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Title:
POTABLE WATER PIPELINE CONSISTING OF AN EXTERNAL LEAD ENVELOP AND INTERNAL PARAFFIN COATING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/089959
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the internal covering of lead pipelines for transporting potable water by means of a paraffin-type coating which makes it possible to prevent a lead dissolution causing a serious disease called saturnism. Said paraffin can be used in a melted form, in the form of an emulsion, oil or aerosol. The invention can be used for anticorrosion protection of lead pipelines.

Inventors:
POMERO CLAUDE ALIX GEORGES (FR)
Application Number:
PCT/FR2005/000373
Publication Date:
September 29, 2005
Filing Date:
February 17, 2005
Export Citation:
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Assignee:
POMERO CLAUDE ALIX GEORGES (FR)
International Classes:
B05D7/22; F16L58/10; B05D1/02; B05D3/02; B05D3/12; (IPC1-7): B05D7/22
Foreign References:
DE4230934A11994-03-17
FR2653527A11991-04-26
DE4102051A11991-08-29
EP1334776A12003-08-13
FR2801519A12001-06-01
Attorney, Agent or Firm:
Michardiere, Bernard (3 Avenue Bugeaud, Paris, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Canalisation de distribution d'eau potable, caractérisée en ce qu'elle comporte une enveloppe extérieure en plomb et en ce qu'un mélange d'alcanes de formule chimique CnH2n+2 et ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 15 dans leur composition chimique, comme de la paraffine, est répandu par insufflation, aspiration ou par gravité sur les parois intérieures de cette canalisation en plomb et les recouvre par adhérence aux parois.
2. Procédé de fabrication de la canalisation d'eau potable conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange d'alcanes est mis en place en le faisant fondre préalablement avant de l'introduire et puis en le répandant dans la canalisation préalablement chauffée par un fluide chaud.
3. Procédé de fabrication de la canalisation conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange d'alcanes est répandu dans la canalisation sous forme d'émulsion, aqueuse de préférence.
4. Procédé de fabrication de canalisation conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange d'alcanes utilisé pour recouvrir la canalisation est une huile de paraffine.
5. Procédé de fabrication de la canalisation conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange d'alcanes est vaporisé ou pulvérisé sous forme d'aérosols dans la canalisation.
6. Procédé de fabrication de la canalisation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le métal plomb est mis à nu par sablage avant traitement à la paraffine.
7. Procédé de fabrication de la canalisation conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la canaZLisation est chauffée par effet Joule produit par un courant électrique.
8. Procédé de fabrication de la canalisation conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le mélange d'alcanes est composé chimiquement avec des additifs modifiant les capacités d'adhérence ou de mouillage ou la viscosité ou la dureté ou la résistance à la température ou la glissance ou l'étanchéité de ces alcanes.
9. Procédé de réhabilitation de tuyau de plomb existant, caractérisé en ce que l'on aspire de la parafffine, en particulier sous forme d'émulsion, au moyen de pompes branchées à l'extrémité du tuyau opposée à celle par laquelle est introduite la paraffine.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on aspire en continu d'un côté, tout en introduisant successivement ou en même temps la paraffine par les différentes autres extrémités du ré seau de canalisations.
Description:
CANALISATION D'EAU POTABLE COMPOSEE D'UNE ENVELOPPE EXTERIEURE EN PLOMB ET D'UN REVETEMENT INTERIEUR EN PARAFFINE.

