Les innovations des matériaux pour les

canalisations en Polyethylène

Dijon, 1er Juillet 2014

Loïc Poullin

Ingénieur Support Technique & Développement

Agenda

Le groupe INEOS

Les développements des matériaux en Polyéthylène

Les opportunités de développement de la plateforme bimodale

Les opportunités apportées par les matériaux de dernière génération -l’éxemple du PE100-RC

INEOS

Le groupe INEOS

• Société privée, fondée en 1998

• Fabricant de produits de la pétrochimie

• 15000 employés, 51 sites de production dans 11 pays

• Leader mondial dans les technologies de polymérisation

INEOS Olefins & Polyolefins Europe

• Leader en Europe pour la production d’ Oléfines et Polyoléfines

• Forte implantation historique en France dans les activités Polyoléfines :

• Production de Polyéthylène et de Polypropylène sur les sites de Lavéra (Bouches-du-Rhône) et de Sarralbe (Moselle)

• Activités de R&D sur le site de Lavéra : unité pilote Polyéthylène

• Investissements dans les craqueurs de Rafnes (Norvège) et Grangemouth

(Ecosse) pour le transport et la transformation d’ethane provenant de gaz de

schiste Nord Américain

Production de Polyoléfines et R&D en Europe

Centres de R&D : Bruxelles (BE) : développement produit, catalyse

Lavéra (FR) : unités pilote LLDPE

Rosignano (IT) : unités pilote HDPE, PP

Une présence dans une large gamme d’applications

Tubes Extrusion coating Bouchons Médical

Lait Rotomoulage Film BOPP Câbles

Les canalisations en Polyéthylène

• Les canalisations en Polyéthylène sont utilisées depuis

plus de 50 ans

• Dimensionnement des systèmes pour une durée de vie

minimale de 50 ans pour le transport d’eau et de gaz

• Une durée de vie modélisée généralement >100 ans

• Les canalisations en Polyethylene offrent de nombreux

avantages par rapport aux métaux :

• Poids inférieur

• Flexibilité

• Absence de corrosion

• Bonne résistance chimique

• Installation facile et rapide

• Faible friction / perte de charge

Les développements des résines en Polyéthylène

Pe

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1970 1980 1990 2000 2010

PE100-RC

PE 63

PE 802ème génération

1ère génération

Les développements des résines en Polyéthylène

Pe

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PE100-RC

PE 63

PE 80

PE 100

Résines bimodales PE 100 :

Augmentation des pressions d’utilisation

Réduction des épaisseurs de

tubes

3ème génération

2ème génération

1ère génération

Les développements des résines en Polyéthylène

Pe

rfo

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PE100-RC

PE 63

PE 80

PE 100

PE100 «LS »

PE100-RC

Résines bimodales PE 100 « low sag »:

Nouvelle génération de PE 100 Pour l’extrusion de tubes très

larges diamètres (>2000mm) et/ouFortes épaisseurs (>100mm)

4ème génération

3ème génération

2ème génération

1ère génération

Résines bimodales PE 100-RC « Resistant to Crack »:

PE 100 avec propriétés ESCR améliorées pour installation

de canalisations par techniques non-conventionnelles

4ème génération

3ème génération

2ème génération

1ère génération

Les développements des résines en Polyéthylène

Pe

rfo

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1970 1980 1990 2000 2010

PE100-RC

PE 63

PE 80

PE 100

PE100 «LS »

PE100-RC

Le design bimodal et les opportunités de développementsur la base du procédé Slurry InnoveneTM S

• L’innovation sur la base de design bimodal a permis

le développement des Polyéthylènes de 3ème et 4ème

génération

• Les résines PE bimodales offrent de nombreux

degrés de liberté : MFR, densité, quantité relative

produite dans chaque réacteur

• Chaque variable est controlée par les paramètres

procédé

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Bimodal

Résine monomodale Résine bimodale

Les éléments du développement d’une résine bimodale

sur la base du procédé Slurry InnoveneTM S

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MWD-Omnic

MWD-Cirrus

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SCB-RMN

Coolingwater

Ethylene, Hydrogen

(Comonomer), Solvent, Catalyst

Coolingwater

Ethylene, Hydrogen

Comonomer,

Solvent

11 22

Reduced

impact

strength

ESCR and creep resistanceMatrixProcessability,

stiffnessMechanical

strength

Melt

strength

during

extrusion

Conventional

BimodalBimodalBimodalBimodalBimodalBimodalBimodalBimodalBimodalMonomodalMonomodalMonomodalMonomodalMonomodalMonomodalMonomodalMonomodal

Influence distribution poids moléculaire, incorporation du comonomère

Configuration des réacteurs en cascade, sélection du comonomère

Plateforme

catalytique

Procédé de

polymérisation

Architecture

produit

Optimisation des propriétés d’usage

Superstress® PE100 : PE100-RC, Polyéthylène de

4ème génération

• Délivre les performances élevées d’un PE 100 :

• Tenue élevée à la pression

• Résistance à l’impact élevée (RCP)

• Une résistance à la fissuration

lente exceptionnelle :

• Une sécurité accrue permettant l’installation des conduites via des techniques de pose alternatives (ex. sans lit de sable, sans tranchée)

Les avantages des techniques alternatives aux installations conventionelles

• Réduction jusqu’à 60% des coûtsd’installation :

• Réduction jusqu’à 10x du temps de

travail sur un chantier

• Réduction du transport du sable et

des produits d’excavation

• Réduction des perturbations :

• Nuisances sonores

• Embouteillages

• Pollution

Conclusions

• L’innovation sur la base de design bimodal a ouvert de

nouvelles opportunités avec le développement des

Polyéthylènes de 3ème et 4ème génération

• Ces dernières générations de Polyethylène ont permis

• d’élargir le domaine d’application des tubes en

Polyéthylène (nouvelles applications et

dimensions de tubes)

• De contribuer à des réseaux fiables

• Des opportunités d’économies sur les

renouvellements ou extensions de réseaux

De nouvelles structures bimodales sont à exploiter pour améliorer les propriétés finales des tubes et repousser les frontières d’application du Polyéthylène

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Bimodal