Brevet FR2569460A1 — publié le 19860228

La présente invention concerne un tuyau souple et elle a trait plus particulièrement, bien que non exclu- sivement, à un tuyau souple approprié pour le transport de fluides corrosifs, tels que du pétrole brut, sous une pression élevée. Dans le domaine de conception des tuyaux souples, il est connu que certains matériaux polymères qui peuvent résister à un contact avec des fluides corrosifs, comme du pétrole brut contenant du sulfure d'hydrogène, ne conviennent pas pour être utilisés dans des tuyaux souples dans lesquels il peut se produire une réduction brutale de pression dans la cavité du tuyau. Cela se produit du fait que des composants du fluide transporté sont absorbés sous pression par le matériau polymère et, s'il se produit une réduction brusque de pression dans la cavité du tuyau souple, le matériau polymère est incapable de résister à la pression engendrée par le fluide absorbé à l'intérieur du matériauo En conséquence le matériau polymère perd son intégrité et ne continue pas à remplir de façon satisfaisante ses fonctions, notamment celle d'assurer une étanchéité au fluide, qu'il est destiné à satisfaire. A cause du problème défini ci-dessus, il est courant de limiter le choix du matériau polymère utilisable dans des tuyaux souples pour le transport de fluides corro- sifs à des matériaux qui n'absorbent pas une quantité impor- tante du fluide transporté mais le choix des matériaux est ainsi limité et on ne peut pas utiliser certains matériaux qui seraient autrement choisis pour des raisons telles que le prix ou les performances. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus en faisant en sorte que, dans un tuyau souple contenant une couche de matière polymère, ladite couche soit disposée entéree des couches porteuses radialement intérieure et radialement extérieure qui servent à entraver une dilatation de la matière polymère et la matière polymère est choisie de façon à être d'un type qui, en l'absence d'entrave par les couches porteuses du tuyau souple, gonflerait jusqu'à au moins 10 % de son volume initial lors d'une exposition à du pétrole brut à une température et pression ambiantes pendant une période de sept jours. De préférence la matière polymère est d'un type qui se dilaterait en volume d'au moins 20 %, et plus avanta- geusement d'au moins 50 % lors d'une exposition initiale à du pétrole brut à une température et pression ambiantes pendant sept jours. En conséquence, alors qu*on s'attendrait normalement à ce qu'on utilise une matière polymère qui ne gonfle pas dans des proportions importantes en vue de réduire l'endommagement de la couche de matière polymère dans le cas d'une réduction rapide de pression dans la cavité du tuyau souple, il est intentionnellement nécessaire, en accord avec la présente invention, d'utiliser, dans un espace prescrit entre les couches portantes intérieure et extérieure, une matière polymère d'un type donnant lieu à un fort degré de gonflement lors d'une exposition initiale au fluide transporté au moins lorsque ce fluide transporté est du pétrole brut. On estime que, en utilisant une matière d'un type donnant lieu à un haut degré de gonflement, on obtient, après une exposition initiale au fluide transporté, un haut degré de compression à l'intérieur de la matière polymère maintenue et que par conséquent du fluide qui aurait pénétré à l'intérieur de la matière polymère n'est ensuite pas capable rapidement de se dilater ou de fuir hors de la matière en cas de réduction rapide de pression dans la cavité du tuyau souple. On estime ainsi que l'inté- grité et les propriétés utiles d'étanchéité aux fluides de la couche de matière polymère ne sont pas sensiblement altérées. La couche porteuse radialement extérieue -- peut être d'un type comprenant au moins un élément de renforcement disposé en hélice et dont des spires successives sont espacées axialement dans le sens de la longueur du tuyau souple. Pour faire en sorte que la couche de matière polymère n'ait pas tendance à fluer dans des proportions importantes entre lesdites spires successives lorsqu'elle est soumise à un gonflement par une exposition initiale au fluide transporté, il est prévu, suivant un autre aspect de la présente invention, que la couche de matière polymère comporte, dans une zone radialement extérieure, au moins une couche noyée formée d'une matière textile de haute ténacité. L'expression " matière textile " utilisée dans la présente description se rapporte à des matières telles que des fils d'acier, des câblés en fil d'acier et des câblés métalliques du type utilisé pour le renforcement de pneumatiques. Par l'expression " haute ténacité 1", on entend une matière ayant une ténacité supérieure à 0,25 Newton/tex. Cependant, lorsque la matière est de la rayonne, la ténacité doit être supérieure à 0,3 Newton/tex alors que, lorsque la matière est du polyester ou du nylon, la ténacité doit être supérieure à 0,5 Newton/tex. La couche de matière textile peut être formée à partir d'un tissu tissé, d'un tissu câblé ( qui est un tissu dans lequel des câblés parallèles de chaîne sont maintenus les uns par rapport aux autres par des fils de trame de poids légers), ou bien il peut être formé par des câblés séparés qui sont enroulés en hélice autour de la partie en forme de tuyau souple ou bien qui sont mis en place par tressage. Dans le cas de câblés séparés, ceux-ci peuvent être noyés dans une bande de caoutchouc qui est ensuite enroulée autour du tuyau souple. La matière textile de haute ténacité, au moins lorsqu'elle est constituée par un tissu tissé ou un tissu de câblés, peut se présenter sous la forme d'une bande qui est de préférence