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RÉSUMÉ
La fonction étanchéité est au cœur des préoccupations actuelles visant à réduire les niveaux d'émissions de gaz ou de liquide en fonctionnement normal et les risques de fuite accidentelle, pour des raisons sécuritaires, environnementales et économiques. La connaissance des différentes technologies de mesures de fuite disponibles est importante, afin de sélectionner la méthodologie de contrôle la plus adaptée au cas d’application. Cet article présente un panorama explicatif non exhaustif des différentes méthodologies de contrôle étanchéité.
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Steven PASQUEREAU : Spécialiste contrôle étanchéité - Pôle d’activité « Fluid and Sealing Technologies » du Cetim (Centre Technique des Industries Mécaniques), Nantes, France
INTRODUCTION
La fonction étanchéité est au cœur des préoccupations actuelles visant à réduire les niveaux d'émissions (de gaz ou de liquide dans l’atmosphère) en fonctionnement normal (« émissions fugitives »), ainsi que les risques de fuite accidentelle, pour des raisons sécuritaires, environnementales et économiques. De plus, des considérations de durabilité et d’efficacité énergétique (notamment pour les étanchéités dynamiques [BM 5 419]) interviennent également dans la performance d’une étanchéité.
Le niveau étanchéité est le fruit d’un ensemble de phénomènes interdépendants et souvent multi-physiques (géométrique, mécanique, thermique, fluidique, physique, chimique…). Il n’existe pas de méthodologie universelle de mesure de fuite, et le choix d’une technique de mesure d’étanchéité consistera à la recherche d’un compromis entre la sensibilité de test requis, les propriétés de l’élément à contrôler (tenue en température, compatibilité chimique, tenue mécanique…), le coût du contrôle et le temps alloué pour la réalisation de celui-ci. La connaissance des différentes méthodologies disponibles est donc importante afin de sélectionner la technique la plus adaptée au cas d’application. Il existe une certification professionnelle délivrée par la COFREND attestant les capacités et les connaissances des opérateurs à pratiquer un contrôle non destructif tel que les contrôles d’étanchéité.
Cet article traite des méthodologies de mesure de fuite employées et standardisées, il aborde aussi quelques nouvelles méthodologies en développement. Il complète l’article [BM 5 418], portant sur l’étanchéité aux liaisons statiques ; les étanchéités « dynamiques », intégrant un mouvement de tige ou d’arbre sont traitées dans les articles [BM 5 419] et [BM 5 420].
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3. Débit de fuite
Une fuite est caractérisée quantitativement par la quantité de fluide qui s’échappe du confinement. Il s’exprime :
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soit par la masse qui circule par unité de temps, l’unité légale étant le kilogramme pas seconde (kg.s−1) ; en pratique, cette unité étant souvent trop grande, ce sont des sous-multiples comme le gramme par seconde (g.s−1) ou par heure (g.h−1) qui sont le plus souvent utilisés ;
-
soit par le volume qui s’échappe par unité de temps, exprimé en mètre cube par seconde (m3.s−1) ; là aussi, ce sont des sous-multiples comme le centimètre cube par seconde (cm3.s−1) ou par heure (cm3.h−1) qui sont souvent utilisés.
Si, avec les liquides, considérés comme incompressibles, la pression n’intervient pas, il n’en est pas de même avec les gaz. Il est nécessaire de préciser la pression de référence du gaz qui fuit (le plus souvent, le gaz fuit à l’atmosphère donc à la pression atmosphérique). Pour cela, il est fait appel au flux gazeux q, ou débit énergétique, qui est égal à :
avec V volume de fuite perdu, à la pression P, pendant le temps t.
L’unité légale du flux de fuite est le pascal-mètre cube par seconde (Pa.m−3.s.−1), cette unité est aussi égale au W. D’autres unités sont utilisées, en particulier le mbar.L.s−1 ou l’atm.cm−3.s –1, dans les contrôles d’étanchéité ; cette dernière unité est intéressante pour ses analogies simples. Il est en effet plus aisé de se représenter une fuite de 1 atm.cm−3.s−1 : 1 cm3 s’échappant à la pression atmosphérique chaque seconde, qu’une fuite de 0,1013 Pa.m−3.s−1 qui est son équivalence exprimée en unité légale.
L’équivalence de ces différentes unités avec l’unité légale est la suivante :
-
1 atm.cm3s−1 = 0,1013 Pa.m3.s−1 ;
-
1 mbar.L.s−1 = 0,1 Pa.m3.s−1 ;
-
1 Torr.L. s−1 = 0,133 Pa.m3.s−1 ;
-
1 lusec...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MARTIN (J.) - Manuel de l’étanchéité en mécanique. - P.P.I.-C.C.P. (1981).
-
(2) - BLANC (B.), HENRY (R.P.), LECLERC (J.) - Guide de l’étanchéité. - SFV (1981).
-
(3) - TALLON (J.) - Contrôle industriel de l’étanchéité par traceur hélium. - SFV (1992).
-
(4) - SEEMANN (B.) - Le contrôle d’étanchéité. - EYROLLES (2008).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Essais non destructifs – Contrôle d’étanchéité – Critères de choix de la méthode et de la technique – Indice de classement : A09-105. - NF EN 1779 - Déc. 1999
-
Essais non destructifs – Contrôle d’étanchéité – Critères de choix de la méthode et de la technique – Indice de classement : A09-105/A1. - NF EN 1779/A1 - Juil. 2004
-
Essais non destructifs – Contrôle d’étanchéité – Contrôle à la bulle – Indice de classement : A09-108. - NF EN 1593 - Nov. 1999
-
Essais non destructifs – Contrôle d’étanchéité – Contrôle à la bulle – Indice de classement : A09-108/A1. - NF EN 1593/A1 - Juil. 2004
-
Essais non destructifs – Contrôle d’étanchéité – Méthode par gaz traceur. - NF EN ISO 20485 - Fev. 2018
-
Essais non destructifs – Contrôle d’étanchéité – Méthode par variation de pression – Indice de classement : A09-494. - NF EN 13184 - Nov....
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