Des vannes en acier inoxydable
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La revue spécialisée consacrée au nickel et à ses applications |
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L’ACIER INOXYDABLE ne constitue pas encore la norme dans l’ensemble de l’industrie du traitement des eaux
usées, mais il a conquis au moins 40 % du marché aux États-Unis. |
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LES VANNES D’ACIER INOXYDABLE présentent de nombreux avantages par rapport à celles de fonte
traditionnelle et de fonte Ni-Resist; elles sont notamment moins coûteuses, plus légères, plus faciles à
installer et moins sujettes aux fuites. |
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LES VANNES illustrées sur cette page mesurent de 0,3 sur 0,3 mètres à 4,6 sur 4,6 mètres et pèsent de 580
à 3 700 kilogrammes. |
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En Alabama, on a eu recours à 520 tonnes d’acier inoxydable au total, dans le cadre d’un projet de traitement des eaux usées
Par Carroll McCormick
Revue Nickel, Juillet 2004 -- En Alabama, on a eu recours à 520 tonnes d’acier inoxydable au total, dans le cadre d’un projet de traitement des eaux usées
Les stations modernes d’épuration des eaux usées, conçues pour traiter des débits de pointe à la suite de fortes pluies, doivent être munies de vannes murales qui règlent l’écoulement des eaux usées entre les bassins d’accumulation. Dans le cadre d’un programme de plusieurs milliards de dollars visant à réparer des égouts désuets et à améliorer la capacité de traitement des eaux usées, dans le comté de Jefferson (Alabama, États-Unis), les aciers inoxydables S30400, S31600 et S31603 sont devenus les matériaux de choix pour la construction de vannes, remplaçant la fonte traditionnelle et la fonte Ni-Resist (F47006).
Même si l’on n’a recours aux vannes d’acier inoxydable fabriqué que depuis peu de temps, l’expérience a déjà démontré qu’elles sont moins coûteuses, plus légères, plus faciles à installer et moins sujettes aux fuites. Elles sont également plus résistantes à la corrosion en présence de sulfure d’hydrogène et requièrent moins d’entretien.
« L’usage des vannes de fonte dans le réseau de collecte remonte à 70 ou 80 ans », affirme Harry Chandler, directeur adjoint, aux services environnementaux de la Jefferson County Commission. « Nous avons commencé à utiliser la fonte Ni-Resist il y a plus de vingt ans. Son prix est devenu un problème et nous nous sommes demandés si nous pourrions obtenir des vannes en acier inoxydable à un coût inférieur à celui des vannes de fonte Ni-Resist. Nous n’avons commencé à sérieusement envisager des solutions de rechange qu’il y a cinq ou six ans. »
Les plus grandes stations d’épuration des eaux usées du comté sont celles de Village Creek et de Valley Creek. La première est d’une capacité nominale de 550 millions de litres par jour (L/j) et d’une capacité maximale de 1 820 millions L/j. La capacité nominale de la seconde est de 840 millions L/j et sa capacité maximale est de 1 590 millions L/j.
Les deux installations comportent au moins 200 vannes d’acier inoxydable fabriqué, dont la taille varie entre 1 m sur 1 m et 4 m sur 4 m. Elles proviennent de plusieurs fabricants, notamment Whipps Inc. d’Athol (Massachusetts, É.-U.) et H. Fontaine Ltée de Magog (Québec, Canada).
La compagnie Whipps a fabriqué 111 vannes, à partir de plaques d’acier S30400 de 95 mm d’épaisseur pour la station de Valley Creek. Elles vont de petites vannes mesurant 0,3 m sur 0,3 m et pesant 200 kilogrammes (kg) chacune à de grandes vannes mesurant 4,6 m sur 4,6 m et pesant 7 300 kg chacune. L’entreprise a aussi fabriqué 29 vannes à partir d’acier S31603, dont le poids varie entre 580 à 3 700 kg chacune.
« Le choix d’acier inoxydable dépend de la corrosivité du milieu et de la proportion de soudage requis », affirme Fred Perry, directeur régional des ventes dans le Sud-Est des États-Unis pour la compagnie Whipps.