mise en hélice par rapport à la longueur du tuyau souple. De préférence la matière textile de haute ténacité est une matière cellulosique, par exemple de la rayonne. D'autres caractéristiques et avantages de l1invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui est une vue en coupe longitudinale d'une partie d'un tuyau souple conforme à la présente invention. Le tuyau souple comprend un ensemble de garnissage 11 se composant d'une matière polymère, telle qu'un polyacrylate élastomère, et disposé entre une couche porteuse radialement intérieure 12 et une couche porteuse radialement extérieure 13. La couche porteuse intérieure 12 est formée d'une seule bande 14 enroulée en hélice, doublement pliée et disposée avec des spires successives en relation d'accrochage mutuel. La bande 14 à spires accrochées définit dans la surface radialement extérieure de la couche intérieure 12 une encoche 15 s'étendant en hélice. De préférence la bande et l'encoche sont d'un type tel que celui décrit de façon plus détaillée dans la demande de brevet déposée au Royaume Uni sous le numéro 84/21238. La couche de garnissage polymère 11 en polyacry- late élastomère est extrudée autour de la couche intérieure 12 de manière à remplir complètement l'encoche 15. Cette couche 11 est formée dans une opération d'extrusion en deux étapes. Dans une première étape, une proportion substantielle de l'épaisseur totale de la matière de garnissage est déposée puis une pluralité de fils de rayonne de haute ténacité sont enroulés en hélice autour de la couche de garnissage partiel- lement formée. Les fils de rayonne sont enroulés de manière à former deux couches, les fils 16 d'une couche 18 étant enroulés avec un pas orienté vers la gauche par rapport à la direction longitudinale du tuyau souple tandis que les fils 17 de l'autre couche 19 sont enroulés avec un pas dirigé vers la droite par rapport à la direction longitudinale du tuyau souple. Apr-ès l'enroulement des fils 16, 17, une mince couche de polyacrylate élastomère est extrudée sur les couches 18, 19 qui sont ainsi pratiquement complètement noyées dans ladite matière. Le polyacrylate élastomère dont la couche de garnissage 11 est formée gonflerait de 35 %, en l'absence d'une retenue extérieure, s'il était exposé à du pétrole brut à température et pression ambiantes pendant sept jours. Cependant, dans la structure de tuyau souple décrite ici, le gonflement du polyacrylate élastomère est entravé par la couche intérieure 12 décrite ci-dessus et par l'ensemble porteur extérieur 13. L'ensemble porteur extérieur comprend, en étant noyé dans la matière élastomère, deux couches d'un fil métallique de renforcement de grande résistance se composant chacune de câblés à filaments multiples enroulés en hélice 20 d'un diamètre extérieur de 6 mm, les câblés d'une couche s'étendant, par rapport à la longueur du tuyau souple, dans un sens opposé aux câblés de l'autre couche de la paire. Les fils formant chaque câblé 20 sont de préférence du type àhaine d'aluminium, comme décrit dans la demande de brevet déposée au Royaume Uni sous le numéro 84/21237 par la Demanderesse. Il est en outre préféré que les fils, s'étendant en hélice, de chaque câblé soient orientés par rapport à la longueur du câblé dans un sens identique au sens dans lequel le câblé respectif s'étend par rapport à la longueur du tuyau souple; cela signifie que les fils d'un câblé qui s'étend par rapport à la longueur du tuyau souple avec un pas dirigé vers la droite sont orientés de préférence ( à l'exception d'un fil central) avec un pas à droite par rapport à la longueur de ce câblé, et inversement dans le cas d'un câblé à pas à gauche. A l'extérieur de l'ensemble de renforcement extérieur 13, il est prévu une couche de renforcement en tissu 22 et une couche de revêtement en néoprène 21 résis- tant à l'abrasion. REVENDICATIONS 1. Tuyau souple, caractérisé en ce qu'il comprend une couche de matière polymère (11) disposée entre des couches porteuses radialement intérieure et radialement extérieure (12, 13) qui servent à entraver une expansion de la matière polymère, ladite matière polymère étant choisie de façon à être d'un type qui, en l'absence d'une retenue par les couches supérieures du tuyau souple, gonflerait d'au moins 10 % de son volume initial lors d'une exposition à du pétrole brut à une température et pression ambiantes pendant une période de sept jours. 2. Tuyau souple selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ladite matière polymère (11) est d'un type qui subit une expansion en volume d'au moins 20 % lorsqu'elle est initialement exposée à du pétrole brut. 3. Tuyau souple selon la revendication 2, caracté- risé en ce que ladite matière polymère (11) est d'un type qui subit une expansion en volume d'au moins 50 % lorsqu'elle est initialement exposée à du pétrole brut. 4. Tuyau souple selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche porteuse radialement extérieure (13) comprend au moins un élément de renforcement (20) s'étendant en hélice et dont des spires successives sont espacées axialement dans le sens de la longueur du tuyau souple. 5. Tuyau souple selon la revendication 3, carac- térisé en ce qu'il est prévu dans une zone radialement extérieure de la couche de matière polymère (11) au moins une couche noyée (18, 19) formée d'un matériau de haute ténacité. 6. Tuyau souple selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le matériau textile de haute ténacité (18, 19) est un matériau cellulosique, de préférence de la rayonne. 7. Tuyau souple selon une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que la couche de matière polymère (11) comprend un polyacrylate élastomère.