Vieillissement du polyamide 11 utilisé dans les conduites flexibles : influence de la composition du fluide transporté Influence of the Chemical Nature of the Environment on the Aging of Polyamide 11 Used for Offshore Flexible Pipes

Le polyamide 11 est utilisé comme gaine d'étanchéité interne des conduites flexibles de transport de produits pétroliers. Dans certaines conditions d'utilisation, celui-ci subit une dégradation de ses propriétés mécaniques et physico-chimiques initiales. Des échanges de matières s'établissent entre le matériau et le fluide transporté : des composés constitutifs du fluide (eau, hydrocarbures) peuvent être absorbés par le polyamide tandis que le principal additif du matériau (le plastifiant) est extrait. Cette étude, entreprise pour déterminer l'influence de la composition du milieu chimique sur les propriétés du polyamide 11, a permis : 1) De développer une nouvelle méthode d'analyse des matières diffusant dans le polyamide 11. Le principe de cette méthode consiste à réaliser une thermodésorption des différentes matières présentes dans le polymère et à les analyser en ligne par spectrométrie de masse à moyenne résolution (résolution = 3000). Cette méthode permet l'analyse quantitative simultanée du plastifiant résiduel, de l'eau et des hydrocarbures absorbés ainsi que la détermination de la répartition par familles chimiques de ces hydrocarbures. 2) De proposer un modèle prédictif du vieillissement du polyamide 11 dans des milieux modèles constitués d'eau, d'une coupe gazole principalement aliphatique et d'une coupe gazole principalement aromatique. La composition de ces différents milieux de vieillissement a été choisie à l'aide d'un plan d'expériences appliqué aux mélanges. L'influence de l'eau sur les propriétés mécaniques (diminution de l'allongement à la rupture) et physico-chimiques (diminution de la masse moléculaire moyenne et augmentation du taux de cristallinité) a été mise en évidence. Par ailleurs, quel que soit le milieu de vieillissement, à 140°C, le plastifiant est extrait du polyamide. L'influence du milieu aromatique sur la plastification du matériau a été démontrée et a pu être attribuée à certains types d'hydrocarbures dont la nature a été précisée. Les résultats obtenus ont permis de conclure que le phénomène principal mis en jeu au cours du vieillissement est une hydrolyse causée par l'eau absorbée dans le matériau et qui entra ne une coupure des cha nes macromoléculaires et la fragilisation du polymère. 3) D'étendre l'application du modèle établi avec des coupes gazoles au cas d'un vieillissement dans un pétrole brut et de vérifier son caractère prédictif. Polyamide 11 is used as a leakproof sheath inside flexible flowlines for petroleum products. Under some operating conditions, this polymer undergoes a degradation of its original p