Brevet FR2137378A1 — publié le 19721229

L'invention concerne une machine destinée à vérifier le comportement des structures étanches et à mesurer la résistance à la fatigue des matériaux et complexes d'étanchéité. On sait que dans la pratique, ce n'est qu'au bout d'un temps plus ou moins long que les dispositif s d'étanchéité présentent des désordres résultant des conditions d'emploi et de la nature du matériau employé qui résiste plus ou moins longtemps aux mouvements, déplacements par dilatation, tractions, température, pressions, etc.., ce qui nécessite des anets de travail, réparations ou réfections onéreux, qu'il convient de réduire au maximum par l'étude du comportement dudit matériau avant son adoption, C'est l'objet même de l'invention qui a pour but de recréer artificiellement les mouvements, pressions et températures auxquelles sera soumis un matériau à l'aide d'une fissure active, c'est-àdire soumise à des variations de positions dont on connait leampli- tude, la fréquence et 11 écartement initial0 Elle consiste en un dispositif réalisant une fissure active circulaire entre deux cylindres creux dont l'un est fixé sur une table, et l'autre, de même diamètre et situé au-dessus, estmobile. leur distance réciproque qui constitue la largeur de la fissure est réglable par un volant placé sur un arbre central solidaire du cylindre supérieur, et reposant à sa partie inférieure sur un excentrique, placé sur un arbre actionné par moteur et réducteur de vitesse et réglabe en vitesse et en amplitude0 le cylindre supérieur est en forme de cloche et l'ensemble peut être recouveru par une jaquette également en forme de cloche calorifugée, de telle sorte que l'espace compris entre la jaquette et les cylindres, d'une part, et ltespace situé à l'intérieur des cylindres, d'autre part, ne puissent communiquer que par la fissure réglable. A l'intérieur de ces deux espaces, un fluide arrive par tuyauterie sous pression voulue et à température réglée par un serpentin de circulation d'un fluide thermique. la fissure étant étanchéifiée à l'aide d'un matériau à étudier, elle est soumise à des pressIons, températures et mouvements jusqu'à ce qu'on constate des désordres ou des fuites. Celles-ci se déversent dans un ballon où par un dispositif d'électrodes elles coupent le courant, arrêtent le moteur; il n'y a plus alors qu'à lire sur un compteur horaire le temps pendant lequel le matériau a résisté aux contraintes qu'on a choisi de lui infliger. Ce temps, et par suite, le nombre de cycles, caractérisetla résistance à la fatigue du matériaue L'invention sera d'ailleurs bien comprise à l'aide de la description qui Va suivre en regard des dessins annexés, lesquels description et dessins ne sont donnés qu'à titre d'exemple non limitatif d 4'invention. Dans ces dessins la figure i est une coupe en élévation d'une installation selon l'invention la figure 2 est une vue en plan de sa partie motrice la figure 3 est la coupe d'un revêtement d'étanchéité, et la. figure 4 est la coupe d'un joint d'étanchéité0 Selon un mode préféré de réalisation de-l'invention représenté par ces figures, un support fixe 1, de forme cylindrique repose sur une table 2 qui fait partie intégrante du châssis 3 du dispositif. le support 1 est fixi à l'aide de boulons faciles à enlever pour changement en fonction des expériences désirées. le support mobile 4 également de section cylindrique et de même diametre que le support fixe est fermé en cloche à sa partie supérieure où il est relié par une boulonnerie 5 à un tube coulissant 6. L'intervalle entre les deux supports constitue une fissure active, où selon le modelage de leurs extrémités voisines, ils peuvent constituer l'emplacement d'un joint0 Un volant de manoeuvre 8 agit par l'intermédiaire d'un filetage sur le tube coulissant pour permettre le réglage de la largeur de la fissure, ou distance entre deux éléments consécutifs à jointoyer.Il permet de plus de mesurer l'élongation des revêtements ou des joints0 le tube coulissant repose sur une came 9 ou excentrique qui l'anime d'un mouvement vertical alternatif d'amplitude déterminée par le profil de came. Un moteur électrique 10 anime ladite came 9 d'un mouvement rotatif à une vitesse déterminée par un rapport de réduction de celle du moteur qui est fixe. La jaquette calorifugée 11 amoviblevient enfermer les deux premiers supports par boulonnage sur la table 2.Une canalisation 12 débouchant entre la surface extérieure des supports et la surface intérieure de la jaquette permet une adduetion de fluide..Cette canalisation est reliée à un ballon 13 équipé d'une arrivée d'air comprimé 14 et d'un manomètre 150 Par le jeu de la pression du fluide et de celle de l'air comprimé, 1 est possible de faire varier dans une gamme relativement étendue et de façon homogène la pression appliquée sur les matériaux expéri mentés.Des hublots 16 répartis sur la jaquette amovible permettent d'examiner les effets obtenus dans les diverses conditions expéri mentales. la pression peut être appliquée soit par l'extérieur, à l'aide de la jaquette, soit à l'intérieur par l'arrivée de fluide li qui débouche à l'intérieur des supports cylindriques et qui permet l'application de cette pression. les serpentins 18 et 