Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes 9782759819911

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Sommaire

Contributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

III

Liste des figures et des tableaux. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

V

Introduction à la collection « Guides Scientifiques et Techniques du CEFRACOR » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

IX

Préface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

XI

Partie 1 : Généralités sur les revêtements de canalisations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

Domaine d’application. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cadre réglementaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Définitions et abréviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rôles des revêtements – qualités recherchées . . . . . . . . . . . . . . . . . Phénomènes de décollement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Principales normes de référence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.1. Canalisations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.2. Revêtements de tubes appliqués en usine. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.3. Revêtements de joints de soudure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.4. Préparation de surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7. Contraintes exercées sur les revêtements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7.1. Manutention, transport, stockage et bardage . . . . . . . . . . . . . . 1.7.2. Pose de la canalisation revêtue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7.3. En service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7.4. Présence d’une protection cathodique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8. Préparation de surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.9. Répertoire des types de revêtements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.9.1. Revêtements appliqués en usine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 2 4 5 6 8 8 9 11 12 13 14 16 19 22 22 22 22

1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6.

II

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

1.9.2.

A

Revêtements appliqués sur chantier (travaux neufs ou réhabilitation) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Annexes de la Partie 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43

Annexe 1 : Historique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Annexe 2 : Corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Annexe 3 : Protection cathodique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Partie 2 : Choix et applications des revêtements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

55

60 60 63 64 65 65 65 65 65 66

Annexe de la partie 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

67

B

2.1. Caractéristiques typiques des revêtements industriels . . . . . . . . . . . 2.2. Revêtements en usine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1. Choix en fonction des conditions de service . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2. Choix en fonction de l’environnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3. Choix pour les ouvrages connexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Revêtements sur chantier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1. Compatibilité avec le revêtement en place . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2. Choix en fonction des conditions de service . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.3. Choix en fonction de l’ordonnancement des travaux de mise en fouille . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.4. Choix en fonction du milieu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.5. Choix en fonction de la configuration de la structure métallique . . 2.3.6. Kits de réparation ponctuelle pour petite surface . . . . . . . . . . . . 2.4. Recommandations particulières sur chantier . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.1. Procédure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2. Formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.3. Mesures de sécurité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.4. Préparation de surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.5. Contrôles qualité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

55 55 55 56 58 58 58 60

Annexe 4 : Tableau récapitulatif des caractéristiques typiques des revêtements industriels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Contributions

Animateurs successifs Marcel Roche, Elf Bernard Cavalié, Eupec Jean-Luc Bouliez, BS Coatings Patrick Lambert, TRAPIL Sophie Lambinet-Chamousset, TRAPIL Mathieu Guérin, TRAPIL Nicolas Singling, SAIPEM

Principaux participants Philibert de Bonnafos, Trenton Europe Murielle Bouchardy, Bureau Veritas Thierry Brolon, ACT François Castillon, TIGF Carole de Charentenay, GRTgaz Daniel Copin Pierre Denoize, GRTgaz Bruno Fillaux, Défitec Alain Fournier Tania Goto, Technip Xavier Hallopeau, Freyssinet International Franck Hélias, Eupec Jean-Pierre Jansen, Europipe Frédéric Jarnoux, TRS Applications Maher Kassir, Stopaq Thierry Kerzerho, GRTgaz Cornelis Klok, Air Liquide Elise Legghe, Technip

IV

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

Denis Mélot, Total Philippe Merrien, GRTgaz Michel Meyer, GDF Suez Nicolas Monfort-Moros, Subsea7 Lionel Monfront René Perlé, Denso Patrick Pham-Le, Denso Guillaume Podevin, Denso Mouhssine Saadouni, Stopaq Jean-Pierre Samaran Roger Turcas, BS Coatings Sophie Wastiaux, Air Liquide

Liste des figures et des tableaux

Figures Figure 1.  –  Processus schématique de maîtrise de la corrosion . . . . . . . . . . . . . 7 Figure 2.  – Décollement et revêtement endommagé : « Effet d’écran au courant de PC ». Possible corrosion . . . . . . . . . . 7 Figure 3.  –  Corrosions sous décollement avec revêtement en bitume . . . . . . . . 8 Figure 4.  –  Stockage de tubes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Figure 5.  –  Bardage de tubes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Figure 6.  –  Application d’un feutre anti roche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Figure 7.  – Bateau de pose en S équipé d’un « stinger » . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Figure 8.  –  Application par extrusion transversale (ou latérale) d’un 3LPE . . 24 Figure 9.  – Application FBE en usine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Figure 10.  – Application PU en usine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Figure 11.  – Tube revêtu 3LPP + isolation thermique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Figure 12.  –  Epargne ou « cut-back » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Figure 13.  – Application de bande plastique à la machine semi-automatique (orbitale) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Figure 14.  –  Pose d’un manchon thermo-rétractable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Figure 15.  –  Application de PP par projection à la flamme . . . . . . . . . . . . . . . 33 Figure 16.  –  Résine polyuréthanne appliquée au pistolet . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Figure 17.  –  Application par projection d’époxy liquide . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Figure 18.  –  Application au rouleau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Figure 19.  – Application de résine époxydique en poudre sur un joint de soudure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Figure 20.  – Application de bandes de polyoléfine non-cristalline de basse viscosité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

VI

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

Figure 21.  –  Application de bande grasse (wax tape) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Figure 22  –  Application en cours de bande petrolatum après masticage . . . . . 38 Figure 23.  –  Application de cire de paraffine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Figure 24.  –  Application de l’IMPP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Figure 25.  –  Application de l’IMPU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Figure 26.  –  Principe de la protection cathodique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Figure 27.  –  Diagramme de Pourbaix du fer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Figure 28.  –  Forage horizontal dirigé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Figure 29.  –  Passage en gaine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Figure 30.  –  Cuves revêtues en polyuréthanne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Figure 31.  –  Sortie de sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Figure 32.  –  Sortie d’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Figure 33.  –  Pièce de forme enrobée en bande grasse de cire microcristalline . . 63 Figure 34.  –  Mastic petrolatum en cours d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Tableaux Tableau 1.  – Contraintes liées à la manutention, le transport, le stockage et le bardage, et propriétés des revêtements adaptés . . . . . . . . . 14 Tableau 2.  – Contraintes liées à la pose en milieu enterré et propriétés des revêtements adaptés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Tableau 3.  – Contraintes liées à la pose en mer et propriétés des revêtements adaptés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Tableau 4.  – Contraintes liées à la pose en mer et propriétés des revêtements adaptés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Tableau 5.  – Contraintes liées à l’exploitation en milieu enterré et propriétés des revêtements adaptés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Tableau 6.  – Contraintes liées à l’exploitation en milieu marin et propriétés des revêtements adaptés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Tableau 7.  – Contraintes liées la présence d’une protection cathodique et propriétés des revêtements adaptés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Tableau 8.  – Systèmes de revêtements en fonction des paramètres d’exploitation de la canalisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Liste des figures et des tableaux

VII

Tableau 9.  – Descriptif des systèmes PE / PP appliqués par projection à la flamme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Tableau 10.  – Revêtements usine applicables en fonction des conditions de service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Tableau 11.  –  Compatibilité des revêtements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Introduction à la collection « Guides Scientifiques et Techniques du CEFRACOR » Le CEFRACOR (Centre Français de l’Anticorrosion), association à but non lucratif régie par la loi de 1901, fédère 750 ingénieurs, chercheurs et enseignants concernés par les domaines suivants : – l’étude des différentes formes de corrosion des matériaux, – les méthodes de protection contre ces dégradations, qui utilisent notamment les traitements chimiques des milieux corrosifs, les revêtements divers et les protections électrochimiques, – les méthodes de contrôle et de surveillance de leur efficacité. Ces personnes représentent aussi bien les grands groupes industriels, des PME ou des TPE que les principales universités ou écoles et les centres de recherche spécialisés, ou encore interviennent comme spécialistes consultants. Le CEFRACOR est partenaire de nombreuses associations et fédérations agissant dans la lutte contre la corrosion. Il est notamment un membre actif de la Fédération Européenne de la Corrosion (EFC), de la Fédération Française pour les sciences de la Chimie (FFC), de la Fédération Française des Matériaux (FFM) et de l’Association pour la Certification et la Qualification des Peintures Anticorrosion (ACQPA). Il est membre de l’AFNOR, étant particulièrement actif dans sa Commission de Normalisation A05AG « Corrosion et protection des matériaux métalliques – Revêtements métalliques et inorganiques ». Son département CFPC (Conseil Français de la Protection Cathodique) est Organisme de Certification des personnes actives en protection cathodique sous la marque CEFRACOR CERTIFICATION / Protection Cathodique en application des normes NF EN ISO/CEI 17024 et NF EN 15257, son Accréditation ayant été prononcée par le COFRAC à compter du 1er février 2014 pour les secteurs d’application Terre et Mer. Chacune dans leur domaine, les nombreuses Commissions d’études du CEFRACOR agissent pour le transfert des connaissances et le rapprochement des spécialistes, contribuent aux actions normatives, organisent des manifestations de type colloques, journées d’études ou rencontres, et élaborent des documents scientifiques et techniques. Ces documents peuvent prendre la forme de recommandations diffusées gratuitement sur le site www.cefracor.org, telles les « Recommandations PCRA » qui sont à la disposition des spécialistes pour compléter les normes, standards et recommandations professionnelles dans le domaine de la protection cathodique et des revêtements associés.

X

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

Lorsque les travaux des Commissions d’études conduisent à des documents plus conséquents, ils sont édités sous différentes formes. Les Cahiers du CEFRACOR ont constitué pendant longtemps le moyen privilégié de diffusion et certains sont encore en vente sur le site www.cefracor.org. Dans le prolongement d’un partenariat établi depuis plusieurs années, notamment autour de la revue Matériaux et Techniques (rendue disponible pour les adhérents du CEFRACOR dans l’Espace Adhérents du site www.cefracor.org), il a été décidé de confier l’édition de Guides Scientifiques et Techniques du CEFRACOR aux Éditions EDP Sciences. Les deux premiers documents de cette série sont les Guides techniques Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes et Monitoring de la corrosion interne dans les industries pétrolières et gazières édités en 2016. Ils seront suivis d’autres Guides Scientifiques et Techniques du CEFRACOR dans les prochaines années, notamment sur les thèmes Prédiction et prévision de la corrosion interne dans les industries pétrolières et gazières et Traitements des circuits de refroidissement semi-ouverts. Marcel Roche Président du CEFRACOR

Préface

Le Guide technique Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes du CEFRACOR a été préparé par un Groupe de travail de sa Commission Protection Cathodique et Revêtements Associés, en liaison avec ses Commissions Corrosion dans les Industries Pétrolières, Gazières et Chimiques et Peintures. Ce guide a pour objectif d’orienter le choix des revêtements externes à appliquer sur les canalisations de transport de fluides enterrées ou immergées, en fonction des conditions de service, d’environnement et de configuration de la canalisation à protéger. Sont concernés : – les revêtements appliqués sur tubes en usine, – les revêtements appliqués sur site lors des chantiers de pose aux zones d’aboutage après soudage, ou lors d’opérations de réparation ou de réhabilitation. Ce guide s’adresse aux opérateurs, ingénieries et poseurs de canalisations, ainsi qu’aux fournisseurs, applicateurs, inspecteurs et laboratoires de contrôle des revêtements. Il traite des revêtements courants au moment de son édition. La protection contre la corrosion externe de ces canalisations associe très généralement au revêtement un système de protection cathodique destiné à éviter la corrosion aux endroits où le revêtement peut être endommagé mécaniquement à la pose ou en service. Il est primordial d’assurer la compatibilité de ces deux systèmes de protection, notamment en choisissant un revêtement qui reste parfaitement adhérent au tube de la canalisation au cours du temps et en réglant correctement les paramètres de protection cathodique. Il est notamment indispensable d’éviter le décollement des revêtements pouvant conduire à des risques de corrosion dus à un effet d’écran au passage du courant électrique de protection cathodique, principalement dans les environnements électrolytiques de faible conductivité comme les sols. Il est également nécessaire de sélectionner des revêtements qui ne subissent pas d’action sensible de délamination cathodique sous l’effet de la protection cathodique. Ce Guide technique vise à aider le lecteur à s’assurer que du côté du revêtement ces exigences soient assurées au mieux. Il est composé de deux parties : ƒƒ Partie 1 : Généralités sur les revêtements de canalisations (types, caractéristiques, critères de choix) ; ƒƒ Partie 2 : Choix et applications des revêtements.

XII

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

Ces parties sont complétées par des annexes sur l’historique de ces revêtements, la corrosion, la protection cathodique et par un tableau récapitulatif des caractéristiques typiques de ces revêtements. Marcel Roche Président du CEFRACOR

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Généralités sur les revêtements de canalisations

1

Objet Les risques de corrosion doivent être évalués avant de construire une canalisation et tout au long de son exploitation, afin que les mesures de prévention et de contrôle soient mises en œuvre correctement pour la combattre. Non seulement la sécurité et la préservation de l’environnement en dépendent, mais aussi les coûts cumulés d’opération de l’ouvrage. La protection contre la corrosion externe des canalisations comporte toujours un revêtement, très généralement complété par un système de protection cathodique quand elles sont enterrées ou immergées. L’objectif de ce document est de donner au lecteur des bases documentées pour qu’il puisse effectuer le choix des revêtements externes des canalisations en toute connaissance de cause, dans le cadre des techniques actuelles et de l’expérience acquise au moment de la rédaction de ce guide. Les revêtements des canalisations enterrées ou immergées sont utilisés depuis plus de cinquante ans mais la richesse offerte dans le choix et la qualité des produits disponibles a fortement augmenté au cours des vingt dernières années. La plupart d’entre eux font l’objet de normes ou de documents professionnels. Leur sélection se fait en fonction de critères techniques comme les températures extrêmes de service. La présente Partie 1, à caractère général, est complétée par la Partie 2, à caractère applicatif.

1.1. Domaine d’application Le présent document ne concerne que les revêtements et non pas les peintures appliquées sur les canalisations. • Matériaux des canalisations

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Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

Les canalisations revêtues peuvent être de différents matériaux tels que ci-dessous : – acier au carbone de caractéristiques mécaniques diverses correspondant aux normes et documents professionnels utilisés couramment (API 5L, API 5LX, NF EN 10216-2, NF EN 10217-2, NF EN 10208, …), – aciers inoxydables, de type duplex ou super-duplex (austéno-ferritiques) ou autres. Nota : Certains revêtements décrits dans le présent guide peuvent être appliqués sur des tubes en matériaux non ferreux comme les alliages d’aluminium. • Utilisations Les revêtements présentés sur des canalisations utilisées dans les cas suivantes : – – – – – – – – – – – –

collectes d’effluents pétroliers ou gaziers bruts sur champs de production, canalisations de transport de pétrole brut, canalisations de transport de produits pétroliers raffinés, canalisations de transport de gaz naturel, canalisations de distribution de gaz commercial, canalisations de transport de produits chimiques : hydrogène, éthylène, propylène, chlorure de vinyle, etc. canalisations de transport de gaz industriels : oxygène, hydrogène, canalisations d’eaux : potables, irrigation, chauffage urbain, assainissement, enneigement artificiel, saumures, etc. canalisations de vapeur d’eau, canalisations d’usines (raffineries, chimie, ...) transportant des fluides divers, conduites pour le transport d’énergie électrique, ouvrages connexes : réservoirs, robinets, brides, tuyauteries secondaires…

• Expositions Le présent document traite des revêtements pour les ouvrages suivants : – – – –

ouvrages enterrés sous protection cathodique, ouvrages enterrés sans protection cathodique, ouvrages immergés sous protection cathodique, ouvrages immergés sans protection cathodique.

