CH645707A5 - Procede et appareil pour reparer ou revetir une conduite souterraine notamment de gaz sans effectuer de terrassements. - Google Patents

Description

L'invention a pour objet un procédé et un appareil pour revêtir 35 une conduite souterraine sans que l'on ait à effectuer des terrassements. De façon plus précise, la présente invention concerne un procédé et un appareil dans lesquels un tube flexible peut être introduit dans une conduite souterraine existante, l'une des extrémités de ce tube étant rendue étanche à l'intérieur de la conduite, en un em-40 placement situé au-delà du défaut, au moyen d'un organe d'étanchéité expansible sous l'action de la chaleur.

La présente invention est applicable à la réparation de toute conduite inaccessible. Très souvent, la conduite est inaccessible parce qu'il s'agit d'une conduite enterrée. Cependant, l'invention a été plus 45 particulièrement prévue pour la réparation des conduites de gaz souterraines sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des terrassements. Il s'agit en particulier de la réparation de conduites de gaz de services ou de conduites allant de la conduite de gaz principale à des bâtiments individuels tels que des bâtiments d'habitation. Il est fréquent so que les conduites de gaz de ce type demeurent en exploitation pendant un grand nombre d'années après leur installation, très souvent pendant des périodes de temps dépassant largement vingt ans.

Il arrive très souvent que, après une période de vingt ans ou da-55 vantage, de telles conduites d'exploitation aient tendance à se détériorer, notamment parce qu'elles sont souterraines et ne se trouvent pas dans un environnement idéal. La réparation de ces conduites d'exploitation est habituellement une opération onéreuse. Il est nécessaire d'effectuer des terrassements en déblais jusqu'à la conduite 60 de gaz, généralement sur toute la longueur allant du bâtiment jusqu'au point de raccordement de la conduite de gaz avec la conduite principale. Cela nécessite habituellement l'exécution de terrassements jusqu'à la rue ou dans la rue et généralement à travers le trottoir. Ces terrassements entraînent généralement des dépenses 65 considérables, et l'exécution nécessaire d'opérations de remblais et de réfection de revêtement.

La présente invention crée un procédé et un appareil pour réparer ou revêtir une conduite souterraine sans qùe l'on ait à efifec-

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tuer des terrassements. Les caractéristiques définissant ce procédé et cet appareil sont exposées dans les revendications 1 et 3 respectivement.

L'invention sera comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels:

la fig. 1 est une vue en élévation et en coupé axiale d'un tube de revêtement flexible monté à l'intérieur d'une conduite de gaz existante, ou d'une conduite similaire, au moyen d'un organe d'étanchéité expansible conformément à la présente invention;

la fig. 2 est une vue en coupe axiale de l'organe d'étanchéité expansible et de l'organe de raccord avec le tube flexible relié, ces organes étant introduits dans une conduite conformément à la présente invention;

la fig. 3 est une vue en coupe axiale d'un autre mode de réalisation de la présente invention avec un élément chauffant introduit à l'intérieur de l'organe d'étanchéité expansible, conformément à l'invention;

la fig. 4 est une vue en coupe transversale effectuée suivant la ligne 4-4 de la fig. 2, représentant l'organe d'étanchéité expansible conforme à la présente invention;

la fig. 5 est une vue en coupe transversale effectuée suivant la ligne 5-5 de la fig. 3 ;

la fig. 6 est une vue en élévation avec arrachement partiel montrant l'introduction d'un élément chauffant dans l'une des extrémités d'un organe de raccord avec un organe d'étanchéité expansible déjà monté sur l'autre extrémité, conformément à la présente invention;

la fig. 7 est une vue en coupe axiale de l'extrémité avancée d'un autre exemple de réalisation de la présente invention, cette extrémité étant montée à l'emplacement d'un raccord de la conduite à réparer, conformément à l'invention, et la fig. 8 est une vue en coupe axiale de l'extrémité avancée de l'organe d'étanchéité expansible, suivant l'exemple de réalisation de l'invention conforme à la fig. 7, avant expansion.

