Brevet FR2462294A1 — publié le 19810213

1- La présente invention, concernant un réservoir, est plus spécifiquement relative à des éléments de paroi flexibles "auto-étanches" qu'on peut utiliser pour fabriquer des récipients maintenant par eux- mêmes leur étanchéité (notamment des réservoirs à carburants liquides ou à fluides hydrauliques). Il est bien connu de fabriquer des réservoirs à parois souples, qu'on utilise comme réservoirs à essence pour avions, comportant des parois en élastomère synthétique renforcés par une toile textile et d'y incorporer, afin de boucher les perforations éventuelles de ces parois, une couche de latex naturel qui gonfle par contact avec l'essence emmagasinée dans le réservoir, en obturant ainsi les orifices. Mais avec une telle disposition il est difficile d'empêcher que le carburant atteigne prématurément la couche de latex et ne provoque un gonglement avant qu'aucune perforation ne se soit produite. En outre les propriétés du latex sont altérées de manière défavorable par le froid et la chaleur extrêmes qu'on peut subir en avion et elles tendent à décliner avec le temps, spécia- lement par exposition aux températures extrêmes. Conformément à la présente invention on réalise un élément de paroi flexible auto-étanche qui incorpore deux ou plusieurs feuilles d'élastomère en contact superficiel mutuel, assemblées en des endroits espacés de façon que les feuilles soient libres de se déplacer les unes contre les autres entre leurs endroits d'assemblage. Avec cette disposition bien que ce soit recom- mandé, il n'est plus strictement nécessaire que les feuilles d'élastomère soient susceptibles de gonfler par contact avec le carburant; on a constaté en effet, ce qui est surprenant, que lorsque les couches sont perforées, par exemple par un projectile, les orifices formés dans les différentes couches se ferment rapidement et que les petits orifices restants cessent d'être en regard, de sorte que le carburant ne trouve plus un passage de traversée continu. L'obtention de ces résultats exige d'avoir un certain nombre de couches minces d'élastomère ayant une grande élasticité. Il est souhaitable qu'elles présentent un allongement possible d'au moins 200% dans les conditions statiques de tempé- rature et pression normales. On a constaté qu'en fonctionnement dynamique, c'est-à-dire si une feuille est perforée par un projectile se déplaçant à grande vitesse, il peut y avoir sans dommage un allongement supérieur à 500% et une restauration rapide se produira pour clore la perforation. Avec des caoutchoucs aux_ silicones supportant des tractions élevées on a observé un allon- gement de 1000% dans des conditions dynamiques. Les feuilles d'élastomère naturel ou synthétique sont assemblées de préférence par des lignes de piquage à mailles profondes pour produire en effet semblable à une couverture piquée, les lignes des piqures définissant des régions discrètes de l'élé- 1G ment de paroi dans lesquelles les parois d'élastomère sont libres de subir un déplacement relatif. Suivant une autre solution pos- sible les feuilles peuvent 9tre assemblées en des points espacés, par exemple par des gouttes d'adhésif placées entre les feuilles. Les élastomères employés peuvent etre des caoutchoucs naturels ou synthétiques; on a obtenu de bons résultats avec des caoutchoucs aux nitriles, aux silicones et à l'épichlor- hydrine, ainsi qu'avec le caoutchouc naturel. Chaque couche a de préférence une épaisseur comprise entre 0,1 et 1,Omm. De préférence l'élément de paroi inclut d'autres couches, en particulier des couches de renforcement de toile revêtue auxquelles les couches d'élastomère auto-étanches ne sont reliées de préférence qu'en des points espacés pour permettre la liberté de déplacement maximale possible descouches d'élastomère. L'élément de paroi flexible auto-étanche de l'invention peut Jetre incorporé dans un récipient qui peut Etre utilisé pour contenir des fluides hydrauliques ou des carburants fluides, par exemple dans un réservoir d'essence pour