Bande de renforcement améliorée pour la réparation des
canalisations de transport de fluides
Domaine technique
La présente invention concerne la réparation des
canalisations utilisées pour le transport de fluide tel que
du pétrole et concerne en particulier une bande de
renforcement améliorée pour la réparation des canalisations
de transport de fluides .
Etat de la technique
La réparation d'une canalisation de transport de fluide
telle qu'un pipeline pour acheminer du pétrole, lorsqu'elle
présente une dégradation, comporte toujours l'installation
d'une bande de renforcement autour de la partie de la
canalisation qui est dégradée. Cette bande de renforcement
est généralement en matériau souple présentant de très
bonnes propriétés mécaniques de traction telle qu'une grande
résistance à la rupture. Un tel matériau est de préférence
du Kevlar (marque déposée) de la famille des aramides ou de
la fibre de verre.
En référence à la figure 1 , une partie de la
canalisation 10 dont les parois 12 sont généralement en
acier, comporte une portion dégradée 14 à sa périphérie.
Pour la réparation, on commence par colmater la partie
dégradée au moyen d'une résine polymère. Puis, on installe
un manchon 16 qui recouvre la partie dégradée. Un tel
manchon est constitué d'une bande de renforcement entourant
la canalisation et recouverte d'une résine à réticulation au
fur et à mesure qu'on enroule la bande de renforcement.
Un manchon 16 peut également être installé sur la
partie d'une canalisation 10 comportant un amincissement 18
résultant d'une dégradation à l'intérieur de la canalisation
comme représenté sur la figure 2 .
La figure 3 montre comment est installée la bande de
renforcement. Le début de la bande 20 est d'abord fixée sur
la canalisation par tout moyen approprié. Puis la bande de
renforcement est enroulée sous traction autour de la
canalisation en recouvrant à chaque enroulement une partie
de l'enroulement précédent, en général la moitié de la bande
de renforcement.
Malheureusement, la plupart des canalisations servant
au transport du pétrole en particulier sont enterrées dans
le sol et ceci présente de nombreux inconvénients .
Ainsi, si la canalisation traverse un territoire soumis
à de basses températures en hiver, l'application de la
résine à réticulation n'est pas aisée dans la mesure où la
polymérisation permettant à la résine d'avoir de bonnes
caractéristiques d'adhérence, chimiques et mécaniques ne
peut se produire correctement qu'à une température
suffisante d'au moins 10°C.
Pour pallier ce problème, l'habitude est de recouvrir
la canalisation d'une couverture chauffante après la mise en
place de la bande imprégnée des ingrédients de la résine de
façon à déclencher la polymérisation. Dans ce cas la chaleur
vient de l'extérieur vers l'intérieur, et ce faisant une
fiche couche de condensation se crée à l'interface entre la
canalisation et la première couche de bande imprégnée. Il en
résulte une mauvaise adhérence qui nuit à l'efficacité
mécanique et chimique de la réparation et qui, en outre,
produit une couche de rouille du fait de la mauvaise
D'autre part, de façon à vérifier le bon fonctionnement
et l'état de la canalisation à intervalles réguliers, par
exemple tous les 3 ans, on inspecte l'intérieur de la
canalisation au moyen d'un outil appelé racleur instrumenté
qui se déplace à l'intérieur de la canalisation.
Mais, lorsque la canalisation ayant été réparée est
enterrée, on ne connaît pas l'endroit de la réparation.
Lorsque le racleur instrumenté se trouve au droit de la
partie réparée, il indique qu' il y a dégradation de la
paroi, mais n'est pas en mesure de détecter qu'il y a eu
réparation. En conséquence, le racleur instrumenté indique
qu' il faudra effectuer une réparation après avoir déterré la
canalisation, ce qui représente une opération inutile et
très coûteuse.
Enfin, lorsqu'il y a eu dégradation de la canalisation,
extérieurement ou intérieurement, l'amincissement de la
partie dégradée évoluant dans le temps entraîne une
augmentation du diamètre intérieur de la canalisation, ceci
malgré qu'une réparation par installation d'un manchon a été
effectuée. Cette augmentation de l'amincissement peut
s'avérer très dangereuse du fait que la paroi de la
canalisation peut se fissurer si le diamètre atteint une
trop grande valeur sans qu'un nouveau manchon soit installé
à cet endroit.