Sur les dessins, les mêmes références numériques désignent les mêmes éléments.

La fig. 1 représente une conduite 10 allant d'une conduite principale 12 à l'intérieur d'un bâtiment en traversant un mur 14, la conduite 10 peut être d'un type quelconque devant être réparé sans effectuer de terrassements.

Cependant, dans un but d'illustration et sans intention limitative, l'invention sera décrite dans la suite en se référant à la réparation et au revêtement d'une conduite de gaz partant d'une conduite de gaz principale. Il est bien entendu que l'on peut réparer d'autres types de conduites, par exemple des conduites d'eau, conformément à la présente invention.

La conduite 10 et la conduite principale 12 sont représentées posées dans la terre 16, comme cela est classique. Un trottoir 18 de type normal, une bordure 20 et un revêtement 22 sont représentés dans un but d'illustration.

Au moyen de la présente invention, on peut réparer ou revêtir une conduite 10 partant de l'intérieur d'un bâtiment, traversant un mur de ce bâtiment et allant jusqu'à la conduite principale 12, sans que l'on ait à démolir le revêtement 22, la bordure 20 ou à déblayer une partie quelconque de la terre 16 comprise entre le mur 14 du bâtiment et la conduite principale 12.

Les terrassements en déblais et la réfection des ouvrages, tels que le revêtement, les bordures et le trottoir, sont des opérations extrêmement onéreuses. Même le déblai et le remblai de terre non traitée sont des opérations très onéreuses.

La présente invention peut être mise en application avec un type quelconque de conduite appropriée 10, comportant, par exemple, des tuyaux classiques en acier, en cuivre, en matière plastique. En outre, il n'est pas indispensable que la conduite 10 soit parfaitement rectiligne, elle peut être incurvée.

Conformément à la présente invention, la fig. 1 représente un organe d'étanchéité expansible 24, un organe de raccord 26 et un tube flexible ou conduit 28 montés dans une conduite 10. Le tube flexible 28 est représenté comme sortant de la conduite 10 et pénétrant à l'intérieur du sous-sol, au-delà de l'extrémité coupée ou débranchée de la conduite 10 dépassant la face intérieure du mur 14.

La fig. 2 représente, à l'état assemblé, un organe d'étanchéité expansible 24, un organe de raccord 26 et un tube flexible 28 introduit dans la conduite 10 avant l'opération d'expansion de l'organe d'étanchéité 24. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la fig. 2, l'organe d'étanchéité expansible 24 comporte un élément tubulaire 30 en matière réticulée stabilisée à la chaleur. La matière réticulée stabilisée à la chaleur de l'élément tubulaire 30 peut être constituée, de préférence, par une polyoléfine réticulée, telle que le polyéthylène stabilisé à la chaleur, et soumise à une contraction préalable. Mais il est bien entendu qu'on peut utiliser d'autres polymères tels que les chlorures de polyvinyle réticulés, l'ABS (copolymère d'acrylonitrile butadiène-styrène), les polyuréthannes, la plupart des caoutchoucs et/ou des polyoléfines avec un ion métallique ajouté telles celle qui est commercialisée par E.I. DuPont de Nemours & Co suivant la marque Surlyn. Bien que les expressions polyoléfine réticulée ou polyéthylène réticulé soient utilisées dans la description pour des exemples particuliers se rapportant à des modes de réalisation préférentiels, il est bien entendu qu'on peut utiliser d'autres matières réticulées et d'autres polymères pour la mise en pratique de la présente invention. La réticulation de la polyoléfine peut être obtenue au moyen de rayons ultraviolets, par des moyens chimiques tels que le peroxyde dicoumalique ou par des radiations. Comme il est connu dans la technique, les polyoléfines réticulées et les autres polymères stabilisés à la chaleur tendent à revenir aux dimensions ou à l'état correspondant à la réticulation. Conformément à la présente invention, un tube en matière réticulée, par exemple un tube en polyoléfine réticulée, peut être chauffé et étiré pour réduire ses dimensions radiales. Le polymère réticulé étiré peut ensuite être utilisé pour constituer l'élément tubulaire 30 de l'organe d'étanchéité expansible 24 suivant la présente invention. Lorsqu'on chauffe à nouveau l'organe d'étanchéité expansible 24 au moyen d'un élément chauffant introduit à l'intérieur de cet organe, l'organe d'étanchéité expansible 24 étant mis dans la position voulue à l'intérieur de la conduite, l'élément tubulaire 30 en matière réticulée stabilisée à la chaleur revient à sa condition réticulée normale. En d'autres termes, le diamètre de cet élément tubulaire 30 augmente. Cette expansion provoque une dilatation de l'organe d'étanchéité expansible dans la conduite, cet organe étant ainsi fermement fixé en position.

