Épreuves de rendement de certains fûts en plastique

Sommaire

Le projet a consisté en une série d'épreuves de chute et d'épreuves de pression interne qui avaient pour but d'évaluer le rendement de divers fûts en plastique utilisés pour le transport des marchandises dangereuses. Transports Canada a déjà réalisé, en 1985, une étude (TP 7423E) qui couvrait de nombreux types d'emballages et d'essais. Par suite de cette étude, Transports Canada a mis en place des procédures de contrôle de la qualité pour prévenir certaines défectuosités décelées dans les fûts étudiés. Pour évaluer l'efficacité de ces procédures de contrôle de la qualité, Transports Canada a lancé une étude sur les fûts en acier de 210 L. Les résultats obtenus sont présentés dans le rapport TP 14093E, publié en avril 2003.

La présente étude est la poursuite de l'étude de 2003. Des fûts en plastique de 210 L ont été soumis aux mêmes épreuves que les fûts en acier, si ce n'est que le protocole de l'épreuve de chute a été légèrement simplifié. De plus, les fûts en plastique ont également été soumis à une série d'épreuves de pression interne que n'avaient pas eu à subir les fûts en acier.

Des ensembles d'échantillons de 50 fûts ont été achetés à deux fabricants du Canada, deux fabricants des États-Unis, un fabricant du Royaume-Uni, un fabricant d'Europe continentale et un fabricant asiatique. Les épreuves de chute ont été exécutées selon deux orientations. Dans l'orientation «6 h», le fût est lâché sur son bord périphérique supérieur de sorte que son point le plus près de la grande fermeture frappe la cible. L'essai selon l'orientation «8 h» est similaire, sauf que l'on fait subir une rotation au fût de sorte que sa grande fermeture coïncide avec le centre de la zone de déformation résultant de l'impact sur la cible. Plusieurs combinaisons différentes de systèmes de fermeture équipaient les fûts essayés; on trouve cette information dans le rapport. Mais aucune analyse comparative n'a été faite de ces systèmes de fermeture, en raison de leur trop grande diversité.

Chaque ensemble de fûts a été soumis à des essais préliminaires, afin de déterminer l'orientation la plus susceptible d'entraîner une défaillance ainsi que la hauteur de chute initiale. Les épreuves de chute ont ensuite été exécutées selon l'orientation et la hauteur de chute ainsi déterminées. Cette méthode différait passablement de celle utilisée pour les fûts en acier, laquelle prévoyait une série complète d'épreuves de chute dans chacune des orientations. C'est d'ailleurs sur le plan de l'orientation qu'une différence a été constatée dans les résultats. Ainsi, alors que dans l'étude sur les fûts en acier, la hauteur moyenne minimale la plus probable de défaillance correspondait toujours à l'orientation «8 h», dans la présente étude, les fûts en plastique provenant de différents fabricants se comportaient de façon différente. En effet, plusieurs ensembles de fûts présentaient une défaillance plus rapidement dans l'orientation «6 h» que dans l'orientation «8 h».

Les chercheurs ont employé la méthode de l'escalier de Bruceton pour établir mathématiquement une hauteur moyenne de défaillance et un écart type pour chaque ensemble de fûts. Les fûts ont été remplis d'eau à 98 p. 100 de leur capacité, puis soumis à l'épreuve de chute exigée pour l'usage de transport de marchandises dangereuses. Après essai, chaque fût a été contrôlé pour la présence de fuites (assimilées à une défaillance). Le cas échéant, le fût suivant était lâché à une hauteur inférieure de 0,2 m. Si aucune fuite n'était décelée, le fût suivant était lâché à 0,2 m plus haut. Les essais se sont poursuivis ainsi jusqu'à concurrence de 20 fûts, selon l'orientation choisie, après quoi l'analyse des données a permis d'établir la hauteur moyenne et l'écart type pour chaque série d'essais.

Cinq fûts de chaque fabricant ont été soumis à des épreuves de pression interne. La pression à l'intérieur des fûts était augmentée par incréments jusqu'à ce qu'une fuite se produise ou jusqu'à ce que la pression soit égale à 150 p. 100 de la pression nominale du fût.

Les chercheurs ont constaté une forte variation des hauteurs de défaillance entre les produits des différents fabricants, mais une bonne uniformité entre les fûts provenant d'un même fabricant. Tous les fûts mis à l'essai ont obtenu des résultats plus que satisfaisants à l'épreuve de chute standard exigée pour le transport de marchandises dangereuses. La plupart des fûts ont résisté à une pression interne supérieure à leur pression nominale. Dans certains des ensembles de fûts, on a constaté une fuite dans un ou plusieurs des échantillons juste au dessous de la pression nominale, mais une telle défaillance pourrait être attribuable à l'application d'un couple de serrage incorrect au système de fermeture.

Par rapport à l'étude sur les fûts en acier, les fûts en plastique ont présenté une plus grande variété de modes de défaillance. Cela tient probablement au fait que les détails de conception des fûts en plastique varient beaucoup d'un fabricant à l'autre, tandis que les fûts en acier sont passablement normalisés.

Le rapport formule diverses recommandations, dont celle d'exiger au moins une épreuve de chute selon chaque orientation, de façon à être sûr que l'orientation la plus fragile soit mise à l'épreuve. Il est également recommandé de faire en sorte que les utilisateurs aient facilement accès aux données sur le couple de serrage, et d'obliger ceux-ci à suivre une formation sur l'importance de respecter les prescriptions touchant le couple de serrage. Enfin, il est recommandé de soumettre d'autres types d'emballages à des études semblables, notamment les seaux de 20 L et les emballages combinés.

Pour commander ce rapport, visitez le site du Centre de développement des transports.