19 qui peuvent être placés soit à l'intérieur, soit à l'extérieur des supports et à l'intérieur de la jaquette, permettent par circulation d'un fluide thermique de régler la température moyenne du fluide introduit comme indiqué ci-dessus, ladite température étant mainte nue par un thermostat de précision 20.Une tige 21 reliée au tube coulissant et traversant la jaquette quand cette dernière est emploi agit sur un comparateur 22 permettant de controler avec précision le réglage de l'espace entre les supports ainsi que l'amplitude du mouvement. Un dispositif composé principalement de deux électrodes plongeant dans un ballon 23, permet de dédier automatiquement l'appa rition des premières fuites qui lui parviennent par l'intérieur des supports quand la pression exercée est extérieure et vice-versa. Par l'intermédiaire d'un dispositif électrique relié aux électrodes, l'arrivée du fluide dans le ballon provoque l'arrêt du compteur horaire 24 qui permet de mesurer la durée de l'expérience jusqu'aux premières fuites, et l'arrêt du moteur de commande du mouvement pour ne pas prolonger la fatigue des matériaux ou des structures expéri mentés, en vue d'une analyse dès l'apparition des premières fuites0 les revêtements drétanchéité sont composés d'un produit, ou d'un complexe 25 appliqué à l'extérieur des supports de chaque côté et à une certaine distance de la fissure appelée "pontage" 26 dont la variation permet d'augmenter ou de diminuer les contraintes dans le matériau utilisé sans pour autant agir sur l'amplitude et le cycle du mouvement. Ce même pontage permet, en expérimentant toujours le même matériau ou le même complexe, d'analyser le comportement d'un produit complémentaire réalisant l'indépendance avec les supports. Pour les joints d'étanchéité, on utilisera des supports 27 de forme adéquatetdans la cavité desquels sera placé le joint 28. Comme il va de soi, pour chaque expérience on choisira le le genre de support en ciment armé, tôle ou autres produits, on déterminera la largeur de la fissure, l'amplitude du mouvement appliqué, son cycle, la température du fluide employé, sa pression, etc00 et les résultats des essais seront concrétisés par le nombre de cycles au bout duquel les premières fuites ont eu lieu, Comme il va de soi et résulte d'ailleurs de ce qui précède; l'invention ne se borne pas au mode de réalisation de ses diverses parties qui ont été plus spécialement décrites, mais en comporte toutes les variantes ,par exemple celle consistant à séparer la table du bâti de manière à pouvoir poser l'ensemble table + tubes fixes et coulissants sur deux tourillons à axe horizontal pour pouvoirs d'une part, préparer plus facilement les essais, et, d'autre part, faire cette préparation pendant qu'une autre table avec les tubes et les cylindres "support d'étanchéité" peut subir les essais, ce qui représente entre autre un gain de temps appréciable, et elle couvre à titre de produit industriel nouveau toute fabrication conforme à sadescription ou obtenue par des moyens analogues. -REVENDICBTIONS- 1. Machine permettant de soumettre des matériaux, complexes et joints d'étanchéité à des contraintes pour déterminer leur résistance à la fatigue dans des conditions de température et de pression choisies, caractérisée en ce qu'elle utilise une fissure active, de largeur variable et soumise à un mouvement alternatif d'amplitude et de fréquence réglables, pour examiner le comportement desdits matériaux, complexes ou joints expérimentés sur elle. 2. Machine selon 1, caractérisée en ce que la fissure est constituée par l'espace compris entre deux supports cylindriques superposés, l'un étant fixé sur une table solidaire du châsis de la machine, l'autre, fermé en cloche à sa partie supérieure est solidairé d'un support mobile reposant sur une came actionnée par moteur et réducteur de vitesse qui lui communique un mouvement alternatif vertical. 3. Machine selon l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisée en ce que les supports inférieur et supérieur sont recouverts d'une jaquette, calorifugée, en forme de cloche et fixée sur la même table, les capacités intérieures aux supports et comprises entre ceux-ci et la jaquette, étant munies d'une adduction de fluide sous pression réglable par adjonction d'air comprimé et à température déterminée par circulation dans des serpentins d'un fluide thermique et maintenue par thermostat de précision, ee qui permet d'expérimenter les joints d'étanchéité fixés sur la fissure par pression interne ou externe dans des conditions de pression et de température connues. 4. Machine selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, c-aractérisée en ce qu'il est prévu un dispositif de détection des fuites qui se produisent intérieurement aux supports dans le cas de pression externe, ou extérieurement à ceux-ci et intérieurement à la jaquette9 dans le cas de pression interne, dispositif qui déclenche électriquement dès leur apparition, l'arrêt du moteur et celui d'un compteur horaire qui donne la durée de l'expérience et matérialise par un chiffre la résistance à la fatigue du matériau expérimenté. 5. h titre de produit industriel nouveau, bute machine conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4*