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Title:
METHOD FOR THE REHABILITATION OF LEAD PIPELINES FOR WATER, DEVICE FOR IMPLEMENTING SAID METHOD, AND REHABILITATED LEAD PIPELINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/027461
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the rehabilitation of lead pipelines for water. According to said method, a solution (5) of a polymer in a solvent is prepared, the polymer solution is injected into the lead pipelines to be treated in order to form a coating on the inner surface thereof, and the solution is removed after the treatment.

Inventors:
JOUSSET MICHEL (FR)
Application Number:
PCT/FR2005/002135
Publication Date:
March 16, 2006
Filing Date:
August 24, 2005
Export Citation:
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Assignee:
SUEZ ENVIRONNEMENT (FR)
JOUSSET MICHEL (FR)
International Classes:
E03B7/09; B05D7/22; C09D153/00; F16L55/164
Domestic Patent References:
WO2000010737A12000-03-02
Foreign References:
US20020160117A12002-10-31
Attorney, Agent or Firm:
Michardiere, Bernard (3 Avenue Bugeaud, PARIS, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Procédé de réhabilitation de canalisations en plomb pour l'eau, selon lequel on réalise une solution (5) d'un polymère dans un solvant, on injecte la solution de polymère dans les canalisations en plomb à traiter pour former un revêtement sur la surface intérieure des canalisations en plomb, et on évacue la solution après traitement, caractérisé en ce que le polymère est un copolymère de type SEBS (styrèneéthylènebutylènestyrène) en solution organique (THF) .
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère utilisé est le polymère K7.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on effectue une mise en écoulement initiale de la solution de polymère dans les canalisations à traiter pendant un temps suffisant, pour éviter le piégeage de bulles d'air entraînant un défaut du film.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la mise en écoulement initiale a une durée d' au moins 5 minutes.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après avoir rempli l'ensemble des canalisations à traiter avec la solution, on laisse stagner cette solution de polymère dans les canalisations pendant un temps suffisant.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le temps de stagnation est d'au moins 30 minutes.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après dépôt du revêtement, on vidange les canalisations et on assure un séchage du revêtement, à une température de l'ordre de 40500C, pendant un temps suffisant.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le temps de séchage est de l'ordre de deux heures.
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le séchage est réalisé en insufflant de l'air chaud dans les canalisations, à partir d'un générateur à turbine (10) .
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on effectue un rinçage à l'eau des canalisations après traitement.
11. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (5) pour réaliser une solution de polymère et un moyen (2) de pompage et d'injection de la solution de polymère dans les canalisations.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (10) d'injection d'air chaud dans les canalisations pour le séchage du revêtement.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le moyen d'injection d'air chaud est constitué par un générateur à turbine (10) .
14. Canalisation en plomb réhabilitée pour l'eau comportant un revêtement de polymère sur sa surface intérieure, caractérisée en ce que le polymère est un copolymère de type SEBS (styrèneéthylènebutylènestyrène) qui a été injecté en solution organique (THF) dans la canalisation.
15. Canalisation selon la revendication 15, caractérisée en ce que le polymère utilisé est le polymère K7.
Description:
PROCEDE DE REHABILITATION DE CANALISATIONS EN PLOMB POUR L'EAU, DISPOSITIF POUR METTRE EN ŒUVRE CE PROCEDE, ET CANALISATION EN PLOMB REHABILITEE.