La présente invention concerne un nouveau type de canalisation d'eau potable composée d'une enveloppe extérieure en plomb et d'un revêtement intérieur en paraffine, ainsi que les différents procédés pour fabriquer cette canalisation. Les procédés selon l'invention permettent aussi de placer le revêtement intérieur en paraffine dans des canalisations en plomb existantes, afin de diminuer, voire supprimer la dissolution dans l'eau du plomb, corrosion qui peut engendrer des maladies graves. Le plomb a été longtemps utilisé dans les canalisations d'eau potable, car c'était le seul matériau capable, à l'époque, de garantir une étanchéité parfaite par sa malléabilité, et d'empêcher la contamination de l'eau transportée par des agents extérieurs. Seul le plomb était aussi capable de résiste:.? à l'atmosphère corrosive des égouts (dans lesquels étaient souvent placées les canalisations d'eau potable), jusqu'à l'avènement du polyéthylène. Ce métal a donc été massivement utilisé aussi bien dans les conduites publiques que dans la partie privative des habitations. En France, on trouve par exemple dix millions de logements avec réseau de distribution d'eau potable en plomb sur un total de 26 millions. L'inconvénient de ce métal est que l'eau le solubilise lentement, surtout si elle contient des nitrates ou des sels d'ammonium. Ce largage de métal lourd conduit à une ingestion cumulative chez l'homme conduisant à une imprégnation saturnine très grave pour la santé, en particulier chez le nourrisson et l'enfant pour lesquels la dose journalière tolérable est inférieure à 20 μg. On estime à plus de 85000 le nombre d'enfants atteints de saturnisme en France. Ce problème a donc conduit les pouvoirs publics à interdire en un premier temps l'usage du plomb dans la construction des nouvelles canalisations d'eau potable, par un décrit de 1989. Pour les canalisations existantes, le précédent décret, qui fixait à 50 μg/litre la concentration maximale du plomb dans l'eau potable, vient d'être modifié en décembre 2001 : la concentration a été abaissée à 25 μg/litre de manière transitoire jusqu'à la fin 2003, un délai de dix ans étant ensuite accordé pour le respect de la directive européenne fixant à 10 μg/litre cette concentration maximale qui garantit la qualité des eaux destinées à la consommation. Cette valeur à atteindre en 2013 ne pourra pas être obtenue par des traitements particuliers de l'eau elle-même, comme c'est le cas pour le niveau de 25 μg/litre ; il est donc envisagé de supprimer toutes les canalisations au plomb chez les particuliers, les compagnies concessionnaires des réseaux ayant déjà supprimé le plomb dans la plus grande partie des canalisations publiques. Ces travaux dans les habitations sont estimés à 15 milliards d'euros pour la communauté européenne d'ici 2013 pour satisfaire à cette exigence. Si l'on veut éviter le remplacement de ces canalisations en plomb, une voie de recherche prometteuse est d'éviter le contact direct de l'eau avec le plomb afin de supprimer le relargage du métal lourd. Plusieurs innovations tentent d'obtenir ce résultat : Par exemple, le brevet NL 9100111 (Wavin, van Dijk) propose d'introduire un petit tube de polyéthylène dans la canalisation en plomb, tube ensuite expansé pour entrer en contact avec la canalisation par un soufflage d'air chaud. Ce dispositif a l'inconvénient de ne pas pouvoir s'introduire dans les ramifications du réseau. Le brevet FR 91118799 (Kônig W., inventeur) propose de placer un revêtement intérieur en polyuréthane dans la canalisation. Dans le brevet (FR 9914855, Strouk), l'inventeur propose l'envoi d'un produit plastifiant liquide comme des résines époxydiques dans la canalisation, qui sèche ensuite. Mais il convient cle décaper au préalable le tuyau. Nous avions par ailleurs nous-mêmes proposé d'améliorer la glissance et d'augmenter l'étanchéité de canalisations en béton, acier ou fonte, terre cuite ou plastique par un revêtement de paraffine (FR 891396≥, POMERO C) . La présente invention consiste à créer une nouvelle canalisation permettant le réemploi du plomb dans la distribution d'eau potable grâce à la mise &n place d'un revêtement intérieur en paraffine afi_n d'éviter la dilution du plomb dans l'eau avec Ie-s conséquences que l'on sait, ou de procéder à la mise &n place de ce revêtement paraffiné dans les canalisation_s en plomb existantes. Dans cette invention, l'utilisation des termes "paraffine" ou "cire" recouvre l'ensemble des alcanes qui sont des hydrocarbures lourds de formule chimique Cn