Qui dit retour de l’hiver dit arrivée du temps froid. Malheureusement, le temps froid signifie également la possibilité de gel des tuyauteries, occasionnant ainsi des dommages par l’eau. Qu’il s’agisse de tuyaux du réseau d’eau potable, de composantes de systèmes de gicleurs ou de tuyauterie pour le chauffage à l’eau chaude, ces composantes sont susceptibles de défaillir si elles sont exposées au gel. Plus précisément, les conditions de gel peuvent mener à la rupture d’un élément de ces systèmes par l’imposition de contraintes dépassant les propriétés mécaniques desdits éléments. Ces contraintes sont directement attribuables à la formule cristalline solide des molécules d’eau sous forme liquide à l’origine. Il est important de noter que le lieu de défaillance ne correspond pas, la plupart du temps, à l’emplacement soumis au gel et où se formera le bouchon de glace (figure 1). Considérant ce qui précède, une investigation forensique permettra d’établir l’origine et la cause de ces bris par le gel, et d’y associer les coupables techniques responsables, notamment l’isolation, l’infiltration d’air, le design, la maintenance, etc.
En Amérique du nord, les matériaux les plus couramment retrouvés pour la fabrication des conduites sous eau sont l’acier galvanisé, le cuivre, le CPVC (Chlorinated Poly-Vinyl Chloride) et le PEX (Cross-linked Polyethylene). Il est possible d’ajouter à cette liste le laiton, bien que ce matériau soit principalement utilisé pour les valves et certains raccords.
Saviez-vous que le gel formé dans une tuyauterie peut entraîner des pressions de plusieurs milliers de psi ? Bien que celles-ci soient créées à l’emplacement précis du gel, elles mènent à l’augmentation de la pression dans le système et induisent ces fortes pressions ailleurs, sur les composants les plus vulnérables.
Les travaux de recherche de CEP ont prouvé, scientifiquement et techniquement, que les résultats théoriques estimés par les calculs permettent d’établir les pressions induites au système par des conditions de gel. Considérant que la réorientation des molécules d’eau entraîne une augmentation volumique de 9 % de la glace par rapport à l’eau, il va sans dire que le phénomène de gel de l’eau dans la tuyauterie induira l’application d’une pression élevée dans le système. Les essais ont révélé des pressions de l’ordre de 6 000 psi dans certaines circonstances, surpassant de façon importante les propriétés de base et de conception des composantes. Finalement, les expérimentations et essais de CEP ont révélé des valeurs de pression et morphologies de bris typiquement associées au gel (figure 2).
Si vous faites face à une problématique de rupture de conduites en condition hivernale, n’hésitez pas à contacter les experts de CEP. Ils sauront « dégeler » la cause de la rupture!
Si vous avez des questions ou souhaitez en savoir plus sur ce sujet, veuillez communiquer avec Vêronica A. Buss Almeida, ing., M.Sc. ou Isabelle Murray, ing., M.Sc.A.