1.2. Cadre réglementaire Le revêtement des canalisations enterrées ou immergées de transport de produits pétroliers, gaziers ou chimiques est généralement rendu obligatoire par les réglementations des pays dans lesquels elles sont installées. Ainsi, en France trois

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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arrêtés couvrent ces utilisations, comportant des clauses relatives à la protection contre la corrosion, aux revêtements et à la protection cathodique : – arrêté du 23 janvier 1962 : réglementation des canalisations d’usines. Cet arrêté stipule dans son article 3 § 1 que « les matériaux constitutifs des canalisations et de leurs accessoires doivent par leur nature opposer une résistance suffisante aux actions physiques et chimiques des corps qu’elles sont appelées à contenir ou dans lesquelles elles sont placées ... Dans le cas où de telles actions sont néanmoins à redouter et à défaut d’une protection efficace de la paroi exposée ou d’une surépaisseur suffisante, des précautions spéciales doivent être prises pour que ces actions ne puissent devenir une cause de danger » ; – arrêté du 6 décembre1982 : règlement technique des canalisations de transport de fluides sous pression autres que les hydrocarbures et le gaz combustible. Ce règlement stipule dans son article 15 que « toute canalisation en acier enfouie à même le sol sans gaine ni caniveau doit être protégée contre les actions corrosives externes et isolée électriquement par mise en place d’un revêtement continu. La continuité du revêtement doit être vérifiée au cours de la construction de l’ouvrage... » ; – arrêté du 13 juillet 2000 : règlement de sécurité de la distribution de gaz combustible par canalisations. Ce règlement stipule dans son article 20 que « les canalisations de réseau en acier enterrées font l’objet d’une protection par revêtement ainsi que d’une protection cathodique contre la corrosion, conçue et mise en œuvre en fonction des caractéristiques spécifiques de l’ouvrage à protéger et de l’environnement dans lequel il est appelé à fonctionner. » ; – arrêté du 4 août 2006 modifié par l’arrêté du 20 décembre 2010 : règlement de sécurité pour les canalisations de transport de gaz combustible, d’hydrocarbures, liquides ou liquéfiés et de produits chimiques. Ce règlement stipule que « l’étude de sécurité détermine les dispositions spécifiques que le transporteur met en œuvre pour assurer la sécurité de la canalisation ainsi que la surveillance du maintien de son intégrité dans le temps, notamment en ce qui concerne la protection passive par revêtement ou par toute disposition appropriée des tronçons enterrés. Par ailleurs, des normes relatives à la conception, l’installation et l’exploitation des canalisations de transport de produits pétroliers et gaziers existent, traitant notamment de protection contre la corrosion, de revêtements et de protection cathodique. Ainsi la norme ISO 13623 : 2009 demande dans son Paragraphe 9.5.2 (revêtements externes) que le choix du revêtement soit fait après étude des paramètres conditionnant son efficacité. Il doit être appliqué en usine, sauf pour les soudures d’aboutage et les points spéciaux. Le revêtement des soudures doit être compatible avec celui des tubes. Les mêmes exigences sont données par la norme NF EN 14161 (transcription de l’ISO 13623 : 2000) qui s’applique pour les canalisations autres que gaz.

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Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

1.3. Définitions et abréviations 3LPE : 3 Layer PolyEthylene ou 3CPE - Trois couches polyéthylène (tri-couche PE) 3LPP  : 3 Layer PolyPropylene ou 3CPP  - Trois couches polypropylène (tri-couche PP) ATEX : Atmosphère explosive BSR : Bactérie Sulfato-Réductrice CIPS : Close Interval Potential Survey – Mesure de Potentiel ON/OFF Pas à Pas DCVG : Direct Current Voltage Gradient – Gradient de potentiel en courant continu EN : Norme Européenne EPDM : Ethylene Propylene Diene Monomer EPI : Equipement de Protection Individuelle FBE : Fusion Bonded Epoxy – Résine époxydique en poudre FDS : Fiche de Données de Sécurité HDD : Horizontal Directional Drilling ou FHD : Forage Horizontal Dirigé HIC : Hydrogen Induced Cracking HSE : Hygiène Sécurité Environnement HTA : Haute Tension 1kV à 50 kV HTB : Haute Tension de catégorie B >50kV IMPP : Injection Moulded Polypropylene – Polypropylène injecté et moulé IMPU : Injection Moulded Polyurethane – Polyuréthanne injecté et moulé ISO  : International Standard Organisation – Organisation internationale de normalisation MLPP : Multi-Layer Polypropylene – Polypropylène multi couche MLPU : Multi-Layer Polyurethane – Polyuréthanne multi couche n.a. : Non applicable NF : Norme Française PC : Protection Cathodique PE : Polyéthylène PP : Polypropylène pp : Prise de potentiel PU : Polyuréthanne PVC : Polychlorure de vinyle SOHIC : Stress Oriented Hydrogen Induced Cracking SSC : Sulfide Stress Cracking SWC : Stepwise Cracking Tg : Température de transition vitreuse UV : Ultra Violet

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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1.4. Rôles des revêtements – qualités recherchées Le rôle principal d’un revêtement est d’éviter la corrosion externe de l’acier par le milieu dans lequel il est exposé (cf. Annexe 1). Cette corrosion est du type électrochimique en milieu électrolytique (cf. Annexe  2). De façon plus précise, un revêtement peut avoir l’un des objectifs suivants : – protection passive contre la corrosion, non secondée par une protection active (protection cathodique) (certaines canalisations d’eau, canalisations d’usine) ; dans ce cas, tout repose sur la continuité du revêtement, qui seule doit assurer une barrière physique isolante continue entre le métal à protéger et l’environnement agressif ; – protection passive contre la corrosion, complétée par une protection active (protection cathodique) (hydrocarbures, gaz combustibles, produits chimiques, eaux dans certains cas), qui a pour objet de maîtriser la corrosion dans les zones où le revêtement endommagé laisse le métal exposé à l’électrolyte agressif environnant (sols, eaux) ; dans ce cas, une exigence majeure du revêtement est d’éviter tout effet d’écran à la protection cathodique ce qui pourrait empêcher localement son efficacité. La qualité principale à assurer est l’adhérence à l’acier. Les principes généraux de la protection cathodique sont rappelés en annexe 3. Dans certaines utilisations, le revêtement externe d’une canalisation joue le rôle complémentaire de protection mécanique en lui-même (cas des risers de platesformes off-shore en zone de marnage, revêtements composites en terrains mécaniquement agressifs) il est nécessaire d’appliquer au-dessus du revêtement anticorrosion un revêtement de protection mécanique additionnel. C’est le cas de certains tronçons de canalisations enterrées (terrains très agressifs mécaniquement, forages dirigés). Par ailleurs, le revêtement des canalisations immergées de gros diamètre est généralement recouvert d’un lestage en béton renforcé avec une armature d’acier. Enfin un revêtement peut aussi avoir un rôle d’isolation thermique : revêtement de certaines collectes sous-marines de transport de pétrole à point d’écoulement élevé ou déposant des paraffines ou du gaz risquant de former des hydrates. Nota : Il faut que ni le revêtement ni aucun de ses composants n’aient d’effet corrosif sur le matériau constitutif du tube (acier au carbone ou autre) tout au long de la vie de l’ouvrage en particulier du fait d’un éventuel effet de la protection cathodique sur ce revêtement. Les revêtements de canalisations sont sélectionnés, pour une application donnée, sur la base des exigences suivantes. • Résistance aux effets lors de la fabrication, du transport, du stockage, de l’installation et de l’exploitation de l’ouvrage ou de l’équipement concerné : – résistance aux chocs, directs et indirects,

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Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

– – – –

résistance à l’indentation (pénétration sous charge), résistance à la compression uni-axiale ou tri-axiale, résistance à l’abrasion, résistance à la flexion et au cintrage, surtout si certains cintrages sont susceptibles d’être réalisés sur site en période hivernale.

Ces caractéristiques sont dépendantes de nombreux facteurs, dont la dureté, l’élasticité, l’épaisseur du produit de revêtement. Un facteur majeur est l’adhérence, qui conditionne la plupart des caractéristiques. Il dépend notamment de la qualité de la préparation de surface. • Résistance aux agressions physico-chimiques lors des étapes de la vie du revêtement décrites ci-dessus : – vieillissement physico-chimique en service (tenue aux températures minimales et maximales de service, tenue à l’eau, mesure de la perte de résistance d’isolement, ...), – vieillissement aux rayons UV (stockage, zones aériennes), – résistance aux fortes pressions (ex : off-shore profond), – résistance à la polarisation cathodique (si utilisé avec protection cathodique), – résistance à la fissuration sous tension par des détergents (cas des revêtements polyéthylène pour ouvrages enterrés). Ces caractéristiques sont dépendantes de nombreux facteurs dont la nature chimique des composants du revêtement, la perméabilité à l’eau, à l’oxygène et autres espèces chimiques. Là encore, l’adhérence est un paramètre primordial, notamment pour la résistance à la polarisation cathodique. Les essais de résistance mécanique et les essais physico-chimiques sont définis dans des documents professionnels, normes et spécifications techniques afin de sélectionner/qualifier les revêtements à l’intérieur de grandes familles (essais de qualification) et de maitriser la qualité de leur application (contrôle qualité). Les essais de qualification sont à réaliser dans des conditions les plus proches possibles de leur utilisation (notamment température de service).

1.5. Phénomènes de décollement Tant que les revêtements restent adhérents à l’acier et que la protection cathodique est correctement appliquée, surveillée et entretenue, les risques de corrosion sont très faibles (Figure 1). Les rares cas de corrosion rencontrés sont dus à un décollement du revêtement associé à une fissuration ou déchirure laissant pénétrer l’électrolyte à la surface de l’acier (Figure 2).

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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Sol / Electrolyte

O

Revêtement

²

Aucun risque de corrosion

Acier

Figure 1.  –  Décollement et revêtement intact : pas de corrosion.

Sol / Electrolyte

O²

Jpc

Revêtement Acier

Protection

Corrosion

Protection

Figure 2.  –  Décollement et revêtement endommagé : « Effet d’écran au courant de PC ». Possible corrosion.

Sous le revêtement décollé, le courant de protection cathodique a un accès insuffisant à l’acier pour que la densité de courant de PC permette de réduire le potentiel sur l’ensemble de la surface d’acier exposée à un électrolyte corrosif. La corrosion peut être alors élevée si l’électrolyte est localement corrosif par renouvellement de l’oxygène, ou développement d’une forte activité de bactéries sulfato-réductrices, ou température élevée. Cet « effet d’écran au courant de protection cathodique » est un problème pour les canalisations enterrées où la résistivité de l’électrolyte est élevée, produisant une chute ohmique élevée entre la coupure du revêtement et la surface d’acier la plus éloignée. Ce problème n’a jamais été signalé sur les pipelines off-shore. Une étude en laboratoire réalisée en France reproduisant un décollement a montré à température ambiante une distribution gaussienne de la forme des taux de corrosion d’environ 0,15 mm / an avec une valeur maximale de 0,35 mm / an. Cela peut être comparé avec la NACE RP0502-2002 qui recommande un taux de corrosion de 0,4 mm / an pour les revêtements décollés en l’absence de toute donnée spécifique lors de l’établissement des programmes d’inspection de canalisations ayant

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Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

un risque de décollement de revêtement à température ambiante. La moyenne des vitesses de corrosion peut être extrapolée à environ 0,3 mm / an et un maximum de vitesse de corrosion d’environ 0,7 mm / an à 50° C. Ce risque de corrosion externe sous revêtements décollés est pernicieux. Ils peuvent éventuellement être détectés si les meilleures méthodes de contrôle de protection cathodique (CIPS ON / OFF, éventuellement en conjonction avec DCVG) sont mises en œuvre. Mais le moyen le plus efficace est l’inspection interne à l’aide d’outils instrumentés. La Figure 3 présente un cas de corrosion sous décollement de revêtement bitume de pétrole.

Figure 3.  –  Corrosions sous décollement avec revêtement en bitume (à gauche) ou thermorétractable (à droite).

1.6. Principales normes de référence Les normes mentionnées ci-après correspondent à celles émises au moment de leur création ou de leur mise à jour. Néanmoins il sera nécessaire de s’assurer pour les ouvrages à venir qu’il s’agit bien de leur dernière version.

1.6.1.

Canalisations

Les principales normes sont référencées ci-après. API 5L : Specification for Line Pipe. ISO 13623 : Juin 2009 – Industries du pétrole et du gaz naturel – Système de transport par conduites. NACE RP 0502-2002 : Octobre 2002 – Standard Recommended Practice – Pipeline external corrosion direct assessment methodology. NF EN 14161 : Août 2013 – Industries du pétrole et du gaz naturel – Systèmes de transport par conduites.

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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NF EN 1594 : Mai 2009 – Systèmes d’alimentation en gaz – Canalisations pour pression maximale de service supérieure à 16 bar – Prescriptions fonctionnelles. NF EN 10216-2 : Octobre 2010 – Tubes sans soudure en acier pour service sous pression – Conditions techniques de livraison – Partie 2 : tubes en acier non allié et allié avec caractéristiques spécifiées à température élevée. NF EN 10217-2 : Décembre 2002 – Tubes soudés en acier pour service sous pression – Conditions techniques de livraison – Partie 2 : tubes soudés électriquement en acier non allié et allié avec caractéristiques spécifiées à haute température. NF EN 10217-2 / A1 : Juillet 2005 – Tubes soudés en acier pour service sous pression – Conditions techniques de livraison – Partie 2 : tubes soudés électriquement en acier non allié et allié avec caractéristiques spécifiées à température élevée. NF EN 10208 : Septembre 2009 – Tubes en acier pour conduites de fluides combustibles – Conditions techniques de livraison. NF EN 12007-1 : Septembre 2012 – Infrastructures gazières – Canalisations pour pression maximale de service inférieure ou égale à 16 bar – Partie 1 : Exigences fonctionnelles générales. NF EN 12007-3 : Juillet 2000 – Infrastructures gazières – Canalisations pour pression maximale de service inférieure ou égale à 16 bar – Partie 3 : Exigences fonctionnelles spécifiques pour l’acier.

1.6.2.

Revêtements de tubes appliqués en usine

1.6.2.1. Revêtements externes tri-couches (3LPE et 3LPP) Les principales normes sont référencées ci-après. NF EN ISO 21809-1 : Juin 2012 – Industries du pétrole et du gaz naturel – Revêtements externes des conduites enterrées ou immergées utilisées dans les systèmes de transport par conduites – Partie 1 : revêtements à base de polyoléfines (PE tri-couches et PP tri-couches). À remplacé les normes NF A49-710 et NF A49-711, annulées en juin 2012.

1.6.2.2. Revêtements externes bi-couches Les principales normes sont référencées ci-après. NF EN 10288 : Juin 2002 – Tubes et raccords en acier pour canalisations enterrées et immergées – Revêtements externes double couche à base de polyéthylène extrudé. ISO 21809-4 : Novembre 2009 – Petroleum and natural gas industries – external coatings for buried or submerged pipelines used in pipeline transportation systems – Part 4 : Polyethylene coatings (2-layer PE).

