{"id":21076,"date":"2023-04-28T13:25:48","date_gmt":"2023-04-28T17:25:48","guid":{"rendered":"https:\/\/cep-experts.ca\/?p=21076"},"modified":"2023-05-08T09:53:17","modified_gmt":"2023-05-08T13:53:17","slug":"article-defaillances-dequipements-sous-pression-les-sollicitations-externes-oubliees-en-phase-de-conception-sont-souvent-en-cause","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cep-experts.ca\/fr\/article-defaillances-dequipements-sous-pression-les-sollicitations-externes-oubliees-en-phase-de-conception-sont-souvent-en-cause\/","title":{"rendered":"D\u00e9faillances d\u2019\u00e9quipements sous pression"},"content":{"rendered":"\t\t
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Les sollicitations externes oubli\u00e9es en phase de conception sont souvent en cause<\/h3>\n

Par Hugo Julien, ing.<\/p>\n

Les causes d\u2019incidents associ\u00e9s \u00e0 un \u00e9quipement sous pression peuvent souvent \u00eatre reli\u00e9es \u00e0 un probl\u00e8me de conception. En effet, m\u00eame si plusieurs sollicitations externes doivent absolument \u00eatre prises en compte dans la conception initiale, les exigences de fabrication et d\u2019inspection de l\u2019\u00e9quipement sont trop souvent oubli\u00e9es ou mal communiqu\u00e9es dans le cahier des charges transmis au manufacturier.<\/p>\n

En g\u00e9n\u00e9ral, il est de la responsabilit\u00e9 du client, ou de l\u2019ing\u00e9nieur le repr\u00e9sentant, de bien les communiquer au concepteur de l\u2019appareil. Nous vous proposons donc un survol des neuf sollicitations externes cruciales \u00e0 consid\u00e9rer dans la conception d\u2019un appareil sous pression, et, bien s\u00fbr, \u00e0 garder en t\u00eate pour les futurs dossiers reli\u00e9s \u00e0 des d\u00e9faillances d\u2019\u00e9quipements sous pression dont vous pourriez h\u00e9riter.<\/p>\n

Notez que cette liste est tir\u00e9e de documents \u00e9manant de l\u2019American Society of Mechanical Engineers <\/em>(ASME), Section VIII div. 1-2021, dont les codes et standards de construction sont conformes avec la r\u00e8glementation canadienne.<\/p>\n

1.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 La pression maximale de marche permise int\u00e9rieure ou ext\u00e9rieure (sous vide)<\/u><\/strong><\/p>\n

\"Buckling-vacuum\"<\/u>La pression interne est presque syst\u00e9matiquement prise en consid\u00e9ration, lors de la conception, puisque tous les appareils sous pression viennent avec une limitation claire au niveau de la pression interne maximale.<\/p>\n

On ne peut toutefois pas en dire autant en ce qui concerne la pression externe, notamment pour des appareils expos\u00e9s \u00e0 un vide complet ou partiel. Il est moins commun que le r\u00e9servoir soit con\u00e7u pour une telle condition d\u2019op\u00e9ration. Par exp\u00e9rience, l\u2019\u00e9paisseur des parois des appareils sous pression ou tuyauteries potentiellement expos\u00e9s \u00e0 un vide doit \u00eatre augment\u00e9e lors de la fabrication de l\u2019\u00e9quipement.\u00a0 En effet, une possibilit\u00e9 de vide complet justifiera, en g\u00e9n\u00e9ral, une paroi plus \u00e9paisse que celle associ\u00e9e \u00e0 la pression interne pour les appareils sous pression ayant 24 pouces et plus de diam\u00e8tre ext\u00e9rieur.\u00a0Prenons l\u2019exemple d\u2019une canette en aluminium d\u2019une boisson gazeuse populaire. Lorsque la canette n\u2019est pas encore ouverte, une pression importante peut s\u2019y accumuler sans aucun souci pour l\u2019int\u00e9grit\u00e9 de cette derni\u00e8re. Par contre, lorsque la m\u00eame canette est vide, il est tr\u00e8s facile de l\u2019aplatir par une simple pression des doigts.\u00a0 S\u2019il existe un risque de vide \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du proc\u00e9d\u00e9, l\u2019ing\u00e9nieur responsable du projet doit s\u2019assurer que l\u2019\u00e9quipement choisi peut supporter une telle condition.<\/p>\n

