[ juillet 2011 ]

Depuis plusieurs années, se développent d’intenses activités de construction en Arabie Saoudite. Cela profite à bon nombre de secteurs et plus particulièrement à ceux des matériaux de construction en terre cuite pour les bâtiments, comme par exemple les briques et les tuiles pour lesquels la tendance est à réduire l’importation des marchandises et à augmenter leur production localement. Depuis 30 ans, l’entreprise Lingl est présente sur ce marché en Arabie Saoudite, au travers de machines et unités qui ont été livrées à de nombreuses entreprises du pays comme Jamama, El Maimani, Khayyatt ou Saudi Red Bricks. Au nombre des clients saoudiens de Lingl, figure également la société Saudi Vitrified Clay Pipe Co. En juin 2006, le Dr. Al Sayari et son équipe avaient déjà passé une commande à Lingl comprenant des machines et des équipements pour une nouvelle usine de production de conduites en grès vitrifié. Saudi Vitrified Clay Pipes Corporation exploite un site de production au nord de la capitale Riyad, dont le rendement hebdomadaire est de 1000/1200 tonnes de conduites en grès vitrifié, d’une longueur pouvant aller jusqu’à 2,0 mètres et d’un diamètre jusqu’à 1,2 mètre. La production régulière a commencé au début de l’année 2008. Avec en plus trois fours à sole mobile pour conduites spéciales et accessoires, le rendement de l’usine s’élève à 85 000 tonnes par an. Lingl a fourni les séchoirs continus, fours tunnel et autres équipements techniques de ce projet.

Le grès vitrifié mieux indiqué pour les eaux agressives

En Arabie Saoudite, les conduites en grès vitrifié pour le transport des eaux usées sont privilégiées aux conduites en béton ou en matières plastiques. En général, les conduites d’eaux usées doivent être résistantes aux agressions chimiques très fortes et aux charges mécaniques élevées. La friction sur les parois doit être très faible afin de permettre l’écoulement des eaux usées, aussi en cas de faible pente. Le matériau grès vitrifié est particulièrement approprié pour cela. Du fait de sa pâte densément cuite (paroi de la conduite) et du vernis appliqué en plus, il a une haute résistance chimique aux acides et aux bases, une haute résistance mécanique et densité, des parois lisses ainsi qu’une haute dureté.

Analyses de laboratoire

Les conduites en grès vitrifié offrent un certain nombre d’avantages par rapport aux conduites de canalisation en béton. Les eaux usées provenant de l’industrie et des foyers sont très agressives. Il se forme du sulfure d’hydrogène dans les dépôts sous l’eau. Le gaz qui en résulte migre dans l’at mos phère au-dessus de la surface de l’eau et est transformé en acide sulfurique par les bactéries. Cet acide abîme le matériau de base du béton – oxyde de calcium (CaO) – et ainsi détruit la conduite. En même temps, les acides humiques qui se trouvent dans la plupart des sols abîment la conduite de l’extérieur. Les conduites en grès vitrifié sont résistantes à ces agressions par l’acide. Le laboratoire Lingl avait déjà constaté lors de la phase d’étude que la matière première saoudienne, prévue pour la production, était très salée. En outre, le pourcentage en eau liée chimiquement dans les conduites séchées est assez élevé, ce qui entraîne des effets négatifs. Déroulement de production de l’extrusion au four Le mélange des matières premières préparées est extrudé à l’aide d’extrudeuses verticales. Ces conduites vertes sont ensuite placées sur les chariots de séchoir par des automates. Les chariots du séchoir ont les mêmes dimensions dans toute l’usine, indépendamment du chargement du chariot, que ce soit pour le séchoir tunnel avec des conduites d’un diamètre de 150 à 700mm ou pour les séchoirs à chambres avec des conduites d’un diamètre jusqu’à 1 200 mm.
Les deux systèmes de séchage sont équipés de la même technique de ventilation ce qui permet le soufflage réversible, vertical à travers les conduites ainsi que le long des conduites dans les deux sens. Il est ainsi possible de réduire le temps de séchage (pour les formats de référence). Le séchage s’effectue délicatement, de manière efficace et bien entendu entièrement automatique à l’aide de courbes de séchage déterminées lors de la mise en service. Pour le réglage automatique on utilise le système de contrôle des processus Lingl avec le logiciel WinCC et des composants de matériel Siemens.

Four tunnel à brûleurs latéraux

Après le séchage, les conduites sont transportées vers la station d’application du vernis par le circuit automatique des chariots. Ici, les conduites “se baignent” dans un bassin de trempage de vernis et sont ensuite placées sur les wagons du four. L’eau de vernis est desséchée dans un préfour qui se trouve devant le four. La direction de production contrôle également le fonctionnement du four tunnel à l’aide du système de contrôle des processus Lingl déjà mentionné.

Le four tunnel avec une largeur du tunnel de cuisson de 5,6 m et une hauteur de tunnel de 2,6 m est équipé d’un chauffage à brûleurs latéraux car il n’est pas possible d’avoir des écarts de cuisson dans les fours tunnel destinés à la cuisson des conduites en grès vitrifié. Quel que soit le diamètre des conduites, les wagons du four sont toujours chargés sur toute la surface pour assurer une utilisation optimale de l’espace. La température de cuisson est de 1 300 °C environ. Les conduites avec leurs vernis passent la cuisson dans une seule étape de processus. Afin d’éviter des fissures de vernis, le retrait de cuisson de la conduite et du vernis doit être identique. De ce fait, il est impératif d’avoir un profil de température constant dans le four, pour assurer une qualité supérieure. Deux systèmes de brassage dans le four dont l’un se trouve dans la zone de préchauffage et l’autre dans la zone de post-chauffage, font circuler les gaz des brûleurs de façon très régulière, assurant par conséquence une bonne répartition de la température. Le four tunnel, le séchoir continu, les fours à sole mobile et les séchoirs à chambres sont pilotés par un système de commande et de réglage entièrement automatique. L’alimentation combinée en chaleur pour four et séchoir fonctionne également avec un système entièrement automatique.