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Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

1.6.2.3. Revêtements externes polyéthylène monocouche Les principales normes sont référencées ci-après. DIN 30 670 : Avril 2012 Polyethylene coatings of steel pipes and fittings-requirements and testings. (NF A49-705 : Décembre 1982 – Tubes en acier – Revêtement externe en polyéthylène – Application par fusion de poudre : Annulée en Octobre 2011). Pr EN 10287 : Steel tubes and fittings for Onshore and Offshore pipelines – External fused polyethylene based coatings.

1.6.2.4. Revêtements externes appliqués sous forme de poudre Les principales normes sont référencées ci-après. NF EN ISO 21809-2 : Janvier 2009 – Industrie du pétrole et du gaz naturel – Revêtements externes des conduites enterrées ou immergées utilisées dans les systèmes de transport par conduite – Partie 2 : revêtements à base de résine époxydique appliquée par fusion. À remplacé la norme NF A49-706 annulée en Janvier 2009. (NF A49-706 : Mars 1988 – Tubes en acier – Revêtement externe en poudre époxydique – Application – Contrôles et essais). NF EN 10310 : Mars 2004 – Tubes et raccords en acier pour canalisations enterrées et immergées – Revêtements internes et externes à base de poudre polyamide. À remplacé la norme NF A49-713, annulée en Mars 2004. (NF A49-713 : Novembre1993 – Tubes en acier – Revêtement interne et / ou externe double couche à base de résine époxydique et de polyamide – Application par trempage en bain de poudre fluidisée).

1.6.2.5. Revêtements appliqués sous forme liquide Les principales normes sont référencées ci-après. NF EN 10289 : Octobre 2002 – Tubes et raccords en acier pour canalisations enterrées et immergées – Revêtements externes en résine époxyde ou époxyde modifiée appliqués à l’état liquide. À remplacé la norme NF A49-708, annulée en Octobre 2002. (NF A49-708 : Novembre 1992 – Tubes en acier – Revêtements externes par peinture liquide à base de résine époxydique, brai-époxydique et brai-polyuréthanne). NF EN 10290 : Octobre 2002 – Tubes et raccords en acier pour canalisations enterrées et immergées – Revêtements externes en polyuréthanne ou polyuréthanne modifié appliqués à l’état liquide. À remplacé la norme NF A49-708, annulée en Octobre 2002.

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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(NF A49-708 : Novembre 1992 – Tubes en acier – Revêtements externes par peinture liquide à base de résine époxydique, brai-époxydique et brai-polyuréthanne).

1.6.2.6. Revêtements hydrocarbonés Les principales normes sont référencées ci-après. NF EN 10300 : Décembre 2005 – Tubes et raccords en acier pour canalisations enterrées et immergées – Matériaux bitumineux appliqués à chaud pour revêtement externe. À remplacé la norme NF A49-702 annulée en Décembre 2005. (NF A49-702 : Novembre 1980 – Tubes en acier – Revêtements internes et externes à base de liants hydrocarbonés appliqués à chaud). ISO 5256 : Tubes en acier – Revêtements internes et externes à base de liants hydrocarbonés appliqués à chaud.

1.6.2.7. Revêtements béton (lestage) Les principales normes sont référencées ci-après. NF EN ISO 21809-5 : Novembre 2010 – Industrie du pétrole et du gaz naturel – Revêtements externes des conduites enterrées ou immergées utilisées dans les systèmes de transport par conduite – Partie 5 : revêtements extérieurs en béton.

1.6.3.

Revêtements de joints de soudure

Les principales normes sont référencées ci-après. NF EN 10329 : Mars 2006 – Tubes et raccords en acier pour canalisations enterrées et immergées – Revêtements externes des assemblages réalisés sur site. À remplacé la NF A49-716, annulée en Mars 2006. (NF A49-716 : Novembre 1998 : Tubes en acier – Constitution externe du revêtement de tube et raccord au droit du joint soudé). ISO 21809-3 : Décembre 2008 – Petroleum and natural gas industries – external coatings for buried or submerged pipelines used in pipeline transportation systems – Part 3 : Field joint coatings. ISO 21809-3 / A1 : Novembre 2011 – Petroleum and natural gas industries – external coatings for buried or submerged pipelines used in pipeline transportation systems – Part 3 : Field joint coatings – Amendment 1. NF EN 12068 : Avril 1999 – Protection cathodique – Revêtements organiques extérieurs pour la protection de la corrosion de tubes en acier enterrés ou immergés en conjonction avec la protection cathodique – Bandes et matériaux rétractables.

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Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

1.6.4.

Préparation de surface

Les principales normes sont référencées ci-après. NF EN ISO 8501-1 : Septembre 2007 – Préparation des subjectiles d’acier avant application des peintures et de produits assimilés – Évaluation visuelle de la propreté d’un subjectile – Partie 1 : degrés de rouille et degrés de préparation des subjectiles d’acier non recouverts et des subjectiles d’acier après décapage sur toute la surface des revêtements précédents. NF EN ISO 8501-2 : Décembre 2001 – Préparation des subjectiles d’acier avant application des peintures et de produits assimilés – Évaluation visuelle de la propreté d’un subjectile – Partie 2 : degrés de préparation des subjectiles d’acier précédemment revêtus après décapage localisé des couche. NF EN ISO 8501-3 : Octobre 2007 – Préparation des subjectiles d’acier avant application des peintures et de produits assimilés – Évaluation visuelle de la propreté d’un subjectile – Partie 3 : Degrés de préparation des soudures, arrêtes de coupe arrêtées, coupées et autres zones présentant des imperfections. NF EN ISO 8502-3 : Septembre 1999 – Préparation des subjectiles d’acier avant application des peintures et de produits assimilés – Essais pour apprécier la propreté d’une surface – Partie 3 : Évaluation de la poussière sur les surfaces d’acier préparées pour la mise en peinture (méthode du ruban adhésif sensible à la pression). NF EN ISO 8502-4 : Septembre 1999 – Préparation des subjectiles d’acier avant application des peintures et de produits assimilés – Essais pour apprécier la propreté d’une surface – Partie 4 : Principes directeurs pour l’estimation de la probabilité de condensation avant application de peinture. NF EN ISO 8502-6 : Novembre 2006 – Préparation des subjectiles d’acier avant application des peintures et de produits assimilés – Essais pour apprécier la propreté d’une surface – Partie 6 : Extraction des contaminants en vue de l’analyse : méthode de Bresle. NF EN ISO 8502-9 : Janvier 2001 – Préparation des subjectiles d’acier avant application des peintures et de produits assimilés – Essais pour apprécier la propreté d’une surface – Partie 9 : Méthode in situ pour la détermination des sels solubles dans l’eau par conductimétrie. NF EN ISO 8503-1 : Mai 2012 – Préparation des subjectiles d’acier avant application des peintures et de produits assimilés – Caractéristiques de rugosité de subjectiles d’acier décapés – Partie 1 : Spécifications et définitions relatives aux comparateurs viso-tactile ISO pour caractériser les surfaces décapées par projection d’abrasif. NF EN ISO 8503-2 : Avril 2012 – Préparation des subjectiles d’acier avant application des peintures et de produits assimilés – Caractéristiques de rugosité de subjectiles d’acier décapés – Partie 2 : Méthode pour caractériser un profil de surface en acier décapée par projection d’abrasif – Utilisation de comparateurs viso-tactiles. NF EN ISO 8503-4 : Avril 2012 – Préparation des subjectiles d’acier avant application des peintures et de produits assimilés – Caractéristiques de rugosité de

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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subjectiles d’acier décapés – Partie 4 : Méthode pour étalonner les comparateurs viso-tactiles ISO et de classification d’un profil de surface – Utilisation d’un appareil à palpeur. NF EN ISO 8503-5 : Juin 2005 – Préparation des subjectiles d’acier avant application des peintures et de produits assimilés – Caractéristiques de rugosité de subjectiles d’acier décapés – Partie 5 : Méthode de l’empreinte sur ruban adhésif pour la détermination du profil de surface. NF EN ISO 8504-3 : Novembre 2001 – Préparation des subjectiles d’acier avant application de peintures et de produits assimilés – Méthodes de préparation des subjectiles – Partie 3 : Nettoyage à la main et à la machine. NF EN ISO 12944-4 : Septembre 1998 – Peintures et vernis – Anticorrosion des structures en acier par systèmes de peinture – Partie 4 : Types de surface et préparation de surface.

1.7. Contraintes exercées sur les revêtements Pour une canalisation enterrée, sélectionner un revêtement anticorrosion nécessite tout d’abord de vérifier s’il possède les performances requises afin de résister aux diverses contraintes qu’il subira durant son existence. Aux contraintes qui interviennent lors de la fabrication, s’ajoutent toutes les contraintes d’ordre mécanique, physico-chimique ou thermique intervenant lors des différentes étapes de l’installation des ouvrages, c’est-à-dire : • • • •

lors de la manutention, du transport, du stockage et du bardage des tubes, lors de la pose de la canalisation, lors des essais hydrauliques, lors des opérations de cintrage sur chantier.

À cela, il faut encore ajouter les contraintes que subiront les revêtements lors de l’exploitation des ouvrages. Toutes ces sollicitations peuvent être périodiques ou permanentes, mais dans tous les cas le revêtement retenu doit être compatible avec ces agressions. Pour une canalisation immergée, il est important d’avoir un revêtement résistant à l’agressivité chimique du milieu marin et particulièrement isolant pour limiter le besoin de courant de la protection cathodique. Par ailleurs, le revêtement doit résister aux contraintes mécaniques sévères subies lors des opérations de pose et pendant l’exploitation de la canalisation. Par ailleurs, pour l’ensemble des canalisations enterrées et immergées, le choix d’un revêtement anticorrosion prend en compte à l’évidence l’aspect économique et la faisabilité industrielle. À chaque sollicitation ou contrainte mise en jeu, le revêtement doit avoir des caractéristiques adaptées. Son aptitude à résister à ces contraintes est déterminée par

14

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

un certain nombre de propriétés chimiques, mécaniques, électriques, thermiques et de tenue dans le temps.

1.7.1.

Manutention, transport, stockage et bardage

Lors de la manutention et du transport des tubes, les dégradations des revêtements sont dues : – au mauvais emploi des élingues au chargement et au déchargement, – à l’utilisation de matériels inappropriés pour la construction du berceau d’expédition et des protections employées, – à l’oubli des protections de rembourrage et de séparation employées pour éviter tout point de contact des tubes entre eux, – à des engins de manutention inappropriés, – à une formation du personnel insuffisante. De plus, lors du stockage (Figure 4), les dommages peuvent être favorisés par : – un sol agressif (pierres, cailloux,...) mal aménagé, – une mauvaise séparation des canalisations à l’empilage, – un nombre de piles trop important provoquant un écrasement du revêtement sous leurs poids. Le Tableau 1 présente les contraintes générées sur les canalisations revêtues pendant les phases de manutention, transport, stockage et bardage ainsi que les propriétés associées dont le revêtement doit justifier. Tableau 1.  –  Contraintes liées à la manutention, le transport, le stockage et le bardage, et propriétés des revêtements adaptés. Contraintes

Propriétés du revêtement

Manutentions brutales Choc violent

Résistance aux chocs

Glissement, frottement sur les cales ou sur le sol

Résistance à l’abrasion

Entreposage sur cales et bardage Poinçonnement des cailloux et pierres du remblai

Résistance au fluage et à la pénétration sous charge

Stockage en extérieur (soumis aux UV) pendant une longue durée

Stabilité chimique du revêtement (anti-oxydant) Tenue à la chaleur

Altération climatique (froid, chaud)

Tenue à la température (hautes et basses températures)

Pour toutes les contraintes

Adhérence et conservation des caractéristiques initiales d’adhésion

Si un stockage de longue durée est envisagé, il est recommandé de protéger les tubes revêtus du rayonnement solaire direct en raison de leur sensibilité aux rayonnements UV, en particulier pour les revêtements polypropylène.

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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Lors d’un stockage prolongé des tubes revêtus 3LPP ou 3LPE, et particulièrement sur des fortes épaisseurs, il est conseillé de prendre les mesures suivantes pour éviter le décollement en extrémité : – application d’une protection au niveau des chanfreins du revêtement (vernis ou autre), – réalisation d’un talon FBE compris entre 5 et 30 mm.

Figure 4.  –  Stockage de tubes.

Pour les revêtements des accessoires et des joints sur chantier en polypropylène appliqué par projection à la flamme, l’exposition aux UV devra être limitée au strict minimum, la quantité d’antioxydant spécifique présente étant très faible. Il est rappelé que les rayons solaires portent la température de peau du système de revêtements à des valeurs supérieures à celles de l’ambiante (notamment pour les revêtements de couleur noire). À l’abri du vent, à la perpendiculaire des rayons solaires, avec une température ambiante élevée (proche de 50 °C), sur un revêtement noir, la température du revêtement et du tube acier peut monter en région désertique à une température voisine de 70 °C. Ces contraintes peuvent être observées notamment lors de la phase de bardage des tubes (Figure 5).

Figure 5.  –  Bardage de tubes.

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Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

1.7.2.

Pose de la canalisation revêtue

Les opérations de pose des canalisations génèrent d’importantes contraintes sur les tubes revêtus qui sont fonction du milieu et de la technique de pose.

1.7.2.1. Pose en milieu enterré Le Tableau 2 présente les contraintes générées sur les canalisations revêtues lors de la pose en milieu enterré ainsi que les propriétés associées dont le revêtement doit justifier. Tableau 2.  –  Contraintes liées à la pose en milieu enterré et propriétés des revêtements adaptés. Contraintes

Propriétés du revêtement

Cintrage de la canalisation

Flexibilité du revêtement Adhérence du revêtement

Poids et diamètre des canalisations Présence de cailloux, de pierres, de blocs rocheux en grande quantité ou spécialement agressives (silex) en remblai en fond de fouille

Épaisseur suffisante Résistance aux chocs Résistance à la pénétration sous charge ou à l’indentation

Préchauffage avant soudage de raboutage Échauffement au cours du soudage (ramollissement du revêtement, risque de déformation et de décollement)

Tenue à la température

Pose sous gaine métallique ou buse béton Résistance mécanique Utilisation de collier de centrage Forage dirigé ou fonçage

Flexibilité Résistance à l’abrasion

Utilisation de revêtements de différents types

Compatibilité entre le revêtement usine et le revêtement de joint et des accessoires Compatibilité des nouveaux revêtements avec les revêtements déjà existants aux droits des raccordements ou des réparations

L’opération la plus contraignante du point de vue de cette propriété de flexibilité est l’opération de cintrage. On peut définir l’aptitude pratique au cintrage par le nombre de degrés d’angle maximal que l’on peut obtenir, sans détérioration des qualités isolantes, rapporté à une longueur de cintrage égale au diamètre nominal du tube. L’épaisseur d’un revêtement est liée aux contraintes qu’il subira au cours du transport, de la manutention pendant la pose et pendant la durée de service. Ces contraintes mécaniques sont largement dépendantes du diamètre et du poids linéaires du tube. Dans les terrains où la présence de cailloux, de pierres et de blocs rocheux est constatée, une protection supplémentaire doit être choisie en fonction du type de

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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revêtement utilisé pour éviter les blessures. La meilleure protection est un apport de sable ou de matériaux concassés placé au fond de la tranchée et sur la génératrice supérieure après la mise en fouille. Les difficultés de mise en œuvre de ce matériau du fait de l’éloignement des carrières dans certaines régions (coût du transport) et de sa distribution sur le site (accès difficile pour les camions bennes), conduit les maîtres d’œuvre à adopter d’autres matériaux de protection anti roche : les feutres non tissés en polypropylène (Figure 6), les treillis (grille plastique à mailles très rapprochées).