L'invention est relative à un procédé de réhabilitation de canalisations en plomb pour l'eau. On rappelle que les eaux introduites dans le réseau de distribution d'eau présentent, dans le cas général, des teneurs en plomb qui n'excèdent pas 5 μg/1 et même, le plus souvent, sont inférieures à 1 μg/1. Pourtant, l'eau à la sortie du robinet du consommateur contient fréquemment des concentrations en plomb non négligeables et supérieures à 50 μg/1. En effet, en raison de ses bonnes caractéristiques mécaniques et chimiques, le plomb a été utilisé très longtemps pour le transport de l'eau potable en France, en particulier pour la réalisation de branchements de petit diamètre et pour réaliser les réseaux intérieurs des immeubles et habitations. On évalue à 40 % environ la proportion actuelle des branchements en plomb en France. Cette proportion peut varier de 10 % dans les zones rurales, où les adductions d'eau sont relativement récentes, à plus de 50 % en zone urbaine où les réseaux de distribution publics ont été mis en place dès le I9ème siècle. Cette proportion atteint environ 60 % en région parisienne. Le nombre de branchements en plomb présents dans le parc français est estimé à 4 millions, représentant une longueur cumulée de plus de 40 000 km environ. Dans le réseau de distribution interne aux immeubles, le plomb a été largement utilisé jusque vers la moitié du 20ème siècle. On compte en France environ 40 % des réseaux privés constitués au moins partiellement de conduites en plomb avec des proportions qui peuvent atteindre 70 % dans certaines grandes villes comme Paris et sa banlieue. Leur nombre total est estimé à 10 millions. La Commission de l'Union Européenne a publié en mai l'

1995 une proposition de révision de la directive de juillet 1980 (80/778/CEE) relative à la qualité de l'eau destinée à la consommation humaine. La nouvelle directive, adoptée le 3 décembre 1998, prend en compte les dernières recommandations de l'Organisation Mondiale pour la Santé (OMS) publiées en 1994, sur la qualité des eaux d'alimentation. Pour le paramètre plomb, la précédente directive fixait une teneur maximale de 50 μg/1 ; la nouvelle directive européenne impose une teneur en plomb de 10 μg/1 pour la fin de l'année 2013. La diminution du taux de plomb dans l'eau, par exemple au robinet du consommateur, constitue donc un problème important. Plusieurs techniques plus ou moins coûteuses ont déjà été proposées ou envisagées telles que : le renouvellement des canalisations en plomb, technique radicale mais la plus coûteuse ; - le traitement de eau pour la rendre moins corrosive vis-à-vis du plomb ; cette technique nécessite un traitement permanent de l'eau, ce qui est relativement coûteux, et elle peut conduite à une eau déminéralisée qui peut s'avérer nocive pour la santé ; la réhabilitation avec mise en place de revêtements internes qui suppriment le contact direct de l'eau avec le plomb. Cette dernière technique consiste à introduire des polymères préformés, pour la plupart à base de PoIy Ethylène Téréphtalate, dans la canalisation à réhabiliter et à expanser le film de polymère sous pression et à haute température afin de le plaquer contre la surface interne de la canalisation. Cette technique, intéressante pour des canalisations de diamètre relativement important, n'est pas adaptée à la réhabilitation de canalisations de plus petit diamètre, notamment à la réhabilitation d'un réseau intérieur de bâtiment, car elle ne permet pas de gainer les passages difficiles tels que les raccords ou les vannes. WO 00/10737 concerne un procédé pour former un revêtement formant barrière sur une surface en plomb, notamment la surface interne de tuyaux en plomb.Le revêtement est obtenu à partir d'une solution aqueuse d'un ionomère. L'invention a pour but, surtout, de fournir un procédé de réhabilitation de canalisations en plomb qui peut être utilisé en réseau privatif et qui est efficace, notamment au niveau de coudes et de raccords multiples tels que des tés, croix, et sur des canalisations de diamètre réduit. Il convient, de plus, que le procédé permette une gestion économique du traitement. Le procédé de réhabilitation de canalisations en plomb pour l'eau, selon l'invention, comprend les étapes selon lesquelles on réalise une solution d'un polymère dans un solvant, on injecte la solution de polymère dans les canalisations en plomb à traiter pour former un revêtement sur la surface intérieure des canalisations en plomb, et on évacue la solution après traitement, et est caractérisé en ce que le polymère est un copolymère de type SEBS (styrène- éthylène-butylène-styrène) en solution organique (THF) . De préférence, le polymère utilisé est le polymère K7 de la société Polymerexpert. Le solvant utilisé est non toxique et facilement éliminé par rinçage à l'eau. On réalise donc un dépôt en couche mince de polymère non poreux sur la paroi interne des canalisations en plomb, empêchant la libération de plomb dans l'eau. Le polymère, pour être utilisable dans ce procédé, doit présenter les propriétés suivantes : - qualité alimentaire, - imperméable à l'eau, - adhésion suffisante sur différents supports (Pb, Cu, polyéthylène, ... ) , - filmogène, - hydrophobe, - résistant aux agressions chimiques (présence de désinfectant, ... ) , - absorbant les sollicitations (ouverture/fermeture des robinets, variations de pression, ...), - durée de vie supérieure à 10 ans, - facile de