BE1003345A3 - Materiau composite de doublage d'une paroi interne de conduit, son procede de preparation et son utilisation. - Google Patents
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Abstract
Matériau composite (1) destiné au doublage d'une paroi interne de conduit, en particulier pour le chemisage et/ou la réparation d'un conduit ou d'un tunnel, comprenant une couche poreuse (2) à imprégner d'une résine durcissable, une couche d'étanchéité aux fluides (9), appliquée sur une première face (7 ou 8) de la couche poreuse (2), et une couche relativement imperméable à l'eau (10) destinée à venir en contact avec ladite paroi interne, appliquée sur l'autre face de la couche poreuse, et perméable à la résine durcissable qui peut migrer vers la surface de cette dernière couche, opposée à la couche poreuse (2), procédé de préparation et utilisation de ce matériau.
Description
"Matériau composite de doublage d'une paroi interne de conduit, son procédé de préparation et son utilisation". La présente invention a pour objet un matériau composite qui est destiné au doublage d'une paroi interne de conduit, en particulier pour le chemisage et/ou la réparation d'un conduit ou d'un tunnel, ce matériau comprenant une couche poreuse, destinée à être imprégnée d'une résine durcissable, une couche d'étanchéité aux fluides, appliquée sur une face de la couche poreuse, ainsi qu'une couche relativement imperméable à l'eau, destinée à venir en contact avec la paroi interne du conduit et appliquée sur l'autre face de la couche poreuse. Le matériau composite précité est spécialement utilisé pour rénover entre autres la paroi interne d'un conduit défectueux ou endommagé, sans nécessiter de travaux tels que par exemple, si la conduite est située sous une chaussée, interrompre la circulation, déterrer le conduit en question et le remplacer par un nouveau et ensuite reconstituer la surface du sol pour rétablir la circulation. Le matériau composite, imprégné d'une résine doit permettre de former dans le conduit en question, après durcissement de la résine, une nouvelle paroi qui résiste aux pressions exercées par le sol, le charroi etc. Certains matériaux composites à trois couches qui correspondent à une forme de réalisation décrite dans le GB- 1.340.068 et où la partie poreuse est prise en sandwich entre deux membranes relativement imperméables, sont utilisés actuellement. Ils ont notamment comme inconvénient que la résine durcissable dont ils sont imprégnés ne peut pas entrer en contact avec la paroi interne susdite. A fortiori on ne peut donc pas réaliser un collage, à cette paroi interne, du matériau composite. Dans le GB-1.340.068, on décrit aussi un matériau composite à deux couches, la couche d'étanchéité aux fluides et la couche poreuse imprégnée de résine durcissable. Ainsi cette dernière est directement en contact avec la paroi interne des conduits à doubler. L'utilisation de ce dernier matériau composite a comme inconvénient le fait que, lors d'infiltrations d'eau dans les conduits à doubler, la résine durcissable peut être lavée localement. De plus, la manipulation de ce matériau composite est beaucoup plus délicate que celle d'un matériau composite à trois couches puisque la résine n'est pas protégée. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients susdits et de procurer un matériau composite à trois couches tel que décrit au début mais qui rende possible à la fois une protection de la résine durcissable dont est imprégnée la couche poreuse précitée, et une migration progressive d'au moins une partie de cette résine vers la surface du matériau composite destinée à entrer en contact avec la paroi du conduit à rénover. L'invention a également pour but de réaliser un matériau composite de ce genre qui puisse être aisément commercialisé et transporté, avant son imprégnation par la résine durcissable, sans risque de destruction dudit matériau. Pour résoudre ces problèmes, il est prévu suivant l'invention un matériau composite tel que décrit au début, dans lequel la couche relativement imperméable à l'eau est perméable à la résine durcissable de manière à permettre à au moins une partie de cette résine imprégnant la couche poreuse de migrer au travers de la couche relativement imperméable à l'eau, vers la surface de celle-ci qui est opposée à la couche poreuse. Suivant une forme de réalisation de l'invention, la couche poreuse encore non imprégnée de résine durcissable est solidaire de la couche d'étanchéité et/ou de la couche relativement imperméable à l'eau, de manière continue ou non. Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la couche d'étanchéité est constituée par une polyoléfine et la couche relativement imperméable à l'eau peut être constituée par un tissu, un tricot, un non-tissé ou une membrane. Suivant- une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, la couche poreuse est constituée d'une mousse en matière synthétique, et plus particulièrement d'une mousse de polyéthylène, de polyéther ou de polyester, réticulée et à cellules ouvertes. L'invention a aussi pour objet un procédé de préparation d'un matériau composite destiné au doublage d'une paroi interne de conduit, en particulier pour le chemisage et/ou la réparation d'un conduit ou d'un tunnel, ce procédé comprenant : - une surperposition d'une couche d'étanchéité aux fluides, d'une couche poreuse destinée à être imprégnée d'une résine durcissable et d'une couche relativement imperméable à l'eau, - une imprégnation de la couche poreuse par ladite résine durcissable, et - une solidarisation de la couche poreuse avec la couche d'étanchéité ainsi qu'éventuellement avec la couche relativement imperméable à l'eau. Suivant l'invention, ce procédé comprend au cours de ladite superposition, une application, comme couche relativement imperméable à l'eau, d'une couche perméable à la résine durcissable. En outre, l'invention a pour objet une utilisation d'un matériau composite susdit, ou préparé suivant le procédé précité, pour le doublage d'une paroi interne' de conduit et en particulier pour le chemisage et/ou la réparation d'un conduit ou d'un tunnel. Suivant l'invention, cette utilisation consiste en ce que : - la couche poreuse dudit matériau est imprégnée de résine durcissable, si elle est encore à un état non imprégné, - ledit matériau est posé contre la paroi interne susdite de façon que sa couche relativement imperméable à l'eau soit en contact avec cette paroi interne, - une pression est exercée au moyen d'un fluide appliqué sur la couche d'étanchéité du matériau composite pour que ce dernier épouse au moins partiellement la paroi interne précitée et pour que la résine durcissable migre au travers de la couche relativement imperméable à l'eau, et - la résine est ultérieurement durcie. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemples non limitatifs, le matériau composite, le procédé de préparation de ce dernier ainsi que son utilisation. La figure 1 est une vue en coupe d'un matériau composite suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coupe d'un matériau textile pouvant être utilisé comme couche poreuse. La figure 3 est une vue en coupe d'un matériau composite mis sous une forme tubulaire. Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues. Le matériau composite 1 suivant l'invention et illustré aux dessins est essentiellement destiné au doublage de la paroi interne d'un conduit comme par exemple une section d'égout, un caniveau, un tunnel, etc. dans le but de réparer ledit conduit (non représenté), de permettre un changement d'affectation de ce dernier ou par exemple d'augmenter sa résistance à des agents chimiques ou à l'abrasion. Ce conduit peut avoir une section transversale quelconque, il peut par exemple être à ciel ouvert et/ou présenter des branchements latéraux. Le doublage peut être réalisé sur toute la périphérie du conduit ou seulement sur la partie d'écoulement du fluide véhiculé par le conduit, par exemple sur la partie inférieure d'un égout, ou. encore d'un canal à ciel ouvert, dans lequel s'écoulent les eaux résiduaires. Le matériau composite 1 comprend une couche poreuse 2 destinée à être imprégnée d'une résine thermodurcissable. Cette couche poreuse, moyennement compressible et dont l'épaisseur varie, suivant les circonstances, entre deux et quarante millimètres, présente de préférence une structure cellulaire régulière pouvant emmagasiner une