FR2617285A1 - Procede et dispositif de detection des fuites de bassins notamment de piscines a usage nucleaire - Google Patents

Abstract

Selon l'invention on applique contre la zone de la paroi à vérifier une cloche étanche dont la chambre 331 est emplie d'un fluide de détection mis à une surpression de l'ordre de 300 à 400 hPa environ par rapport à la pression qui règne normalement à cet endroit dans le bassin. On localise et/ou évalue la fuite éventuelle en mesurant le débit ou la pression dans la chambre. Comme fluide de détection on utilise l'eau, l'air et/ou l'hélium. Applications aux installations nucléaires.

Description

L invention est relative à la détection des fuites se manifestant dans les parois de bassins des tinés à contenir des liquides et, plus particulièrement. à un procédé et à un dispositif de détection des fuites des parois de bassins notamment de piscines à usage nucléaire.

Dans de nombreuses industries, on a besoin de contenir ou de recueillir des liquides dans des bassins étanches. C'est particulièrement le cas des activités nucléaires ou, au moins à titre de sécurité, on dispose à l'entour des enceintes ou circulent des substances radioactives en particulier liquides. des piscines destinées à contenir tout liquide contaminé qui s'en echapperait notamment par fuite de l'ainsi tallation. On comprend que pour des raisons de sé curité, il est nécessaire de pouvoir détecter et de préférence localiser les fuites qui peuvent se déclarer dans ce type de bassin habituellement désigné dans le secteur technique considéré sous le nom de piscine".

Comme on le sait. ces piscines sont usuellement constituées d'un cuvelage dont la maçonnerie extérieure, faite la plus souvent en béton. est revêtue sur sa face intérieure d'une doublure d'étanchéité faite traditionnellement de tôles réunies par soudure. Entre la maçonnerie et sa doublure métallique est disposé un enduit qui assure la liaison. a doublure métallique est le plus souvent faite de tôles en acier inoxydable réunies pàr soudure suivant des joints à clin ou bout à bout.

Quel que soit le soin apporté aux jonctions au moment du soudage, il est nécessaire de s'assurer de- la qualité des soudures au moment de l'exécution des travaux de construction et aussi. ensuite, à titre
préventif ou curatif afin de s'assurer qu'aucune faille n'existe dans le cuvelage.

De toutes petites anomalies, de l'ordre du dixième de millimètre de diamètre ou moindre, peuvent provoquer des incidents notables si l'on se souvient en particulier qu'une telle piscine peut avoir plus d'une dizaine de mètres de profondeur.

Diverses techniques ont déjà été proposées pour faire ce type de vérification de l'étanchéité de bassins. Elles font appel, souvent, à des systèmes de mesure immergés manoeuvrés par des scaphandriers.

On a déjà utilisé la détection accoustique.

Si celle-ci à l'avantage de faire appel à des équipements de petite taille opérant à distance et donnant, un diagnostic rapide, elle à l'inconvénient d'être sensible aux bruits environnant et peu efficace à des profondeurs inférieures à cinq mètres environ.

On a aussi déjà utilisé la détection en dépression à l'aide de cloche à joint que l'on applique contre la zone å vérifier et où on établit une petite dépression par rapport à l'eau environnante et on observe son évolution. Cette technique est facile à mettre en oeuvre et ses résultats faciles à interpréter mais soulève des difficultés car l'étanchéité au joint peut outre difficile à obtenir en particulier sur des surfaces non-planes et la durée des mesures peut être relativement longue. Cette technique ne permet pas de déceller de fuite occasionnant un débit inférieur au litre d'eau par heure environ.

Enfin d'autres techniques utilisant des "chambres isobares". des ultra-sons, les courants de
Foucault ou la thermographie infrarouge ont été essayées mais abandonnées du fait de leur complexité, d'incertitudes d'interprétation ou de mise en oeuvre particuliérement délicate.

Le but de- l'invention est de permettre la vérification de l'étanchéité de bassins. notamment de piscines à usage nucléaire, à. l'aide d'une technique qui ne présente pas des inconvénients de cette nature.

qui soit simple de mise en oeuvre et d'interprétation.

qui convienne pour les surfaces non-planes et qui utilise un matériel qui ne nécessite pas la présence de plongeurs ou de scaphandriers.