mise en œuvre, - durée de mise en œuvre inférieure à 24 heures. On effectue une mise en écoulement initiale de la solution de polymère dans les canalisations à traiter pendant un temps suffisant, en particulier d'au moins 5 minutes, pour éviter le piégeage de bulles d'air entraînant un défaut du film. Après avoir rempli l'ensemble des canalisations à traiter avec la solution, on laisse stagner cette solution de polymère dans les canalisations pendant un temps suffisant, notamment d'au moins 30 minutes. Le produit se dépose par mouillage sur la surface interne des canalisations. Après dépôt du revêtement, on vidange les canalisations et on assure un séchage du revêtement, à une température de l'ordre de 40-500C, pendant un temps suffisant, en particulier de l'ordre de 2 heures. Le séchage peut être réalisé en insufflant de l'air chaud dans les canalisations, à partir d'un générateur à turbine. On effectue ensuite un rinçage à l'eau des canalisations. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en œuvre du procédé défini ci-dessus, ce dispositif comprenant des moyens pour mettre en solution le polymère, un moyen de pompage et d'injection de la solution de polymère dans les canalisations et un moyen d'injection d'air chaud dans les canalisations pour le séchage du revêtement. Le moyen d'injection d'air chaud est avantageusement constitué par un générateur à turbine. L' invention concerne également une canalisation en plomb réhabilitée pour l'eau comportant un revêtement de polymère sur sa surface intérieure, caractérisée en ce que le polymère est un copolymère de type SEBS (styrène- éthylène-butylène-styrène) qui a été injecté en solution organique (THF) dans la canalisation. De préférence, le polymère utilisé est le polymère K7. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci- après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence au dessin annexé, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ce dessin : Fig. 1 est un schéma d'une installation pilote, et Fig. 2 est un schéma de mise en œuvre du procédé sur une installation domestique. En se reportant à Fig. 1, on peut voir une installation pilote pour l'appréciation des performances du procédé selon l'invention. Cette installation est montée avec des canalisations 1 en plomb neuf, d'une longueur déterminée, notamment de 5 mètres. Une extrémité de la canalisation 1 est reliée au refoulement d'une pompe 2 par l'intermédiaire d'un tuyau 3 muni d'une vanne 4. L'aspiration de la pompe 2 plonge dans une solution 5 de polymère réalisée dans un bac β. L'autre extrémité de la canalisation 1 est reliée à un tuyau 7 muni d'une vanne 8 et débouchant dans un bac 9. Un générateur à turbine 10 muni de moyens de chauffage, par exemple une ou plusieurs résistances électriques, est prévu pour souffler de l'air chaud. Le générateur 10 est relié à l'entrée de la canalisation 1 par un tuyau de raccordement 11 muni d'une vanne 12. Un tuyau d'échappement à l'atmosphère 13 est relié à l'extrémité de sortie de la canalisation 1, éventuellement par l'intermédiaire d'une portion de la canalisation 7. La tubulure d'échappement 13 est munie d'une vanne 14. Le polymère utilisé pour la solution 5 est un copolymère de type SEBS (styrène-éthylène-butylène-styrène) en solution organique (THF) , qui répond aux critères de qualité alimentaire. En particulier ce copolymère est le polymère K7 de la société Polymerexpert. Le procédé de revêtement de la surface interne de la canalisation 1 avec un film de polymère se déroule de la manière suivante. Une mise en écoulement de la solution de polymère dans la canalisation 1 a lieu, pendant au moins 15 minutes, pour éviter le piégeage de bulles d'air entraînant un défaut du film. Lors de cette phase, les vannes 4 et 8 sont ouvertes tandis que les vannes 12 et 14 sont fermées et le générateur 10 est à l'arrêt. La pompe 2 est mise en action et assure l'injection de la solution 5 de polymère dans le tube 1 pendant le temps souhaité, cette solution étant recueillie dans la cuve 9. On ferme ensuite les vannes 4 et 8 et on arrête la pompe 2. On laisse stagner la solution de polymère dans le tube 1 pendant un temps suffisant, notamment d'au moins une heure. On assure ensuite la vidange de la canalisation 1 en recueillant la solution de polymère dans la cuve 9. On effectue ensuite le séchage du revêtement en soufflant de l'air chaud à l'aide du générateur à turbine 10, les vannes 12 et 14 étant ouvertes tandis que les vannes 4 et 8 sont fermées. La température de séchage est de 40 à 500C et la phase de séchage dure au moins 2 heures. Un bon séchage est important car si le revêtement de polymère n'a pas correctement séché, l'eau de rinçage ultérieure se mélange au solvant restant et induit un film hétérogène et poreux sur la surface interne de la canalisation 1. On effectue ensuite un lavage à l'eau de la canalisation 1 en reliant l'aspiration de la pompe 2 à une cuve remplie d'eau pour assurer une circulation d'eau dans la canalisation 1, les vannes 4 et 8 étant ouvertes et les vannes 12 et 14 fermées. L'eau de lavage est recueillie dans une cuve semblable à 9. On réalise avantageusement le lavage avec un volume d'eau égal à au moins cinq fois le volume de la canalisation 1, ou plus généralement des canalisations à traiter, pour éliminer les résidus éventuels de solvant. Les essais effectués avec une solution de polymère K7 sont résumés dans le Tableau I qui suit.

