Réhabilitation du réseau d'incendie de l'usine Boréalis à Sines (Portugal)

La Société Boréalis, d'origine danoise, a pour activité principale la fabrication de résines polyoléfines, destinées principalement à des industries de transformation pour la production de pièces, canalisations, fibres, etc.

Parmi ses nombreux sites européens, Boréalis a, depuis 1980, une implantation à Sines (Portugal) sur laquelle 750 personnes produisent annuellement 750 000 tonnes d’éthylène, polyéthylène et polypropylène.

L'usine de Sines possède un réseau d’incendie de 15 kilomètres, réalisé principalement en tuyaux acier Ø 500 mm et comportant 450 points de puisage (hydrants et canons à eau) et 250 vannes d’isolement.

La corrosion des canalisations sans protection cathodique s'est accentuée au point de provoquer des fuites nécessitant l'isolement des tronçons concernés pour des réparations de plus en plus fréquentes.

Le respect des exigences de sécurité a donc nécessité, en 1998, que la direction de Boréalis décide de procéder à la rénovation/réhabilitation du réseau.

La procédure de consultation imposait deux phases, l'une de conception du projet et l'autre de réalisation des travaux.

Le Service des Études et le Service Travaux Spéciaux de la SADE ont donc étroitement collaboré sur ce projet, exceptionnel chez un industriel.

Impératifs du client

La station de pompage refoule dans le réseau 2 000 m³/h à 12 bars, ce qui correspond, pour une zone subissant un sinistre, à l'hypothèse de 30 hydrants en débit simultané (60 m³/h à 8 bars par appareil).

Le maillage du réseau, très important, doit être conservé pendant la durée des travaux ; tous les hydrants doivent être alimentés (pas de mise hors service des points d'alimentation et de puisage).

Projet proposé

Le Service des Études hydrauliques de la SADE a donc établi un modèle de calcul informatisé qui a permis de reconsidérer le dimensionnement des différents tronçons. Dans de nombreuses zones, il a donc été possible, en fonction du matériau et de sa rugosité (1 mm pour l’acier existant et 0,05 mm pour le PEHD dans la formule de Colebrook) de réduire les diamètres.

Dès lors, en retenant une classe de pression PN 14, il était possible de définir la solution technique générale : soit un tuyau en PEHD mis en place par chemisage ou tubage et, pour les tronçons comportant de nombreux changements de direction rapprochés, par remplacement à ciel ouvert.

Les tronçons en bon état ne devaient pas être réhabilités. Le tableau 1 représente les linéaires et les diamètres des canalisations concernées par le projet. Par souci de simplification, le projet proposé par la SADE retient trois diamètres, comme le montre le tableau 2.

Le maillage proposé garantit, en tout point du réseau (figure 2 – plan du réseau) :

• un débit à chaque hydrant > 60 m³/h ;
• une pression > 8 bars.

Tableau 1 : Linéaires et diamètres des canalisations concernées par le projet

Tableau 2 : Le projet proposé par la SADE

Linéaire total : 6 930 m

Choix du matériau

Le matériau de base est une canalisation en PEHD de classe PN 14 (non standardisée), fabriquée en résine NCPE 2490 et de PE 100. Les tuyaux sont livrés en barres de 12 mètres. Les pièces de raccord (coudes, tés) sont préfabriquées par un sous-traitant contrôlé par le CSTB.

Réalisation des travaux

Les tronçons simplement tubés ou posés à ciel ouvert font appel à des techniques classiques, les barres en PEHD étant assemblées par polyfusion au miroir.

L'intérêt du projet est surtout d'avoir utilisé au maximum les possibilités offertes par le procédé de tubage Swage-lining (sans espace annulaire) breveté par Global-Gas (GB) et dont la SADE est titulaire de la licence d'exploitation.

Rappel du procédé

Le procédé consiste :

• à réduire, préalablement à l’enfilage, le diamètre du PEHD (de 7 à 15 %) par un passage en filière conique (figure 4) :
  • à froid pour les diamètres < 250 mm ;
  • à chaud, à 80 °C, pour les diamètres = 250 mm à l'aide éventuellement d'un dispositif supplémentaire de serrage et de vérin hydraulique ;
• à introduire, par tirage avec effort de traction constant, le polyéthylène dans la canalisation existante pour maintenir la réduction de diamètre, ce qui a pour conséquence un allongement de 4 % du tronçon introduit ;
• à relâcher la conduite, qui reprend son diamètre initial en moins de 24 h en se plaquant.

Sur la paroi de l'ancienne conduite. Ce blocage rend la conduite insensible aux phénomènes de dilatation thermique qui seraient constatés dans le cas d'un simple tubage. Pour rappel, le coefficient de dilatation thermique est de 0,17 mm/m/°C.

Organisation du chantier Swage-Lining

L'atelier unique transféré depuis Melun a posé par le procédé Swage-Lining neuf tronçons à partir de neuf puits de tirage et de neuf puits d’introduction.

Les puits, foncés dans un terrain sableux, ont une profondeur moyenne de 2,50 mètres. Chaque tronçon, une fois isolé, est soumis à une inspection préalable par passage d'une caméra pour détecter les défauts éventuels.

Il est ensuite procédé à un nettoyage par tirage d’un scraper à lames métalliques et coupelles en caoutchouc.

Le tronçon est équipé à chaque extrémité de collets à brides et il est effectué un essai de pression avant le raccordement sur le réseau pour mise en service.

Dispositions particulières

Pendant le traitement d'un tronçon, les canons à lance qui lui sont raccordés sont alimentés par des tuyaux souples branchés provisoirement sur les hydrants en service les plus proches. Les dispositifs accessoires sont incorporés dans le réseau traité par réhabilitation.

Le diamètre intérieur est ensuite soigneusement relevé et la vérification de la géométrie du tronçon est effectuée par le passage d’un gabarit.

Chaque tronçon en PEHD est assemblé complètement en surface, puis introduit dans la filière à chaud et tiré avec un treuil-cabestan sous un effort de 20 tonnes.

Après relâchement, en fin de tirage, le tronçon.

Installation comprenant 105 vannes, 140 hydrants et 24 canons à lance (photo 9). Le maillage est assuré par le piquage de Tés (photo 10). Les tronçons à ciel ouvert ont été réalisés dans des zones dégagées (photo 11).

Délai d’exécution et organisation du client

Le chantier s'est déroulé en 8 mois depuis mai 99 selon un planning très strict. La maîtrise d’œuvre a été assurée par les services techniques de l'usine. Montant de la commande : 20 millions de Frs H.T.

Qualité

Le Service Travaux Spéciaux de la SADE, certifié ISO 9002, a appliqué sur le chantier un Plan d’Assurance Qualité, contrôlé par BTP Consulting, organisme extérieur.

Conclusion

• - des moyens français : 1 ingénieur, 2 chefs de chantier et 3 opérateurs, 
• - des moyens locaux : 25 ouvriers (Swagelining, tubage et ciel ouvert).

Préparé minutieusement tant avec le client qu’en organisation interne, le planning a été respecté sans qu’aucune coupure du réseau autre que celles programmées n’ait dû être effectuée. La Société Boréalis a confié à la Sade une nouvelle commande d'un montant de 19 millions de Francs.