Exposé de l'invention
C'est pourquoi le but de l'invention est de fournir une
bande de renforcement pour la réparation des canalisations
de transport de fluides qui permet d'effectuer aisément les
opérations telles que l'installation d'un manchon, la
détection de la partie de la canalisation comportant le
manchon ou la détection des parties de la canalisation ayant
subi une augmentation de diamètre due à un amincissement de
la paroi de la canalisation.
L'objet principal de l'invention est donc une bande de
renforcement adaptée pour la réparation d'une canalisation
de transport de fluide au cours de laquelle la bande est
enroulée sous traction autour de la portion de la
canalisation où la réparation doit avoir lieu en même temps
qu'une résine à réticulation est appliquée sur la bande de
façon à constituer un manchon autour de la portion à
réparer. La bande de renforcement comprend au moins un fil
métallique intégré dans le sens longitudinal de la bande,
les propriétés électriques du fil étant utilisées pour les
opérations comprenant la réticulation de la résine, la
détection de la portion de la canalisation comportant le
manchon ou la détection des portions réparées de la
canalisation ayant subi une augmentation de diamètre due à
un amincissement de la paroi.
Un autre objet de l'invention est un procédé de
réparation d'une portion dégradée d'une canalisation dans
lequel un manchon installé sur la portion comprend une bande
de renforcement mentionnée ci-dessus comprenant la mise sous
tension du fil métallique intégré dans la bande de manière à
produire une augmentation de température par effet joule
pour atteindre une température minimale, par exemple 10°C,
nécessaire pour déclencher la polymérisation de la résine à
réticulation appliquée sur la bande.
Un autre objet de l'invention est un procédé de
détection d'un manchon installé sur une portion dégradée
d'une canalisation et comprenant une bande de renforcement
mentionnée ci-dessus dans lequel un racleur instrumenté est
déplacé à l'intérieur de la canalisation et transmet un
champ magnétique, ce qui permet d'enregistrer une
modification du champ magnétique due à la présence du fil
métallique intégré dans la bande de manière à détecter le
manchon et la portion réparée de la canalisation.
Un autre objet de l'invention est un procédé de
détection d'une augmentation du diamètre due à un
amincissement de la paroi d'une portion dégradée d'une
canalisation comportant un manchon comprenant une bande de
renforcement mentionnée ci-dessus dans lequel une tension
est appliquée entre les extrémités du fil métallique intégré
dans la bande de manière à mesurer la résistivité du fil
dont la variation est fonction de l'augmentation de diamètre
de la canalisation.
Description brève des figures
Les buts, objets et caractéristiques de l'invention
apparaîtront plus clairement à la lecture de la description
qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels :
la figure 1 représente une partie extérieure dégradée
d'une canalisation sur laquelle on a effectué une réparation
par installation d'un manchon ;
la figure 2 représente une partie intérieure dégradée
d'une canalisation sur laquelle on a effectué une réparation
par installation d'un manchon ;
la figure 3 représente la mise en place d'une bande de
renforcement sur la partie dégradée d'une canalisation ;
la figure 4 représente schématiquement la bande de
renforcement avec le fil métallique selon l'invention ; et
la figure 5 représente la partie de la canalisation sur
laquelle a été installé un manchon avec les extrémités du
fil métallique dépassant du manchon.
Description détaillée de l'invention
Les figures 1 à 3 qui concernent une canalisation ayant
une portion dégradée pour laquelle la réparation consiste à
installer un manchon ont déjà été décrites dans l'état de la
technique .
En référence à la figure 4 , la bande de renforcement 20
qui peut être formée de plusieurs bandes de renforcement
mises bout à bout, est composée d'un matériau souple
présentant de très bonnes propriétés mécaniques de traction
tel que du Kevlar, comprend un fil métallique 22, par
exemple en acier, intégré à l'intérieur de la bande 20 dans
le sens longitudinal de la bande.
A noter que la bande de renforcement pourrait comporter
plusieurs fils métalliques. Dans ce cas, il est préférable
que les fils soient tous situés d'un même côté de la ligne
médiane 24 de manière à ce qu' il ne puisse pas se produire
un court-circuit si le fil 22 affleure de la bande lorsqu'un
enroulement est recouvert en partie (la moitié de
préférence) par l'enroulement suivant (voir figure 3 ) .
La canalisation 10 avec un manchon 16 comportant une
bande de renforcement selon la présente invention est
illustrée sur la figure 5 . Comme on le voit sur la figure,
les extrémités 26 et 28 du fil métallique 22 dépassent du
manchon 16 de manière à être accessibles à la surface du sol
lorsque la canalisation est enterrée.