Figure 6.  –  Application d’un feutre anti roche.

1.7.2.2. Pose en mer Le Tableau 3 présente les contraintes générées sur les canalisations revêtues lors de la pose en mer ainsi que les propriétés associées dont le revêtement doit justifier. Tableau 3.  –  Contraintes liées à la pose en mer et propriétés des revêtements adaptés. Contraintes

Propriétés du revêtement

Technique conventionnelle sur barge (Pose en S)

Résistance aux chocs et à l’abrasion au passage des rouleaux du tensionneur et sur la rampe de guidage

Pose au déroulé (enroulement et déroulement)

Flexibilité

Lestage béton Risque de glissement Risque de dégradation si le revêtement est trop mince

Obtention d’une rugosité suffisamment élevée de la surface du revêtement pour éviter le glissement du tube dans sa « coquille béton » Épaisseur suffisante pour résister aux écrasements Résistance à la pénétration sous charge ou à l’indentation Résistance aux chocs et à l’abrasion

Pose en J

Résistance à la pénétration sous charge ou à l’indentation, et au fluage à température de pose

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Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

Les canalisations de petit diamètre (généralement jusqu’à 14 pouces) sont posées sans revêtement de béton de lestage. Le revêtement est donc exposé à toutes les contraintes subies lors des opérations de pose. Si la pose se fait « au déroulé » par enroulement préalable à quai de la canalisation sur un tambour, le revêtement doit être suffisamment souple pour supporter sans fissuration ni décollement les opérations d’enroulement et de déroulement. En particulier l’opération de « croquage » est beaucoup plus sévère qu’un simple cintrage puisque l’acier passe du domaine élastique au domaine plastique pour obtenir une déformation permanente, une première fois lors de l’enroulage sur le tambour de la barge de pose puis une seconde fois lors du déroulage sur le site de pose. Il est également à noter qu’aux droits des joints, les revêtements subissent très souvent des contraintes lors du passage sur les « stingers » (Figure 7) et autres rouleaux.

Figure 7.  –  Bateau de pose en S équipé d’un « stinger » (structure en blanc à gauche de la photo).

Les canalisations de plus gros diamètre sont généralement revêtues d’une couche complémentaire de béton armé essentiellement destinée au lestage. Dans ce cas, le béton protège aussi mécaniquement le revêtement anticorrosion sous-jacent lors de pose et en service.

1.7.2.3. Pose en immergé (par tirage depuis la terre) Le Tableau 4 présente les contraintes générées sur les canalisations revêtues lors de la pose en immergé par tirage depuis la terre ainsi que les propriétés associées dont le revêtement doit justifier. Tableau 4.  –  Contraintes liées à la pose en mer et propriétés des revêtements adaptés. Contraintes Construction sur la côte Manutention et tirage En souille et traversées de rivière risque de blessure du revêtement Sollicitations mécaniques, profondeur faible ou grande Systèmes continus de revêtement béton

Propriétés du revêtement Résistance aux chocs Résistance à l’abrasion Flexibilité Résistance à la pénétration sous charge ou à l’indentation Adhérence Flexibilité Résistance à la fissuration Obtention d’une rugosité suffisamment élevée de la surface du revêtement pour éviter le  lissement du tube dans sa « coquille béton »

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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1.7.2.4. Compatibilité des systèmes usines et chantiers La compatibilité entre le revêtement usine du tube et le système de reconstitution des joints ou de réparation des défauts est obtenue par : – une adhérence suffisante entre les deux systèmes, – une absence de détérioration d’un système par l’autre.

1.7.3.

En service

Les canalisations en service sont soumises à différentes contraintes qui sont fonction du milieu de pose.

1.7.3.1. En service à terre Le Tableau 5 présente les contraintes générées sur les canalisations revêtues en service en milieu enterré ainsi que les propriétés associées dont le revêtement doit justifier. Tableau 5.  –  Contraintes liées à l’exploitation en milieu enterré et propriétés des revêtements adaptés. Contraintes

Propriétés du revêtement

Essais hydrauliques (hydrostatiques) Déformation de la canalisation Remplissage de la canalisation (augmentation du poids) Risque de poinçonnement en fond de fouille

Flexibilité, résistance à l’allongement, adhérence sur l’acier Résistance à la pénétration sous charge ou à l’indentation

Nature des sols (rocheux ou non) Diamètre et poids de la canalisation

Résistance à la pénétration sous charge ou à l’indentation

Nature du milieu, pollution chimique (terrains acides ou basiques) Absorption d’eau

Faible porosité Faible perméabilité Bonne stabilité chimique et physico-chimique Résistance à la fissuration en milieu tensioactif

Physico-chimiques et biologiques (bactériologiques)

Résistances aux bactéries et aux micro-organismes

Thermiques : température d’exploitation, variations de température (sortie de détente, sortie de compression)

Tenue à la température et aux cycles thermiques

Zone de transition sol/air

Tenue aux UV Adhérence Résistance mécanique Tenue à la température et aux cycles de températures Compatibilité entre les revêtements

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Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

Tableau 5.  –  Contraintes liées à l’exploitation en milieu enterré et propriétés des revêtements adaptés. (suite) Contraintes

Propriétés du revêtement

Proximité de lignes HTA / HTB

Précautions nécessaires en raison du risque de court-circuit (isolement électrique, tension de claquage). Résistivité électrique transversale

Proximité de voies ferrées électrifiées

Possibilité de renforcement d’isolement

Utilisation de revêtements de différents types

Compatibilité entre le revêtement usine et le revêtement de joint et des accessoires Compatibilité des nouveaux revêtements avec les revêtements déjà existants aux droits des raccordements ou des réparations

Courant de protection cathodique

Résistance au décollement cathodique

Perméabilité à l’eau et à la vapeur d’eau Tous les revêtements organiques sont plus ou moins perméables à l’eau. Cette perméabilité provient en général de la simple diffusion de l’eau au sein du matériau, l’eau cheminant grâce aux volumes libres microscopiques ou macroscopiques présents dans la masse du matériau à l’issue de sa mise en œuvre. La dégradation physico-chimique du matériau est lente puisque la perméabilité à l’eau des revêtements utilisés reste faible et ne met pas en cause l’aptitude anticorrosion du matériau. Perméabilité à l’oxygène L’imperméabilité vis-à-vis de l’oxygène, constitue une garantie indispensable contre une éventuelle oxydation du métal sous-jacent au revêtement. Propriétés thermiques L’augmentation de température peut provoquer : – un ramollissement du revêtement pouvant aller jusqu’à la fusion, c’est le cas des revêtements hydrocarbonés et thermoplastiques, – une perte d’adhérence pouvant aller jusqu’à la formation de cloques, – une modification chimique du produit par oxydation. Dans le domaine des basses températures, l’altération des propriétés se manifeste essentiellement par une diminution de la flexibilité. Pour définir le revêtement approprié, il est important de bien connaître les conditions d’utilisation de la conduite, la température de service, le milieu ambiant. Le gradient de température d’une conduite off-shore dans une mer à 4° C est très différent du gradient de température d’une conduite posée dans un terrain sec et aéré. Les quantités d’oxygène responsables du vieillissement thermique des matériaux seront, dans les deux cas, très différentes.

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

21

Proximité de lignes HTA / HTB Lorsque les ouvrages sont situés à proximité de lignes de transport d’électricité à très haute tension des précautions sont nécessaires en raison des risques possibles de court-circuit sur les lignes électriques. Il est conseillé d’optimiser la rigidité diélectrique du revêtement en choisissant celui qui est le plus adapté à cet effet ou en modifiant l’épaisseur de celui-ci. L’isolement électrique que procure le revêtement doit atteindre la valeur minimale de 5000 V au même titre que les tensions de claquage des raccords isolants, conformément à l’Arrêté Technique du 17 mai 2001-article 75.

1.7.3.2. En service en mer Le Tableau 6 présente les contraintes générées sur les canalisations revêtues en service en milieu marin ainsi que les propriétés associées dont le revêtement doit justifier. Les revêtements non recouverts de béton sont soumis soit au contact du fond marin dans les cas des canalisations ensouillées soit au contact de l’eau de mer. Dans ce cas, les agressions mécaniques peuvent aller des chocs et déchirements provoqués par les ancres ou les chaluts, à la pénétration de coquillages marins incrustants. Tableau 6.  –  Contraintes liées à l’exploitation en milieu marin et propriétés des revêtements adaptés. Contraintes

Propriétés du revêtement

Le stage en fonction du diamètre

Résistance mécanique

Agressions mécaniques

Résistance aux chocs et aux déchirements provoqués par les ancres, les chaluts Résistance à la pénétration de coquillages marins incrustants

Physico-chimiques et biologiques

Inertie chimique, physico-chimique et biologique aux agents agressifs, y compris les bactéries, champignons, micro-organismes présents dans le fond marin

Zone de transition eau/air (zone de marnage)

Stabilité aux UV Résistance au ragage (choc et abrasion) Imperméabilité à l’oxygène (alternance eau/air) Tenue à la température et aux cycles thermiques Compatibilité entre les revêtements Résistance à l’humidité

Thermiques : températures de service, Performance d’isolation thermique gradient thermique (température interne/ externe) Absorption d’eau de mer

Résistance d’isolement élevée Faible perméabilité à l’eau et aux espèces ioniques

Courant de protection cathodique

Résistance au décollement cathodique

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Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

1.7.4.

Présence d’une protection cathodique

Le Tableau 7 présente les contraintes générées par la présence d’une protection cathodique sur les canalisations revêtues ainsi que les propriétés associées dont le revêtement doit justifier. Tableau 7.  –  Contraintes liées la présence d’une protection cathodique et propriétés des revêtements adaptés. Contraintes

Propriétés du revêtement

Transfert d’eau Électro-endosmose

Faible perméabilité aux espèces ioniques et à l’eau

Décollement

Résistance chimique aux alcalins Adhérence sur l’acier

Dans le domaine du revêtement des conduites enterrées ou immergées, des précautions doivent être prises pour éviter les effets secondaires que pourrait engendrer la protection cathodique. En effet, la protection cathodique est indispensable pour assurer une protection active à l’endroit où le revêtement fait défaut. Néanmoins, avec la modification de la nature chimique à l’interface métal/terrain ou métal/eau, liée aux réactions électrochimiques du processus de la protection cathodique, la sensibilité au décollement du revêtement risque d’être accrue. Il est donc souhaitable de vérifier au préalable la bonne compatibilité du revêtement avec l’association d’une protection cathodique, selon des essais normalisés.

1.8. Préparation de surface Une attention toute particulière doit être apportée à la préparation de surface, quel que soit le type de revêtement, conformément aux normes concernées (cf. § 1.6.4) et aux prescriptions fournisseurs.

1.9. Répertoire des types de revêtements 1.9.1.

Revêtements appliqués en usine

1.9.1.1. Revêtements hydrocarbonés Ces revêtements sont à base de brai de houille ou de bitume de pétrole.

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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Les conditions d’hygiène et de sécurité des personnes au contact direct ou indirect des produits hydrocarbonés ont progressivement décidé les producteurs et les applicateurs d’abandonner ces produits. Les revêtements hydrocarbonés doivent comprendre un nombre minimum de couches comme décrits ci-dessous : Couche 1 : primaire appliqué au pistolet. Le primaire doit être compatible avec le revêtement hydrocarboné, et est généralement constitué de caoutchouc chloré ou résine hydrocarbonée avec plastifiant et, si exigé, solvants + pigments colorés. Couche 2 : revêtement hydrocarboné armé d’un voile de verre. Couche 3 : enveloppe extérieure en général constituée d’un matériau composite renforcé de fibres de verre ensimées et imprégnées de revêtement hydrocarboné compatible avec la couche 2. Qualités principales – Résistance au vieillissement. Limites d’utilisation – Aptitude au cintrage. – Toxicité.

1.9.1.2. Revêtements polyéthylène (PE) Un revêtement de type 3 couches PE (3LPE), qui est le plus fréquemment utilisé, est la combinaison des 3 couches appliquées successivement sur tubes : Couche 1 : poudre époxydique appliquée par pistolets électrostatiques avec une épaisseur déposée sur le tube comprise entre 150 microns et 400 microns. Couche 2 : adhésif à base de copolymère, appliqué par extrusion ou par poudrage avec une épaisseur déposée sur le tube de 150 microns minimum. Couche 3 : polyéthylène de basse, moyenne ou haute densité, produit chargé en noir de carbone s’appliquant par extrusion avec une épaisseur déposée sur le tube comprise entre 1,3 et 13 mm. La Figure 8 présente l’application en usine d’un revêtement 3LPE. Qualités principales – Résistance mécanique – Résistance au vieillissement – Aptitude au cintrage – Résistance diélectrique – Résistance chimique

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Limites d’utilisation – Températures minimale et maximale de service (voir en annexe 4 le tableau des caractéristiques typiques des revêtements). Nota : Un revêtement deux couches est constitué des couches 2 et 3. Un revêtement une couche est constitué de la couche 3. Il s’agit du PE sintérisé ; il est fortement déconseillé.

Figure 8.  –  Application par extrusion transversale (ou latérale) d’un 3LPE.

1.9.1.3. Revêtement polypropylène (PP) à 3 couches Un revêtement de type 3 couches PP (3LPP) est la combinaison des 3 couches appliquées successivement sur tubes : Couche 1 : poudre époxydique appliquée par pistolets électrostatiques avec une épaisseur déposée sur tube comprise entre 150 microns et 400 microns. Couche 2 : adhésif copolymère greffé, appliqué par extrusion avec une épaisseur déposée sur tube de 150 microns minimum. Couche 3 : polypropylène s’appliquant à chaud par extrusion sous forme de film avec une épaisseur déposée sur tube comprise entre 1,3 et 13 mm. Qualités principales – – – – – –

Résistance mécanique Résistance au vieillissement Aptitude au cintrage Résistance diélectrique Résistance chimique Température maximale de service très supérieure à celle du PE

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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Limites d’utilisation – Température minimale et maximale de service (voir en annexe 4 le tableau des caractéristiques typiques des revêtements), – À température négative, éviter toutes les opérations de manutention, transport, cintrage, pose et enfilage par forage dirigé.

1.9.1.4. Revêtement époxy poudre (FBE) Le revêtement de type époxy poudre consiste en l’application d’une couche d’époxy d’épaisseur comprise entre 350 et 500 microns et éventuellement d’une seconde couche souple en protection mécanique d’épaisseur également comprise entre 350 et 500 microns. Qualités principales – – – – – –

Résistance mécanique Résistance au vieillissement Aptitude au cintrage Résistance diélectrique Résistance chimique Très bonne adhérence

Limites d’utilisation – Résistance aux UV, – Résistance aux chocs.

Figure 9.  –  Application FBE en usine (flexibles des pistolets entourés en noir à gauche de la photo).

1.9.1.5. Revêtement polyuréthanne liquide Les polyuréthannes sont des produits thermodurcissables liquides bi-composants (partie Polyol et partie Isocyanate). La Figure 10 présente une application sur tube réalisée en usine.

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Figure 10.  –  Application PU en usine (jet du produit sous pression entouré en noir).

Qualités principales – Séchage rapide – Résistance mécanique Limites d’utilisation – Exige une parfaite maîtrise du rapport de dosage des deux produits composants. – Les polyuréthannes sont sensibles à un taux l’humidité élevé avant et pendant la phase de réticulation.

