Les tuyaux en amiante-ciment (AC) ont été largement utilisés au milieu des années 1900 dans les systèmes de distribution d’eau potable, notamment dans l’ouest des États-Unis. L’Institut du chrysotile estime la durée de vie des tuyaux en AC à 70 ans, mais la durée de vie réelle dépend largement de l’état des tuyaux et de l’environnement de travail. Étant donné que des milliers de kilomètres de tuyaux en AC installés dans les systèmes de distribution aux États-Unis approchent de la fin de leur durée de vie utile, l’évaluation de l’état des tuyaux en AC et la planification stratégique de leur remplacement devront être effectuées au cours de la prochaine décennie. 
Au fil du temps, les tuyaux en AC subissent une dégradation progressive sous forme de corrosion (c’est-à-dire une lixiviation interne du calcium due à l’eau transportée et/ou une lixiviation externe due aux eaux souterraines). Cette lixiviation entraîne une réduction de la section transversale effective, qui se traduit par un ramollissement du tuyau et une perte de résistance mécanique. Par conséquent, à mesure que le système de distribution d’eau vieillit, le nombre de défaillances des conduites en CA augmente avec le temps. Compte tenu de ces risques, une évaluation de l’état des tuyaux AC est essentielle pour déterminer la durée de vie utile restante et élaborer un plan de remplacement adapté et proactif pour le système de distribution.
Les ingénieurs et les scientifiques d’Exponent aident les agences de l’eau à développer des plans de remplacement des tuyaux AC stratégiques et rentables, personnalisés en fonction des défis individuels du système de distribution.
Le processus d’évaluation de l’état et de planification proactive du remplacement comprend les étapes suivantes :
1. Collecte des données du système
- Identification des mécanismes prévalents de défaillance des conduites en CA (défaillance de la poutre, éclatement sous pression, défaillance du joint, etc.)
- Analyse des enregistrements historiques des fuites des conduites en CA par rapport à l’emplacement géographique dans le système de distribution, en intégrant le système d’information géographique (SIG)
- Identification des facteurs affectant la propension à la défaillance des conduites en CA, qui peuvent inclure :
- L’âge de la canalisation
- Le diamètre de la canalisation
- La classe de la canalisation
- Le fabricant de la canalisation
- La chimie de l’eau interne/externe
- La pression de l’eau interne
- La pression de l’eau externe. d’eau interne
- Propriétés physiques et chimiques du sol
- Élévation de la nappe phréatique
- Surface
- Climat
2. Échantillonnage à l’échelle du système, évaluation de l’état et essais en laboratoire
- Essais de résistance résiduelle :
- Essai de résistance à l’écrasement (ASTM C 500)
- Essai de pression hydrostatique (ASTM C 500)
- Essai de résistance à la flexion (ASTM C 500)
- Résistance à la traction par fendage. (ASTM C 496)
- Évaluation de la profondeur de dégradation
- Détermination de la profondeur de lessivage du calcium
- Microscopie électronique à balayage
- Spectroscopie à rayons X à dispersion énergétique
- .dispersive en énergie
- Examen pétrographique (ASTM C 856)
- Essai de dureté matricielle
- Évaluation de l’état du cycle O-
- Essai de compression (ASTM D 395)
- Essai de dureté (ASTM D 1415)
- Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR)
3. Développement du modèle de prédiction de la durée de vie
Selon la qualité des enregistrements historiques des fuites, la taille du système de distribution et le nombre d’échantillons collectés pour les tests de laboratoire, les types suivants de modèles de prédiction de la durée de vie peuvent être développés :
- Modèle basé sur le taux de fuite historique :
- Modèle de taux de fuite basé sur les facteurs influents (identifiés au point 1)
- Vie de service restante déterminée par le seuil de taux de fuite acceptable
- Modèle de dégradation des tuyaux/résistance résiduelle :
- Modèle prédisant le taux de dégradation et/ou de perte de résistance des tuyaux en fonction des essais en laboratoire, des attributs des tuyaux et des caractéristiques de l’environnement opérationnel
- Profondeur de dégradation/résistance résiduelle au seuil de défaillance obtenue à partir d’échantillons de tuyaux défaillants
- Vie de service restante basée sur la projection du taux de dégradation/perte de résistance au seuil de défaillance
4. Élaboration d’un plan de remplacement principal
- Fondé sur un modèle de prévision de la durée de vie restante à l’échelle du système
- Incorporant des considérations hydrauliques, opérationnelles et financières, les clients critiques, le risque sismique, la longueur de remplacement optimale réalisable et d’autres facteurs.
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