Brevet FR2656405A1 — publié le 19910628

La présente invention a pour objet de redéfinir localement la géométrie d'éléments tubulaires en matière plastique, afin de conférer à leur surface extérieure une protection vis-à-vis des effets d'entailles ou de rayures pouvant survenir sur ladite surface extérieure de l'élément. On sait en effet qu'aujourd'hui, notamment dans le domaine gazier, de gros efforts sont faits en matière de rénovation par tubage de canalisations anciennes. Or, un certain nombre de ces canalisations anciennes étant métalliques les tubes plastiques de remplacement qui sont insérés à l'intérieur desdites canalisations subissent, dans un certain nombre de cas, des dégradations par entaillage de leur surface extérieure provoquées par exemple par un bord coupant que peut présenter localement, sur sa surface intérieure, la canalisation à tuber, en particulier dans le cas où il a été nécessaire de tronçonner cette dernière pour permettre son tubage. Bien entendu, on peut rencontrer ces problèmes d'effets d'entailles de la surface extérieure d'éléments tubulaires dans d'autres domaines que dans l'industrie gazière, par exemple dans le domaine de la distribution de l'eau, voire sur des gaines de protection de fils ou câbles conducteurs électriques. Et on comprend que de tels effets d'entailles peuvent s'avérer particulièrement dangereux. En particulier dans les domaines gazier et de la distribution de l'eau, ils peuvent en effet entraîner une diminution importante de la résistance du tube à la pression du fluide qui y circule, risquant d'entraîner, sinon un éclatement du tube, au moins sa déchirure locale avec fuite de fluide. S'il s'agit d'un élément tubulaire formant gaine de protection de conducteurs électriques, des risques de courts-circuits ou d'électrocution sont à craindre. C'est afin en particulier d'éviter ces risques que l'invention propose un élément tubulaire en matière plastique caractérisé en ce qu'il présente sur sa surface extérieure au moins un renflement augmentant localement l'épaisseur de l'élément, et constituant un moyen de protection de l'élément, propre à limiter l'effet d'entailles ou de rayures pouvant être faites dans ladite surface extérieure de l'élément. En pratique, le(s) renflement(s) et l'élément tubulaire pourront ne former qu'un seul bloc de matière. Mais il a également été envisagé que les matériaux, de type matière platique, constituant le(s) renflement(s) et l'élément tubulaire soient différents, la résistance aux entailles et à l'abrasion de la matière du (des) renflement(s) devant alors être de préférence supérieure ou égale à celle de la matière du tube. Selon l'invention, la réalisation de cette protection extérieure des éléments tubulaires a été envisagée de différentes façons. Tout d'abord, et cela notamment dans le domaine gazier, il pourra s'avérer préférable de prévoir sur la surface extérieure des tubes, (qui sont habituellement cylindriques), des cannelures longitudinales formées chacune sensiblement dans la direction de l'une des génératrices de cylindre de ce tube. Mais suivant les applications, on pourra préférer réaliser l'élément tubulaire avec au moins un bourrelet formant, sur la surface extérieure de l'élément, une hélice d'axe sensiblement confondue avec celui de l'élément ; ou encore conformer ce dernier avec plusieurs bourrelets formant sur sa surface extérieure une série d'excroissances annulaires orientées sensiblement perpendiculairement à son axe. Compte tenu des divers domaines d'application de l'invention, il a en outre été prévu que l'élément tubulaire pourra présenter au moins une bande de marquage pour son identification, cette bande étant située sur la surface extérieure de l'élément, le long d'une zone dépourvue de renflement, afin en particulier de garantir que ladite bande restera apparente quelles que soient les opérations à effectuer sur l'élément tubulaire au moment de son utilisation sur le terrain. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés fournis uniquement à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels - la figure 1 est une vue partielle en perpective d'un premier mode de réalisation de l'élément tubulaire de l'invention, - la figure 2 est une vue en section droite de l'élément de la figure 1, suivant la ligne II-II, - et les figures 3 et 4 représentent en vue perspective, deux variantes de réalisation de l'élément tubulaire. Sur les figures, on a donc représenté une partie de pièces tubulaires, repérées 1, pouvant être par exemple utilisées en tant que tuyaux ou canalisations de distribution de gaz, tel que du gaz naturel. Il s'agit en l'espèce de tubes en matière thermoplastique soudable, telleque du polyéthylène, pouvant avoir une densité comprise entre 920 et 950 kg/m3 environ. Afin de limiter, voire d'éliminer, les problèmes liés aux effets d'entailles pouvant être faites dans la surface extérieure 3 des tubes, et risquant d'entraîner au moins localement une diminution importante de la résistance mécanique de ces derniers, la surface extérieure des tubes illustrés présente des