Bien que le comté de Jefferson ait adopté les vannes d’acier inoxydable qui sont devenues la norme depuis six ou sept ans, la compagnie Whipps en fabrique depuis 1977. M. Perry indique : « Entre 1977 et 2003, nous n’avons construit que 300 vannes de fonte, mais nous en avons fabriqué 6 000 en acier inoxydable. » Celui-ci ne constitue pas encore la norme dans l’ensemble de l’industrie du traitement des eaux usées, mais il a conquis au moins 40 % du marché et sa popularité s’accroît chaque année, selon M. Perry. L’American Water Works Association (AWWA) a récemment publié la norme C-561, portant sur les vannes à glissières en acier inoxydable.
Pendant ce temps, la compagnie Fontaine fournissait 72 vannes murales montées sur cadre à bride, dont la taille varie de 1,22 m sur 1,22 m à 3,05 m sur 3,05 m, à la station d’épuration de Village Creek. Les vannes pèsent de 820 kg à 4 130 kg chacune.
Les vannes d’acier inoxydable ont été soumises à des essais et entièrement assemblées avant d’être envoyées au comté de Jefferson. Une fois qu’elles sont arrivées sur place, on les a boulonnées aux cadres de coulée qui avaient été scellés dans les murs du bassin de béton, au moment de sa construction. Les cadres de coulée ont également été fabriqués à partir de l’acier S31603; leur poids varie de 420 kg à 885 kg.
L’épaisseur des plaques qui servent à construire les vannes, à la suite d’une combinaison d’opérations de pliage et de soudage, varie de 63,5 millimètres (mm) à 95,25 mm. Chaque vanne est passivée avant de quitter l’usine et de nouveau lorsqu’elle est sur place.
Il faut, par contre, finir d’assembler les vannes de fonte sur place et faire des ajustements pour qu’elles soient bien montées. La norme est la même pour les vannes en acier inoxydable que pour celles en fonte; toutefois, la compagnie Fontaine soutient que le débit de fuite de ses vannes ne représente que la moitié du débit recommandé en vertu de la norme C560 de l’AWWA. Moins le débit de fuite d’une vanne est important, moins grande est la quantité d’eaux usées non traitées qui se déversent dans l’environnement.
M. Chandler énonce d’autres raisons de choisir des vannes en acier inoxydable : « La fonte Ni-Resist est efficace contre la corrosion, mais il existe deux autres problèmes. Les vannes de fonte, qui sont très lourdes, glissent de haut en bas, dans un cadre de laiton. Lorsqu’on ne les utilise pas, elles se bloquent. Nous voulions des vannes pas trop lourdes et faciles à actionner, explique M. Chandler. Les vannes d’acier inoxydable résistent à la corrosion, ne se coincent pas et leur joint d’étanchéité n’entrave pas leur mouvement. »
Le problème relié aux vannes de fonte est très répandu, selon M. Chandler. « Notre réseau compte 4 800 kilomètres de conduites d’égouts et près d’une centaine d’ouvrages de régulation. Au cours des dix-huit derniers mois, nous les avons inspectés et n’avons pas réussi à actionner la plupart d’entre eux. Les vannes en acier inoxydable marchaient, mais pas les vannes en fonte. »
Des installations de ce genre vont fonctionner pendant une période de vingt à quarante ans. Comme on ne peut pas les arrêter, l’entretien est une grande préoccupation. Dans le cas des vannes en fonte, les cales se frottent contre des paliers de laiton qui s’usent. L’entretien et le remplacement des pièces sont plus coûteux.
Le dispositif électrique qui actionne les vannes en acier inoxydable requiert moins d’entretien. Le joint d’étanchéité d’une telle vanne ne s’use pas autant et il est plus facile à remplacer que celui d’une vanne de fonte.
Au cours des six ou sept dernières années, nous avons agrandi les quatre stations d’épuration que nous possédons et installé des vannes d’acier inoxydable dans chacune. Ces vannes deviennent la norme dans nos installations.
À la station de Village Creek, la chaîne de traitement au débit de pointe a été mise en œuvre en juin 2003. La partie de l’usine dans laquelle les chaînes de traitement seront jumelées sera prête en septembre 2004. La station Valley Creek, quant à elle, sera terminée en juin 2005.
Carroll McCormick est un collaborateur indépendant établi à Montréal.
ILLUSTRATIONS : Whipps Inc. et H. Fontaine Limited
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George Whipps François Bédard Harry Chandler |