A l'extérieur de l'élément tubulaire 30 de l'organe d'étanchéité expansible 24 est disposée une couche de surface extérieure collante 32 relativement molle qui vient adhérer à la surface intérieure 34 de la conduite 10. Il n'est pas nécessaire que la couche 32, 34 forme une liaison chimique ou moléculaire avec la conduite 10: une forte liaison mécanique avec la surface intérieure 34 de la conduite 10 est suffisante lorsqu'elle est assurée par un mastic collant actif.

Un ou plusieurs éléments élastiques 36 sont montés à l'intérieur de l'élément tubulaire 30. Il s'agit de préférence d'éléments élastiques en feuille destinés à assister l'expansion de l'élément tubulaire 30 et à développer une force radiale additionnelle vers l'extérieur contre la surface intérieure de l'élément tubulaire 30 pour assurer un joint étanche avec la surface intérieure 34 de la conduite 10 du moyen de l'organe d'étanchéité expansible 24. Les éléments élastiques 36 peuvent comporter un ou plusieurs tours ou spires de matière élastique ou à ressort, comme représenté en 40 sur la fig. 4. Les organes élastiques 36 sont de préférence maintenus en position contractée par un joint fusible 38 tel qu'un cordon de soudure 38, comme on peut le voir également sur la fig. 4 en liaison avec les autres éléments.

Lorsqu'on désire dilater l'organe d'étanchéité expansible 24, un élément chauffant 42 est introduit dans la partie centrale de l'élément tubulaire 30 et des éléments élastiques 36. Un élément chauffant 42 est représenté sur les fig. 3 et 5. Cependant, il y a lieu de remarquer que la fig. 3 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel on utilise un seul élément élastique 36. Lorsqu'on alimente l'élément chauffant 42 en énergie électrique, le joint fusible 38, par exemple un cordon de soudure, est fondu, ce qui

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permet à la force d'expansion dirigée radialement vers l'extérieur des éléments élastique? ou à ressort 36 d'agir contre la surface intérieure de l'élément tubulaire 30. Ces éléments peuvent ainsi se dilater lorsque l'élément tubulaire 30 se dilate en raison de la chaleur dégagée par l'élément chauffant 42. Une liaison rigide est ainsi obtenue entre la couche de mastic 32 et la surface intérieure 34 de la conduite 10. L'élément chauffant 42 est alimenté en courant électrique par des conducteurs électriques (non représentés) disposés à l'intérieur d'un câble 44 qui est de préférence du type blindé. L'élément chauffant et le câble sont introduits dans le tube flexible 28 et l'organe de raccord 26, de manière que l'élément chauffant 42 s'étende dans l'élément tubulaire 30 et le ou les éléments élastiques 36 soit avant l'introduction de l'ensemble et du tube flexible 28 dans la conduite 10, ou après cette introduction. Après l'alimentation en énergie électrique de l'élément chauffant 42 et l'expansion de l'organe d'étanchéité expansible 24, on retire le câble 44 et son élément chauffant 42 de la zone 47 du sous-sol du bâtiment représenté sur la flg. 1. La structure de la fig. 3 est en outre représentée en coupe transversale sur la fig. 5 montrant l'élément chauffant central de l'élément chauffant 42.