2.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Le poids de l\u2019appareil sous pression et de son contenu dans les conditions normales de service (y compris la pression suppl\u00e9mentaire due \u00e0 la colonne de liquide)<\/u><\/strong><\/p>\n

En g\u00e9n\u00e9ral, les concepteurs d\u2019appareils sous pression n\u2019oublient pas d\u2019inclure le poids de l\u2019acier utilis\u00e9 pour supporter de l\u2019\u00e9quipement.\u00a0Cependant, le poids du fluide \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de l\u2019\u00e9quipement et sa densit\u00e9 ne sont pas toujours inclus.\u00a0Selon le volume de l\u2019appareil sous pression et de la quantit\u00e9 du liquide qu\u2019il contient, ces valeurs peuvent \u00eatre non n\u00e9gligeables.\u00a0 Plus pr\u00e9cis\u00e9ment, le poids suppl\u00e9mentaire associ\u00e9 \u00e0 la pr\u00e9sence d\u2019un fluide (eau, acide, soude caustique, etc.) \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du r\u00e9servoir augmentera assur\u00e9ment les contraintes aux supports et, cons\u00e9quemment, les risques de bris.<\/p>\n

3.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Les efforts suppl\u00e9mentaires reli\u00e9s aux r\u00e9actions impos\u00e9es par le poids des \u00e9quipements attach\u00e9s sur les parois externes de l\u2019appareil sous pression<\/u><\/strong><\/p>\n

Il est rare qu\u2019un imposant \u00e9quipement soit attach\u00e9 sur les parois externes d\u2019un \u00e9quipement sous pression. Dans le cas contraire, le concepteur ne doit pas oublier d\u2019inclure, au moment de la conception finale, les futures contraintes engendr\u00e9es par ledit \u00e9quipement.<\/p>\n

Dans l\u2019industrie, il est tr\u00e8s fr\u00e9quent d\u2019oublier d\u2019inclure, dans la conception finale, les forces et moments externes transf\u00e9r\u00e9s par les tuyauteries qui s\u2019attacheront sur les ouvertures (ou piq\u00fbres) correspondantes de l\u2019appareil sous pression.\u00a0En effet, trop souvent, le concepteur ne pr\u00e9voit aucune contrainte suppl\u00e9mentaire pouvant venir du poids de la tuyauterie ou de la r\u00e9sultante de son expansion thermique.\u00a0Cet enjeu devient tr\u00e8s important sur les ouvertures ayant 3 pouces et plus de diam\u00e8tre nominal.\u00a0Des fissures associ\u00e9es \u00e0 des contraintes tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9es peuvent \u00eatre la cons\u00e9quence d\u2019un tel oubli.<\/p>\n

4.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Les actions dynamiques et les sollicitations cycliques, r\u00e9sultant des variations de pression et de temp\u00e9rature, ou qui sont inh\u00e9rentes aux \u00e9quipements fix\u00e9s \u00e0 l\u2019appareil sous pression ou aux efforts qui lui sont appliqu\u00e9s<\/u><\/strong><\/p>\n

\"FatigueLa fatigue, due \u00e0 une charge cyclique m\u00e9canique ou thermique, est une autre cause potentielle de d\u00e9faillance des r\u00e9servoirs sous pression et des composants de tuyauterie au Canada. Cette fatigue survient lorsqu\u2019un r\u00e9servoir sous pression est soumis \u00e0 des variations de contraintes r\u00e9p\u00e9t\u00e9es.<\/p>\n

Pensez, par exemple, \u00e0 la fameuse r\u00e8gle en plastique souple avec laquelle nous jouions probablement trop souvent en classe! Chaque fois que vous l\u2019avez pli\u00e9e, vous y avez mis du stress et avez amorc\u00e9, sans le savoir, des fissures sur ses parois externes. Fissures qui se sont propag\u00e9es jusqu\u2019\u00e0 sa rupture compl\u00e8te.<\/p>\n

Le sujet des sollicitations cycliques a d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 abord\u00e9 dans un autre article technique de CEP, publi\u00e9 le 25 f\u00e9vrier 2020\u00a0:\u00a0https:\/\/cep-experts.ca\/fr\/les-reservoirs-et-les-effets-cycliques-potentiels-sur-ses-parois\/<\/a><\/p>\n

