Brevet FR2466409A1 — publié le 19810410

La présente invention a pour objet une citerne pour le transport de fluides. Des citernes sont utilisées pour le transport de très nombreux fluides et notamment de liquides. I1 s'agit le plus souvent de citernes routières ou ferroviaires. Le mode de réalisation des citernes et la nature des matériaux utilisés est fonction des produits transportés. C'est ainsi que, pour le transport de produits non corrosifs, sont utilisées des citernes réalisées en acier au carbone. Dans le cas de citernes pour le transport de produits corrosifs, est fréquemment utilisé l'acier inoxydable qui, s'il est inaltérable, présente l'inconvénient d'être très coûteux. I1 existe également des citernes en aluminium utilisées notamment pour le transport de certains produits alimentaires. Si l'aluminium présente l'intérêt d'être plus léger et moins coûteux que l'acier inoxydable, il ne possède pas les mêmes propriétés d'inaltérabilité. La présente invention vise à remédier à ces inconvé nient en fournissant une citerne susceptible de transporter des produits corrosifs, qui soit légère et d'un prix de revient avantageux. A cet effet, la citerne qu'elle concerne comprend une première enveloppe interne réalisée en un matériau inaltérable, tel que l'acier inoxydable, de faible épaisseur, sur laquelle est fixée une enveloppe externe d'épaisseur sensiblement plus importante réalisée en un alliage léger tel qu'â base d'aluminium, la fixation entre ces deux enveloppes étant réalisée par points à l'aide d'éléments traversants dont la partie située du côté intérieur à la citerne, est réalisée en un matériau inaltérable et dont la partie située à l'extérieur est réalisée en un alliage léger. La couche interne en acier inoxydable par exemple, assure la protection contre la corrosion, tandis que la couche externe, par exemple réalisée en un alliage d'aluminium, assure la tenue mécanique de l'ensemble. Une telle cuve est intéressante d'un point de vue économique du fait qu'à l'heure actuelle son prix de revient correspond sensiblement à la moitié du prix d'une citerne en acier inoxydable, en ce qui concerne le prix des matériaux utilises. Cet agencement permet également, par rapport à une citerne en acier inoxydable, un gain de poids supérieur à 30 ,', ce qui, pour des capacités égales, permet de réaliser des économies d'énergie au niveau des véhicules tracteurs ou encore pour un poids égal d'augmenter le volume de liquide transporté. A titre d'exemple, dans le cas d'une cuve de 2 mètres de diamètre destinée à résister à des pressions de 25 bars, il faut prévoir, dans le cas d'une réalisation en acier inoxydable, une épaisseur de 26 mm et dans le cas de l'invention une épaisseur de 1 mm d'acier inoxydable et de 48 mm d'aluminium. Selon une première forme d'exécution de l'invention, cette citerne comporte une pluralité de viroles maitresses régulièrement réparties sur sa longueur, de largeur faible vis-à-vis de la longueur, réalisées en alliage léger plaqué d'un matériau inaltérable, ce dernier étant situé à l'intérieur, les épaisseurs des couches d'alliage léger et de matériau inaltérable étant supérieures aux épaisseurs respectives des enveloppes réalisées dans ces matériaux, chaque virole maitresse étant délardée au niveau de ses deux bords, de telle sorte que sa largeur au niveau de sa face située du côté du matériau inaltérable soit supérieure à celle au niveau de sa face en alliage léger, les bords latéraux de la partie en matériau inaltérable étant solidaires chacun du bord d'une virole ou d'un fond réalisé en matériau inaltérable, tandis que les bords latéraux de la partie en alliage léger sont solidaires chacun du bord d'une virole ou d'un fond respectivement, réalisés en alliage léger, chaque virole extérieure étant de longueur légèrement supérieure à celle de la virole intérieure sur laquelle elle est engagée. Le fait que les viroles maîtresses soient plus épaisses, assure la formation d'une ossature procurant une bonne rigidité à l'ensemble. Cet agencement est également intéressant en ce sens qu'il permet un montage à partir d'éléments modulaires, à savoir des viroles