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Photo d'un piston racleur exposé en plein air — Piston racleur usagé exposé au public.

Un piston racleur, ou plus simplement racleur, est un outil utilisé pour l'entretien des canalisations. Les pistons racleurs sont notamment utilisés dans les oléoducs et les gazoducs, ainsi que dans les canalisations de distribution d'eau. Les termes anglais pig (pipeline inspection gauge) pour un piston et scrap pour un racleur sont aussi utilisés. Un tel dispositif peut également être employé dans les systèmes de nettoyage en place de tuyauterie, notamment dans le secteur agroalimentaire.

Un autre type d'outil, le piston instrumenté ou piston intelligent (intelligent pig en anglais) est un type de dispositif plus complexe est destiné à l'inspection^[1] des canalisations.

Principe[modifier | modifier le code]

Les pistons racleurs sont des outils poussés par un fluide dans les canalisations, notamment pour les nettoyer. Ils sont le plus souvent propulsés par le flux même du fluide dans la canalisation. Le terme pig viendrait également du bruit de frottement du métal constituant le piston contre les parois^[2].

Le passage de l'outil dans la canalisation peut être délicat et il convient donc d'adapter sa structure et sa géométrie au passage des obstacles (variations de diamètre, d'épaisseur, vannes à passage intégral ou réduit, coudes, tés barrés ou non, piquages, cintres, ...).

Utilisation pour les oléoducs[modifier | modifier le code]

Les pistons racleurs sont utilisés pour :

- nettoyer les parois intérieures^[2],

- la préparation du séchage,

- les tests de pressions,

- pour enduire les parois d'un produit^[3]^,^[4]^,^[5],

- pour séparer deux fluides différents transmis consécutivement (batching)^[3]^,^[6].

Les racleurs instrumentés sont utilisés pour les inspections.

Utilisation pour les systèmes de distribution d'eau[modifier | modifier le code]

Des pistons racleurs peuvent circuler dans les canalisations pour nettoyer les parois de certains films biologiques (bactéries, par exemple), pour curer les canalisations et ainsi augmenter le flux et éviter les problèmes sanitaires ainsi que la problématique de corrosion bactérienne nuisant à l'intégrité. Dans ce cas, le piston racleur peut être un outil en forme d'obus, par exemple en mousse de plus ou moins haute densité revêtue de silicone^[2] et parfois de brosses spiralées. Ces outils sont d'ailleurs utilisés pour le nettoyage des ouvrages quel que soit le fluide transporté avant une inspection par piston instrumenté . Des pistons à coupelles avec des plaques sont spécialement conçus pour décaper le tartre ou le sel se déposant sur les parois des canalisations pour les cas difficiles.

Utilisation pour les gazoducs[modifier | modifier le code]

Les pistons instrumentés sont utilisés pour l'inspection des canalisations de transport de gaz. Ces canalisations sont propres et ne nécessitent pas (souvent) de raclage mais ces outils permettent de relever toutes les anomalies d'un pipeline et de mettre à jour les plans (cartographie par centrale inertielle, détection et localisation des soudures, pièces de forme...). Les pistons les plus connus sont les multiéléments ultrasonores piézo-électriques utilisés en pulse-écho, notamment utilisés dans le monde pétrolier et dans l'eau mais ceux-ci nécessitent un couplant (fluide liquide). Pour les inspections en service en gaz, l'outil utilisé est le MFL (Magnetic flux leakage (en)), un multiéléments à capteurs basés sur l'électromagnétisme, qui ne mesure pas directement l'épaisseur mais détecte les perturbations de flux magnétique induites par une variation d'épaisseur locale. Le plus courant est le MFL axial mais le MFL circonférentiel se développe pour réduire les incertitudes et mieux détecter les défauts orientés axialement, les plus sensibles pour l'intégrité. D'autres technologies apparaissent pour utiliser les ultrasons en gaz, notamment les outils EMAT et ART. Les RFEC basés sur les courants de Foucault existent également et sont pratiques car ces capteurs permettent une grande mobilité mais avec des performances moindres sur la détection, la résolution et le dimensionnement.