Comme déjà mentionné ci-dessus, beaucoup de
canalisations, et en particulier les pipelines pour le
transport du pétrole, sont enterrées dans des territoires où
la température descend en hiver au dessous de zéro. Quand le
manchon est installé, la bande de renforcement est
recouverte d'une résine à réticulation . Généralement, cette
résine comporte deux composants qui se polymérisent en
réticulant lorsque ils sont au contact de l'air. Mais cette
réticulation ne se produit pas si la température descend au
dessous d'une valeur minimale, par exemple 10°C.
En utilisant une bande de renforcement selon
l'invention, il est possible de remédier à cet inconvénient
en appliquant une basse tension entre les deux extrémités 26
et 28 du fil métallique de façon à faire passer un courant
dans le fil métallique et provoquer ainsi une élévation de
température par effet joule jusqu'à atteindre une
température minimale, par exemple 10°C, pour déclencher la
polymérisation de la résine.
Dès que l'enroulement sur la canalisation froide d'une
première bande de renforcement imprégnée des ingrédients de
la résine a été effectué, l'opérateur la met sous tension et
peut continuer en enrubanner d 'autres bandes sans se soucier
de la température de la canalisation. Ceci évite la création
d'une quelconque condensation
De plus une fois l 'enrubannage terminé, en laissant
sous tension et en protégeant la canalisation d'une toile
isotherme, il suffit d'attendre que la bonne température de
polymérisation soit atteinte, ce qui peut se faire grâce à
un indicateur visuel tel qu'une étiquette thermosensible. De
ce fait, on peut être certain de la parfaite polymérisation
de l'ensemble des couches (qui peuvent aller jusqu'à 100,
soit 50mm d'épaisseur).
Un autre avantage est la diminution du temps d'attente
avant de revenir à la pression, temps d'attente qui est de
72h en général (temps nécessaire à la stabilisation de la
résine) qui pourra ainsi être raccourci à quelques heures,
ce qui correspond à des gains notables au niveau du prix de
revient.
Lors de la mise en place des bandes de renforcement,
une tension mécanique minimum de l'ordre de 6Kg, c'est à
dire la force appliquée par un homme, est nécessaire entre 2
bandes, sachant que la nature de la bande n'est pas
élastique .
Grâce à la présence du fil (ou des fils) intégré dans
la bande, il est possible de voir la différence entre une
bande enrubannée mollement, c'est à dire avec une tension
inférieure à 6 Kg, et une bande enrubannée énergiquement
donc de vérifier si l'opérateur a respecté la procédure de
mise en oeuvre. Il suffit en effet de mesurer la résistivité
ohmique de la bande avant et après Sa mise en place, la
différence entre les deux mesures traduisant la tension
durant l 'enrubannage
A noter que, pour une réparation donnée, on calcule un
nombre de couches nécessaires et donc une longueur de bande
qui peut atteindre une centaine de mètres. Grâce à la
résistivité du fil que l'on connaît, la mesure de la
résistance indique la longueur totale de bande à appliquer.
Lorsque la canalisation ayant été réparée, on procède
à l'inspection de la canalisation au moyen d'un racleur
instrumenté qui se déplace à l'intérieur de la canalisation,
le racleur instrumenté indique qu'il y a dégradation de la
paroi lorsqu'il se trouve au droit de la partie réparée.
Grâce au fil métallique intégré dans la bande de
renforcement, le racleur instrumenté détecte la présence du
manchon. En effet, le racleur instrumenté comprend plusieurs
moyens de mesure dont un moyen qui mesure le flux magnétique
d'un aimant circulant dans la paroi de la canalisation entre
les deux pôles de l'aimant. Du fait des enroulements de la
bande de renforcement, le fil métallique intégré dans la
bande de renforcement forme une bobine qui modifie le flux
magnétique mesuré. En conséquence, il est aisé de détecter
la présence d'un manchon qui indique que la canalisation a
déjà été réparée.
Comme il a été mentionné précédemment, lorsqu'il y a eu
une réparation suite à la dégradation de la canalisation,
l'amincissement de la partie dégradée, même après
réparation, entraine une augmentation du diamètre de la
canalisation qui peut s'avérer très dangereuse du fait que
la paroi de la canalisation peut se fissurer si le diamètre
atteint une trop grande valeur sans qu'un nouveau manchon
soit installé à cet endroit. Il est donc nécessaire de
vérifier, à intervalles réguliers, que le diamètre de la
canalisation à l'endroit de la réparation n'a pas trop
augmenté pour éviter une fissuration irrémédiable.