résine durcissable répartie d'une manière uniforme et continue. La compressibilité susdite est choisie pour que le matériau composite ne s'écrase pas sous la pression exercée pour sa mise en place dans le conduit, cette pression pouvant atteindre des valeurs de 5 bars mais ne dépassant généralement pas 1,5 bar. En fonction de la viscosité de la résine précitée, on choisira une couche poreuse 2 qui s'oppose suffisamment à la migration de la résine vers les parties basses de ladite couche placée dans le conduit, suite à la gravité. Cette couche poreuse 2 est avantageusement réalisée au moyen par exemple d'un matériau textile 3 (figure 2), lui-même constitué de deux couches de matière souple 4 et 5 obtenues par tissage ou par tricotage, disposées sensiblement parallèlement et réunies par des fils de liaison 6 dont la rigidité et la fixation auxdites couches 4 et 5 font que l'écartement subsistant entre lesdites couches est maintenu quand une pression est exercée pour les rapprocher. D'un point de vue économique, la couche poreuse 2 peut encore être avantageusement réalisée en une mousse en matière synthétique, comme par exemple une mousse de polyéthylène, de polyéther ou de polyester, dont la structure cellulaire est ouverte afin d'emmagasiner la résine précitée. La densité de cette mousse est généralement comprise entre 15 et 80 daN/m<3> ou, en particulier, entre 20 et 40 daN/m<3>. On peut, dans certains cas d'application, réduire les coûts de matière par une diminution de l'épaisseur de la couche poreuse 2, et donc de la quantité de résine d'imprégnation, en utilisant, pour la fabrication de cette couche poreuse, des fibres ou des éléments filamentaires à haut module d'élasticité comme par exemple des fibres de verre dont les caractéristiques de rigidité sont très élevées. Ces fibres ou éléments filamentaires peuvent être fixés dans la couche poreuse 2, suivant la structure de cette dernière, par tissage, tricotage, couture, collage, accrochage mécanique, etc. Suivant une forme de réalisation avantageuse, ces fibres ou éléments filamentaires seront distribués dans la couche poreuse de façon à en avoir une concentration plus élevée à proximité des faces 7 et 8 de cette couche 2 que vers le plan médian entre ces faces, afin d'améliorer les caractéristiques mécaniques de celles-ci. La résine durcissable peut être une résine époxy, polyester ou polyuréthanne avec, le cas échéant, addition de catalyseur et/ou d'accélérateur. Au cas où un collage à la paroi interne de conduit est souhaité, on préférera une résine ne présentant pas de retrait après avoir durci. Comme cela va de soi pour l'homme de métier, la viscosité de la résine sera adaptée à la structure de la couche poreuse 2 comme déjà expliqué plus haut. La couche d'étanchéité 9 constituera, après la pose du matériau composite 1 dans le conduit, la nouvelle surface interne en contact avec les fluides véhiculés dans ledit conduit. Dans le cadre -de la présente invention, on entend par fluides, tant les fluides véhiculés dans ledit conduit que le ou les fluides qui serviront à la mise en place du matériau composite 1 dans le conduit et qui seront appelés ci-après fluides de pose. Les fluides peuvent être gazeux et/ou liquides. Ils peuvent véhiculer des particules solides. La couche d'étanchéité 9 doit donc être choisie en fonction de ces fluides soit pour sa résistance chimique (acides, bases, liquides polaires, solvants, etc.) et/ou thermique (jusqu'à 120[deg.]C par exemple) soit pour sa résistance mécanique (abrasion, poinçonnement, fissuration) soit encore pour sa compatibilité alimentaire par exemple (eau potable...). L'état de surface de cette couche (de préférence à faible coefficient de friction) et sa souplesse (pour la pose) sont à prendre aussi en considération, sans oublier la question du coût des matières utilisées. La couche d'étanchéité 9 peut être avantageusement constituée par une couche continue de polymère éventuellement associée à un support augmentant sa résistance mécanique, comme un tissu, un tricot, une grille ou un non-tissé. La matière utilisée sera de préférence une polyoléfine et plus particulièrement un polyéthylène, d'une manière générale - soit réticulé soit