automobile ou véhicule ou pour un avion. Dans le cas d'un réservoir d'essence on prévoit de préférence une botte extérieure en résine synthéti- que renforcée ou autre matériau rigide non métallique. On décrira maintenant l'invention plus en détail, à titre non limitatif, à partir des exemples représentés sur le dessin, sur lequel: - la figure 1 est une coupe transversale de la paroi d'un réservoir à carburant selon l'invention; - la figure 2, un croquis illustrant l'attache dans une autre paroi possible; - la figure 3, une coupe transversale schéma- tique d'un réservoir à essence pour automobile incorporant l'élément de paroi de l'invention et - la figure 4, une coupe transversale semblable à celle de la figure 1, pour une autre structure possible d'élément de paroi pour un réservoir à carburant. En se référant d'abord à la figure 1, l'intérieur du réservoir se trouve en haut de la figure, et l'extérieur en bas. Sur la surface extérieure du réservoir se trouve une couche limite de matériau synthétique, dans le cas présent ce sera par exemple, de l'épichlorhydrine, mais ce pourrait 8tre aussi un caoutchouc à polysulfure ou à nitrile élevé. La couche 20 est imperméable et résistante aux carburants et aux fluides hydrauliques. Sur la couche 20 est assemblée une pièce de toile/renforcement 21. La texture formant la pièce 21 est une structure textile variée qui n'est ni tricotée ni tissée, mais faite d'une masse de filaments continus disposés au hasard.Les filaments sont en matière-plastique synthétique, par exemple un mélange de fibres de nylon et de polyester ou de préférence toutes en nyloh. Une texture présentant ces caractéristiques se trouve sur le marché sous la marque Terra. 1000, de la division des fibres de la Société ICI, mais pour l'utilisation envisagée il convient d'en avoir une qualité particulière. De l'autre cBté de la pièce de toile 21 on a prévu une première couche 22 de caoutchouc aux silicones, tel que la matière connue sous la marque SILASTIC 35 de Dow Corning. Trois autres couches 23, 24 et 25 de caoutchouc aux silicones sont encore superposées à la couche 22. Enfin il y a encore une couche de matériau synthétique lipite 26, semblable à la couche , qui forme la garniture intérieure de la paroi du réservoir. Les quatre couches 22 à 25 de caoutchouc aux silicones ont été fabriquées séparément et sont maintenues ensemble, soit par des mailles de piquage 28 comme il est visible sur la figure 1, pour produire une conformation semblable à une couverture piquée, soit par assemblage par points. Si l'on utilise le piquage, celui-ci passe au moins au travers des couches 22 à et aussi de préférence au travers de la toile 21, tandis que les couches limites synthétiques 20 et 26 sont collées avec de l'adhésif. Suivant unmautre solution possible, les couches de caoutchouc aux silicones 22 à 25 peuvent être chacune collées par un adhésif aux couches adjacentes par des gouttes d'adhésif, avantageusement suivant un dessin tel que celui de la figure 2, o les points de collage sont distants de 12,6 mm environ. On peut aussi recourir avec succès à d'autres modes d'assemblage des couches, par exemple à un moulage à chaud de manière à produire un alliage homogène de la matière, au à l'usage de rivets en fibre ou en matière plastique. Les couches de caoutchouc aux silicones sont essentiellement des couches pleines, c'est-à-dire qu'on doit éviter de les rendre poreuses. Entre les points d'assemblage elles sont libres de se déplacer latéralement les unes contre les autres. Les inventeurs ont constaté, avec une telle structure feuilletée, que lorsque la paroi est perforée par un projectile, les couches de caoutchouc se déforment suffisamment pour refermer la paroi, m8me s'il n'y a pas de carburant pour causer le gonflement du caoutchouc. C'est un résultat vraiment étonnant, et ceci implique que la paroi peut être utilisée avec une bonne efficacité dans d'autres utilisations que des réservoirs à essence pour avions et que la paroi doit comporter un minimum d'autres couches