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7 Vieillissement des matières synthétiques

Les matières organiques (matières synthétiques) sont soumises au vieillissement. Les raisons du vieillissement dépendent du matériau:

Polymères:

  • Rayonnements UV

  • Vieillissement thermique (thermo-oxydation)

  • Crazing (tensions de traction et agents chimiques agressifs)

Elastomères:

  • Gonflement

  • Décomposition thermique

  • Agression par des substances polaires (p. ex. l’eau)

7.1 Comportement au fluage des tuyaux en matière synthétique

Le comportement au fluage est une propriété importante des tuyaux en matière synthétique soumis à une pression interne; c’est de ce comportement que dépend leur durée de vie. Le comportement au fluage est largement déterminé par la pression, la température et les fluides.

Des procédés d’essais normalisés permettent de prévoir la durée de vie des tuyaux en matière synthétique. Dans la mesure où les durées d’essai sont suffisantes, le comportement au fluage des tuyaux en matière synthétique se présente dans le diagramme ci-dessous sous la forme d’une courbe découpée en trois zones.

 img
Comportement au fluage et valeur MSR de tuyaux en matière synthétique (source: SKZ Würzburg)

Domaine

Type de rupture

1

Rupture ductile suite à une défaillance au niveau de la ductilité

Tensions de traction dépassant la limite élastique du tuyau en matière synthétique

2

Rupture fragile déclenchée par une défaillance quasi-fragile

Formation de fissures de contraintes et lente progression des fissures

3

Rupture fragile suite à une dégradation thermo-oxydative

Fragilisation du matériau et formation de nombreuses fissures sur le pourtour du tuyau en matière synthétique.

Description des types de rupture pour les tuyaux en matière synthétique

La valeur MSR (minimum required strength) indique la résistance à la pression interne sur une durée longue de 50 ans (pour une température moyenne du fluide de 20 C°).

7.2 Aspect des dommages

Les photos suivantes montrent les dommages que subissent les tuyaux en matière synthétique en fonction des divers types de rupture.

Photo

Type de rupture

Rupture ductile d’un tuyau PEX suite à une défaillance au niveau de la ductilité

Rupture fragile d’un tuyau en polybutène suite à une défaillance quasi-fragile

Rupture fragile d’un tuyau en matière synthétique suite à une dégradation thermo-oxydative

Dommages par types de ruptures subies par les tuyaux en matière synthétique