Performances des pistons instrumentés[modifier | modifier le code]

En inspection, il est crucial de maîtriser la performance des outils pour conclure, à la suite de l'inspection, à l'aptitude au service et à l'intégrité de l'ouvrage. Les recommandations dans ce domaine sont formalisées au sein du POF (Pipeline Operators Forum), historiquement avec une orientation plutôt anomalies de variation d'épaisseur uniquement, notamment la corrosion, (jusqu'à 2009) et avec les dernières spécifications de 2016 (documents POF) une ouverture plus large sur les typologies de défauts existantes et les outils instrumentés par des capteurs moins courants.

Les performances sont de plusieurs types :

les performances en termes d'agilité
- diamètre interne minimal franchissable
- rayon de courbure minimal franchissable
- limites d'utilisation en pression et températures suivant le fluide
- bidirectionnel : possibilité ou pas de le repousser pour remonter le parcours (reverse flow).
les performances pour l'inspection
- les seuils de détection (dimensions minimales) pour une détection à 90 % de confiance
- la capacité d'identification (origine de l'indication) à 90 % de confiance
- la capacité de discrimination (paroi interne ou externe) à 90 % de confiance
- les incertitudes sur les dimensions à 80 % de confiance
  - profondeur (souvent relative en % de l'épaisseur perdue),
  - longueur axiale (projection sur l'axe),
  - largeur circonférentielle (projection orthogonale).
les performances en localisation
- performances en cartographie : dérive/incertitudes sur les accéléromètres
- précision de localisation en distance et position horaire (12 h en haut du tube, 6 h dessous, 3 h à droite du piston dans son sens de déplacement) en absolu, par rapport aux marqueurs naturels ou ajoutés en surface, par rapport à la dernière soudure.

L'API 1163 est un document permettant de mettre en œuvre l'analyse de performance dans le cadre de la boucle de qualification des outils et prestataires.

Notes et références[modifier | modifier le code]

↑ Stéphane Sainson, Inspection en ligne des pipelines. Principes et méthodes. Ed. Lavoisier. 2007. (ISBN 978-2743009724). 332 p.
↑ ^{a b et c} (en) Zane Satterield, « Tech Brief: Line Pigging », sur National Environmental Services Center, université de Virginie-Occidentale
↑ ^{a et b} (en) « Pipeline pigging », sur Petrowiki.org.
↑ (en) Jean M. Sullivan, « An analysis of the motion of pigs through natural gas pipelines », sur Université Rice, avril 1981.
↑ (en) Abdel-Alim Hashem, « Oil and Gas Pipeline Design, Maintenance and Repair », sur université du Caire
↑ (en) « Pigging products & Services Association ».

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

(en) Jim Cordell, The Pigging Handbook, Houston, TX, Gulf Pub, 2003 (ISBN 0-9717945-3-7, OCLC 255798199)
(en) J. N. H. Tiratsoo, Pipeline Pigging Technology, Gulf Professional Publishing, 1992, 460 p. (ISBN 978-0-87201-426-8 et 0872014266, lire en ligne)

(en) Stéphane Sainson, Inspection en ligne des pipelines. Principes et méthodes, Paris, Lavoisier, 2007, 332 p. (ISBN 978-2-7430-0972-4)

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Oléoduc

[1] Stéphane Sainson, Inspection en ligne des pipelines. Principes et méthodes. Ed. Lavoisier. 2007. (ISBN 978-2743009724). 332 p.

[wvu-2] {a b et c} (en) Zane Satterield, « Tech Brief: Line Pigging », sur National Environmental Services Center, université de Virginie-Occidentale

[petrowiki-3] {a et b} (en) « Pipeline pigging », sur Petrowiki.org.

[4] (en) Jean M. Sullivan, « An analysis of the motion of pigs through natural gas pipelines », sur Université Rice, avril 1981.

[5] (en) Abdel-Alim Hashem, « Oil and Gas Pipeline Design, Maintenance and Repair », sur université du Caire

[6] (en) « Pigging products & Services Association ».