H2n+2 purs ou en mélange entre eux, où n est supérieur à 15 (comme par exemple C17 H36) et que l'on nomme "paraffines normales" ou "isoparaffines" ou "paraffines microcristallines" ou "cire s microcristallines" ou "cires de pétrole" ou "paraffine s brutes" ou "huiles de paraffines"... Les propriété s physiques et chimiques de ces différents alcanes et de leur mélange sont liées au nombre de carbones, qui détermine aussi leur masse moléculaire. La plupart des produits industriels actuellement disponibles sont des mélanges d'alcanes, ce qui conduit à une très grand-e variété de produits qui ont des propriétés différentes. L'adhérence de ces paraffines avec un support es~t fonction de la composition, de l'état de surface et do l'affinité de ce support avec la paraffine. Le plomUo présente des caractéristiques de surface permettant UDΠ excellent accrochage de la paraffine ; ces canalisations sont par ailleurs de forme très irrégulière par rapport .à des canalisations en acier, fonte ou béton, compte teniα de la malléabilité de ce métal, ce qui favorise égalemen-fc une bonne mise en place de ce produit, ainsi que par rapport à un tube de polyéthylène cité dans le brevet Wavin au-dessus. D'autre part, des dépôts se forment souvent dans les canalisations anciennes en plomb selon la composition de l'eau transportée et selon l'affinité du plomb avec ces produits de dépôt, le plus connu étant le dépôt calcaire : la très bonne adhérence de la paraffine avec ces divers dépôts, comme nous avons pu l'expérimenter, permet de traiter aussi des canalisations présentant des dépôts de surface fort divers, alors que d'autres procédés obligent à un décapage par sablage de la canalisation avant application d'un produit de type résine ou polyuréthane liquide. D'autre part, la paraffine est de contact alimentaire ; il suffit de rappeler que les huiles de paraffine sont utilisées en substitut d'huiles végétales dans certains régimes alimentaires ou que de nombreux fruits et légumes sont recouverts d'un film de paraffine pour les rendre attractifs et éviter leur dessèchement ; ce film de paraffine peut être consommé sans problème. La très grande variété d'alcanes paraffdLniques ou cires, qui se distinguent par leur nombre df atomes de carbone dans leur composition chimique permet également d'optimiser le meilleur mélange de ces alcanes selon le type de dépôt constaté dans la canalisation en plomb. Il est aussi possible de composer chimiquement les paraffines à employer dans ces tuyaux de plomb avec des additifs (acide stéarique, fluor, carbone, chlore, colophane, polymères vybar, etc.) modifiant les capacités d'adhérence ou de mouillage ou la. viscosité ou la dureté ou la résistance à la température ou la glissance ou l'étanchéité de ces alcanes sans changer leurs propriétés fondamentales. Les effets secondaires du traitement du plomb par la paraffine sont une meilleure étamchéité et une diminution du frottement -ou perte de clharge- de l'eau sur le plomb ou sur les dépôts existant à la surface des canalisations, ce qui peut compenser la surépaisseur du produit placé à l'intérieur de la canalisation. Il est à noter la grande hydrophobie de la paraffine et sa remarquable résistance à la dissolution dans l'eau, ce qui est impératif dans une application où l'eau est courante et sous pression. On trouve ainsi des navires romains dont les coques portent encore les traces d'étanchéité par la cire ainsi que des amphores dont l'obturation à la cire est encore présente, malgré des millénaires au fond de la mer... L'inertie chimique bien connue de la paraffine l'empêche également d'être attaquée par les traces de produits chimiques éventuellement véhiculés par l'eau, ce qui garantit la pérennité du revêtement. Un autre avantage de l'utilisation de paraffines ou des cires selon l'invention est que ces produits peuvent se mettre en œuvre selon plusieurs procédés car la paraffine peut s'appliquer sous forme liquide en la faisant fondre préalablement, ou bien sous forme d'émulsion, aqueuse par exemple, ce qui permet une application à froid et sans qu'il soit nécessaire de faire sécher l'eau qui demeure sur les parois des canalisations en plomb une fois le tuyau débranché et vidé pour traitement. Ceci constitue un avantage de mise en œuvre important puisqu'il suffit de déconnecter la canalisation des deux côtés et d'introduire l'émulsion de paraffine froide par pression d'air, avec de l'air comprimé par exemple. Une fois l'émulsion parvenue à l'autre extrémité de la canalisation, l'introduction