Essais de chute réalisés pour évaluer la performance de fûts en acier sélectionnés

La recherche comportait une série d'essais de chute réalisés pour évaluer la performance de fûts en acier sélectionnés et destinés au transport de marchandises dangereuses. Une étude antérieure avait été menée par Transports Canada en 1985 (TP 7423E); cette étude couvrait plusieurs types d'emballages et d'épreuves. Par suite des résultats de cette étude, Transports Canada a mis en place des procédures de contrôle de la qualité pour tenir compte de certaines défectuosités décelées chez les fûts en acier de 210 L utilisés dans l'étude. L'étude était entre autres motivée par le souci d'efficacité de ces procédures. Les objectifs secondaires de l'étude étaient d'évaluer les avantages des deux positions de chute et d'examiner les différences entre les deux types de fermetures les plus couramment montées sur ces fûts.

Des ensembles d'échantillons de 50 fûts ont été achetés de deux fabricants du Canada, de deux fabricants des États-Unis, d'un fabricant du Royaume-Uni et d'un en Allemagne. Les essais de chute ont été réalisés selon une des deux orientations sélectionnées, six heures ou huit heures. En position six heures, le fût est lâché sur son bord circonférentiel supérieur de sorte que son point le plus près de la grande fermeture frappe la cible. L'essai en position huit heures 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. La moitié des fûts testés étaient équipés du système de fermeture classique de type "Reicke"; les autres étaient munis du système "Tri-sure", plus récent.

Jusqu'à 10 fûts de chaque ensemble d'échantillons ont servi aux essais préliminaires pour déterminer la hauteur de chute initiale en positions six heures et huit heures pour l'ensemble. Après qu'on ait établi la hauteur minimale la plus probable de défaillance, 20 fûts ont été mis à l'essai en position six heures. Les chercheurs ont ensuite mesuré les dimensions moyennes des zones de déformation pour déterminer l'angle exact à donner aux fûts en position huit heures utilisée pour les 20 fûts restants.

On a employé la méthode de haut en bas ou 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. cent de leur capacité, puis soumis à l'essai de chute requis pour l'usage de transport de marchandises dangereuses. Après essai, chaque fût à été contrôlé pour la présence de fuites, constituant 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 suivant était lâché à 0,2 m plus haut. Les essais se sont poursuivis ainsi jusqu'à concurrence des 20 fûts, à chacune des deux orientations. Une analyse des données a présenté un écart moyen et un écart type pour chaque série d'essais.

Les chercheurs ont constaté une forte variation des hauteurs de défaillance observées entre les produits des différents fabricants, mais également une bonne uniformité entre les fûts provenant du même fabricant. La plupart des fûts éprouvés ont pu résister très facilement à l'essai de chute requis pour le transport de marchandises dangereuses. Chez les fûts d'un même fabricant, des chutes avec défaillance se sont produites à une hauteur inférieure au seuil requis, mais dans la plupart des cas la hauteur était plus élevée. Seulement un ensemble de fûts ont régulièrement failli à des hauteurs bien au-dessous de la hauteur requise; en fait, ils n'ont pas réussi une seule fois à la hauteur requise.

Dans l'ensemble, la plupart des défaillances sont survenues par déroulage du rebord ou par rupture de la tôle, soit au rebord, soit aux plis les plus accentués de la zone de déformation. Un faible nombre de défaillances sont survenues au dispositif de fermeture obturant la grande ouverture, principalement lors des essais en position huit heures et lors des chutes de grande hauteur.

La position ou l'orientation du fût durant l'essai influent clairement sur sa tenue au choc. La hauteur moyenne de chute causant défaillance pour la position huit heures était régulièrement au-dessous de la hauteur observée pour la position six heures. De plus, dans le cas des essais à la position huit heures, la fuite au droit du dispositif de fermeture était le mode de défaillance le plus fréquent.

La distinction entre les résultats obtenus selon le type de fermeture était moins marquée : le nombre de défaillances par type était similaire, tout comme les hauteurs de chute ayant causé ces défaillances. On n'a pas noté d'écart suffisant pour justifier l'un ou l'autre type de fermeture, particulièrement vu que les deux avaient tendance à faillir à une hauteur beaucoup plus grande que la limite requise.

Des études similaires sont recommandées sur d'autres types d'emballages, par exemple les fûts en matière plastique, les seaux de 20 L et les emballages combinés. Il est également proposé de soumettre de la même manière les fûts en acier à des épreuves hydrostatiques et de faire appel à la participation volontaire, entre autres pour réduire, voire éliminer, les coûts reliés à l'acquisition des ensembles d'échantillons.

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