Un autre but de l'invention est la vérification de la qualité des parois et le contra le de leur absence de toute fuite en faisant appel à un fluide sous pression de préférence très diffusible tel que, par exemple un gaz léger comme l'hélium qui est présent dans l'atmosphère en très petite quantité et peut être repéré et détecté même à l'état de trace infime à l'aide d'équipements de physique très sensibles tels que les spectromètres de masse.

L'invention a pour objet un dispositif de détection des fuites des parois de bassins, notamment de piscines à usage nucléaire, à l'aide d'un fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il comprend un bâti, des moyens de fixation portés par le bati et une cloche étanche de détection qui est portée par le bati et est constituée d'un corps délimitant une chambre pour le fluide de détection sous pression dont la face opposée au ba-ti est ouverte et bordée d'un joint d'étanchéité destiné à venir au contact de la paroi à vérifier et muni d'au moins deux raccords pour l'alimentation en et/ou l'évacuation de fluides.

L'invention a aussi pour objet un procédé de détection des fuites des parois de bassins notamment de piscines à usage nucléaire à l'aide d'un fluide sous pression de préférence très diffusible repérable par exemple par un spectromètre de masse utilisant une cloche étanche de détection s'il y a lieu de type selon ce qui a été indiqué précédemment. Ce procédé est caractérisé par les phase suivantes: on fixe la cloche étanche contre la paroi à vérifier, on chasse éventuellement l'eau de la cloche et/ou on la purge de toute traces d'humidité résiduelle, on met sous pression par exemple à l'aide d'air comprimé à la valeur désirée la cloche pour en vérifier l'étanchéi té, on envoie sous pression du fluide, de détection dans la cloche, on détecte ce fluide son débit ou sa variation de pression pour localiser et/ou évaluer la fuite.

D'autres caractéristiques de l'invention, ressortiront de la lecture de la description et des revendications qui suivent et de l'examen du dessin annexé, donné seulement à titre d'exemple où
- la Fiv.1 est une vue schématique partielle d'un dispositif suivant l'invention illustrant la manière dont il est relié pour sa mise en fonctionnement
- la Fig.2A est une vue de dessus du dispositif selon l'invention, et
- la Fig.2B est une vue de coté de la
Fig.2A.

Comme on le sait, les bassins de retenue de liquide de grande dimension qui doivent pré-senter une étanchéité pratiquement parfaite et sans défaut au liquide qu'ils sont destinés à contenir ou recueillir sont constitués d'un cuvelage.

Comme on l'a illustré sur la Fiv.1, où on a représenté une piscine à usage nucléaire qui comprend des parois latérales et un fond, on utilise un cuvelage 20 fait d'un massif de maçonnerie 21, par exemple en béton armé, dont les parois intérieures sont revetues d'une doublure d'étanchéité 2-3 faite par exemple de tales en acier inoxydable soudées. Entre la maçonnerie 21 et la doublure 23 est, le plus souvent, disposé un enduit 22 destiné à assurer la cohésion de l'ensemble.

Comme on le sait, la réunion des tôles assurant la doublure d'étanchéité est, le plus souvent, obtenue par soudage selon des lignes de jonction qui peuvent présenter des clins dont la dénivellation peut atteindres des valeurs de plusieurs millimètres.

Le but de l'invention est de permettre la vérification de l'étanchéité ou la détection de la présence de fuites éventuelles dans la doublure d'étanchéité notamment au niveau des soudures.

Selon l'invention on utilise un dispositif 30 constitué d'un bati 31, de mpyens de fixation 32 et d'une cloche 33.

La manière dont on met en oeuvre ce dispositif sera exposée après la description détaillée de ce dernier.

Comme on le voit notamment sur les Fig.2, le bâti 31 se compose entre autres de traverses 310, ici deux, qui sont disposées transversalement à l'axe longitudinal du bâti. Ce ba-ti est par exemple réalisé en cornières métalliques ou analogues mécanosoudées ou assemblées de tout autre manière convenable, classique.