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

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-[[Fichier:PipelinePIG.jpg|vignette|alt=Photo d'un piston racleur exposé en plein air|Piston racleur usagé exposé au public.]]
+[[Image:PipelinePIG.jpg|vignette|droite|redresse=1|alt=Photo d'un piston racleur exposé en plein air|Piston racleur usagé exposé au public.]]
-Un '''piston racleur''' est un outil utilisé pour l'entretien des [[Pipeline (transport par canalisation)|canalisations]]. Ces pistons racleurs sont notamment utilisés pour les [[Oléoduc|oléoducs]] et [[Gazoduc|gazoducs]] ainsi que les réseaux de distribution d'eau. Le terme anglais ''pig'' (pipeline inspection gauge) est aussi utilisé.
+Un '''piston racleur''', ou plus simplement '''racleur''', est un outil utilisé pour l'entretien des [[Pipeline (transport par canalisation)|canalisations]]. Les pistons racleurs sont notamment utilisés dans les [[Oléoduc|oléoducs]] et les [[Gazoduc|gazoducs]], ainsi que dans les canalisations de distribution d'eau. Les termes anglais ''{{Langue|en|pig}}'' (''{{Langue|en|pipeline inspection gauge}}'') pour un piston et ''{{Langue|en|scrap}}'' pour un racleur sont aussi utilisés. Un tel dispositif peut également être employé dans les systèmes de [[nettoyage en place]] de tuyauterie, notamment dans le [[secteur agroalimentaire]].
+Un autre type d'outil, le '''piston instrumenté''' ou '''piston intelligent''' (''{{Langue|en|intelligent pig}}'' en anglais) est un type de dispositif plus complexe est destiné à l'inspection<ref>Stéphane Sainson, ''Inspection en ligne des pipelines. Principes et méthodes''. Ed. Lavoisier. 2007. {{ISBN|978-2743009724}}. 332 p.</ref> des canalisations.
 == Principe ==
 Les pistons racleurs sont des outils poussés par un fluide dans les canalisations, notamment pour les nettoyer. Ils sont le plus souvent propulsés par le flux même du fluide dans la canalisation. Le terme ''pig'' viendrait également du bruit de frottement du métal constituant le piston contre les parois<ref name=wvu>{{lien web|lang=en|url=http://www.nesc.wvu.edu/pdf/dw/publications/ontap/2009_tb/line_pigging_DWFSOM96.pdf|titre=Tech Brief: Line Pigging|auteur=Zane Satterield|site=National Environmental Services Center, [[université de Virginie-Occidentale]]}}</ref>.
-Le passage de l'outil dans la canalisation n'est pas garanti et il convient d'adapter la structure du porteur aux obstacles à franchir (variations de diamètre, d'épaisseur, vannes à passage intégral ou réduit, coudes, tés barrés ou non, piquages, cintres...).
+Le passage de l'outil dans la canalisation peut être délicat et il convient donc d'adapter sa structure et sa géométrie au passage des obstacles (variations de diamètre, d'épaisseur, vannes à passage intégral ou réduit, coudes, tés barrés ou non, piquages, cintres, ...).
-Le choix du type de capteurs et de leur configuration est à adapter au besoin.
 == Utilisation pour les oléoducs ==
+Les pistons racleurs sont utilisés pour :
-Les pistons racleurs sont utilisés pour nettoyer les parois intérieures des oléoducs<ref name=wvu/>, mais aussi pour l'inspection<ref>Stéphane Sainson, ''Inspection en ligne des pipelines. Principes et méthodes''. Ed. Lavoisier. 2007. {{ISBN|978-2743009724}}. 332 p.</ref>, la préparation du séchage, l'essai des installations ou encore pour enduire les parois d'un produit<ref name=petrowiki>{{lien web|lang=en|url=http://petrowiki.org/Pipeline_pigging|titre=Pipeline pigging|site=Petrowiki.org}}.</ref>{{,}}<ref> {{lien web|lang=en|url=https://scholarship.rice.edu/bitstream/handle/1911/63481/AnAnalysisOfTheMotionOfPigsThroughNaturalGasPipelines.pdf?sequence=1|titre= An analysis of the motion of pigs through natural gas pipelines|auteur=Jean M. Sullivan|date=avril 1981|site=[[Université Rice]]}}.