de renfor- cement. L'emploi de caoutchouc aux silicones permet que l'effet d'autoétanchéité se produise mâme à-basse température, pouvant descendre à - 60'C suivant un exemple enregistré. Il peut 8tre possible d'omettre la pièce de toile 21, et dans ce cas la paroi est seulement constituée par les feuillets de caoutchouc aux silicones compris entre les couches de matière synthétique formant les limites. Cependant en pratique il peut Stre recommandé d'introduire des couches de toile supplémentaires, en tissu ou en non-tissé, en différents endroits de la structure de la paroi, pourvu qu'il y ait toujours au moins deux couches de caoutchouc aux silicones en contact et aussi, de préférence, que celles-ci ne soient pas-attachées en- semble sur toute leur surface, mais libres de se déplacer entre les pointe d'assemblage. On a indiqué que les couches 22 à 25 sont en caoutchouc aux silicones, mais on pourrait utiliser comme matière tout latex synthétique ou même naturel, capable de supporter des forces de traction élevées et ayant une bonne élasticité. On pourra adopter d'autres types de matière élastomère, convenant à l'utilisation envisagée. Si la couche 26 est faite d'un élastomère synthétique tel que l'épichlorhydrine, il peut 8tre recommandé d'ajouter une autre couche mince imperméable, tel qu'une pellicule de Teflon/FEP, sur la surface intérieure de la paroi. Suivant une autre solution, la couche limite 26 elle-m9me peut 8tre formée par la pellicule de Teflon/FEP. (Teflon étant une marque de fabrique enregistrée). On peut se procurer une telle pellicule chez Du Pont de Nemours International S.A., Genève (Suisse). Suivant un exemple on a pris comme épaisseurs pour les diverses couches: Feuilles 20, 26 en élastomère synthétique: chacune 0,75mm Toile 21 en nontissé: 0,5mm Feuilles 22 à 25 en caoutchouc aux silicones:chacune 0,3mu L'épaisseur totale est donc d'environ 3, 2mm L'élément feuilleté décrit ci-dessus et repré- senté sur la figure 1 peut être découpé et former un réservoir à carburant en assemblant bout à bout les bords coupés, par un adhésif ou par vulcanisation. Les différentes couches peuvent être assemblées séparément, sans que ceci soit indispensable. Sur la figure 3 on voit à titre d'exemple un réservoir à essence pour automobile incorporant une telle structure. Dans ce cas un réservoir intérieur 30, de forme générale rectangulaire, est fait d'un paroi selon figure 1, avecYgoulot 31. Le réservoir intérieur est placé dans un réservoir extérieur 32 fait de tout matériau non métallique convenable, soit de préférence une matière plastique renforcée par une âme de fibre de verre non tissée ou une matière fabriquée par Fothergill and Harvey Limited à Littleborough (Lancashire) en Angleterre sous la marque KELVAR. Le réservoir extérieur 32 ne doit pas être en métal, parce que s'il était perforé par un projectile, on risquerait d'avoir une configuration *pétaloidel, irrémédiable ou permanente, empochant ainsi la restauration de la paroi intérieure. Le réservoir extérieur peut âtre en deux parties assemblées en 33 de toute manière appropriée. L'intérieur du réservoir intérieur, y compris le goulot, est rempli d'une matière(suppresseur)inhibant l'explosion, tel que celui de I.C.I connu sous la marque PROMEL, cette matière pouvant commodément être utilisée sous la forme de cubes de 60mm. Le goulot 31 contient une gaze 34 qui retient le suppresseur dans le réservoir. Le réservoir intérieur n'est pas attaché au réservoir extérieur, sauf en haut du goulot 31 qui est couvert par un bouchon 36 de manière classique. Un tuyau d'évacuation du car- burant (non représenté) est relié au réservoir intérieur par un accouplement souple ou rigide. Le réservoir est pourvu d'une jauge à carburant 35, de type hélicoïdal connu, qui passe avec étanchéité au travers des deux parois, à savoir celle du réservoir intérieur et celle du réservoir extérieur. De tels éléments peuvent donc être utilisés pour former le réservoir à carburant lui-m9me, mais on peut aussi les employer avec avantage