5.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Les actions du vent, de la neige et des s\u00e9ismes (s\u2019il y a lieu)<\/u><\/p>\n

<\/u>Ces sollicitations externes peuvent devenir tr\u00e8s critiques pour les r\u00e9servoirs sous pression ayant une importante masse (pour les s\u00e9ismes) et ceux de petit diam\u00e8tre et ayant une importante hauteur (pour les vents).<\/p>\n

En ce qui concerne les contraintes associ\u00e9es aux s\u00e9ismes, si la masse d\u2019un r\u00e9servoir augmente de plus de 5 % lors d\u2019une modification durant sa vie utile, il est recommand\u00e9 de r\u00e9aliser de nouveaux calculs pour v\u00e9rifier si les nouvelles contraintes aux fixations sont toujours dans les limites autoris\u00e9es par le code de construction d\u2019origine ou si le r\u00e9servoir aura besoin de renforts suppl\u00e9mentaires.<\/p>\n

Par ailleurs, il faut noter que ces calculs doivent toujours \u00eatre r\u00e9alis\u00e9s en fonction de la derni\u00e8re \u00e9dition du Code national du b\u00e2timent en vigueur \u00e0 l\u2019endroit o\u00f9 l\u2019appareil est install\u00e9.<\/p>\n

Veuillez prendre note que la vall\u00e9e du Saint-Laurent, incluant Montr\u00e9al, Trois-Rivi\u00e8res et Qu\u00e9bec, repr\u00e9sente un territoire \u00e0 risque pour les s\u00e9ismes. Les grands vainqueurs des r\u00e9gions les plus \u00e0 risque au Qu\u00e9bec sont celles de Baie-Saint-Paul et des \u00celes-de-la-Madeleine.<\/p>\n

6.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Les efforts de choc, tels que ceux provoqu\u00e9s par des variations brutales de pression du fluide<\/u><\/p>\n

Un coup de b\u00e9lier est un exemple classique de cons\u00e9quence possible d\u2019une augmentation soudaine de pression \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur d\u2019un appareil sous pression. Plus pr\u00e9cis\u00e9ment, un coup de b\u00e9lier peut survenir lors de la fermeture trop rapide d\u2019une valve, qui peut cr\u00e9er une onde de choc tout le long de la tuyauterie sous pression, et mener \u00e0 une d\u00e9faillance catastrophique, comme une explosion.\u00a0 D\u2019autres ph\u00e9nom\u00e8nes, comme une r\u00e9action chimique, peuvent expliquer cette sollicitation externe.\u00a0L\u2019ing\u00e9nieur responsable du choix de l\u2019appareil sous pression doit s\u2019assurer, une fois de plus, que cet effet de choc possible dans le proc\u00e9d\u00e9 pourra \u00eatre absorb\u00e9 de fa\u00e7on s\u00e9curitaire par l\u2019appareil sous pression.<\/p>\n

7.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Les gradients de temp\u00e9rature et la diff\u00e9rence de l\u2019expansion des mat\u00e9riaux<\/u><\/p>\n

L\u2019exemple le plus classique est l\u2019utilisation de deux types d\u2019aciers ou de mat\u00e9riaux diff\u00e9rents dans la conception de l\u2019appareil sous pression.\u00a0\u00c0 titre d\u2019exemple, l\u2019industrie p\u00e9troli\u00e8re sugg\u00e8re de minimiser l\u2019utilisation d\u2019un joint de soudure reliant de l\u2019acier inoxydable aust\u00e9nitique (type 304 ou 316) avec de l\u2019acier au carbone pour \u00e9viter une fissuration possible en raison des diff\u00e9rents coefficients d\u2019expansion thermique entre les deux mat\u00e9riaux.<\/p>\n

Autre exemple\u00a0: projeter un fluide froid sur une paroi chaude ou vice versa. En effet,\u00a0verser de l\u2019eau froide sur un moteur de voiture encore tout chaud risque de fissurer votre moteur.<\/p>\n

Les r\u00e9servoirs ayant une \u00e9paisseur de plus de 2 pouces sont davantage sujets \u00e0 une telle probl\u00e9matique.<\/p>\n