1.9.1.6. Revêtement bandes plastiques adhésives Il existe deux types de bandes plastiques : coextrudées et laminées.

1.9.1.6.1. Bandes coextrudées Les bandes adhésives coextrudées sont constituées de : – Primaire qui est une solution de caoutchouc butyle dans un solvant. – Bande anticorrosion qui est une bande double face constituée d’un film PE stabilisé, coextrudé sur ses 2 faces d’une couche de caoutchouc butyle. Cette bande est totalement auto-soudable au recouvrement des spires. – Bande mécanique qui est une bande simple face constituée d’un film PE stabilisé, coextrudé sur une face d’une couche de caoutchouc butyle. Qualités principales – Pose à froid. – Système tolérant aux conditions climatiques, – Adhérence entre le film et l’adhésif grâce à la couche intermédiaire coextrudée.

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

27

Limites d’utilisation – Température maximale en continu (voir en annexe 4 le tableau des caractéristiques typiques des revêtements)

1.9.1.6.2. Bandes laminées Les bandes adhésives laminées sont constituées de : – Primaire qui est une solution de caoutchouc butyle dans un solvant. – Bande anticorrosion qui est une bande double face constituée de 2 couches de caoutchouc butyle laminées de part et d’autre d’un support plastique (PE, PP, PVC). Cette bande est totalement auto-soudable au recouvrement des spires. – Bande mécanique qui est une bande simple face constituée d’une couche de caoutchouc butyle laminée sur un support plastique (PE, PP, PVC). Qualités principales – Pose à froid. – Système tolérant aux conditions climatiques. Limites d’utilisation – Température maximale en continu (voir en annexe 4 le tableau des caractéristiques typiques des revêtements), – Risque de délamination.

1.9.1.7. Revêtements isolants thermiques off-shore La fonctionnalité des revêtements thermo-isolants en off-shore a pour but de maintenir le fluide (ex. : pétrole) à une température donnée. L’isolation thermique des conduites est nécessaire afin d’éviter le refroidissement du pétrole pendant son transport du point A au point B et d’éviter le refroidissement du pétrole lors de l’arrêt du pipeline. En effet, en dessous d’une certaine température, il se forme de la cire et des hydrates pouvant boucher progressivement la canalisation. Cette formation dépend de la composition du fluide, mélange de gaz, eau et de pétrole. Un temps de refroidissement doit être déterminé en cas d’arrêt du pipeline, afin d’intervenir et d’injecter un fluide dans celui-ci pour le redémarrage. Le Tableau 8 présente les différents systèmes de revêtements thermo-isolants qui ont été développés.

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Tableau 8.  –  Systèmes de revêtements en fonction des paramètres d’exploitation de la canalisation. Type de matériau d’isolation

Température maximal de service en condition humide (°C)

Profondeur d’eau (m)

Polypropylène

110 – 130

Non limitée

Mousse Polypropylène

110 – 130

600 – 1000

Syntactique Polypropylène

110 – 130

1000 – 2000

Polyuréthanne

60 – 90

Non limitée

Mousse Polyuréthanne

60 – 90

100

Syntactique Polyuréthanne

60 – 90

2000 – 3000

Néoprène

130 – 150

2000 – 3000

Silicone

150 – 170

2000 – 3000

Phénolique

150 – 170

2000 – 3000

Le design de ces systèmes se fait selon le type de fluide transporté, les caractéristiques du milieu environnant, le dimensionnement de la conduite, ainsi qu’un temps d’arrêt déterminé.

Figure 11.  –  Tube revêtu 3LPP + isolation thermique (Syntactic Polypropylène ou mousse Polypropylène) + protection mécanique (Polypropylène).

Les systèmes de revêtement thermo-isolants (Figure 11) sont généralement constitués de multicouches (n couches) regroupant plusieurs fonctionnalités spécifiques distinctes : – niveau 1 : Système anticorrosion (ex : 3LPP, FBE, Epoxy phénolique, vinyl ester), – niveau 2 : Isolation thermique (ex : mousse PP, syntactique PP, PU, syntactique PU, silicone, mousse phénolique), – niveau 3 : Protection mécanique et résistance à l’absorption d’eau (ex : PP, PU, silicone, phénolique chargé fibre de verre),

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

29

où chaque niveau peut être lui-même constitué de plusieurs couches. Les épaisseurs d’isolation sont calculées en fonction des propriétés physiques et thermiques des matériaux (densité, conductivité, chaleur spécifique, etc.) mais également en fonction des exigences du projet (température de service, profondeur, etc.). Un programme de qualification (caractérisation des propriétés intrinsèques des matériaux et du système complet incluant l’anticorrosion, vieillissement accéléré, etc.) doit être réalisé pour chaque projet spécifique afin de s’assurer des performances thermiques et mécaniques du système de revêtement proposé.

1.9.2.

Revêtements appliqués sur chantier (travaux neufs ou réhabilitation)

Lors de la construction d’un réseau, les tubes sont, en général, livrés avec un revêtement. Afin de pouvoir réaliser les soudures d’assemblage des tubes ou entre tubes et accessoires, et pour ne pas dégrader le revêtement aux extrémités des tubes, les tubes sont livrés sur chantier, sans revêtement aux extrémités, sur une longueur de 15 à 22 cm. Ces extrémités non revêtues sont généralement appelées épargnes ou « cut-back » telles que représentées sur la Figure 12.

Figure 12.  –  Épargne ou « cut-back ».

Après assemblage des tubes, il est nécessaire de rétablir la continuité du revêtement aux droits de ces soudures, avec un revêtement qui doit être compatible avec celui du tube ou de l’accessoire et ayant un niveau de performance adapté. Le revêtement appliqué sur chantier doit recouvrir les épargnes et le revêtement d’usine. Le revêtement de la soudure réalisée sur site (à terre ou sur barge de pose en mer) est la dernière opération de revêtement effectuée avant la pose du tube. C’est une

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opération capitale pour assurer la pérennité de la conduite posée. Toute discontinuité du revêtement est un risque potentiel d’infiltration et de corrosion sousjacente, qui est généralement traité par la protection cathodique. Tous les efforts et les investissements engagés lors du design, de la phase d’achat et de la construction peuvent être anéantis par un mauvais choix du revêtement du joint ou par une mauvaise application. L’importance de la qualité de l’application est telle que l’absence de revêtement, qui est compensée par l’action de la protection cathodique, est préférable à un revêtement mal appliqué. Les principales solutions sont : – – – – – – – – – – –

les revêtements à base de bandes plastiques adhésives, les produits thermo-rétractables, le revêtement polyéthylène appliqué par projection à la flamme, le revêtement polypropylène appliqué par projection à la flamme, les revêtements polyuréthannes, les résines époxydiques liquides, les résines époxydiques en poudre, les bandes de polyoléfine non-cristalline de basse viscosité, les bandes grasses, la cire de paraffine, les revêtements injection moulé.

Des combinaisons de ces différentes solutions sont envisageables. Nota : les conditions hygrométriques et météorologiques doivent être scrupuleusement respectées et conformes aux prescriptions fournisseurs. Tous les moyens pour obtenir et contrôler ces conditions doivent être mis en œuvre.

1.9.2.1. Bandes plastiques adhésives La protection est assurée par une bande anticorrosion appliquée sur un primaire, et éventuellement complétée par une bande de protection mécanique. Les bandes anticorrosion, d’une largeur de 50 à 200 mm sont composées d’un support en PE, PP ou PVC recouvert sur une ou deux faces d’un enduit adhésif. Les protections mécaniques ont pour but d’augmenter les caractéristiques mécaniques du système. Le taux de recouvrement des bandes est généralement de 55 % mais peut prendre des valeurs de 10 à 75 %. L’application peut être effectuée à la main, mais pour des questions de rapidité et de qualité du revêtement final l’utilisation de dérouleur est recommandée (Figure 13). Il existe deux types de bandes plastiques : coextrudées et laminées (cf. § 10.1.6).

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

31

Figure 13.  –  Application de bande plastique à la machine semi-automatique (orbitale).

Qualités principales – Application à froid. – Utilisation possible de machines manuelles ou motorisées. – Pas de temps d’attente avant remblai. Limites d’utilisation – Risque de délamination pour les bandes laminées.

1.9.2.2. Produits thermo-rétractables Les produits thermo-rétractables sont composés d’un support en polyéthylène enduit d’un adhésif « hotmelt », butyle ou mastic. Ce support se retreint en présence de chaleur. Il est recommandé d’appliquer un primaire en fonction de l’adhésif. Les revêtements thermo-rétractables peuvent se présenter sous forme de manchons fendus ou tubulaires, ou sous forme de bandes. Il est nécessaire de préchauffer le substrat avant l’application du produit selon les recommandations du fournisseur. L’application nécessite un chauffage externe plus ou moins important (de 70 °C à plus de 100 °C) pour provoquer le rétreint (Figure 14). Qualités principales – Résistance mécanique. – Adhérence. Limites d’utilisation – Nécessite du sur-mesure pour l’adaptation aux pièces de forme.

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– Difficulté d’appliquer sur un pipeline en exploitation transportant un produit dont la température génère une inertie thermique ne permettant pas d’atteindre ou de maintenir la température requise de préchauffage du tube. – Les Manchons fendus sont mal adaptés au diamètre inférieur ou égal à 4’’, pour lesquels il est préférable d’utiliser des manchons tubulaires. Pour les diamètres à partir de 6’’, l’utilisation de manchons fendus est préférable. – Prévoir un système efficace de préchauffage.

Figure 14.  –  Pose d’un manchon thermo-rétractable.

1.9.2.3. Polyéthylène et polypropylène appliqués par projection à la flamme Les revêtements de type PE et PP sont généralement appliqués sur une couche primaire époxydique (poudre ou liquide) afin de reconstituer l’intégrité mécanique du revêtement de ligne au niveau des joints de soudure. Le principe consiste à projeter des matériaux PE ou PP à l’état de poudre à l’aide d’un dispositif de projection de particules. Les matériaux à l’état de poudre sont projetés sous jet d’un gaz vecteur neutre (ex. : azote, argon). Ce jet de poudre est protégé au moyen d’un gaz protecteur neutre (ex. : azote, argon) qui enrobe celui-ci. L’application de la couche 1 nécessite le préchauffage du support aux environs de 200 °C. Le jet de poudre, le gaz vecteur et le gaz protecteur sont entourés d’une flamme obtenue au moyen d’un combustible (propane, butane) et d’un comburant (oxygène, air). Le débit à l’aide d’une torche est de 3 à 10 kg/m2/h pour les matériaux PE ou PP (Figure 15). Il faut distinguer 2 types de systèmes de revêtement applicables sur chantier (Tableau 9) : – système 2 couches, – système 3 couches.

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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Dans le cas du système 2 couches, les PE et PP modifiés sont des polymères greffés anhydride maléique afin de leur conférer une bonne accroche avec la couche primaire époxydique. Ces polymères greffés font office à la fois de couche adhésive et de couche mécanique contrairement au système 3 couches où l’adhésif et la couche mécanique sont des polymères de nature différente. Tableau 9.  –  Descriptif des systèmes PE / PP appliqués par projection à la flamme. Système de revêtement

Couche 1

Couche 2 Couche 3

Fonctionnalité

Technique d’application

Couche époxydique

Anticorrosion

Application par pulvérisation (poudre) Application par pulvérisation ou à la brosse (liquide)

Adhésif PE ou Adhésif PP

Adhésion

Application sans flamme

PP ou PE

Protection mécanique

Application avec flamme

2 Couches

3 couches

Couche époxydique

PE modifié ou PP modifié

Qualités principales – – – – –

Reconstitution du revêtement assez proche du revêtement usine PE ou PP. Résistance mécanique (meilleure pour le PP). Aptitude au cintrage. Résistance chimique (meilleure pour le PP). Applicable directement sur les pièces de forme.

Limites d’utilisation – Équipement encombrant. – Risque de dégradation du matériau si la flamme est non contrôlée.

Figure 15.  –  Application de PP par projection à la flamme.

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1.9.2.4. Revêtements polyuréthannes Le revêtement est constitué d’une ou plusieurs couches de résine liquide bi-composants polyuréthanne, modifiée ou non. L’application se fait par projection (Figure 16), par application manuelle ou par moulage. Qualités principales – – – –

Adhérence. Rapidité de prise. Résistance mécanique. Applicable directement sur les pièces de forme.

Limites d’utilisation – Sensible aux conditions atmosphériques lors de l’application (hygrométrie, température, etc.). – Mélange des 2 composants très minutieux (à 3 % prés) (risque diminué avec l’utilisation de cartouches pré-dosées et d’un mélangeur statique).

Figure 16.  –  Résine polyuréthanne appliquée au pistolet.

1.9.2.5. Résines époxydiques liquides Le revêtement est constitué d’une ou plusieurs couches de résine liquide bi-composant époxydique modifiée ou non. L’application se fait par projection (Figure 17) ou en application manuelle (Figure 18). Qualités principales – – – – –

Application à froid (avec pulvérisation possible). Adhérence. Résistance mécanique. Résistance chimique. Existence de formulations tolérantes à la présence d’humidité et à des surfaces condensantes. – Applicable directement sur les pièces de forme.

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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Limites d’utilisation – Adhérence délicate à obtenir sur les revêtements PE et PP existants. – Temps de séchage pouvant être très long suivant le type de produit utilisé.

Figure 17. – Application par projection d’époxy liquide.

Figure 18.  –  Application au rouleau.

1.9.2.6. Résines époxydiques en poudre Le revêtement est constitué d’époxy appliqué sous forme de poudre sur une surface préalablement chauffée, avec un pistolet électrostatique. Le revêtement de type époxy poudre consiste en l’application d’une seule couche d’époxy d’épaisseur comprise généralement entre 350 et 500 microns. Pour des épaisseurs supérieures, le cintrage risque d’altérer le revêtement.

Figure 19.  –  Application de résine époxydique en poudre sur un joint de soudure.

Qualités principales – Revêtement du joint identique au revêtement usine. – Temps de séchage.

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– – – – –

Ne fait pas écran à la protection cathodique en cas de défaut de revêtement, Résistance diélectrique. Résistance chimique. Adhérence. Applicable directement sur les pièces de forme.

Limites d’utilisation – Nécessité de préchauffer le tube par induction.

1.9.2.7. Bandes de polyoléfine non-cristalline de basse viscosité Le revêtement est constitué d’une bande à base d’une polyoléfine non-cristalline, non-réticulée, de basse viscosité (Figure 20). Le système doit être complété par une protection mécanique adéquate. Il existe une version tolérante à l’application en milieu humide ou immergé. Qualités principales – – – –

Application à froid. Produit demeurant malléable. Pas de temps d’attente avant remblai. Préparation de surface simplifiée (brossage St 2).

Limites d’utilisation – Nécessite la mise en place d’une bande externe de protection mécanique.

Figure 20.  –  Application de bandes de polyoléfine non-cristalline de basse viscosité.

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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1.9.2.8. Bandes grasses Les bandes dites grasses à plasticité permanente sont constituées d’un support non tissé enduit et imprégné d’une masse anticorrosion à base de petrolatum, cire de paraffine, charges minérales et agents anticorrosion.