Gérer les tâches manuelles et l’automatisation du procédé

Les investisseurs en Arabie Saoudite attachent beaucoup d’importance à l’acquisition d’une technologie de process et de contrôle la plus moderne possible, ainsi que des systèmes de contrôle des process interactifs pour les machines et unités. En même temps, le pourcentage de tâches manuelles est plus élevé qu’en Europe. C’est également le cas chez Saudi Vitrified Clay Pipe. Le transport complet des wagons pour le séchoir et le four ainsi que pour les séchoirs à chambres et les fours à sole mobile y est effectué manuellement. C’est donc un véritable défi que de séparer les opérations manuelles du fonctionnement entièrement automatique des séchoirs et des fours. En cas d’exploitation discontinue, tous les systèmes automatisés doivent réagir automatiquement. Si le nombre de chariots et de wagons mis à disposition pour le séchoir et le four est insuffisant, non seulement un signal d’alerte sera déclenché, mais les équipements seront également mis en mode d’exploitation réduit et sans risques. Après le rétablissement de la capacité de poussée nominale, les opérations en mode réduit sont supprimées automatiquement. L’enregistrement manuel des poussées de four, fait avec soin, permet le suivi des conditions dans le four pour une certaine charge et cela pour jusqu’à 100 charges des wagons du four.

Contrôle de la qualité

Les conduites en grès vitrifié doivent être soumises à un contrôle de qualité détaillé après la cuisson. Le marché demande des conduites absolument droites. Mais on connaît les défauts de la céramique et il est très difficile de produire de telles conduites. Seules les conduites droites et les conduites avec des tolérances insignifiantes de déformation sont considérées comme de qualité supérieure. Les conduites déformées doivent être triées et Saudi Vitrified Clay Pipe a trouvé une solution ingénieuse pour le tri: après être déchargées des wagons du four tunnel, les conduites cuites sont posées sur une pente avec une inclinaison faible. Lors du roulement sur ce “trajet oblique” des déformations éventuellement trop importantes apparaissent. Les conduites hors normes sont ainsi identifiées et triées.

Stockage et étanchéité

Toutes les conduites cuites qui ont passé le test de qualité sont entreposées jusqu’à leur traitement ultérieur. Ce qui manque encore, c’est l’étanchéité au droit des joints. Concernant cette étanchéité il y a beaucoup des possibilités de conduiteà choisir, du bout de conduite au manchon. Pour être flexible aux exigences de leurs clients, SVCP munit ses produits selon un type d’étanchéité peu de temps avant l’expédition.

Étanchéité des conduites en grès vitrifié

Afin de construire un système d’assainissement pour collecte des eaux usées qui fonctionne, les conduites individuelles doivent être reliées par joints, ce qui implique :
– Étanchéité : les raccords de conduite doivent être constamment étanches contre une surpression intérieure et extérieure jusqu’à 0,5 bar environ.
– Aptitude à absorber des déviations: les joints d’étanchéité doivent être en état d’absorber des déviations rectilignes de la conduite jusqu’à 1,7° (ce qui correspond à 30 mm par mètre) jusqu’à un diamètre nominal de DN 500.
– Résistance aux racines : les joints ne doivent pas être endommagés par les racines environnantes.
– Résistance biologique : le matériel des éléments d’étanchéité doit être résistant aux organismes végétaux, animaux et microbiens.
– Résistance chimique: les joints doivent être constamment résistants dans la gamme pH de 2 à 12.
– Résistance à la température : les joints doivent garantir entièrement leur fonctionnement dans la gamme de température de -10 °C jusqu’à + 70 °C.
– Durabilité : afin d’assurer un raccordement étanche permanent, la pression d’étanchéité initiale est à maintenir à un niveau suffisant.
Ces exigences sont garanties par divers systèmes d’étanchéité. Voici une énumération des systèmes les plus courants:

LE SCELLEMENT

Le scellement des manchons sur site est un système d’étanchéité simple et sûr qui ne nécessite pas d’autres étapes de production dans l’usine.
Le bout de conduite libre est enrobé d’un cordon goudronné sur le chantier. Le diamètre du cordon est plus grand que l’espacement entre la conduite et le manchon de façon à ce qu’une pression superficielle se produise en introduisant le bout de la conduite dans le manchon, ce qui rend étanche le raccord. Le joint est scellé en plus par du bitume chauffé pour augmenter la résistance à la détérioration mécanique ou chimique de l’extérieur.

LES JOINTS ADHÉSIFS

Les joints en caoutchouc élastique peuvent être uniquement utilisés pour les conduites avec un diamètre nominal jusqu’à 200 mm, étant donné que les conduites plus grandes ont une pression au sommet trop haute pour assurer une étanchéité efficace. Le joint adhésif nécessite une étape de production supplémentaire dans l’usine en aval de la cuisson et en amont du conditionnement. Le joint est simplement collé dans le manchon. En poussant les conduites l’une contre l’autre, le joint est coincé et rend ainsi la jonction étanche.

ÉLÉMENTS D’ÉTANCHÉITÉ COULÉS EN PLASTIQUES POLYMÈRES

Pour les diamètres nominaux de plus de 200 mm, on utilise des joints en polyuréthane expansé. Cette étape de production doit être effectuée dans une salle climatisée. L’expansion des bagues d’étanchéité se fait lors de leur application sur le manchon et le bout de la conduite. En poussant les deux pièces l’une contre l’autre, le joint est coincé et rend ainsi la jonction étanche.