maîtresses, des viroles internes de protection, des viroles externes de résistance et des fonds. Selon une seconde forme d'exécution, cette citerne comporte une pluralité de viroles mai tresses régulièrement réparties sur sa longueur, de largeur faible vis-à-vis de cette longueur, réalisées en alliage léger plaqué d'un matériau inaltérable, ce dernier étant situé à l'extérieur, les épaisseurs des couches d'alliage léger et de matériau inaltérable étant supérieures aux épaisseurs respectives des enveloppes réalisées dans ces matériaux, chaque virole maîtresse étant délardée, de telle sorte que sa largeur, au niveau de sa face interne en matériau inaltérable, soit supérieure à sa largeur au niveau de sa face externe en alliage léger, la couche de matériau inaltérable étant dégagée sur sa face externe au niveau de deux bandes latérales, de telle sorte que l'extrémité d'une virole ou d'un fond en matériau non corrosif est engagée sur chacun de ces bandes latérales qui servent de portées, la fixation entre ces deux éléments étant réalisée par soudage entre un bord latéral de la couche inaltérable d'une virole maîtresse, et la face interne de la virole inaltérable, les bords latéraux de la partie en alliage léger de chaque virole maîtresse étant chacun rendu solidaire par soudage d'un bord latéral d'une virole ou d'un fond en alliage léger, chaque virole externe étant de longueur légèrement inférieure à celle de la virole en matériau inaltérable sur laquelle elle est engagée. La différence essentielle avec la forme d'exécution précédente réside dans la réalisation de la soudure entre les viroles maîtresses et les viroles de protection. Selon une troisième forme d'exécution, cette citerne comprend, considérée dans le sens de sa longueur, une pluralité de viroles de faible épaisseur en matériau inaltérable se chevauchant les unes les autres et solidarisées par soudage et une pluralité de viroles extérieures en alliage léger juxtaposées et solidarisées les unes aux autres par soudage, les deux épaisseurs de viroles présentant des ouvertures correspondantes régulièrement réparties, dont chacune sert à l'engagement d'un pion de solidarisation comportant deux parties de sections différentes, réalisées en des matériaux différents, la partie de petite section correspondant à la section d'une ouverture étant en alliage léger et la partie de grande section réalisée en un matériau inaltérable étant placée à l'intérieur de la citerne et prenant appui contre la virole interne sur laquelle elle est soudée. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans chaque élément constituant l'enveloppe extérieure, est ménagée une prise de vide débouchant dans le volume contenu entre les deux enveloppes intérieure et extérieure. Cet agencement présente un double intérêt, à savoir lors du montage d'obtenir une application intime des deux viroles de protection et de résistance l'une sur l'autre puis, en cours d'utilisation, de détecter une fuite éventuelle. A cet effet, un détecteur est associé-à la prise de vide indiquant, par l'intermédiaire d'un voyant de contrôle au tableau de bord du véhicule tracteur, toute dégradation du vide pouvant être due â une fuite au niveau de l'une ou l'autre des enveloppes. I1 s'agit là d'un facteur de sécurité permettant une action immédiate en cas de besoin. Un procédé de fabrication du premier type de citerne cité consiste à réaliser une virole maîtresse par découpage, délardage de ses bords1 roulage et fermeture par soudage, à réaliser sur un mannequin une virole de protection de faible épaisseur en matériau inaltérable, à réaliser sur la virole de protection une virole de résistance d'épaisseur plus importante en un alliage léger, la virole externe étant de longueur légèrement inférieure à la virole interne, à positionner ltextrEmité de ces deux viroles relativement à une virole maîtresse puis à souder successivement sur celle-ci la virole de protection et la virole de résistance, avant de procéder de la même manière à l'autre extrémité de la virole maîtresse à l'aide des mêmes éléments modulaires. Le montage des fonds est réalisé. de la même façon que le montage des viroles de protection et de résistance, chaque fond comportant une première épaisseur destinée à assurer la protection contre la corrosion prolongeant une virole de protection et une seconde épaisseur réalisée en alliage léger prolongeant une virole de résistance. I1 est à noter que cette citerne peut comporter une ouverture de visite et être réparée en cas de choc, l'essentiel étant que la partie interne de la citerne ne comporte pas de discontinuité au niveau de l'enveloppe de protection. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de cette citerne Figure t est une vue de côté partiellement arrachée d'une première citerne Figure 2 est une vue en perspective et à échelle agrandie dune virole maîtresse Figure 3 est une vue partielle en coupe par un plan diamétral de cette virole maîtresse Figure 4 est une vue en coupe longitudinale et à échelle agrandie d'une paroi de la citerne de figure 1 Figure 5 est une vue de la prise de vide associée à la paroi externe Figure 6 est une vue de l'assemblage entre une virole de protection et une virole maîtresse Figure 7 est une vue en coupe longitudinale et à échelle agrandie d'un assemblage entre une virole maîtresse d'une part, et une virole de protection et une virole de résistance d'autre part Figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'une portion de paroi d'un autre type de citerne Figure 9 est une vue en bout, très schématique à échelle réduite d'une citerne comportant le montage de figure 8 Figure 10 est une vue de détail en coupe longitudinale d'une variante de l'assemblage entre une virole maitresse d'une part, et une virole de protection et une virole de résistance d'autre part. La citerne 2 représentée aux figures i à 7 repose sur un caisson support 3 et comprend un certain nombre de tronçons 4 séparés par des viroles mattresses 5. Chaque tronçon 4 comporte la superposition d'une virole interne ou virole de protection 6 réalisée en un matériau inaltérable, de faible épaisseur, et d'une virole externe ou virole de résistance 7, de plus forte épaisseur, réalisée en un alliage léger tel qu'un alliage d'aluminium. La citerne est obturée à ses deux extrémités par deux fonds 8 dont chacun comporte la superposition d'une couche de protection et d'une couche de résistance. Chaque virole maîtresse 5 est de faible largeur de l'ordre de 10 à 15 cm vis-à-vis de la longueur de la citerne. Une virole maîtresse 5 est réalisée en un alliage léger 9 plaqué par un matériau inaltérable, tel que de l'acier inoxydable 10. Comme montré à la figure 2, chaque virole est réalisée par l'assemblage selon un plan diamétral de deux éléments. Avant assemblage, chaque élément constitutif d'une virole mattresse est délardé au niveau-de ses deux bords et à ses extrémités de manière à comporter des évidements, respectivement 12 et 13. Cette opération est réalisée de telle sorte que la surface de la face tournée vers l'intérieur, ctest-à-dire de la face en acier inoxydable est supérieure à celle de la face tournée vers l'extérieur, c'est-à dire de la face en aluminium. L'assemblage entre les deux éléments constitutifs d'une virole maîtresse est réalisé par une soudure 14. Il est ensuite procédé à la formation d'une virole de protection en acier inoxydable par découpage, roulage sur un mannequin et fermeture par une soudure longitudinale. Cette virole 6 de protection sert elle-même à la mise en forme d'une virole de résistance 7 réalisée en alliage d'aluminium. La longueur de la virole 7 est légèrement inférieure à celle de la virole 6 qui dépasse donc à chacune de ses extrémités. Il est procédé, comme montré à la figure 6,à la soudure en 15 d'un bord de la virole de protection 6 sur un bord latéral de la couche 10 en acier inoxydable de la virole maîtresse 5. Pour réaliser cette soudure est utilisée une bague en cuivre 16 qui recouvre le joint à réaliser, dans laquelle est ménagée une gorge 17 permettant la circulation de gaz Argon permettant que la soudure se fasse dans de bonnes conditions. Un carcan 18 permet le serrage de la bague de cuivre, tandis qu'une virole intérieure 19 assure le maintien de la virole de protection au cours du soudage. Après mise en