1.9.2.8.1. Bandes grasses à base de cire microcristalline (wax tape) Le système est constitué d’un primaire et d’une bande dite grasse tous deux à base de cire microcristalline. Le système doit être complété par une protection mécanique adéquate lorsqu’il s’agit d’utilisation enterrée en fonction des spécifications de la canalisation et de son environnement. Le primaire assure une première protection diélectrique et adhère au tube. Il ne doit pas fusionner avec la bande pour rester sur le tube en cas d’arrachement. Il ne durcit pas et garde ainsi toutes ses propriétés hydrophobes et diélectriques dans le temps. La bande anticorrosion (Figure 21) est une bande composée d’un non tissé enduit de cire microcristalline. Elle assure la deuxième couche anticorrosion du système. Elle ne durcit pas. Plusieurs degrés de protection mécanique sont possibles, une simple protection pour séparer la bande du remblai est à prévoir au minimum. Qualités principales – – – – – – – –

Application à froid. Produit demeurant malléable. Plasticité permanente. Pas de temps d’attente avant remblai, L’enrobage peut être démonté facilement (stopple, brides…). Préparation de surface simplifiée (Brossage St 2). Tolérance à l’application en milieu humide ou immergé. Applicable directement sur les pièces de forme.

Limites d’utilisation – Nécessite la mise en place d’une bande de protection mécanique. – Le feutre de protection complémentaire éventuel ne doit jamais être mis en contact direct avec la bande grasse (effet de succion).

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Figure 21.  –  Application de bande grasse (wax tape).

1.9.2.8.2. Bandes grasses à base de petrolatum Les bandes dites grasses à plasticité permanente sont constituées d’un support non tissé enduit et imprégné d’une masse anticorrosion à base de petrolatum, cire de paraffine, charges minérales et agents anticorrosion (Figure 22). La face extérieure de la bande peut être complétée par un film polyoléfine. Un primaire hydrophobe à base de petrolatum peut être appliqué préalablement aux bandes petrolatum pour les applications sur surfaces humides ou immergées. Le système doit être complété par une protection mécanique adéquate lorsqu’il s’agit d’utilisation enterrée en fonction des spécifications de la canalisation et de son environnement. Qualités principales – – – – – – –

Application à froid. Produit demeurant malléable. Plasticité permanente. Pas de temps d’attente avant remblai. L’enrobage peut être démonté facilement (stopple, brides…). Préparation de surface simplifiée (Brossage St 2). Avec un primaire hydrophobe, système tolérant à l’application en milieu humide ou immergé.

Limites d’utilisation – Une protection mécanique complémentaire est nécessaire.

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

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– Le feutre de protection complémentaire éventuel ne doit jamais être mis en contact direct avec la bande grasse (effet de succion) (ne concerne pas les bandes complétées par un film polyoléfine).

Figure 22  –  Application en cours de bande petrolatum après masticage.

1.9.2.9. Cire de paraffine La cire de paraffine est un mélange de paraffines de pétroles (Figure 23). Elle est appliquée à chaud (entre 120 et 150 °C) directement sur la surface de la canalisation. Elle doit être complétée par une bande support compatible qui est en général prise en sandwich entre deux couches de cire.

Figure 23.  –  Application de cire de paraffine.

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Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

Qualités principales – Produit demeurant malléable. – Pas de temps d’attente avant remblai. – Préparation de surface simplifiée (Brossage St2). Limites d’utilisation – Nécessite un équipement pour chauffer la cire. – Sensible à la qualité du remblai (mise en place d’un feutre de protection mécanique).

1.9.2.10. Injection moulée PP « IMPP » (off-shore) Les revêtements de joint IMPP (Figure 24) assurent soit une continuité de l’anticorrosion de la ligne dans le cas des revêtements usines 3LPP, soit une continuité de l’anticorrosion et de l’isolation thermique dans le cas des revêtements usines MLPP (revêtements isolants thermiques off-shore). Ce système de revêtement de joint IMPP est constitué des couches suivantes : – Couche 1 : FBE (anticorrosion), – Couche 2 : Adhésif PP, – Couche 3 : PP injecté (Protection mécanique en couche mince, isolation thermique en couche épaisse). L’application de la couche 1 nécessite le préchauffage du support aux environs de 200 °C. Qualité principale – Reconstitution du revêtement assez proche du revêtement usine (3LPP ou MLPP), – Très bonne adhérence avec le revêtement usine (3LPP ou MLPP), – Aptitude au cintrage. Limite d’utilisation – Nécessite un équipement complexe et encombrant pour l’application (extrudeuse, accumulateur, moule d’injection double enveloppe, etc.), – Nécessite un refroidissement adéquat après injection, pouvant impacter les temps de cycle.

Partie 1 – Généralités sur les revêtements de canalisations 

41

Figure 24.  –  Application de l’IMPP.

1.9.2.11. Injection moulée PU « IMPU » (off-shore) Les revêtements de joint IMPU (Figure 25) assurent soit une continuité de l’anticorrosion de la ligne dans le cas des revêtements usines 3LPP ou PU, soit une continuité de l’anticorrosion et de l’isolation thermique dans le cas des revêtements usines MLPP ou PU épais (revêtements isolants thermiques off-shore). Ce système de revêtement de joint IMPU est constitué des couches suivantes : – Couche 1 : FBE (anticorrosion), – Couche 2 : PU injecté (Protection mécanique en couche mince, isolation thermique en couche épaisse). L’application de la couche 1 nécessite le préchauffage du support aux environs de 200 °C.

Figure 25.  –  Application de l’IMPU.

42

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

Qualité principale – – – –

Aptitude au cintrage, Performance thermique, Pas de besoin de refroidissement particulier, Temps de cycle court.

Limite d’utilisation – Température maximale de service < 90 °C (risque d’hydrolyse en condition humide au-delà de cette température), – Nécessite un traitement particulier du revêtement usine dans le cas du 3LPP ou MLPP, – Équipement encombrant.

Annexes de la Partie 1

C

D

Annexe 1 : Historique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Annexe 2 : Corrosion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Annexe 3 : Protection cathodique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

E

A

Annexe 1 : Historique

Initialement ces revêtements étaient appliqués sur le site de pose de la canalisation (à terre) après soudage de raboutage des tubes livrés nus. Les revêtements utilisés ont été d’abord des produits hydrocarbonés (brai de houille puis bitume de pétrole), renforcés avec de la toile de jute (type B), puis avec du tissu et/ou du voile de verre (type C) en raison de la biodégradabilité élevée du jute. Ces produits étaient appliqués à chaud sur surface brossée (dont la propreté était parfois insuffisante), après enduction par un primaire froid (bitumineux puis de type caoutchouc butyle). L’épaisseur était comprise entre 2 et 4 mm. Une autre technique de revêtement sur site est apparue afin d’éviter le déplacement des fondoirs et les problèmes d’hygiène et de sécurité qui en résultent. Il s’agit d’appliquer des bandes adhésives à froid hélicoïdalement autour du tube sur surface brossée, avec un recouvrement de l’ordre de quelques centimètres car il peut se produire des rebroussements latéraux en cas de dilatation du pipe. Ces techniques d’application de revêtement sur site sur l’ensemble de la canalisation après raboutage des tubes sont pratiquement abandonnées dans la plupart des pays (sauf pour de petites longueurs, en réparation ou en réhabilitation) au profit de revêtements de tubes appliqués en usine. L’avantage que représente le transport de tubes nus (pas d’endommagement du revêtement) est largement annulé par la qualité parfois insuffisante de l’application sur site et par des performances (notamment d’adhérence) bien inférieures, ayant conduit parfois à des problèmes de corrosion ou corrosion fissurante. Les revêtements de canalisations sont aujourd’hui pratiquement toujours appliqués dans des usines fixes (situées dans ou près des usines de fabrication de tubes) ou mobiles (installées provisoirement en certains points le long du tracé de longues canalisations), la continuité du revêtement et les réparations des endommagements lors du transport étant assurés sur le site de pose. Initialement ce sont des revêtements hydrocarbonés (à base de brai de houille ou de bitume de pétrole) du même type que ceux appliqués sur site qui ont été appliqués en usine. Afin de réduire les dégâts mécaniques lors du transport, le renforcement mécanique a été amélioré (utilisation d’une couche externe d’amiante imprégnée par exemple). De même une couche de badigeon était appliquée pour réduire les risques de vieillissement par les UV. La préparation de surface était assurée par brossage (mieux contrôlé que sur site de pose), décapage acide, puis grenaillage (Sa 2). Ce sont ces revêtements qui ont été appliqués pour les canalisations sous-marines au début de l’exploitation off-shore, avec une épaisseur renforcée

46

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

(revêtements dits double C, d’épaisseur 4 à 7 mm) pour résister mécaniquement aux conditions de pose et de transport ou à l’application de la couche de béton de lestage. Actuellement ces revêtements ont pratiquement disparu. Des revêtements plus faciles à appliquer et plus performants (notamment dégradations mécaniques moindres et adhérence améliorée) les ont progressivement remplacés. La possibilité de revêtir en usine des tubes avec des bandes adhésives à froid adaptées est cependant parfois encore retenue pour de petites longueurs (si le coût s’avère moindre pour l’obtention de caractéristiques finales convenables). Les revêtements de canalisations modernes, appliqués en usine, sont composés de matériaux thermoplastiques, thermodurcissables ou élastomériques appliqués sur une surface grenaillée de propreté Sa 2 1/2 et de rugosité adaptée. En Europe continentale, le polyéthylène s’est progressivement imposé à partir de la fin des années soixante/soixante-dix, appliqué d’abord sous la forme de poudre déposée au-dessus du tube grenaillé et chauffé vers 300 °C (nécessaire pour l’adhérence du polyéthylène), appelé revêtement « sintérisé ». Afin de réduire la température de chauffage vers 200 °C, des procédés d’application par extrusion longitudinale ou latérale de systèmes sont apparus, le polyéthylène étant appliqué au-dessus d’une couche de copolymère adhésif poudré ou extrudé. La fin des années soixantedix a vu apparaitre les premiers systèmes, incorporant entre l’acier et l’adhésif une couche de primaire époxy appliquée généralement sous forme de poudre, parfois sous forme de liquide. Ce système, qui combine les avantages des revêtements polyéthylène (résistance mécanique, imperméabilité à l’eau) et ceux des revêtements époxy poudre (adhérence exceptionnelle) a tendance à devenir le standard. L’épaisseur des revêtements polyéthylène varie entre 1,5 et 3,7 mm, en fonction de la classe de sévérité retenue et du diamètre et de l’épaisseur du tube. Les revêtements époxy poudre ont constitué la voie américaine (puis britannique) en raison des problèmes de corrosion fissurante rencontrés aux États-Unis dès les années soixante sous les revêtements hydrocarbonés décollés. Ce sont des revêtements minces (de l’ordre de 0,3 à 0,4 mm) obtenus par pulvérisation électrostatique de poudre de résine époxy sur le tube grenaillé et chauffé vers 200 °C. La fusion instantanée s’accompagne d’une polymérisation rapide (quelques minutes) qui durcit la résine (thermodurcissable). L’augmentation de la température des gisements pétroliers et gaziers exploités a conduit au développement du revêtement polypropylène tri-couche à la fin des années 80. Appliqué de façon identique au polyéthylène tri-couche, ce revêtement a des caractéristiques d’adhérence et de résistance mécanique encore supérieures qui conduit parfois à son utilisation à température ambiante dans des terrains mécaniquement agressifs ou si le coût s’avère inférieur en raison de son épaisseur plus faible (de 1,2 à 3,5 mm) avec des caractéristiques comparables. D’autres résines ont été utilisées pour le revêtement externe de canalisation enterrées ou immergées, comme le polyuréthane ou le polyamide 11. Les parties verticales des canalisations (risers) sont particulièrement soumises à des conditions mécaniques et physico-chimiques agressives dans la zone de marnage et d’éclaboussures. Par ailleurs, leur protection doit être sans faille à cause

Annexe 1 : Historique

47

des incidences sur la sécurité. Pour ces équipements, des revêtements particulièrement performants et épais sont nécessaires : on peut ainsi utiliser des composites époxy-verre en épaisseur 7 à 9 mm ou encore des élastomères en forte épaisseur (12,5 ou 25 mm), du type polychloroprène ou EPDM notamment. Ces revêtements s’appliquent sur une surface préalablement traitée à l’aide d’une ou de préférence deux couches de liant primaire indispensable pour l’adhérence. Le revêtement des zones de soudure de raboutage doit assurer une qualité de protection se rapprochant le plus possible de celle des tubes revêtus en usine. En fonction des conditions de pose et de service, de la fiabilité recherchée et du coût, de nombreuses méthodes sont à considérer : – La reconstitution du revêtement à l’identique de celui des tubes (ou très voisin) est une méthode souvent lourde et coûteuse mais elle assure les meilleures performances. – L’application d’époxy poudre est ainsi relativement courante aussi bien à terre que sur barge off-shore. Elle nécessite une grenailleuse (pour obtention Sa 2 1/2), un four à induction clampable et l’application manuelle ou automatique de la poudre. – La reconstitution de revêtements polyéthylène ou polypropylène sur primaire époxy poudre par projection thermique est une méthode qui se développe. – L’application de produits thermo-rétractables, sur surface brossée St 3 ou, de préférence grenaillée Sa 2 1/2 devient courante pour les canalisations de transport. – L’application d’un primaire liquide approprié à séchage rapide permet d’augmenter sensiblement l’adhérence. – L’application de bandes adhésives à froid sur surface brossée St 3 ou de préférence grenaillé Sa 2 1/2. Le passage du brossage à une préparation de surface par décapage à l’abrasif pour ces types de revêtement (dans des conditions de coût pratiquement identiques) est une nécessité pour améliorer la fiabilité des revêtements des soudures à long terme. Les entreprises de pose de canalisations ont à intégrer cet aspect important dans leur démarche de progrès, en parallèle avec l’amélioration de la qualification du personnel utilisé pour l’application et le contrôle de ces revêtements.