réticulable. L'épaisseur de cette couche d'étanchéité 9 dépend aussi des conditions d'utilisation et donc entre autres des fluides véhiculés. Cette épaisseur peut varier entre 0,1 et 3 mm. La couche relativement imperméable à l'eau 10 a de préférence une perméabilité, sous une pression de 200 Pa, d'au maximum 400 litres/dm<2>.mn et de préférence comprise entre 250 litres/ dm<2>.mn et 50 litres/dm<2>.mn. Son rôle consiste à former une barrière sélective lorsqu'elle est appliquée contre la paroi du conduit : d'une part, elle empêche dans une large mesure des entrées d'eau dans le matériau composite pendant la pose de ce dernier, entrées d'eau qui provoqueraient un lavage de la résine, et d'autre part, elle permet à la résine de migrer vers la surface du matériau composite 1 en contact avec la paroi interne susdite, cette résine migrée pouvant éventuellement coller, lors de son durcissement, ledit matériau à la paroi. La couche relativement imperméable à l'eau 10 peut se présenter sous la forme d'un tissu, d'un tricot, d'un non-tissé ou encore d'une membrane. Un objet de la présente invention consiste en ce que, l'imprégnation se faisant ultérieurement à la superposition et éventuellement à l'assemblage des trois couches constitutives (2, 9, 10), il est utile, sinon indispensable, de solidariser la couche d'étanchéité 9 et/ou la couche relativement imperméable à l'eau 10 avec la couche poreuse 2 de manière à conserver leurs positions relatives au moins jusqu'au moment de l'imprégnation qui sera par exemple réalisée sur le chantier, avant la pose du matériau composite 1. Cette solidarisation est surtout nécessaire dans le cas où le matériau composite 1 est maintenu sous une forme de ruban, elle peut cependant être également utile au cas où le ruban est mis sous une forme tubulaire (figure 3) en reliant par exemple ses deux bords longitudinaux 11 et 12 par une bande de fermeture 13 (qui par exemple est collée par-dessus lesdits bords). Dans tous les cas, la solidarisation peut être continue ou discontinue, être réalisée sur toute la surface ou localement, etc. A titre d'exemple, le procédé de préparation, suivant l'invention, d'un matériau composite 1 destiné au doublage d'une paroi interne de conduit comporte une série d'étapes qui se font en usine et qui sont la superposition d'une couche d'étanchéité aux fluides 9, d'une couche poreuse 2 et d'une couche relativement imperméable à l'eau 10 que l'on choisit donc pour sa perméabilité à la résine durcissable. Ce procédé donné à titre d'exemple comporte de plus une solidarisation de deux couches contiguës par collage, laminage, soudage, couture, aiguilletage, etc. Ensuite le ruban de matériau composite est mis sous une forme tubulaire comme déjà mentionné plus haut et il est envoyé sur chantier où, par exemple on introduit la résine durcissable dans la couche poreuse 2, d'une manière connue de l'homme de métier. L'homme de métier connaît les différents procédés de pose d'un tel matériau composite dans un conduit. Par exemple, lorsque ce matériau composite est sous une forme tubulaire (figure 3), il y a en général deux procédés de pose. Un premier consiste à utiliser une forme tubulaire dont la couche externe est la couche relativement imperméable à l'eau 10 et à tirer ou à dérouler la forme tubulaire de section adéquate dans le conduit à doubler. Ensuite une extrémité de la forme tubulaire est bouchée et, par l'autre extrémité, on introduit un fluide de pose, par exemple de l'eau ou de l'air, qui par pression ou par gravité remplit la forme tubulaire et l'applique contre la paroi interne du conduit. Au cours de l'application du matériau composite suivant l'invention, la pression ultérieure favorise la migration de la résine susdite au travers de la couche relativement imperméable à l'eau et cette résine, en migrant, se dispose régulièrement entre ladite couche relativement imperméable à l'eau 10 et la paroi interne de conduit. L'étape suivante consiste à durcir la résine, par exemple par échauffement ou par tout autre moyen, et, dans le cas où le fluide de pose est de l'air, on insuffle, dans le volume interne de la forme tubulaire, de la vapeur qui réchauffe et remplace progressivement