Lors de la mise en application, l'organe d'étanchéité expansible 24 est relié au tube flexible 28 de remplacement ou de revêtement par un organe de raccord 26 avant introduction dans la conduite 10. L'organe de raccord 26 est représenté sur les fig. 2 et 6. L'organe d'étanchéité expansible 24 est relié à une extrémité 48 de l'organe de raccord 26. L'organe de raccord 26 est de préférence constitué par un élément métallique central présentant un alésage longitudinal qui le traverse. Il comporte une partie médiane 50, une partie striée 52 recevant l'élément tubulaire 30 de l'organe d'étanchéité expansible 24 et une extrémité striée 54 recevant le tube flexible 28. Les extrémités striées 52 et 54 sont de préférence recouvertes d'un mastic thermosensible pour garantir un joint ferme et étanche à l'air.

Lors de l'utilisation, un élément chauffant 56 est introduit dans l'alésage axial de l'extrémité 48. Il est judicieux que l'élément chauffant 56 soit un élément chauffant distinct de l'élément chauffant 42 qui est relié à un câble assez long. Le câble 44 doit avoir une longueur suffisante pour passer dans la conduite 10 depuis le zone 47 du sous-sol jusqu'à l'emplacement de fixation voulu de l'organe d'étanchéité expansible 24 à l'intérieur de la conduite 10. Lorsque l'extrémité 48 a été chauffée, l'élément chauffant 56 est retiré, et l'extrémité appropriée de l'élément tubulaire 30 est engagée entre les éléments cylindriques 58 et 48. Le mastic disposé sur les stries 52 forme un joint étanche à l'air. L'élément cylindrique 58 est constitué de préférence par un tube inoxydable à paroi mince lié à la partie médiane 50 de l'organe de raccord 26 au moyen d'un adhésif 62 fondu à chaud et par déformation de crêpage comme le montre la surface extérieure striée.

La surface extérieure de l'élément cylindrique 58 recouvrant l'extrémité 48 est également déformée par crêpage.

L'élément chauffant 56 est ensuite introduit dans l'alésage de l'extrémité 60, comme représenté sur la fig. 6. Lorsque l'extrémité 60 a été chauffée, l'élément chauffant 56 est retiré et le tube flexible 28 de rénovation ou de revêtement est engagé sur l'extrémité 60 et est fermement lié avec elle au moyen du mastic thermosensible et des stries 54 formées sur l'extrémité 60.

La fig. 7 représente un autre exemple de réalisation de la présente invention particulièrement avantageux en pratique. Dans cet exemple, l'organe d'étanchéité expansible est disposé à l'emplacement d'un raccord de la conduite, par exemple du raccord en T 64

représenté sur la fig. 1. La fig. 7 représente un organe d'étanchéité expansible 66 monté de façon que son extrémité s'étende juste au-delà de la jonction du raccord en T 64 et la conduite 10. La fig. 7 est une coupe effectuée suivant le plan horizontal indiqué en 68. L'organe d'étanchéité expansible 66 est muni d'un ou de plusieurs éléments élastiques 36 qui assistent l'expansion et le maintien de cette expansion; comme décrit précédemment, la fig. 8 est une coupe de l'extrémité de l'organe d'étanchéité expansible 66 avant l'application de la chaleur et l'expansion.

Lors de l'application de la chaleur, l'extrémité fermée de l'élément tubulaire 70 en matière réticulée stabilisée à la chaleur se dilate et tend à prendre une forme plus ou moins sphérique, comme représenté sur la fig. 7. Cette expansion suivant une forme plus ou moins sphérique ou en ballon dilaté est avantageuse car l'élément se dilate dans la zone 72 de raccord des conduites. Il est ainsi garanti que la couche extérieure superficielle 32, molle ou couche de mastic, forme un joint étanche en tirant parti de la différence de diamètre des conduites au point de jonction. Une fois que l'organe d'étanchéité élastique est positionné et scellé dans la conduite 10 conjointement avec l'organe de raccord assemblé et le tube de revêtement flexible, on peut introduire une perceuse ou un dispositif de coupe dans le tube flexible 28 pour découper un trou 74 dans l'épaisseur de l'extrémité de l'organe d'étanchéité expansible 66 et permettre le passage du gaz, de l'eau ou d'autres fluides dans la conduite 10.