B

Annexe 2 : Corrosion

Les corrosions affectant les pipelines ne peuvent être que de nature électrochimique, c’est-à-dire qu’elles nécessitent la présence d’eau liquide en contact avec la paroi de l’acier. Une espèce chimique « oxydante » est par ailleurs indispensable pour alimenter les piles de corrosion : pour simplifier, c’est soit l’ion H+, et on parlera alors de corrosion « acide » (significative aux pH bas), soit l’oxygène dissous dans l’eau. Une pile de corrosion de l’acier fonctionne en associant une réaction anodique d’oxydation (corrosion) à des réactions cathodiques de réduction des espèces chimiques présentes dans la phase aqueuse. Réaction anodique : Fe → Fe²++2e- (cas du fer) Réactions cathodiques : ½ O2 + H2O + 2e– → 2OH– (en milieu aéré) 2H+ + 2e–(→ 2H) → H2 2H2O + 2e– → H2 + 2OHLes espèces formées par les réactions électrochimiques élémentaires du processus réagissent entre elles pour former des produits de corrosion solides qui constituent la rouille dans le cas de la corrosion du fer en milieu aéré. Un cas particulier de corrosion, assez répandu, est celui de la corrosion dite « bactérienne ». Elle est provoquée, sous la forme de cratères essentiellement, dans des zones où des colonies de bactéries sulfato-réductrices (BSR) trouvent les conditions physico-chimiques favorables à leur prolifération : absence locale d’oxygène dissous (ce sont des bactéries anaérobies), présence de sources de carbone et d’hydrogène (hydrocarbures et autres composés organiques par exemple), présence d’ions sulfates qu’elles « respirent » pour les réduire en sulfure, généralement sous la forme de H2S (qui provoque ensuite la corrosion), pH et température modérés. Dans d’autres cas il peut apparaitre un ensemble de phénomènes se traduisant par l’apparition de fissures dans l’acier qui sont causées par la combinaison d’un processus de corrosion électrochimique et de tensions mécaniques dans le métal (rémanentes après fabrication ou apparues en service sous l’effet de la pression ou de déformations). On peut distinguer les trois familles principales suivantes :

50

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

La fatigue-corrosion : Il s’agit d’une synergie entre la corrosion de l’acier par le milieu environnant et les cycles de fatigue, conduisant à une réduction sensible de la durée de vie. Ce phénomène peut contribuer à l’apparition de fissures le long des soudures longitudinales des tubes roulés soudés non expansés à « effet de toit » dans les pipelines soumis à des variations de pression importantes. La corrosion sous tension : Il s’agit de phénomènes où les fissures naissent à partir de zones anodiques (qui se corrodent) sur un métal en état de passivité imparfaite. Pour l’acier au carbone, la fragilisation caustique (milieux alcalins chauds) ou par les carbonates, relève de cette famille. Les phénomènes de fragilisation par l’hydrogène : Ils sont dus à la pénétration dans l’acier d’hydrogène atomique formé par réduction de H+ sur les zones cathodiques. Les cas les plus connus sont ceux liés soit à la présence de H2S dans le milieu corrosif (qui est un poison de recombinaison à la surface de l’acier des atomes d’hydrogène en molécules), soit à la protection cathodique trop poussée (potentiel trop négatif conduisant à un dégagement important d’hydrogène). La pénétration d’hydrogène peut provoquer des fissures de différents types, en fonction de nombreux facteurs comme la composition chimique (et notamment le niveau des impuretés comme S ou P), la structure métallurgique, les caractéristiques mécaniques, les tensions résiduelles ou de service, statiques ou cycliques, la température, etc. La fissuration peut être interne à la paroi du tube (HIC = hydrogen induced cracking ou SWC = stepwise cracking) pour les aciers à caractéristiques mécaniques élevées ou se traduire par des cloques superficielles (hydrogen blistering) si les caractéristiques mécaniques de l’acier sont faibles. Les risques majeurs concernent la rupture différée sous contrainte (SSC = Sulfide Stress Cracking) pour les aciers de caractéristiques plus élevées ou une combinaison de fissures internes et de contraintes conduisant à des ruptures du même type (SOHIC = Stress Oriented Hydrogen Induced Cracking) En zone aérienne, l’extérieur des pipelines est soumis à la corrosion atmosphérique et ses paramètres bien connus : humidité relative, température, teneur en contaminants naturels (Cl-) ou industriels (SO2). Les atmosphères les plus sévères sont les environnements marins ou côtiers. La zone dite de marnage et d’éclaboussures est particulièrement menacée, les vitesses de corrosion étant de l’ordre de 0,5 mm/an à température ambiante et de plusieurs mm/an pour les pipelines chauds. Des percements de risers, aux défauts de revêtement, sont relativement fréquents. En zone enterrée, l’agressivité (force corrosive) des sols est fonction d’un grand nombre de facteurs dont l’aération, la résistivité (liée à la teneur en eau et en sels), le pH, et le niveau d’activité bactérienne. Des préconisations plus ou moins fiables existent afin de prédire le degré d’agressivité et le besoin de protection. En plus de la corrosivité intrinsèque des sols, les risques de corrosion des pipelines en acier sont fortement accentués par le phénomène de piles géologiques dû à l’hétérogénéité des terrains. L’absence de continuité électrique au raboutage des tubes de fonte explique, en grande partie, pourquoi ce matériau est considéré comme résistant mieux à la corrosion des sols et ne nécessitant pas de protection cathodique. Des courants continus circulant dans les terrains peuvent conduire à des

Annexe 2 : Corrosion

51

corrosions parfois rapides aux endroits où ces courants quittent l’acier pour passer dans le sol (zones anodiques). Ils sont produits soit par la traction des trains (courants vagabonds), soit par interférence entre différents ouvrages à des niveaux de protection cathodique différents. Les courants vagabonds alternatifs peuvent dans certains cas extrêmes conduire à des corrosions localisées au niveau de défauts ponctuels dans des revêtements très isolants du genre polyéthylène. Des colonies de fissures superficielles pouvant parfois se propager dangereusement et aller jusqu’à des ruptures, ont été rencontrées sur des pipelines haute pression dans plusieurs pays. Les premiers cas sont apparus dans les années 60 aux États-Unis, puis en Australie, au Kazakhstan, ... sur des sections chaudes (aval de compresseurs de gaz, effluents chauds) sous des revêtements décollés. Il s’agit d’un phénomène de corrosion sous tension en milieu basique carbonaté chaud provoqué par une protection cathodique partielle qui conduit à des conditions critiques de pH (autour de 10) et de potentiel (entre -0,7 et -0,8 V/Cu-CuSO4 saturé). Plus récemment, un phénomène différent est apparu, d’abord au Canada, puis touchant d’autres pays dont la France (pipeline du Jura en 1985, branche B3 du SPMR début 1997), se passant à des températures ambiantes voire froides. Ce phénomène se rattache à la corrosion fissurante en milieu non passif, résultant de l’action de l’hydrogène créé par la corrosion ou par la protection cathodique. Dans le premier cas, elle provient d’une inefficacité totale de la protection cathodique (d’où la désignation anglo-saxonne du phénomène par « near neutral pH stress corrosion cracking » par opposition au terme « high pH stress corrosion cracking » utilisé pour le phénomène de corrosion sous tension pure en milieu passivant). L’occultation de la protection cathodique peut être locale (effet d’écran total de revêtements décollés relativement imperméables comme les bandes adhésives) ou provenir de couches de terrain particulièrement résistantes en période sèche. La surprotection cathodique semble plutôt concerner le cas SPMR (revêtement bitumineux appliqué en ligne et rendu assez perméable par vieillissement), des cycles de variations importantes du potentiel et des contraintes mécaniques semblant avoir été également la cause de l’endommagement. En zone immergée, les risques de corrosion dépendent de l’agressivité de l’eau, liée à un ensemble de facteurs comme la salinité (les eaux de mer sont en général les plus corrosives), l’oxygène dissous, l’agitation, la température, l’activité bactérienne (notamment dans les fonds marins où des vitesses de corrosion de plusieurs millimètres par an ont parfois été rencontrées sur de l’acier non protégé).

C

Annexe 3 : Protection cathodique

Pour les métaux et alliages dans un milieu électrolytique continu, appliquer une protection cathodique revient à faire entrer un courant électrique continu de l’électrolyte vers le métal (en conduction ionique) afin de supprimer ou réduire les zones anodiques à l’interface. Ce courant, par apport d’électrons à la surface du métal au moyen d’anodes auxiliaires, diminue la réaction d’oxydation du métal et compense les déperditions d’électrons qui sont dues aux réactions de réduction des espèces oxydantes du milieu. Il se traduit par un abaissement du potentiel de corrosion. Le principe est représenté sur la Figure 26.

Figure 26.  –  Principe de la protection cathodique.

La protection cathodique peut être totale (si toutes les zones anodiques sont supprimées). On recherche en général une protection totale en abaissant suffisamment le potentiel tout en évitant les risques éventuels de surprotection. Du point de vue thermo-dynamique, cela revient à passer d’un point situé dans le domaine de corrosion du diagramme de Pourbaix potentiel-pH vers un point situé dans le domaine d’immunité.

54

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

Figure 27.  –  Diagramme de Pourbaix du fer.

Du point de vue cinétique, cela revient à abaisser le potentiel au-dessous d’une valeur telle que la densité de courant de la courbe individuelle de polarisation anodique correspondante soit négligeable. Le renforcement des réactions cathodiques de réduction des espèces oxydantes provoque une alcalinisation de la surface. Pour l’acier au carbone dans les eaux ou le sol, la valeur la plus couramment admise est : –0,85 V mesurée avec une électrode Cu-CuSO4 saturé ou –0,80 V mesurée avec une électrode au calomel saturé ou Ag-AgCl-eau de mer. Cette valeur doit être à minima atteinte en tout point de l’interface métal/électrolyte. La difficulté réside souvent dans le fait qu’il est impossible de placer l’électrode de référence tout près de cette interface pour mesurer le potentiel réel. Si la résistivité du milieu est élevée (cas des sols en particulier) la lecture faite est trop optimiste car elle inclut la chute ohmique dans l’électrolyte. Différentes méthodes de mesure existent pour corriger cette erreur, dont la mesure à courant coupé. En eau de mer, l’erreur due à la chute ohmique est beaucoup plus faible grâce à la faible résistivité du milieu électrolytique. D’autre part, un seuil inférieur de potentiel à ne pas dépasser est généralement fixé par les recommandations, dépendant des risques liés à la surprotection. La valeur de –1,2 V/Cu-CuSO4 saturé est généralement admise pour limiter certains risques de fissuration par surprotection cathodique qui pourraient advenir sous certaines conditions de type d’alliage, d’environnement et d’exploitation. La surprotection peut conduire aussi au décollement cathodique de certains revêtements, notamment si leur résistance en milieu alcalin est insuffisante.

2

Choix et applications des revêtements

2

Objet La partie 2 du présent ouvrage a pour objet d’orienter le choix d’un revêtement à appliquer en fonction, d’une part des conditions de service, d’environnement et de configuration de la structure à protéger, et d’autre part du site d’application, usine ou chantier.

2.1. Caractéristiques typiques des revêtements industriels Voir tableau en annexe 4.

2.2. Revêtements en usine Une structure revêtue en usine est destinée à être soumise à différentes contraintes, principalement liées à son transport et sa mise en place sur le site final d’exploitation (voir Partie 1). Elle doit donc avoir une très bonne résistance aux chocs.

2.2.1.

Choix en fonction des conditions de service

L’élément principal à prendre en considération est la température d’exploitation du produit transporté. Le Tableau 10 présente les revêtements usine applicables en fonction de la température maximale d’exploitation.

56

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

Tableau 10.  –  Revêtements usine applicables en fonction des conditions de service. Température d’exploitation

Revêtements applicables

Inférieure à 60 °C

Tous types de revêtements présentés en partie 1

Jusqu’ à 80 °C

– 3LPE – époxy poudre – 3LPP ou MLPP (isolation thermique) – polyuréthanne liquide

Jusqu’à 110 °C

– 3LPP ou MLPP (isolation thermique) – époxy poudre

Supérieure à 110 °C

– époxy poudre (haute Tg) – autres produits spécifiques non documentés en partie 1 (époxy phénolique, vinyl ester…)

2.2.2.

Choix en fonction de l’environnement

Les phases de manutention, transport, stockage et pose doivent être prises en compte suivant les règles de l’art.

2.2.2.1. Température ambiante inférieure à –10 °C Pendant les phases de transport et de pose, il est nécessaire de prendre en compte les basses températures selon les recommandations du fabricant. Les produits les moins contraignants par rapport à ce critère sont : – époxy poudre, – 3 couches polyéthylène.

2.2.2.2. En enterré 2.2.2.2.1. Pose en fouille Tous les types de revêtements, sous condition d’une pose suivant les règles de l’art.

2.2.2.2.2. En forage dirigé et en fonçage en fourreau Les risques de blessures du revêtement doivent être pris en compte et, par conséquent, l’épaisseur du revêtement doit être adaptée. Les produits les mieux adaptés par rapport à ces critères sont : – 3 couches PP avec surépaisseur, – 3 couches PE avec surépaisseur, – Polyuréthanne avec surépaisseur. La Figure 28 montre une opération d’enfilage par forage horizontal dirigé.

Partie 2 – Choix et applications des revêtements

57

Figure 28.  –  Forage horizontal dirigé.

2.2.2.2.3. En gaine/fourreau Pour les passages en gaine (Figure 29), les revêtements utilisés sont les mêmes que pour la pose en fouille à l’exception des bandes à froid (bandes plastiques, bandes grasses, bande polyoléfine non-cristalline de basse viscosité) et des hydrocarbonés, avec éventuellement la mise en œuvre de surépaisseur. Il est recommandé de pratiquer un double enrobage au niveau des joints de soudure.

Figure 29.  –  Passage en gaine.

2.2.2.2.4. En immergé Pour une canalisation immergée, les revêtements utilisés sont les mêmes qu’en milieu enterré, avec ou sans lestage béton posé en usine, en prenant tout particulièrement en considération les contraintes de température et de pression. Dans le cas d’un lestage béton, une finition de surface du revêtement doit être réalisée pour éviter le glissement du béton sur le revêtement.

58

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

2.2.3.

Choix pour les ouvrages connexes

Les revêtements les plus adaptés pour les ouvrages connexes tels que réservoirs, tuyauteries secondaires et accessoires (Figure 30) sont : – polyuréthanne liquide, – époxy poudre.

Figure 30.  –  Cuves revêtues en polyuréthanne.

2.3. Revêtements sur chantier Ce qui suit est également applicable aux travaux de réhabilitation du revêtement. Les critères à prendre en compte dans le choix d’un revêtement appliqué sur chantier sont : – la compatibilité avec le revêtement en place sur lequel va s’opérer un recouvrement, – les conditions d’application (Température, hygrométrie…), – les conditions de service, – l’ordonnancement des travaux de mise en fouille, – le milieu, – la configuration de la structure métallique.

2.3.1.

Compatibilité avec le revêtement en place

Le Tableau 11 présente les revêtements compatibles avec les revêtements en place appliqué en usine ou sur chantier.

Application usine

Hydrocarboné brai de houilles ou bitume de pétrole

3 couches polyéthylène

3 couches polypropylène

Epoxy en poudre

Résine polyuréthanne liquide

Bandes plastiques adhésives

Thermo-rétractables

PE ou PP appliqués par projection à la flamme

Résine époxydique liquide

Bandes de polyoléfine non-cristalline de basse viscosité

Bandes grasses

Cire de paraffine

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Revêtement en place

Tableau 11.  –  Compatibilité des revêtements. 4

5

7

8

9

Revêtement sur chantier

Revêtement compatible

6

10

11

12

Partie 2 – Choix et applications des revêtements 59

60

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

2.3.2.

Choix en fonction des conditions de service

Dans tous les cas de Figure, il est nécessaire de prendre en compte les risques liés au mode de pose des revêtements en fonction des conditions de service (utilisation de flammes, chauffage, décapage par projection d’abrasifs, utilisation d’appareils électriques, zones ATEX…).

2.3.2.1. Pipeline vide Tous les types de revêtements compatibles avec les revêtements en place sont applicables.

2.3.2.2. Pipeline en exploitation En fonction du pouvoir caloporteur du fluide contenu, les revêtements nécessitant un préchauffage du support sont difficilement applicables du fait de la difficulté à maintenir la température minimale de préchauffage préconisée par le fabricant. Le ratio entre la température ambiante et la température du support peut donner lieu à un phénomène de condensation incompatible avec la pose de la majorité des revêtements. En présence de condensation, les produits applicables sont : – – – –

les époxy pour surfaces tolérantes, les bandes grasses avec primaire adapté, les bandes grasses à base de cire microcristalline, les bandes de polyoléfine non-cristalline de basse viscosité.

2.3.3.

Choix en fonction de l’ordonnancement des travaux de mise en fouille

Lorsque le revêtement est appliqué avant la mise en fouille du pipeline, il faut s’assurer qu’il soit en mesure de supporter les contraintes mécaniques de manipulation. Les revêtements demeurant souples, tels que les bandes grasses, la cire de paraffine et les bandes à base de polyoléfines non cristallines de basse viscosité, nécessitent des précautions particulières.

2.3.4.

Choix en fonction du milieu

2.3.4.1. En enterré 2.3.4.1.1. Contraintes mécaniques Certains terrains rocailleux nécessitent la pose d’une protection mécanique complémentaire circonférentielle et/ou la mise en œuvre d’un remblai adapté.