Les moyens de fixation 32 sont constitués par exemple de ventouses 320. dont une seule est représentée, montées au voisinage de l'extrémité libre des traverses 310. Ces ventouses sont réunies par une tuyauterie souple, non représentée. a- une pompe à vide ou analogue classique, non dessinée, apte à mettre en dépression les ventouses 320 lorsqu'elles sont ap pliquées contre la paroi du bassin à vérifier. Ces ventouses sont réunies à la tuyauterie par exemple par des circuits indépendants.

Comme on le voit, la cloche 33 est constituée d'un corps 330 qui ménage une chambre 331 dont l'une des faces, à l'opposée du ba-ti 31, est ouverte de manière à pouvoir être close lorsqu'elle est appliquée au contact de la paroi à vérifier. La face opposée à la face ouverte, tournée vers le bâti. est de préférence localement transparente par exemple à l'aide d'un hublot. Cette chambre est bordée d'un joint 332 constitué par exemple d'au moins un cordon 334 de préférence en caoutchouc aux silicones par exemple engagé dans une gorge 334 ménagée dans le corps 332. Au lieu d'être engagé dans une gorge, on peut aussi coller ce joint sur le corps.Pour obtenir une efficacité satisfaisante on utilise un tel caoutchouc qui présente une dureté Shore de 60 + 5, une masse volumique de 1.3 kg/dm3, un allongement à la rupture de 180Z minimal et une résistance à la rupture de 5HPa minimale; un tel joint a une section droite rectangulaire de 15 mm de large et de -25 mm de hauteur. Ce corps 332 est aussi muni d'au moins deux raccords 335 qui débouchent dans la chambre 331 pour les raisons qui apparaitront par la suite.

De préférence la cloche 33 est mobile en translation relativement au bâti de manière à pouvoir s'en éloigner ou s'en approcher. Ces dëplacements sont par exemple commandés par des vérins 313 et guidés au besoin par des fourreaux coulissant sur des tiges ou analogues. Au lieu d'utiliser des vérins, on peut se servir d'un "sac" ou "matelas" étanche gonflable relativement plat à l'état dégonflé. En y envoyant un gaz ou liquide sous pression, on provoque le déploiement et l'expension de ce sac qui, comme les vérins, applique alors la cloche contre la paroi; une telle solution permet de réduire l'encombrement.

Une source d'air comprimé 40 telle qu'un compresseur, est reliée à la cloche 33 à l'aide d'une conduite 41 branchée sur l'un des raccords 335. Cette conduite est équipée d'une vanne d'isolement 42 et d'un manomètre 43.

Une source d'un fluide sous pression 50 par exemple un gaz très diffusible tel que de l'hélium en bouteille sous pression ou en vase de Dewar est, reliée à la cloche 33 à l'aide d'une canalisation 51 branchée sur l'autre des raccords 335. Cette canalisation 51 est équipée elle-aussi d'une vanne d'son lement 52 et d'un manomètre 53.

A la partie supérieure de la maçonnerie du cuvelage, sont disposés des piquages 24 situés pratiquement à l'aplomb des jonctions des tôles constituant la doublure d'étanchéité. Ces piquages 24 sont reliés à un spectromètre de masse 60 par un conduit étanche 61.

Pour détecter une fuite dans la paroi de la piscine à vérifier, on applique le dispositif 30 suivant l'invention contre la paroi à vérifier de manière que la chambre 331 de la cloche 33 recouvre la zône dont on souhaite s'assurer de l'absence de défaut ou localiser avec précision la nature de la fuite. Ceci fait, on agit sur la pompe à vide de manière à mettre en pression les ventouses 320 et ainsi ancrer solidement le dispositif selon l'invention. La piscineétant habituellement pleine d'eau, il est nécessaire de placer une vanne d'isolement sur la tuyauterie d'aspiration des ventouses de manière que l'eau qu'elles contenaient initialement n'aille pas perturber le fonctionnement de la pompe à vide.Ensuite, on fait fonctionner les vérins 313 de manière à appliquer la cloche 33 contre la paroi et l'y maintenir avec un effort suffisant afin que l'étanchéité entre la chambre 331, à l'aplomb du joint 332. et la paroi soit bien assurée. Au besoin, comme illustré on utilise deux cordons 334 disposés de manière successives afin d'améliorer la qualité de l'étanchéité.