</ref>{{,}}<ref> {{lien web|lang=en|url=http://www.eng.cu.edu.eg/users/aelsayed/Part%207%20Instrumentation%20and%20pigging.pdf|titre=Oil and Gas Pipeline Design,  Maintenance and Repair|auteur= Abdel-Alim Hashem|site=[[université du Caire]]}}</ref>. On les utilise aussi pour séparer deux fluides différents transmis consécutivement (''batching'')<ref name=petrowiki/>{{,}}<ref>{{lien web|lang=en|url=http://ppsa-online.com/about-pigs.php|titre=Pigging products & Services Association }}.</ref>.
+- nettoyer les parois intérieures<ref name="wvu" />,
+- la préparation du séchage,
+- les tests de pressions,
+- pour enduire les parois d'un produit<ref name="petrowiki">{{lien web|lang=en|url=http://petrowiki.org/Pipeline_pigging|titre=Pipeline pigging|site=Petrowiki.org}}.</ref>{{,}}<ref> {{lien web|lang=en|url=https://scholarship.rice.edu/bitstream/handle/1911/63481/AnAnalysisOfTheMotionOfPigsThroughNaturalGasPipelines.pdf?sequence=1|titre= An analysis of the motion of pigs through natural gas pipelines|auteur=Jean M. Sullivan|date=avril 1981|site=[[Université Rice]]}}.</ref>{{,}}<ref> {{lien web|lang=en|url=http://www.eng.cu.edu.eg/users/aelsayed/Part%207%20Instrumentation%20and%20pigging.pdf|titre=Oil and Gas Pipeline Design,  Maintenance and Repair|auteur= Abdel-Alim Hashem|site=[[université du Caire]]}}</ref>,
+- pour séparer deux fluides différents transmis consécutivement (''batching'')<ref name="petrowiki" />{{,}}<ref>{{lien web|lang=en|url=http://ppsa-online.com/about-pigs.php|titre=Pigging products & Services Association }}.</ref>.
+Les racleurs instrumentés sont utilisés pour les inspections.
 == Utilisation pour les systèmes de distribution d'eau ==
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 == Utilisation pour les gazoducs ==
-Les pistons instrumentés sont utilisés pour l'inspection des canalisations de transport de gaz. Ces canalisations sont propres et ne nécessitent pas (souvent) de raclage mais ces outils permettent de relever toutes les anomalies d'un pipeline et de mettre à jour les plans (cartographie par centrale inertielle, détection et localisation des soudures, pièces de forme...). Les pistons les plus connus sont les multiéléments ultrasonores piézo-électriques utilisés en pulse-écho, notamment utilisés dans le monde pétrolier et dans l'eau mais ceux-ci nécessitent un couplant (fluide liquide). Pour les inspections en service en gaz, l'outil utilisé est le [[wikipedia:Magnetic_flux_leakage|MFL]] (Magnetic Flux Leakage), un multiéléments à capteurs basés sur l'électromagnétisme, qui ne mesure pas directement l'épaisseur mais détecte les perturbations de flux magnétique induites par une variation d'épaisseur locale. Le plus courant est le MFL axial mais le MFL circonférentiel se développe pour réduire les incertitudes et mieux détecter les défauts orientés axialement, les plus sensibles pour l'intégrité. D'autres technologies apparaissent pour utiliser les ultrasons en gaz, notamment les outils [[:en:Electromagnetic acoustic transducer|EMAT]] et [[:en:Acoustic resonance technology|ART]]. Les [[:en:Remote field testing|RFEC]] basés sur les courants de Foucault existent également et sont pratiques car ces capteurs permettent une grande mobilité mais avec des performances moindres sur la détection, la résolution et le dimensionnement.