TABLEAU I

Ce tableau comporte cinq colonnes. La première colonne indique les temps de stagnation de la solution dans la canalisation à traiter. Les autres colonnes indiquent le taux de plomb dans l'eau, en μg/1, lors des différents essais qui correspondent : à une canalisation en plomb témoin sans revêtement intérieur ; - Essai A : canalisation pour laquelle le séchage du polymère n'a pas été effectué dans de bonnes conditions ; - Essai B : canalisation pour laquelle un problème de bulles est apparu lors de la formation du film de polymère sur la surface interne ; - Essai C : formation correcte du film de polymère sur la surface interne de la canalisation 1. D'après la dernière colonne « Essai C », il apparaît possible d'obtenir des taux de plomb inférieurs à 10 μg/1 après un temps de stagnation de 24 h lorsque le polymère K7 est utilisé. Dans les mêmes conditions, l'absence de polymère sur la surface interne de la canalisation donne, en sortie, des teneurs en plomb de l'ordre de 360 μg/1. Des mesures complémentaires de plomb ont été effectuées sur la solution de polymère récupérée après injection dans une canalisation en plomb. Le taux de plomb dans le polymère est inférieur à 1 μg/1 pour 10 ml de polymère. La réutilisation du polymère serait alors possible, ce qui permettrait des baisses du coût de la réhabilitation. Les avantages du polymère K7 sont les suivants : - il est moins sensible que le polyéthylène utilisé dans diverses techniques de réhabilitation ; - il a une grande propriété d'élasticité qui lui permet une très bonne résistance aux sollicitations mécaniques : - sa forme liquide lui permet de s' introduire dans tous les coudes et les divers raccords d'une installation en plomb ; - son adhésion sur les métaux évite la dissolution du plomb mais aussi celle du cuivre. Le solvant organique THF utilisé pour le polymère K7 est très miscible à l'eau et son résiduel après séchage du polymère peut être éliminé en un nombre de lavages consécutifs relativement réduits, de l'ordre de trois lavages. Fig. 2 illustre la mise en œuvre du procédé sur une installation domestique comportant une colonne montante M. La canalisation d'arrivée d'eau C est débranchée de la colonne M et le refoulement de la pompe 4 est reliée à cette colonne de même que le refoulement du générateur d'air chaud à turbine 10. Les autres composants de l'installation, semblables ou identiques à des composants de Fig.l, sont désignés par les mêmes références, éventuellement suivies d'une lettre, sans que leur description soit reprise. Pour traiter l'installation domestique, on opère de la manière suivante. Après avoir isolé la colonne M de l'arrivée d'eau C, on ouvre les robinets 8a, 8b et 8c... de différents niveaux ainsi que la vanne de vidange V pour évacuer l'eau des canalisations. On installe des cuves 9a, 9b, 9c... au-dessous des différents robinets pour récupérer la solution 5 de polymère qui se trouve dans la cuve 6 où plonge l'aspiration de la pompe 2. La vanne 12 est fermée et le générateur 10 est à l'arrêt, la vanne 4 est ouverte et la vanne de vidange V est fermée. On met en marche la pompe 2 de sorte que la solution de polymère est injectée dans la colonne montante M et s'écoule dans les différents raccordements pour être récupérée dans les cuves 9a, 9b, 9c. Cet écoulement a lieu pendant plusieurs minutes, notamment au moins 5 minutes pour éviter le piégeage de bulles d'air. On ferme ensuite les robinets 8a, 8b, 8c et la vanne 4 et on arrête la pompe 2. On laisse stagner la solution de polymère dans l'ensemble de l'installation pendant plusieurs dizaines de minutes, notamment au moins 30 minutes. On ouvre ensuite les robinets 8a, 8b, 8c et, après avoir placé un bac de récupération au-dessous de la vidange, on ouvre la vanne V pour vider l'installation de la solution. On effectue ensuite un séchage à 40-500C par de l'air chaud insufflé dans les canalisations à l'aide du générateur 10 qui est mis en marche, la vanne 12 étant ouverte tandis que la vanne 4 est fermée. Cette phase de séchage dure plusieurs heures, par exemple 2 heures. On effectue ensuite un rinçage à l'eau de l'installation avant sa remise en service. Le revêtement de polymère obtenu selon l'invention présente de nombreux avantages : - le polymère est une barrière efficace contre la dissolution des métaux indésirables tels que le plomb ; - le polymère est de qualité alimentaire ; - le polymère est souple et ne craque pas au cours du temps ; - l'application du polymère est possible sur toute la longueur du réseau ou du branchement, notamment dans les tés ou raccords ; - le polymère peut être appliqué dans des réseaux maillés contrairement au polymère préformé ; le polymère ne donne pas de recroissance bactérienne contrairement aux filtres anti-plomb classiques ; - il n'est pas nécessaire de modifier la qualité de 1'eau ; - aucun traitement additionnel de l'eau, notamment avec des phosphates, n'est nécessaire ; - le coût d'investissement est relativement réduit par rapport à celui d'un changement de canalisations.