de l'émulsion est arrêtée mais l'insufflation d'air continue jusqu'à rupture complète de l'émulsion afin de plaquer le produit sur les parois et d'éviter un bouchage de la canalisation par le produit. L'application de paraffine à chaud nécessite une insufflation d'air chaud préalable qui va permettre de sécher les traces d'eau demeurant dans la canalisation et de chauffer le plomb afin de porter la température du métal suffisamment haut pour que la paraffine liquéfi_ée ne se durcisse pas en cours d'épandage. L'apport énergétique à réaliser est faible, de l'ordre de 1000 kilojoules pour une canalisation de longueur moyeπtne de 30 m, à chauffer de 20° à 900C, par exemple. Cette insufflation d'air chaud est ensuite éventuellement utilisée pour introduire la paraffine dans l'ensemble de la canalisation ; la paraffine ordinaire est liqui_de entre 40 et 700C selon sa composition chimique ; elle a une viscosité assez proche de celle de l'eau, ce cjui permet l'obtention de films très fins d'endixit protecteur, de l'ordre de 100 microns par exemple. Il y a bonne adéquation entre la rétraction de la paraffi_ne passant de l'état liquide à l'état solide à l'intérieur de la canalisation et la contraction du plomb lié à son coefficient de dilatation plus faible, ce métal passa_nt de 80 à 1000C au moment du soufflage d'air chaud à 200C par exemple de température extérieure, ainsi qu'ensuiLte au moment de la dilatation et de la contraction des deux matériaux selon les changements de température ; il fa_ut noter cependant que ces dernières plages de variation sont faibles, de moins de 200C, car liées à l'évolution de la température de l'eau potable, qui est faible te»ut le long de l'année. On constate donc que la lutte contre le saturnisme engendré par la dissolution du plomb dans Les canalisations d'eau potable en plomb peut être gagnée en utilisant le nouveau type de canalisation selon l'invention. Ce nouveau type de canalisation de distribution d'eau potable est caractérisé en ce qu'elle comporte une enveloppe extérieure en plomb, et qu' un mélange d'alcanes de formule CnH2n+2 et ayant un nomt>re d'atomes de carbone supérieur à 15 dans leur composition chimique, comme de la paraffine qui est un alcane solid_e, est répandu par insufflation ou aspiration ou par gravité sur les parois intérieures de la canalisation en plomb et les recouvre par adhérence aux parois. Ce mélange peut être réduit à un seul alcane. Les procédés de fabrication du tuyau avec mise en place d'un revêtement de type paraffine sont multiples : - la paraffine ou le mélange d'alcanes peut être mis en place en le faisant fondre préalablement avant de l'introduire, puis en le répandant dans la canalisation préalablement chauffée ; on peut utiliser un fluide chaud, de l'air chaud, de l'eau chaude ou un fluide électrique par exemple. Il est en effet possible d'utiliser l'effet Joule produit par un courant électrique de faible voltage traversant le tuyau de plomb et le chauffant, compte tenu de la conductance de ce métal ; - il est possible de répandre aussi à l'intérieur de la canalisation le mélange d'alcanes sous forme d'émulsion, de préférence aqueuse ; - on peut également utiliser des huiles de paraffine qui sont des mélanges de paraffines issus du raffinage du pétrole, liquides à température ambiante, pour recouvrir les parois de la canalisation ; - la paraffine ou le mélange d'alcanes peuvent être également vaporisés ou pulvérisés dans la canalisation sous forme d'aérosols grâce à un gaz sous pression, ce qui est très commode et ce qui fait un film d'une épaisseur très maîtrisée et qui peut être très faible. Dans tous les cas, il peut être loisible de mettre à nu le métal plomb avant traitement à la paraffine par sablage, par exemple. Le mode opérationnel de ce procédé peut être très divers : - dans le cas de fabrication de tuyaux neixfs la paraffine sera mise en place de préférence à chaud, le tuyau étant exempt de corrosion ; on évitera de répandre la paraffine sur les extrémités des tuyaux qui sont destinés à être soudés, bien que ceci n'ait pas de conséquence néfaste et que la fusion de la paraffine soit très limitée en surface, compte tenu de la mauvaise conductibilité thermique du plomb ; - dans le cas de réhabilitation de tuyaux de plomb existants pour les mettre en conformité avec la future norme européenne, l'intervention est adaptée à la configuration des réseaux privés ou publics ; de manière générale, il est nécessaire de débrancher une des extrémités de la canalisation en plomb où pourra