+Les pistons instrumentés sont utilisés pour l'inspection des canalisations de transport de gaz. Ces canalisations sont propres et ne nécessitent pas (souvent) de raclage mais ces outils permettent de relever toutes les anomalies d'un pipeline et de mettre à jour les plans (cartographie par centrale inertielle, détection et localisation des soudures, pièces de forme...). Les pistons les plus connus sont les multiéléments ultrasonores piézo-électriques utilisés en pulse-écho, notamment utilisés dans le monde pétrolier et dans l'eau mais ceux-ci nécessitent un couplant (fluide liquide). Pour les inspections en service en gaz, l'outil utilisé est le [[wikipedia:Magnetic_flux_leakage|MFL]] (''{{lang|en|Magnetic flux leakage}}'' {{petit|([[:en:Magnetic flux leakage|en]])}}), un multiéléments à capteurs basés sur l'électromagnétisme, qui ne mesure pas directement l'épaisseur mais détecte les perturbations de flux magnétique induites par une variation d'épaisseur locale. Le plus courant est le MFL axial mais le MFL circonférentiel se développe pour réduire les incertitudes et mieux détecter les défauts orientés axialement, les plus sensibles pour l'intégrité. D'autres technologies apparaissent pour utiliser les ultrasons en gaz, notamment les outils [[:en:Electromagnetic acoustic transducer|EMAT]] et [[:en:Acoustic resonance technology|ART]]. Les [[:en:Remote field testing|RFEC]] basés sur les courants de Foucault existent également et sont pratiques car ces capteurs permettent une grande mobilité mais avec des performances moindres sur la détection, la résolution et le dimensionnement.
-== Performance des pistons instrumentés ==
+== Performances des pistons instrumentés ==
-En inspection, il est crucial de maîtriser la performance des outils pour savoir conclure à la suite de l'inspection sur l'aptitude au service de l'ouvrage.
-Les recommandations dans ce domaine sont formalisées au sein du [https://www.pipelineoperators.org/ POF] (Pipeline Operators Forum), historiquement avec une orientation plutôt anomalies de variation d'épaisseur uniquement, notamment la corrosion, (jusqu'à 2009) et avec les dernières spécifications de 2016 ([https://www.pipelineoperators.org/downloads-links/ documents POF]) une ouverture plus large sur les typologies de défauts existantes et les outils instrumentés par des capteurs moins courants.
+En inspection, il est crucial de maîtriser la performance des outils pour conclure, à la suite de l'inspection, à l'aptitude au service et à l'intégrité de l'ouvrage. Les recommandations dans ce domaine sont formalisées au sein du [https://www.pipelineoperators.org/ POF] (Pipeline Operators Forum), historiquement avec une orientation plutôt anomalies de variation d'épaisseur uniquement, notamment la corrosion, (jusqu'à 2009) et avec les dernières spécifications de 2016 ([https://www.pipelineoperators.org/downloads-links/ documents POF]) une ouverture plus large sur les typologies de défauts existantes et les outils instrumentés par des capteurs moins courants.
-Les performances sont de plusieurs types :
- - les performances en termes d'agilité :
+Les performances sont de plusieurs types :
+* les performances en termes d'agilité
-      -> diamètre interne minimal franchissable ;
-      -> rayon de courbure minimal franchissable ;
+** diamètre interne minimal franchissable
+** rayon de courbure minimal franchissable
-      -> limites d'utilisation en pression et températures suivant le fluide ;
+** limites d'utilisation en pression et températures suivant le fluide
-      -> Bidirectionnel ou non : si on peut le repousser pour remonter le parcours ;
+** bidirectionnel : possibilité ou pas de le repousser pour remonter le parcours ''(reverse flow).''
- - les performances pour l'inspection :
-      -> les seuils de détection (dimensions minimales) pour une détection à 90% de confiance ;
+* les performances pour l'inspection
+** les seuils de détection (dimensions minimales) pour une détection à 90 % de confiance