place de la virole de résistance 7 sur la virole de protection, et positionnement par rapport à la virole maîtresse, l'opérateur réalise la fixation par soudure en 20 de la virole de résistance sur la virole maîtresse. La virole de protection n'est pas solidaire de la virole de résistance, ce qui permet la libre dilatation de la première. Afin de réaliser une excellente étanchéité, il est prévu, dans chaque virole de résistance 7, un dispositif 22 comportant une prise de vide 23. Une fois le vide réalisé, on obture le dispositif grâce à la vis d'étanchéité 24. Comme il ressort de la figure 4, le montage du fond sur une virole maîtresse est réalisé de la même façon que le montage d'une virole de protection ou d'une virole de résistance. Comme montré également aux figures i et 4, cette citerne peut comporter des cloisons 25 en acier inoxydable, qui sont soudées sur les couches 10 en acier inoxydable des viroles mattresses 5. Les figures 8 et 9 représentent une variante d'exécution de cette citerne dans laquelle il n'est pas prévu de virole maîtresse 5. Dans ce cas, ltenveloppe interne est constituée par une pluralité de viroles de protection 26 qui se chevauchent et qui sont solidarisées par des soudures 27. L'enveloppe externe est constituée par des viroles 28 en alliage léger qui sont jointives et rendues solidaires les unes des autres par des soudures 29. La double enveloppe comporte un certain nombre d'ouvertures 30 régulièrement réparties sur sa longueur et sur sa périphérie. Chaque ouverture 30 est destinée au passage d'un pion de solidarisation 32 comportant une partie 33 de section correspondant à celle de l'ouverture 30, prolongée par une partie 34 de section supérieure. La partie 33 est réalisée en un alliage léger, tandis que la partie 34 est réalisée en acier inoxydable. Comme montré au dessin, chaque partie 34 prend appui sur une virole interne et est fixée à celle-ci au niveau de son bord par une soudure 35, tandis que la partie 33 du pion dépasse de la face externe d'une virole de résistance et est fixée à celle-ci au niveau de son bord par une soudure 36. L'assemblage représenté à la figure iO constitue une variante de celui représenté aux figures 1 à 7. Dans ce cas, la citerne comprend des viroles maîtresses, chacune de celles-ci comportant, au niveau de-la couche 10 en acier inoxydable et s'étendant depuis chacun de ses bords latéraux, une bande 37 tournée vers l'extérieur qui est dégagée. Cette bande sert de portée à l'extrémité d'une virole de protection 6 ou d'un fond 8 engagé sur elle. La soudure 38 entre ces deux éléments est réalisée à l'intérieur de la cuve entre le bord latéral de la couche 'O et la virole de protection 6. La virole de résistance 7 est fixée de la manière décrite précédemment. Dans ce cas, il n'y a pas de différence de longueur sensible entre la virole de protection 6 et la virole de résistance 7. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant une cuve de conception simple qui est à la fois plus légère et plus économique à réaliser qu'une cuve en acier inoxydable tout en possèdant des propriétés équivalentes à celle -ci. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules cuves, ni au seul procédé de fabrication de celles-ci, décrits ci-dessus à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS i. - Citerne pour le transport de fluides, caractérisée en ce qu'elle comprend une première enveloppe interne réalisée en un matériau inaltérable, tel que l'acier inoxydable, de faible épaisseur, sur laquelle est fixée une enveloppe externe d'épaisseur sensiblement plus importante réalisée en un alliage léger tel qu'à base d'aluminium, la fixation entre ces deux enveloppes étant réalisée par points à l'aide d'éléments traversants dont la partie, située du côté intérieur à la citerne, est réalisée en un matériau inaltérable et dont la partie, située à l'extérieur est réalisée en un alliage léger. 