Après ceci, on chasse éventuellement l'eau de la cloche en y envoyant de l'air comprimé par exemple par la conduite 41 et/ou on la purge de toutes traces d'humidité éventuelle.

Ceci fait, on insuffle par exemple de l'air sous pression à la valeur désirée, dans la cloche pour s'assurer de la parfaite étanchéité au niveau du joint 332 appliqué contre la paroi à vérifier; on maintient par exemple une surpression de 300 à 400 hPa environ au-dessus de la pression d'eau ou d'air à ce niveau.

On isole alors la source d'air comprimé et on insuffle dans la chambre 331 un fluide de détection sous pression tel un gaz très diffusible comme l'hélium. On maintiènt celui-ci sous une pression déterminée de quelques centaines d'hectopascal et/ou on le fait circuler, éventuellement mélangé par exemple à de l'air. Quel que soit le processus utilisé, on connait l'aptitude de l'hélium à se répandre et à diffuser très rapidement du fait de sa très petite masse. Si dans la zone qui se trouve à l'aplomb de la chambre de la cloche une fuite existe dans la paroi et en particulier dans la soudure de ia jonction, de l'hélium passe par les défauts et s'infiltre dans l'enduit.Au bout d'une durée relativement brève, l'hélium qui s'est ainsi répandu dans l'enduit est capté de pré férence par le piquage 24 qui se trouve à la partie supérieure de la maçonnerie et est acheminé par le conduit 61 en direction du spectromètre de masse 60 où il est détecté on favorise le reccueil de l'hélium en entretenant une circulation d'air en direction du spectromètre
On comprend donc la manière dont on opère pour détecter une fuite gr ce au dispositf selon l'invention en l'utilisant selon le procédé que l'on a indiqué.

Le fait d'utiliser pour le corps du dispositif au moins une face transparente permet de suivre les différentes phases d'exécution du processus en particulier l'évacuation de l'eau lors d'une des phases initiales et aussi la mise en pression pour la vérification de l'étanchéité,
Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention on maintient dans la cloche une surpression d'environ 250 hPa au-dessus de la pression de l'eau ou de l'air à ce niveau.

Grace au dispositif selon l'invention on parvient à un seuil de détection de l'ordre de 10 cm3 d'hélium à la seconde. On voit donc toute la sensibilité et l'efficacité du dispositif et du procédé -suivant l'invention pour la détection des fuites des bassins en particulier des piscines à usage nu cléaire.

La recherche de fuites éventuelles peut se faire piscine pleine d'eau ou vide.

On peut opérer avec ou sans balayage avec un autre gaz, par exemple de l'air. Dans tout les cas on fait une mesure de la concentration naturelle d'hélium avant injection de ce gaz pour le déroulement du processus.

Au lieu d'opérer avec un fluide de détection sous pression gazeux comme l'hélium, on peut se servir d'un fluide de détection sous pression liquide, par exemple de l'eau.

Avec de l'eau, on relie la chambre 331 de la cloche 33 à un tube manométrique qui dépasse le niveau de la surface libre qu'atteint normalement le liquide quand la piscine est pleine, de deux à trois mètres environ. Après pose et vérification de l'étanchéité à l'air, on emplit la chambre et le tube d'eau et on établit une surpression d'environ 300 hPa. La variation de la hauteur d'eau dans le tube manométrique permet de localiser et de mesurer le débit de la fuite éventuelle. Avec un tube de 6mm de diamètre on peut évaluer un débit de 4,2 l/h environ avec une dénivellation de 1 m observée en 24 s.

On peut aussi remplacer dans la technique précédente l'eau par de l'air seul. On mesure alors le débit d'air dans la chambre pour y entretenir la surpression.