pour procurer la protection du conduit de carburant allant du réservoir au moteur. Le conduit lui-m8me doit être fait en matériau non métallique, par exemple en matière plastique renforcée par du verre et la matière auto-étanche est alors enroulée et fermée hermétiquement autour du conduit pour former une enveloppe protectrice. Si l'enveloppe est perforée, le conduit étant fracassé, le carburant remplira l'enveloppe, mais celle-ci restera étanche et formera un réservoir qui assure l'écoulement du carburant entre le réservoir et le moteur. Dans la structure de paroi représentée sur la figure 4, on trouve encore quatre feuilles minces de caoutchouc aux silicones 22, 23, 24 et 25 dont chacune a une épaisseur voisine de 0,5mm. A l'intérieur se trouve une couche de renforcement 37 et à l'extérieur une couche de renforcement 38, les deux couches 37 et 38 étant faites d'une toile revêtue, la toile étant du nylon 66 et le revêtement, un caoutchouc aux nitriles. Les couches 22 à sont collées ensemble et aux couches 37 et 38 par des points adhésifs 39. L'élément de paroi flexible construit de cette manière est assemblé dans la coque ou paroi rigide 40, faite d'un panneau de résine synthétique renforcé par de la fibre de verre. Lors de la pénétration de la paroi, construite selon figure 4, par un projectile tiré de lrextérieur, un trou est pratiqué dans la paroi rigide 40 et le projectile passe dans l'intérieur du réservoir. Mais la perforation pratiquée dans la couche de renforcement intérieure 37 est trop petite pour être visible et au total le réservoir ne fuit pas. On obtient des résultats semblables, que les feuilles 22 à 25 soient en caout- chouc aux silicones, par exemple 535 de Dow Corning ou en caout- chouc synthétique aux nitriles ou d'épichlorhydrine ou bien en caoutchouc naturel. I REVENDICATIONS 1. Elément de paroi flexible auto-étanche qui incorpore deux ou plusieurs feuilles d'élastomère en contact superficiel mutuel, assemblées en des endroits espacés de facon que les feuilles soient libres de se déplacer les unes contre les autres entre D] lesdits endroits. 2. Elément de paroi selon revendication 1, caractérisé en ce que les feuilles d'élastomère sont susceptibles de gonfler par l'action des carburants. 3. Elément de paroi selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les feuilles d'élastomère sont assemblées entre elles en des points formant un dessin d'arrangement régulier. 4. Elément de paroi selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les feuilles d'élastomère sont assemblées le long de lignes définissant des régions discrètes. 5. Elément de paroi selon revendication 4, caractérisé en ce que l'assemblage est effectué par piquage. 6. Elément de paroi selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les feuilles d'élastomère sont prises en sandwich entre des couches limites intérieure et extérieure. 7. Elément de paroi selon revendication 6, caractérisé en ce que la couche limite intérieure comprend une feuille d'élastomère synthétique et une pellicule imperméable à sa surface libre. 8. Elément de paroi selon revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'une Mme d'une toile de renforcement est incorporée entre les couches intérieure et extérieure. 9. Elément de paroi selon revendication 8, caractérisé en ce que l'Mme de la toile est faite d'une texture textile variée comprenant des filaments de matière plastique synthétique combinés dans une masse au hasard. 10. Elément de paroi selon revendication 9, caractérisé en ce que les feuilles d'élastomère sont assemblées par piquage tra- versant également l'âme de la toile. 11. Elément de paroi selon revendication 6, caractérisé en ce que les couches limites sont toutes deux des couches d'une toile rev8tue d'un élastomère synthétique. 12. Réservoir comprenant un élément de paroi selon l'une des revendications précédentes, à titre de produit nouveau. 13. Réservoir selon revendication 12, possédant une paroi extérieure en matière à base de résine synthétique renforcée.