2. - Citerne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comporte une pluralité de viroles maîtresses régulièrement réparties sur sa longueur, de largeur faible vis-à-vis de la longueur, réalisées en alliage léger plaqué d'un matériau inaltérable, ce dernier étant situé à l'intérieur, les épaisseurs des couches d'alliage léger et de matériau inaltérable étant supérieures aux épaisseurs respectives des enveloppes réalisées dans ceÉmatériaux, chaque virole maîtresse étant délardée au niveau de ses deux bords, de telle sorte que sa largeur, au niveau de sa face située du côté du matériau inaltérable, soit supérieure à celle au niveau de sa face en alliage léger, les bords latéraux de la partie en matériau inaltérable étant solidaires chacun du bord d'une virole ou d'un fond réalisé en matériau inaltérable, tandis que les bords latéraux de la partie en alliage léger sont solidaires chacun du bord d'une virole ou d'un fond respectivement, réalisées en alliage léger, chaque virole extérieure étant de longueur légèrement supérieure à celle de la virole intérieure sur laquelle elle est engagée. 3. - Citerne selon la revendication t, caractrisi en ce qu'elle comporte une pluralité de viroles maîtresses régulièrement réparties sur sa longueur, de largeur faible vis-à-vis de cette longueur, réalisées en alliage léger plaqué d'un matériau inaltérable, ce dernier étant situé à l'extérieur, les épaisseurs des couches d'alliage léger et de matériau inaltérable étant supérieures aux épaisseurs respectives des enveloppes réalisées dans ces matériaux, chaque virole maîtresse étant délardée, de telle sorte que sa largeur, au niveau de sa face interne en matériau inaltérable, soit supérieure à sa largeur au niveau de sa face externe en alliage léger, la couche de matériau inaltérable étant dégagée sur sa face externe au niveau de deux bandes latérales, de telle sorte que l'extrémité d'une virole ou d'un fond en matériau non corrosif est engagée sur chacune de ces bandes latérales qui servent de portées, la fixation entre ces deux éléments étant réalisée par soudage entre un bord latéral de la couche inaltérable d'une virole maîtresse, et la face interne de la virole inaltérable, les bords latéraux de la partie en alliage léger de chaque virole maîtresse étant chacun rendu solidaire par soudage d'un bord latéral d'une virole ou d' un fond en alliage léger, chaque virole externe étant de longueur légèrement inférieure à celle de la virole interne sur laquelle elle est engagée. 4. - Citerne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend, considérée dans le sens de sa longueur, une pluralité de viroles de faible épaisseur en matériau inaltérable se chevauchant les unes les autres et solidarisées par soudage et une pluralité de viroles extérieures en alliage léger juxtaposées et solidarisées les unes aux autres par soudage, les deux épaisseurs de viroles présentant des ouvertures correspondantes régulièrement réparties, dont chacune sert à l'engagement d'un pion de solidarisation comportant deux parties de sections différentes, réalisées en des matériaux différents, la partie de petite section correspondant à la section d'une ouverture étant en alliage léger et la partie de grande section réalisée en un matériau inaltérable étant placée à l'intérieur de la citerne et prenant appui contre la virole interne sur laquelle elle est soudée. 5. - Citerne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, dans chaque élément constituant l'enveloppe extérieure, est ménagée une prise de vide débouchant dans le volume contenu entre les deux enveloppes intérieure et extérieure. 6. - Procédé de fabrication d'une citerne selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une virole maîtresse par découpage, délardage de ses bords1 roulage et fermeture par soudage, à réaliser sur un mannequin une virole de protection de faible épaisseur en matériau inaltérable, à réaliser sur la virole de protection une virole de résistance d'épaisseur plus importante en un alliage léger, la virole externe étant de longueur légèrement inférieure à la virole interne, à positionner l'extrémité de ces deux viroles relativement à une virole maîtresse puis à souder successivement sur celle-ci la virole de protection et la virole de résistance, avant de procéder de la même manière à l'autre extrémité de la virole maîtresse à l'aide des mêmes éléments modulaires.