8.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Pressions anormales, telles que celles provoqu\u00e9es par une d\u00e9flagration<\/u><\/p>\n

Cette sollicitation est rare et a \u00e9t\u00e9 ajout\u00e9e dans un code l\u2019ASME, au d\u00e9but des ann\u00e9es 2000. Un bon exemple d\u2019\u00e9quipement sujet \u00e0 ce type de sollicitation est un disjoncteur haute tension. Ces \u00e9quipements sont sous pression \u00e0 l\u2019aide d\u2019un gaz inerte.\u00a0Dans ce type d\u2019\u00e9quipement, il existe un risque qu\u2019un important arc \u00e9lectrique d\u00e9viant de sa trajectoire puisse frapper la paroi interne du r\u00e9servoir sous pression. Puisque ce risque existe, le concepteur doit concevoir l\u2019appareil sous pression pour qu\u2019il puisse absorber ce choc (importante augmentation de la chaleur et de la pression) de mani\u00e8re s\u00e9curitaire, tout en pr\u00e9voyant le remplacement par un \u00e9quipement neuf si un tel \u00e9v\u00e9nement se produit.<\/p>\n

9.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Pression g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par essais de pression pour certifier l\u2019appareil<\/u><\/p>\n

Cette sollicitation est bien connue des concepteurs d\u2019\u00e9quipement sous pression et bien consid\u00e9r\u00e9e, g\u00e9n\u00e9ralement.<\/p>\n

L\u2019oubli d\u2019une ou de plusieurs des sollicitations \u00e9num\u00e9r\u00e9es ci-haut peut expliquer la ou les causes d\u2019une avarie associ\u00e9e \u00e0 un appareil sous pression neuf.\u00a0Ces sollicitations, si elles existent, doivent \u00eatre consid\u00e9r\u00e9es dans les \u00e9tapes d\u2019investigation de l\u2019expert en sinistre.<\/p>\n

Finalement, veuillez noter que si l\u2019\u00e9quipement sous pression est install\u00e9 au Qu\u00e9bec, et qu\u2019il est associ\u00e9 \u00e0 un sinistre, il faut en informer la R\u00e9gie du b\u00e2timent du Qu\u00e9bec (RBQ) pour qu\u2019elle puisse \u00e9galement faire sa propre enqu\u00eate : (https:\/\/www.legisquebec.gouv.qc.ca\/fr\/document\/rc\/B-1.1,%20r.%206.1<\/a>).<\/p>\n

Pour toute question au sujet des appareils sous pression, n\u2019h\u00e9sitez pas \u00e0 communiquer avec notre \u00e9quipe d\u2019experts sp\u00e9cialis\u00e9s en g\u00e9nie m\u00e9canique<\/a><\/p>\n

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Une partie des incidents associ\u00e9s \u00e0 un \u00e9quipement sous pression s\u2019explique par des sollicitations externes qui n\u2019ont pas \u00e9t\u00e9 prises en compte \u00e0 l\u2019\u00e9tape de la conception. Dans cet article, notre ing\u00e9nieur en m\u00e9canique et sp\u00e9cialis\u00e9 dans les installations sous pression, Hugo Julien, dresse une liste des neuf aspects cruciaux \u00e0 consid\u00e9rer en mati\u00e8re de sollicitations externes lors de conception d\u2019un \u00e9quipement sous pression.<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":21103,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_et_pb_use_builder":"on","_et_pb_old_content":"","_et_gb_content_width":"","footnotes":""},"class_list":["post-21076","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry"],"acf":[],"yoast_head":"\nD\u00e9faillances d\u2019\u00e9quipements sous pression - CEP Forensique<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/cep-experts.ca\/fr\/article-defaillances-dequipements-sous-pression-les-sollicitations-externes-oubliees-en-phase-de-conception-sont-souvent-en-cause\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"fr_CA\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"D\u00e9faillances d\u2019\u00e9quipements sous pression - CEP Forensique\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Une partie des incidents associ\u00e9s \u00e0 un \u00e9quipement sous pression s\u2019explique par des sollicitations externes qui n\u2019ont pas \u00e9t\u00e9 prises en compte \u00e0 l\u2019\u00e9tape de la conception. 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