques, mécaniques et thermiques. De plus, sa longue durée de vie confirmée par des références de plus de 30 ans, son entretien quasiment nul et sa simplicité de pose en font un produit bon marché et donc rentable.