renflements 5 de protection qui accroissent localement (de e') l'épaisseur "nominale" e de matière des tubes. Sur la figure 1, la conformation extérieure localement renflée du tube qui est en l'espèce de forme cylindrique à section intérieure sensiblement circulaire, est obtenue par des cannelures 7 parallèles et longitudinales formées chacune sensiblement dans la direction de l'une des génératrices de cylindre du tube. A l'opposé, la surface intérieure 13 de ce même tube est par contre relativement lisse et de toute façon dépourvue de proéminence. Le tube illustré, qui figure un tube de diamètre hors renflement de 63 mm, comprend 16 cannelures. Ce nombre n'est pas figé, mais on préfèrera en général un nombre supérieur ou égal à 3, la répartition angulaire des cannelures étant habituellement régulière. Sur la figure 3, le tube qui est toujours cylindrique à section intérieure sensiblement circulaire n'est pas cannelé sur sa surface extérieure 3 mais comporte par contre une série de bourrelets 9 formant sur la surface 3 des excroissances annulaires orientées sensiblement perpendiculairement à l'axe 10 du tube. Quant à la figure 4, elle représente une autre variante de réalisation dans laquelle le tube 1 est pourvu sur sa surface extérieure 3 d'un bourrelet unique formant sur cette surface une hélice 11 d'axe sensiblement confondu avec celui 10 du tube. (On aurait également pu prévoir de réaliser plusieurs telles hélices). Quelle que soit la conformation retenue de la surface extérieure de l'élément tubulaire, on choisira avantageusement une épaisseur e' de renflement(s) comprise entre R/50 et R/2 environ, R étant le rayon extérieur de l'élément tubulaire relevé en un endroit dépourvu de renflement (voir figure 4). Quant à la réalisation de la géométrie choisie du tube, elle pourra en pratique être obtenue, par au moins deux procédés de mise en oeuvre, à savoir l'extrusion "simple", d'une part, et la coextrusion, d'autre part. Il s'agit là de deux procédés bien connus. On notera donc simplement que dans le cas de l'extrusion "simple", l'élément tubulaire sera obtenu par extrusion de la matière plastique à l'état fondu au travers d'une filière conformée de telle manière qu'elle donne à la surface extérieure de l'élément sa géométrie finale, cannelée ou autre. Avec un tel procédé, on obtiendra un tube localement renflé dont la matière de constitution sera la même pour l'ensemble du tube, renflement y compris. Par contre, dans le cas d'une réalisation par coextrusion, on peut envisager de réaliser le tube et le (les) renflement(s) en deux matières plastiques différentes. Mais on préférera alors choisir pour les renflements une matière plastique dont la résistance aux entailles et à l'abrasion est supérieure (ou à la limite égale) à celle de la partie plus centrale ou corps du tube sur laquelle sont formées ces proéminences. D'un point de vue pratique, on notera rapidement que dans le cas du procédé par coextrusion, l'élément tubulaire sera obtenu tout d'abord par extrusion de la matière plastique fondue à travers une première partie de filière permettant d'obtenir un tube sensiblement cylindrique à section circulaire et à surfaces extérieure et intérieure "lisses , c'est-à-dire dépourvu pratiquement de renflement. Les renflements en question sont ensuite coextrudés selon la forme choisie, en relief sur la surface extérieure "lisse" de l'élément, et à travers une deuxième partie de filière. On pourrait par exemple envisager de réaliser de cette façon un tube dont les proéminences seraient constituées par un polyéthylène de densité supérieure (voire égale) au polyéthylène utilisé pour la partie intérieure du tube. On pourrait également, par exemple réaliser un tube en polyéthylène avec un ou plusieurs renflements en polybutadiène ou en acétate de vinyle. Au moins dans le cadre d'une application dans le domaine gazier, si deux matières plastiques polymères différentes sont employées pour réaliser les tubes renflés, celles-ci devront de toutes façons être compatibles entreelles au sens chimique et thermodynamique du terme. Leur compatibilité devra en particulier être assurée pour permettre un soudage entre eux de deux tels tubes, par l'intermédiaire d'une pièce de raccordement en matière thermoplastique. Par ailleurs, la matière plastique rapportée par coextrusion pour la formation des renflements devra de préférence pouvoir être mise en forme à une température voisine de celle de la matière du corps de l'élément tubulaire, ceci afin de permettre une liaison très étroite du point de vue chimique et mécanique entre les renflements et le corps du tube. Et cette température de mise en forme devra dans ce cas être inférieure à la température de dégradation de l'un et l'autre des deux matériaux polymères. En particulier dans le cas d'un tube cannelé, tel que celui illustré sur la figure 1 (mais cette considération pourrait également être appliquée aux autres variantes de réalisation illustrées), les essais menés ont montré que des résultats tout à fait favorables étaient obtenus dans le cas où les renflements 