l'air qui s'y trouve. Le durcissement de la résine forme la nouvelle paroi du conduit avec la couche d'étanchéité 9 comme nouvelle paroi interne et, si la résine a été choisie pour ne pas avoir de retrait lors du durcissement, il peut y avoir un collage efficace du matériau composite appliqué contre la paroi interne de conduit. Le second procédé de pose consiste à réaliser, avec le matériau composite, une forme tubulaire dont la couche externe est la couche d'étanchéité 9. Par exemple, après imprégnation, la périphérie d'une extrémité de cette forme tubulaire est fixée à la périphérie d'une extrémité du conduit à doubler ou d'un quelconque organe nécessaire à son retournement et la forme tubulaire est ensuite chassée par un fluide de pose à l'intérieur du conduit dans laquelle elle progresse en se retournant à la manière d'une chaussette dont l'intérieur passe à l'extérieur et vice et versa. Le fluide de pose est ici aussi en contact avec la couche d'étanchéité 9. Une fois en place, la forme tubulaire est traitée comme ci-dessus pour le durcissement de la résine et son collage éventuel. Comme dit plus haut, la couche d'étanchéité 9 peut être avantageusement à base d'une matière choisie parmi des polyoléfines réticulables. Par exemple, la réticulation de ces dernières peut être faite avant que ladite couche 9 soit associée à la couche poreuse 2 ou elle peut être réalisée pendant la solidarisation de ces deux couches. Il peut être préférable que cette réticulation ait lieu après la mise en place de la forme tubulaire, par exemple pour que cette dernière garde jusqu'alors un maximum de souplesse pour faciliter' la pose. Dans ce cas la réticulation sera réalisée en même temps que le durcissement de la résine durcissable, par le même apport de chaleur humide provenant par exemple de l'injection de vapeur et moyennant l'adjonction éventuelle d'un catalyseur de réticulation. Pour mémoire, le choix des trois couches est fait en fonction de la raison du doublage de la paroi interne de conduit, en fonction du conduit et en fonction du ou des fluides véhiculés. D'après le cas, ce doublage devra résister aux pressions internes ou aux pressions externes par exemple aux poussées du sol, de l'eau contenue dans des nappes phréatiques, etc. La sélection de la couche d'étanchéité doit tenir compte des substances mélangées de manière non contrôlable aux fluides connus (par exemple des déversements d'huiles minérales ou d'acides dans les égouts). L'homme de métier appréciera que, pour la couche poreuse 2, l'utilisation de mousses à cellules ouvertes ou de produits textiles décrits ci-dessus est nettement plus avantageuse que celle des feutres connus à ce jour, ces derniers donnant lieu à des problèmes de régularité d'imprégnation, d'interconnexion entre pores, de dimensions réduites de pores, etc. Lors de la pose sous pression du matériau composite, grâce à son collage à la paroi interne dans le cas d'une résine sans retrait, après durcissement, il est ais'é de repérer des branchements latéraux et de percer ledit matériau pour reformer ce branchement. Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre de la présente invention. Par exemple, on peut concevoir, dans le cadre de la présente invention, que la couche d'étanchéité puisse être retirée après le durcissement de la résine si cette dernière, combinée à la couche poreuse, présente des caractéristiques compatibles avec les fluides véhiculés. REVENDICATIONS 1. Matériau composite (1) destiné au doublage d'une paroi interne de conduit, en particulier pour le chemisage <EMI ID=1.1> couche poreuse (2), destinée à être imprégnée d'une résine durcissable, et une couche d'étanchéité aux fluides (9), appliquée sur une première face (7 ou 8) de la couche poreuse (2� ainsi qu'une couche relativement imperméable à l'eau (10) destinée à venir en contact avec la paroi interne du conduit et appliquée sur loutre face de la couche poreuse, caractérisé en ce que la couche relativement imperméable à l'eau (10) est perméable à la résine durcissable de manière à permettre <EMI ID=2.1> de migrer au travers de la couche relativement imperméable à l'eau, vers la surface de celle-ci qui est (Opposée à la couche poreuse (2).