Partie 2 – Choix et applications des revêtements

61

Certains phénomènes de frottement sur les supportages nécessitent un renforcement mécanique complémentaire adapté. Cas particuliers des forages dirigés : Afin de ne pas être arrachée lors de l’avancée du pipeline dans le sol, l’épaisseur du revêtement du joint de soudure doit être sensiblement identique à celle du revêtement en place, tout en respectant l’épaisseur minimale prescrite au droit du cordon de soudure. Les revêtements couramment utilisés sont : – PE ou PP appliqués par projection à la flamme, – polyuréthanne, – thermo-rétractables spécifiques.

2.3.4.1.2. Contraintes thermiques Les températures minimales et maximales de service nécessitent un revêtement adapté aux contraintes thermiques et aux contraintes mécaniques engendrées.

2.3.4.1.3. Contraintes chimiques Certains sols fortement pollués nécessitent des caractéristiques de revêtement spécifiques. Il convient de vérifier avec le fournisseur la compatibilité du revêtement avec la nature, la concentration et le mélange des polluants.

2.3.4.1.4. Sortie de sol Le choix du revêtement est guidé par les contraintes suivantes : – pénétration d’eau dans la partie aérienne, – tenue aux UV, – contraintes mécaniques fortes (gel, détente gaz, choc…). Les revêtements couramment utilisés sont : – polyuréthanne, – bandes grasses avec protection mécanique résistante aux UV, – bandes polyoléfines non cristallines basse viscosité résistantes aux UV. Le revêtement enterré de sortie de sol (Figure 31) doit se reprendre sur la peinture de la section aérienne pour assurer la continuité de la protection et non l’inverse.

62

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

Figure 31.  –  Sortie de sol.

2.3.4.2. En immergé Seul le revêtement appliqué avant immersion est traité dans ce paragraphe. Les revêtements sont utilisés, avec ou sans lestage béton, en prenant tout particulièrement en considération les contraintes de température, de pression et le mode de pose.

Figure 32. – Sortie d’eau.

Sortie d’eau (Figure 32), zone de marnage ou zone d’éclaboussures Les contraintes particulières sont : – – – –

alternance de périodes d’action/inaction de la protection cathodique, résistance aux UV, résistance mécanique, résistance au sel.

Partie 2 – Choix et applications des revêtements

63

Les revêtements couramment utilisés sont : – – – –

primaire hydrophobe + bande grasse + protection mécanique éventuelle, époxy spécifique, polyuréthanne, polyoléfine.

2.3.5.

Choix en fonction de la configuration de la structure métallique

2.3.5.1. Coude À l’exclusion des manchons thermo-rétractables, tous les types de revêtements de chantier sont applicables. Dans le cas des bandes, leur largeur doit être adaptée au diamètre et au rayon de courbure. Le recouvrement préconisé doit être respecté sur l’extérieur du coude.

2.3.5.2. Pièces à géométrie complexe (vanne, bride, piquage, etc.) Le revêtement utilisé doit parfaitement épouser les contours de la pièce métallique à protéger tout en étant compatible avec les revêtements en place.

Figure 33.  –  Pièce de forme enrobée en bande grasse de cire microcristalline.

Les revêtements couramment utilisés sont : – – – – – – –

bandes grasses + mastic éventuellement (Figures 33 et 34), bandes plastiques + mastic, bandes polyoléfines non cristallines basse viscosité, PE ou PP appliqués par projection à la flamme, polyuréthanne, époxy liquide, époxy poudre.

64

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

Figure 34.  –  Mastic petrolatum en cours d’application.

2.3.5.3. Réservoir connexe Les revêtements couramment utilisés sont : – polyuréthanne, – époxy liquide.

2.3.6.

Kits de réparation ponctuelle pour petite surface

Une superficie de défaut inférieure à 10 cm² est considérée comme une petite surface. Des surfaces plus importantes peuvent être assimilées à des petites surfaces suivant leur localisation/positionnement et leur géométrie. Le produit de réparation tel qu’utilisé doit être compatible avec le revêtement en place conformément au Tableau 11.

2.3.6.1. À chaud Les kits de réparation à chaud couramment utilisés sont : – – – – –

baguette thermo-fusible, patch ou pièce de réparation, mastic + patch ou pièce de réparation, cire de paraffine en patch, patch bitumineux.

2.3.6.2. À froid Les kits de réparation à froid couramment utilisés sont : – pistolet polyuréthanne à double cartouche, – pistolet époxy à double cartouche, – patch à base de polyoléfine non cristalline à basse viscosité.

Partie 2 – Choix et applications des revêtements

65

2.4. Recommandations particulières sur chantier 2.4.1.

Procédure

Avant toute opération, quel que soit le type de revêtement appliqué, une procédure doit définir de façon détaillée les différentes étapes de la mise en œuvre et le contrôle qualité. Celle-ci est spécifique au type de revêtement et aux conditions d’application sur le chantier (en ligne, sur accessoire...). Cette procédure doit comprendre à minima : – – – – – –

la préparation du chantier, la préparation de surface, le mode opératoire d’application du revêtement, les contrôles qualité avant, pendant et après l’application, les fiches techniques des produits, les règles HSE.

2.4.2.

Formation

Il est recommandé que le personnel intervenant soit formé par le fabricant du revêtement ou par un organisme habilité par ce fabricant.

2.4.3.

Mesures de sécurité

Les règles Hygiène, Sécurité, Environnement doivent être appliquées selon la législation en vigueur à l’endroit où le revêtement est appliqué. Les fiches de sécurité (FDS) du fabricant doivent être à disposition des opérateurs. Les opérateurs doivent porter les équipements de protection individuelle (EPI) adaptés et toutes les protections de chantier jugées nécessaires doivent être mises en place.

2.4.4.

Préparation de surface

Un soin particulier doit être consacré à la préparation de surface du métal et du revêtement adjacent conformément aux exigences du fabricant. La préparation de surface joue un rôle majeur sur les performances globales du revêtement. Elle peut être réalisée par brossage ou décapage par projection d’abrasifs. Le revêtement adjacent ne doit pas être pollué ou dégradé par les abrasifs. Une attention particulière doit également être portée au dépoussiérage final. Les références normatives sont présentées au Paragraphe 7.4 de la partie 1.

66

Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

2.4.5.

Contrôles qualité

Les contrôles doivent s’opérer pendant les différentes phases de chantier conformément aux normes en vigueur. À titre d’exemple : Avant et pendant la pose du revêtement : – prise en compte des conditions atmosphériques, – vérification de l’état de surface (aspect/propreté) : Degré de soin, rugosité, empoussièrement… Après la pose du revêtement : – test d’adhérence, – contrôle de non porosité diélectrique, – test de dureté. Après la mise en remblai : – détection de défauts de revêtement.

Annexe de la partie 2

Choc Résistance aux Manutention chocs

Caractéristiques exigées

(-) Médiocre (+) Passable (++) Performant (+++) Très performant

(++)

(++)

(+++)

0,3 mm à 23 °C 0,5 mm à 60 °C (+)

0,4 mm à 23 °C 0,7 mm à 60 °C (+)

(+++)

(+++)

(+++)

(1) PE et PP stabilisé UV (2) Simple altération visuelle (3) Jusqu’à 130 °C sur spécification particulière (PP)

Résistance aux chocs

Flexibilité

Choc (remblai)

Cintrage

(++)(1)

(++)

1,5 à 3,7 mm

NF EN 10288

(++)

(++)

EN 10287

2LPE

3LPP

Époxy poudre

(++)

(+++)

0,3 mm à 23 °C 0,5 mm à 60 °C (+)

(+++)

(++)(1)

(++)

1,3 à 4,7 mm

NA : Non Applicable

(++)

(+++)

0,1 mm à 23 °C 0,4 mm à 110 °C (++)

(+++)

(++)(1)

(++)

1,3 à 3,8 mm

*

(+++)

(++)(2)

(+)

(+)

(++)

(+)

(+++)

0,2 mm à 23 °C 0,2 mm à 23 °C 30 % par rap30 % par rapport à l’épaisport à l’épaisseur initiale seur initiale (++) (++)

(++)

(++)

(+)

Classe A : 1000 µm Classe B : 1500 µm

Classe A : 400 µm Classe B : 800 µm Classe C : 1500 µm

(pr) : Pas recommandé (mauvaise adhérence)

(+)

(++)

(+++)

(++)

(++)

(+)

350 µm

NF EN 10290

PU PU modifié

NF EN 10289

Époxy liquide Époxy modifié

THERMODURCISSABLES

NF EN NF EN NF EN ISO 21809-1 ISO 21809-1 ISO 21809-2

3LPE

THERMOPLASTIQUES

  Pour tout renseignement complémentaire, se reporter aux normes applicables (voir section 1.6).

LEGENDE

POSE

BARDAGE

Résistance à la pénétration sous charge

Fluage et pénétration

Stockage Résistance aux longue durée UV STOCKAGE TUBE REVÊTU Résistance à Frottements l’abrasion

TRANSPORT

Contraintes

Épaisseur minimum Conformément aux règles de l’art et aux normes (ratio poids métrique du tube, etc.)

Référence normative

PE sintérisé (pr)

D

Annexe 4* : Tableau récapitulatif des caractéristiques typiques des revêtements industriels

EN 10287

LEGENDE

(+++)

–20  à 60 °C

3LPP

Époxy poudre

-20 °C à 110 °C

–20 °C à 80 / 110 °C (3)

(+++)

(+++)

0,1 mm à 23 °C 0,4 mm à 110 °C (++)

0,3 mm à 0,3 mm à 23 °C 23 °C 0,5 mm à 0,5 mm à 60 °C 60 °C (+) (+) Basse Basse densité : densité : –20 à 60 °C –20 à 60 °C Haute Haute densité : densité : –40 à 80 °C –40 à 80 °C (+++)

1,00E+08

1,00E+08

1,00E+08

NA : Non Applicable

(+++)

(+++)

(++)

(+++)

Classe A : Classe B : 1,00E+06 1,00E+06 Classe B : Classe C : 1,00E+07 1,00E+07 0,2 mm à 23 °C 0,2 mm à 23 °C 30 % par rap30 % par rapport à l’épaisport à l’épaisseur initiale seur initiale (++) (++) Classe A : 20 à 40 °C Classe B : -20 °C à 80 °C ~20 à 60 °C Classe C : –20 à 80 °C

(+++)

(++)

Classe A : 1000 µm Classe B : 1500 µm

Classe A : 400 µm Classe B : 800 µm Classe C : 1500 µm

(++)

NF EN 10290

PU PU modifié

NF EN 10289

Époxy liquide Époxy modifié

(pr) : Pas recommandé (mauvaise adhérence)

(++)

(+++)

1,00E+08

(+++)

(+++)

(++)

350 µm

(+)

(++)

1,3 à 3,8 mm

(++)

1,3 à 4,7 mm

NF EN NF EN NF EN ISO 21809-1 ISO 21809-1 ISO 21809-2

3LPE

THERMODURCISSABLES

(+)

1,5 à 3,7 mm

NF EN 10288

2LPE

THERMOPLASTIQUES

(1) PE et PP stabilisé UV (2) Simple altération visuelle (3) Jusqu’à 130 °C sur spécification particulière (PP)

Flexibilité

Déformation, remplissage, hydrostatique

(-) Médiocre (+) Passable (++) Performant (+++) Très performant

Tenue en température

Température de service

Contraintes

Caractéristiques exigées Résistance au Protection décollement (-) Cathodique cathodique Conservation de Sol humide l’adhérence en (-) milieu humide Résistance d’isolement Isolement 1,00E+08 électrique (en ohm.m²) à 23 °C 0,4 mm à 23 °C EXPLOITATION Contraintes Résistance à la pénétration 0,7 mm à dans le sol sous charge 60 °C (+)

Épaisseur minimum Conformément aux règles de l’art et aux normes (ratio poids métrique du tube, etc.)

Référence normative

PE sintérisé (pr)

70 Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes

(++)

(+++)

NA

(++)

2,5 à 3,2 mm

(++)

(+++)

NA

(++)

2,5 à 3,2 mm (primaire 150 µm)

NF EN 12068 et ISO 21809-3

Avec primaire

(++)

(+++)

NA

(++)

1,8 à 3,0 mm

ISO 21809-3 / A1

Polyoléfine non cristalline de basse viscosité

2 mm environ

ISO 21809-3

Cire de paraffine

NA

NA

(pr) : Pas recommandé (mauvaise adhérence)

NA NA NA Fonction de la protection mécanique complémentaire

NA

Fonction de la protection mécanique complémentaire

1,8 à 4,0 mm

ISO 21809-3

NF EN 12068 ISO 21809-3

Variable

Grasse

Plastique adhésive

BANDES

(-) Médiocre (1) PE et PP stabilisé UV NA : Non (+) Passable (2) Simple altération visuelle Applicable (++) Performant (3) Jusqu’à 130 °C sur spécification particulière (PP) (+++) Très performant

Flexibilité Résistance aux chocs

Cintrage Choc (remblai)

POSE

LEGENDE

Résistance à la pénétration sous charge

Résistance aux UV Résistance à l’abrasion

Fluage et pénétration

Frottements

Stockage longue durée

BARDAGE

STOCKAGE TUBE REVÊTU

TRANSPORT

Contraintes

Caractéristiques exigées Choc Résistance aux Manutention chocs

Épaisseur minimum Conformément aux règles de l’art et aux normes (ratio poids métrique du tube, etc.)

Référence normative

Sans primaire

Thermorétractable

Annexe 4 : Tableau récapitulatif des caractéristiques typiques 71

LEGENDE

EXPLOITATION

Tenue en température

Flexibilité

Température de service

Déformation, remplissage, hydrostatique (+++)

65 °C (3)

(++)

1,00E+08

(++)

(++)

2,5 à 3,2 mm

(+++)

65 °C (3)

(++)

1,00E+08

(+++)

(+++)

2,5 à 3,2 mm (primaire 150 µm)

NF EN 12068 et ISO 21809-3

Avec primaire

(+++)

Fonction de la bande de protection mécanique choisie –20 à 50 °C ou jusqu’à 100 °C selon produit

1,00E+08

(+++)

(+++)

NA

Fonction de la bande de protection mécanique choisie –45 °C à 70 / 90 / 110 °C

1,00E+08

(+++)

(+++)

1,8 à 3,0 mm

ISO 21809-3 / A1

Polyoléfine non cristalline de basse viscosité

NA

–20 °C à 50 °C

Fonction de la bande de protection mécanique choisie

(+++)

(+++)

2 mm environ

ISO 21809-3

Cire de paraffine

(pr) : Pas recommandé (mauvaise adhérence)

NA

–27 °C à 49 / 115 °C

Fonction de la bande de protection mécanique choisie

1,00E+06

(+++)

(+++)

1,8 à 4,0 mm

ISO 21809-3

NF EN 12068 ISO 21809-3

Variable

Grasse

Plastique adhésive

BANDES

(-) Médiocre (1) PE et PP stabilisé UV NA : Non (+) Passable (2) Simple altération visuelle Applicable (++) Performant (3) Jusqu’à 130 °C sur spécification particulière (PP) (+++) Très performant

Résistance à la pénétration sous charge

Caractéristiques exigées Résistance au décollement cathodique Conservation de l’adhérence en milieu humide Résistance d’isolement (en ohm.m²) à 23 °C

Contraintes dans le sol

Isolement Electrique

Sol humide

Protection Cathodique

Contraintes

Épaisseur minimum Conformément aux règles de l’art et aux normes (ratio poids métrique du tube, etc.)

Référence normative

Sans primaire

Thermorétractable

72 Revêtements externes des canalisations enterrées ou immergées et des ouvrages connexes