5 présentaient en section droite, une forme s'approchant d'une sinusoïde considérée sur une alternance ou une demi-période "positive" (voir figure 4). Sur les figures 1 et 4, on aura également remarqué que le tube illustré est pourvu sur sa surface extérieure 3, entre les bourrelets 5, de bandes de marquage 14 dont le but est de permettre l'identification visuelle du tube. Ces bandes de marquage seront d'une couleur différente de celles du reste du tube et leur constitution chimique devra être comparable à celle du corps de ce tube. Leur disposition entre les bourrelets, c'est-à- dire au niveau des cannelures du tube, permettra de conserver une reconnaissance à coup sûr du tube, quelles que soient ses conditions d'utilisation ou de mise en oeuvre. On aurait également pu envisager, dans le cas d'un élément tubulaire dont les renflements sont réalisés en une matière plastique différente de celle du corps de 1' élément, de colorer sur toute leur épaisseur lesdits renflements de manière qu'ils constituent eux-mêmes des bandes d'identification visuelle. On va maintenant présenter deux exemples de réalisation d'éléments tubulaires renflés conformes à l'invention. Exemple 1 On réalise un tube en polyéthylène d'une densité de l'ordre de 930 kg/m3 par extrusion "simple" avec, sur sa surface extérieure, un bourrelet en hélice (figure 4). Le rayon R du tube hors bourrelet est R = 31,5 mm. L'épaisseur e, toujours hors bourrelet, est e = 2R/ll. L'épaisseur e' du bourrelet est e' = R/10. Sa largeur 1 est d'environ 0,38 R. En section le bourrelet a la forme d'une 1/2 période de sinusoïde. Le pas de l'hélice est de l'ordre de R. Exemple 2 On réalise par coextrusion un tube à section intérieure sensiblement circulaire dont le corps est en polyéthylène haute densité et qui présente sur sa surface extérieure une série de cannelures longitudinales coextrudées en polybutadiène formées sensiblement parallèlement à l'axe du tube (figures 1 et 2). Le rayon extérieur du tube en fond de cannelure est d'environ R = 31,5 mm. L'épaisseur de ce tube en fond de cannelure est e = 2R/l1, l'épaisseur e' des renflements étant de l'ordre de e' = R/10. L'écart angulaire entre deux sommets consécutifs de renflements est a = 2205 (voir figure 2) REVENDICATIONS 1. - Elément tubulaire en matière plastique caractérisé en ce qu'il présente sur sa surface extérieure (3) au moins un renflement (5, 9, 11) augmentant localement l'épaisseur de l'élément et constituant un moyen de protection de ce dernier propre à limiter l'effet d'entailles ou de rayures pouvant être faites dans ladite surface extérieure de l'élément. 2. - Elément tubulaire selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit renflement (5, 9, 11) vient de matière avec l'élément (1) de façon à ne constituer qu'un seul bloc avec lui. 3. - Elément tubulaire selon la revendication 1 caractérisé en ce que les matériaux, de type matières plastiques, constituant le renflement (5, 9, 11) et l'élément (1) sont différents, la résistance aux entailles et à l'abrasion de la matière dudit renflement étant supérieure ou égale à celle de la matière de l'élément tubulaire. 4. - Elément tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type cylindrique à section sensiblement circulaire, caractérisé en ce qu'il comprend, en tant que renflement, au moins un bourrelet (11) formant sur ladite surface extérieure (3) de l'élément au moins une hélice d'axe sensiblement confondu avec celui de l'élément (figure 4). 5. - Elément tubulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, du type cylindrique à section sensiblement circulaire, caractérisé en ce qu'il comprend, en tant que renflement, plusieurs bourrelets (9) formant, sur ladite surface extérieure (3) de l'élément, une série d'excroissances annulaires orientées sensiblement perpendiculairement à l'axe (10) de l'élément (figure 3). 6. - Elément tubulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, du type cylindrique à section sensiblement circulaire, caractérisé en ce qu'il présente sur sa surface extérieure (3) des cannelures longitudinales formées chacune sensiblement dans la direction de l'une des génératrices de cylindre de l'élément (figure 1). 7. - Elément tubulaire selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois cannelures à peu près régulièrement réparties sur la surface extérieure (3) de l'élément. 8. - Elément tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le(les) renflement(s) (5, 9, 11) forme(nt) en section droite une excroissance à la surface extérieure (3) dudit élément ayant sensiblement la forme d'une alternance de sinusoïde. 9. - Elément tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type cylindrique à section sensiblement circulaire, caractérisé en ce que la hauteur du (des) renflement(s) est comprise entre environ R/50 et R/2, R étant le rayon extérieur de l'élément tubulaire relevé en un endroit dépourvu de renflement. 10. - Elément tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il présente au moins une bande de marquage (14) pour l'identification visuelle de l'élément.