Claims (9)
- (1) destiné au doublage d'une paroi interne de conduit, en particulier pour le chemisage et/ou la répartition d'un conduit ou d'un tunnel, ce procédé comprenant :- une superposition d'une couche d'étanchéité aux fluides (9), d'une couche poreuse (2) destinée à être imprégnée d'une résine durcissable et d'une couche relativement imperméable à l'eau (10), - une imprégnation de la couche poreuse (2) par ladite résine durcissable et - une solidarisation de la couche poreuse (2) avec la couche d'étanchéité (9) ainsi qu'éventuellement en supplément avec la couche relativement imperméable à l'eau (10), caractérisé en ce qu'il comprend, au cours de ladite superposition, une application, comme couche relativement imperméable à l'eau(10), d'une couche perméable à la résine durcissable. 11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que ladite solidarisation a lieu préalablement à l'imprégnation précitée.12. Utilisation du matériau composite (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9 ou obtenu suivant le procédé de l'une ou l'autre des revendications 10 et 11, pour le doublage d'une paroi interne de conduit et en particulier pour le chemisage et/ou la réparation d'un conduit ou d'un tunnel, caractérisé en ce que :- la couche poreuse dudit matériau (1) est imprégnée de résine durcissable, si elle est encore à un état non imprégné, - ledit matériau est posé contre la paroi interne susdite de façon que sa couche relativement imperméable à l'eau (10) soit en contact avec cette paroi interne, - une pression est exercée au moyen d'un fluide appliqué ,sur la couche d'étanchéité (9) du matériau composite (1) pour que ce dernier épouse au moins partiellement la paroi interne précitée et pour que la résine durcissable migre au travers de la couche relativement imperméable à l'eau (10), et - la résine est ultérieurement durcie.13. Utilisation suivant la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comprend, lors du durcissement de la résine, un collage au moins partiel du matériau composite (1) à la paroi interne susdite au moyen de la résine ayant migré au travers de la couche relativement imperméable à l'eau (10).14. Utilisation suivant l'une ou l'autre des revendications 12 et 13, caractérisée en ce que, la couche d'étanchéité
- (2) contient des éléments filamentaires à haut module d'élasticité, de préférence au moins égal à celui du verre.(2) est constituée d'une mousse en matière synthétique, et plus particulièrement d'une mousse de polyéthylène, de polyéther ou de polyester, réticulée et à cellules ouvertes, de préférence d'une épaisseur de 2 à 40 mm et d'une densité comprise entre 15 et 80 daN/m et plus particulièrement entre 20 et 40 daN/m<3>.(2) est constituée par un matériau textile (3), lui-même constitué par au moins deux couches de matière souple (4 et 5) sensiblement parallèles et réunies entre elles par des fils (6) ou éléments de liaison2. Matériau composite (1) suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la couche poreuse encore non imprégnée de <EMI ID=3.1>de la couche relativement imperméable à l'eau (10), de manière continue ou non.
- 3. Matériau composite (1) suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la couche d'étanchéité (9) est constituée par une polyoléfine.
- 4. Matériau comporte (1) suivant l'une quelconque<EMI ID=4.1>imperméable à l'eau (10) est constituée par un tissu, un tricot, un non-tissé ou une membrane.
- 5. Matériau composite (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche poreuse
- (6) dont les extrémités immobilisée-s dans les couches de matière souple (4 et 5) ont une rigidité telle (qu'ils maintiennent un écartement entre ces couches de matière précitées lorsqu'une pression est exercée sur ces dernières pour les rapprocher ]l'une de l'autre. 6. Matériau composite suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche poreuse
- 7. Matériau composite (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la couche poreuse
- 8. Matériau composite suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments filamentaires susdits sont répartis en majeure partie sur les deux faces susdites de la couche poreuse précitée.9. Matériau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la résine imprégnant la couche poreuse est une résine à propriétés adhésives permettant un collage au moins partiel du matériau composite à la paroi interne de conduit.10. Procédé de préparation d'un matériau composite
- (9) étant constituée par une polyoléfine réticulable, elle procède d'un même apport de chaleur humide pour la réticulation de cette couche et pour le durcissement de la résine.
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