En résumé, le procédé consiste à procurer un accès à la conduite 10 en un emplacement où elle quitte la terre, par exemple à l'intérieur d'un mur 14 dans la zone de sous-sol d'un bâtiment. La conduite existante est ouverte en défaisant un raccord ou en découpant cette conduite à l'intérieur du mur 14. L'organe d'étanchéité expansible 24 est monté au moyen de l'organe de raccord 26 sur un tube flexible 28 de longueur suffisante pour s'étendre dans la conduite 10 jusqu'en un emplacement situé au-delà de toutes les zones de réparation nécessaires de la conduite, de préférence jusqu'au raccord en T 64 de la conduite principale 12. L'organe d'étanchéité expansible peut être du type représenté en 24 ou du type représenté en 66. Le type représenté en 66 accroît l'étanchéité de la conduite 10 à l'emplacement d'un raccord de cette conduite, mais nécessite une opération supplémentaire pour découper l'extrémité de l'organe d'étanchéité.

Lorsque l'organe d'étanchéité expansible 24 ou 66 a été positionné à l'emplacement voulu, cet organe est chauffé au moyen d'un élément chauffant 42. L'élément chauffant 42 est relié à une source extérieure d'énergie électrique par des conducteurs électriques disposés dans le câble 44 passant dans le tube flexible 28 à partir d'un emplacement où la conduite quitte la terre. Lorsqu'il est chauffé, l'organe étanchéité élastique se dilate et forme un joint étanche entre la surface extérieure de l'organe d'étanchéité expansible et la surface intérieure de la conduite. L'expansion de l'organe d'étanchéité peut être accrue au moyen d'éléments élastiques qui développent une force radiale dirigée vers l'extérieur lorsqu'un joint fusible, tel qu'un cordon de soudure, est fondu par l'élément chauffant.

Lorsque l'élément chauffant s'est refroidi, il est enlevé en le retirant de la partie intérieure de l'organe d'étanchéité expansible au moyen de l'organe de raccord et du tube flexible, L'opération de réparation et de revêtement peut être achevée en raccordant le tube flexible sortant de la conduite 10 au prolongement de la conduite de gaz ou d'un autre fluide à l'intérieur du bâtiment.

Le tube flexible 28 est de préférence en polyéthylène, bien qu'on puisse utiliser un tube flexible de rénovation d'un type quelconque approprié.

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Claims (11)

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1. Procédé pour réparer ou revêtir une conduite souterraine (10) sans effectuer de terrassements pour avoir accès à la conduite, caractérisé en ce qu'il consiste:

— à créer un accès à la conduite en un emplacement (47) situé au-delà de sa sortie de la terre;

— à monter un organe d'étanchéité expansible (24, 66) au moyen d'un organe de raccord (26) à l'extrémité d'un tube flexible (28) de longueur prédéterminée suffisante pour s'étendre dans la conduite (10) jusqu'en un emplacement situé au-delà de tous les emplacements de réparation requis pour la conduite;

— à chauffer l'organe d'étanchéité (24, 66) au moyen d'un élément chauffant (42) disposé à l'intérieur de cet organe d'étanchéité et relié à une source d'énergie extérieure par des conducteurs électriques passant à travers le tube flexible (28) à partir d'un point situé au-delà de la sortie de la conduite hors de la terre, jusqu'à l'élément chauffant (42);

— à laisser l'organe d'étanchéité (24, 66) se dilater pour former un joint étanche entre la surface extérieure de cet organe et la surface intérieure de la conduite ( 10) ;

— à laisser l'élément chauffant (42) se refroidir;

— à enlever l'élément chauffant (42) en le retirant hors de l'intérieur de la partie intérieure de l'organe d'étanchéité (24, 66) à travers l'organe de raccord (26) et le tube flexible (28), la conduite à réparer (10) étant ainsi munie d'un tube flexible (28) monté à l'intérieur de cette conduite et relié à celle-ci de façon étanche en un emplacement situé au-delà de la partie de conduite qui a besoin d'être réparée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, avant l'introduction de l'organe d'étanchéité expansible (24, 66), on chauffe la conduite (10) à l'emplacement ou au voisinage de l'emplacement où l'on doit monter ensuite cet organe d'étanchéité.