Comme la portion réparée de la canalisation comporte un
manchon, une augmentation du diamètre de la canalisation a
pour conséquence une augmentation du diamètre du manchon et
donc du diamètre des spires formées par le fil métallique
intégré dans la bande de renforcement qui se traduit par une
augmentation de la longueur du fil métallique par étirement.
Cette augmentation de la longueur du fil a pour effet
d'augmenter la résistivité du fil. Par conséquent, pour
connaître l'éventuelle augmentation du diamètre de la
canalisation, il suffit de calculer la variation de
résistivité du fil en appliquant une tension entre les
extrémités 26 et 28 du fil (voir figure 5 ) et de mesurer la résistance du fil pour connaître sa résistivité.

REVENDICATIONS
1 . Bande de renforcement (20) adaptée pour la réparation
d'une canalisation de transport de fluide (10) au cours de
laquelle ladite bande est enroulée sous traction autour de la
portion de la canalisation où la réparation doit avoir lieu en
même temps qu'une résine à réticulation est appliquée sur
ladite bande de façon à constituer un manchon (16) autour de
ladite portion de la canalisation;
ladite bande de renforcement étant caractérisée en ce
qu'elle comprend au moins un fil métallique intégré (22) dans
le sens longitudinal de la bande, les propriétés électriques
dudit fil étant utilisées pour les opérations comprenant la
réticulation de ladite résine, la détection de ladite portion
de la canalisation comportant le manchon ou la détection des
portions réparées de la canalisation ayant subi une
augmentation de diamètre due à un amincissement de la paroi.
2 . Bande de renforcement (20) selon la revendication 1 ,
dans laquelle plusieurs fils ont été intégrés.
3 . Bande de renforcement (20) selon la revendication 2 ,
dans laquelle lesdits fils sont intégrés dans seulement une
moitié de ladite bande de manière à ce que, à chaque
enroulement de la bande autour de la canalisation, la moitié
comportant les fils soit superposée à la moitié de
l'enroulement précédent ne comportant pas de fils de sorte
qu'il ne puisse pas y avoir court-circuit entre les portions
de fils des enroulements consécutifs.
4 . Procédé de réparation d'une portion dégradée d'une
canalisation (10) dans lequel un manchon (16) installé sur
ladite portion comprend une bande de renforcement (20) selon
l'une des revendications 1 à 3 , comprenant la mise sous
tension du fil métallique (22) intégré dans ladite bande de
manière à produire une augmentation de température par effet
joule pour atteindre une température minimale, par exemple
10°C, nécessaire pour déclencher la polymérisation de la
résine à réticulation appliquée sur ladite bande.
5 . Procédé selon la revendication 4 , dans lequel on
mesure la résistivité ohmique de la bande de renforcement (20)
avant et après sa mise en place, la différence entre les deux
mesures traduisant la tension mécanique appliquée durant
l 'enrubannage
6 . Procédé selon la revendication 4 , dans lequel la
mesure de la résistance dudit fil intégré dont la résistivité
est connue permet de déterminer la longueur totale de bande de
renforcement (20) à appliquer.
7 . Procédé de détection d'un manchon (16) installé sur
une portion dégradée d'une canalisation (10) et comprenant une
bande de renforcement (20) selon l'une des revendications 1 à
3 , ledit procédé étant caractérisé en ce qu'un racleur
instrumenté est déplacé à l'intérieur de ladite canalisation,
ledit racleur comprenant un aimant produisant un flux
magnétique, ce qui permet d'enregistrer une modification dudit
flux magnétique due à la présence du fil métallique intégré
dans ladite bande de manière à détecter le manchon et la
portion réparée de la canalisation.
8 . Procédé de détection d'une augmentation du diamètredue à un amincissement de la paroi d'une portion dégradéed'une canalisation (10) comportant un manchon (16) comprenantune bande de renforcement (20) selon l'une des revendications 1 à 3 , ledit procédé étant caractérisé en ce qu'une tension est appliquée entre les extrémités (26, 28) du fil métallique intégré dans ladite bande de manière à mesurer la résistivité dudit fil dont la variation est fonction de l'augmentation de diamètre de la canalisation.