se faire par exemple l'introduction du produit grâce à une pression d'air comprimé ; il est naturellement nécessaire de dévisser également les équipements à l'autre extrémité du tuyau comme des robinets par exemple, afin de pouvoir souffler l'air comprimé ou tout autre gaz convenant à cet usage. L'opération se poursuit alors comme décrite ci-dessus, selon l'état de la paraffine utilisée. Il est également possible d'aspirer la paraffine, en particulier sous forme d'émulsion, au moyen de pompes branchées à l'extrémité du tuyau opposée à celle par laquelle est introduite la paraffine. Ce mode opératoire permet d'aspirer en continu d'un côté, tout en introduisant successivement ou en même temps la paraffine par les différentes autres extrémités du réseau de canalisations. Ce mode opératoire est très intéressant si les différentes extrémités du réseau de canalisations sont de longueur très différente. La séparation de l'aspiration d'un côté et de l'introduction du produit de l'autre côté simplifie l'organisation de l'action d'introduction. D'autre part, il faut considérer que le côté du départ de l'eau potable vers le réseau privé est souvent à l'extérieur ou dans des parties communes d'immeuble qui ne sont pas très salissantes, alors que les autres extrémités des tuyaux aboutissent dans les cuisines, salles de bains ou chambres et qu'il est difficile de faire déverser le trop-plein de produit dans ces pièces sans risquer de salir ; l'introduction de la paraffine par ces pièces et l'aspiration de celle-ci par le tuyau de départ après compteur place la récupération du trop-plein dans ces zones peu salissantes , ce qui est un grand avantage pour le client. Le revêtement de paraffine est intiin_ement lié au plomb par adhérence au métal et empêche toute dissolution sensible du plomb par l'eau potable. Cependant, même si certaines parties intérieures de la canalisation sont mal recouvertes par suite d'une insuffisance d' injection de la paraffine, la tolérance de concentration acceptable jusqu'à 10 μg/1 permet un manque de recouvrement jusqu'à 40 % de la surface du métal, les 60 % de la surface revêtue suffisant à ramener la valeur de la concentration de 25 à 10 μg/1. La mesure de l'efficacité du recouvrement du plomb par la paraffine est simple à faire en mesurant la concentration en plomb dans l'eau avant et après l'injection de paraffine, ce qui permet de recommencer l'opération si l'objectif n 'a pas été atteint. Il n'est pas nécessaire de traiter l'ensemble des canalisations de l'habitation, mais seul_ement celles qui conduisent l'eau vers un robinet où elle peut être bue (éviers, lavabos, robinets extérieurs ...) - L'opération nécessite le démontage des robinets, le pas de vis restant sur la canalisation après démontage pouvant servir à raccorder les injecteurs d'air chaud ou de paraffine ou les récipients de réception diα surplus de produit. De même pour le départ après compteur du tuyau de distribution générale de l'eau dans 1 'immeuble ou l'habitation. Le traitement de la seule colonne montante des immeubles peut suffire à l'obtention d'une dissolution inférieure à la norme fixée. La consommation moyenne de paraffin_e nécessaire au traitement est de l'ordre de 0,5 litre pour un réseau intérieur moyen de 30 mètres. Le traitement des canalisations pair le procédé selon l'invention présente en outre un avantage important pour sa mise en œuvre en terme d'organisation du chantier et de gêne pour les habitants : en effet, la suppression des canalisations demande des travaux de terrassement, de maçonnerie, de carrelage, de peinture, de démontage, ce qui demande l'intervention et la coordination de nombreux corps d'état, l'interruption de la distribution d'eau pendant toute la durée du chantier et beaucoup de • dérangement pour les clients, sans oublier le coût très important des travaux ; le traitement par la paraffine permet l'intervention d'entreprises spécialisées, donc connaissant bien les difficultés habituellement rencontrées sur ces chantiers ; ces interventions demandent un matériel léger et réduit, pour une intervention durant moins d'une journée et ne nécessitant donc par forcément l'établissement d'un réseau cde distribution d'eau provisoire. Le coût par ailleurs de I_a paraffine est très réduit, ce qui participe aussi à une intervention économique. Il est enfin à considérer que 3_a paraffine étant un déchet de fabrication de l'industrie de raffinage du pétrole, il est intéressant pour HLa préservation de l'environnement d'utiliser ce sous-produit.