La technique selon l'invention permet de mettre en évidence des défauts d'étanchéité qui correspondent à un trou de l'ordre de 0,16 mm de diamètre.

Pour mettre en oeuvre le dispositif selon l'invention on le suspend à un cabale ou filin pour le descendre dans le bassin ou piscine. Pour presser initialement les moyens de fixation contre la paroi à vérifier pour amorcer l'ancrage. comme c'est le cas par exemple avec des ventouses qu'il faut mettre en dépression, on munit le dispositif de tuyères qui par effets aéro- ou hydrodynamiques le propulsent vers la paroi alors qu'il est suspendu au câble,

Claims (18)

REVENDICATION5

1. Dispositif (30) de détection des fuites des parois de bassins notamment de piscines à usage nucléaire à l'aide d'un fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il comprend un ba-ti (31), des moyens de fixations (332) portés par le ba-ti (31), une cloche (33) de détection pouvant être rendue étanche portée par le bâti (31) et constituée d'un corps (330) délimitant une chambre (331) dont une face opposée au bati (31) est ouverte et bordée d'un joint (332) d'étanchéité destiné à venir au contact de la paroi à vérifier et muni d'au moins deux raccords (335) pour l'alimentation en et/ou l'évacuation de fluides.

2. Dispositif selon la revendication 1, où.

la chambre (331) présente coté ba-ti (31) une surface au moins localement transparente.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, où le joint d'étanchéité (332) comprend au moins un cordon (334) en caoutchouc aux silicones.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, où l'un des raccords (315) est relié à une source d'air comprimé (40).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, où l'un des raccords (315) est relié à une source (50) d'un fluide de detection.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 5, où la cloche (33) est mobile relativement au bâti (31) et ses déplacements provoqués par exemple par des vérins (313).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, où les moyens de fixation (32) comprennent au moins une ventouse (320) apte à etre mise en dépression.

8. Dispositif selon la revendication 7, où

les moyens de fixation (32) comprennent quatre ventouses (320) montées chacune au voisinage de l'extrémité d'une traverse (310) fixée transversalement au bâti (31).

9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8.

où la ou les ventouses (320) sont reliées à une pompe à vide par l'intermédiaire d'une vanne d'isolement interdisant les remontées d'eau jusqu'à la pompe à vide.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, où le raccord (315) est relié à une source (50) de fluide de détection gazeux par l'intermédiaire d'une vanne d'isolement (52) permettant l'évacuation de l'eau de la cloche (33).

11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, où le fluide de détection gazeux est de.l'air et/ou de l'hélium.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, où le fluide de détection est liquide.

13. Procédé de détection des fuites des parois de bassin notamment de piscines à usage nucléaire à l'aide d'un fluide sous pression utilisant une cloche étanche de détection s'il y lieu d'un type selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, ca ractérisé par les phases suivantes: on fixe la cloche étanche contre la paroi à vérifier, éventuellement on chasse l'eau de la cloche et on la purge de toute traces d'humidité résiduelle, on met sous pression par exemple à l'aide d'air comprimé. à la valeur désirée la cloche pour en vérifier l'étanchéité, on envoie sous pression du fluide de détection dans la cloche et on détecte ce fluide, son débit ou sa variation pression pour localiser et/ou évaluer la fuite.

14. Procédé selon la revendication 13, où on envoie comme fluide de détection de l'hélium et/ou de 1' air.

15. Procédé de detection selon la revendication 13, où on envoie comme fluide de détection un liquide tel de l'eau.

16. Procédé selon la revendication 13 ou 14, où on capte le fluide de détection diffusible infiltré dans la paroi à l'aide de piquages (24) placés dans la maçonnerie (21) du cuvelage (20) au voisinage des lignes de jonction des soudures de la doublure métallique (23).

17. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, où on établit ou entretient dans la cloche étanche une surpression au plus égale à la surpression de vérification de l'éétanchéité de la cloche au-dessus de la pression qui règne à ce niveau dans le bassin.

18. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 13 à 17 où on opère sur bassin plein de liquide ou vide.