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REVENDICATIONS

3. Appareil pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte:

— un organe d'étanchéité expansible (24, 66) comprenant un élément tubulaire (30) en matière réticulée stabilisée thermiquement monté par-dessus au moins un élément élastique (36), ce dernier élément développant une force qui tend à augmenter le diamètre de l'élément tubulaire, la matière réticulée ayant été soumise à une contraction préalable après la réticulation pour constituer un bouchon tubulaire de plus faible diamètre, cette matière se dilatant pour revenir dans son état réticulé lorsqu'elle est chauffée, une couche de matière de liaison (32) étant disposée par-dessus la matière réticulée de manière à fournir une matière de liaison entre la matière réticulée et la surface intérieure de la conduite à l'intérieur de laquelle elle doit être introduite;

— un tube flexible (28) de longueur prédéterminée, et

— un organe (26) pour raccorder l'organe d'étanchéité (24, 66) à l'une des extrémités du tube flexible (28), de sorte que cet organe d'étanchéité (24, 66), cet organe de raccord (26) et cette extrémité du tube flexible peuvent être introduits à l'intérieur de la conduite à partir d'un emplacement situé au-delà de la sortie de cette conduite hors de la terre, jusqu'en un emplacement situé au-delà des emplacements où la conduite a besoin d'être réparée, l'organe d'étanchéité (24, 66) pouvant être chauffé par un élément chauffant (42) introduit à l'intérieur de l'organe d'étanchéité, ce qui provoque l'expansion de la matière réticulée et de l'élément élastique (36), et la formation d'une jonction par la matière de liaison (32) entre l'organe d'étanchéité (24, 66) et la surface intérieure de la conduite (10).

4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité (24, 66) est muni de plusieurs éléments en feuille élastique (36) pour développer une force dirigée vers l'extérieur de la surface intérieure de la matière réticulée.

5 joint étanche entre l'organe d'étanchéité et la surface intérieure de la conduite, de préférence à l'emplacement d'un raccord (64) de la conduite (10), ladite extrémité pouvant ensuite être coupée (74) pour le passage du fluide ou du gaz qui doit être transporté par la conduite.

5. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément élastique (36) est muni d'une liaison (38) fusible sous l'action de la chaleur, afin de maintenir l'élément élastique à l'état contracté jusqu'à ce qu'il soit chauffé.

6. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité de l'élément tubulaire (66) opposée à l'extrémité reliée à l'organe de raccord est fermée, l'expansion et la contraction de cette extrémité formant une surface de type hémisphérique constituant un

7. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que io l'organe de raccord (26) présente deux extrémités (52, 54) pouvant être raccordées à l'organe d'étanchéité (24) et du tube flexible (28) en chauffant successivement chaque côté par l'introduction d'un élément chauffant (56) à l'intérieur de l'extrémité de l'organe de raccord.

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8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe de raccord (26) est muni d'un élément cylindrique extérieur (58) recouvrant la surface extérieure de la matière, soumis à contraction préalable, de l'organe d'étanchéité (24) et la surface extérieure du tube flexible (28).

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9. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité (24, 66) est muni d'une couche superficielle extérieure collante et molle (32) pour renforcer la liaison entre l'organe d'étanchéité et la surface intérieure (34) de la conduite (10) à réparer.

10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la

2s couche superficielle extérieure collante et molle (32) est un mastic thermosensible.

11. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément élastique (36) est un élément en feuille élastique.