-      -> la capacité d'identification (origine de l'indication) à 90% de confiance ;
+** la capacité d'identification (origine de l'indication) à 90 % de confiance
-      -> la capacité de discrimination (paroi interne ou externe) à 90% de confiance ;
+** la capacité de discrimination (paroi interne ou externe) à 90 % de confiance
-      -> les incertitudes sur les dimensions à 80% de confiance :
+** les incertitudes sur les dimensions à 80 % de confiance
-           -> profondeur (souvent relative en % de l'épaisseur perdue),
+*** profondeur (souvent relative en % de l'épaisseur perdue),
-           -> longueur axiale (projection sur l'axe),
+*** longueur axiale (projection sur l'axe),
-           -> largeur circonférentielle (projection orthogonale).
+*** largeur circonférentielle (projection orthogonale).
- - les performances en localisation
+* les performances en localisation
-      -> performances en cartographie : dérive/incertitudes sur les accéléromètres
+** performances en cartographie : dérive/incertitudes sur les accéléromètres
-      -> précision de localisation en distance et position horaire (12h en haut du tube, 6h dessous, 3h à droite du piston dans son sens de déplacement) en absolu, par rapport aux marqueurs naturels ou ajoutés en surface, par rapport à la dernière soudure.
+** précision de localisation en distance et position horaire (12 h en haut du tube, 6 h dessous, 3 h à droite du piston dans son sens de déplacement) en absolu, par rapport aux marqueurs naturels ou ajoutés en surface, par rapport à la dernière soudure.
 L'[http://www.api.org/~/media/files/publications/whats%20new/1163%20e2%20pa.pdf API 1163] est un document permettant de mettre en œuvre l'analyse de performance dans le cadre de la boucle de qualification des outils et prestataires.
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 == Voir aussi ==
 === Bibliographie ===
-* {{Ouvrage |langue=en |auteur=Jim Cordell |titre=The Pigging Handbook |éditeur=Gulf Pub |lieu=Houston, TX |année=2003 |pages totales= |isbn=0971794537 |oclc=255798199 }}
+* {{Ouvrage |langue=en |auteur1=Jim Cordell |titre=The Pigging Handbook |lieu=Houston, TX |éditeur=Gulf Pub |année=2003 |isbn=0-9717945-3-7 |oclc=255798199}}
-* {{Ouvrage |langue=en |auteur=J. N. H. Tiratsoo |titre=Pipeline Pigging Technology |éditeur=Gulf Professional Publishing |lieu= |année=1992 |pages totales=460 |isbn=9780872014268 |isbn2=0872014266 }}
+* {{Ouvrage |langue=en |auteur1=J. N. H. Tiratsoo |titre=Pipeline Pigging Technology |éditeur=Gulf Professional Publishing |année=1992 |pages totales=460 |isbn=978-0-87201-426-8 |isbn2=0872014266 |lire en ligne=https://books.google.com/books?id=pBt9SXzAFJYC&printsec=frontcover}}
-* {{Ouvrage |langue=en |auteur=Stéphane Sainson |titre=Inspection en ligne des pipelines. Principes et méthodes |éditeur=Lavoisier |lieu=Paris|année=2007 |pages totales=332 |isbn=978-2743009724}}
+* {{Ouvrage |langue=en |auteur1=Stéphane Sainson |titre=Inspection en ligne des pipelines. Principes et méthodes |lieu=Paris |éditeur=Lavoisier |année=2007 |pages totales=332 |isbn=978-2-7430-0972-4}}
 === Articles connexes ===
 * [[Oléoduc]]
+{{Palette Canalisation}}
-{{Portail|transports|énergie fossile}}
+{{Portail|transports|énergie fossile|lacs et cours d'eau}}
 [[Catégorie:Canalisation]]
+[[Catégorie:Oléoduc]]
+[[Catégorie:Gazoduc]]

v · m Transport par canalisation
Canalisation Tuyau Station de compression
Pipeline (...-duc et autres)	Aqueduc Saumoduc Oléoduc Gazoduc Hydrogénoduc Oxyduc Biéroduc Lactoduc Minéroduc Tube pneumatique
Entretien	Piston racleur
Domaine d'expertise	Plomberie Fontainerie Hydraulique Hydraulique urbaine Écoulement en charge Métallurgie Protection cathodique