Brevet FR2650652A1 — publié le 19910208

La présente invention concerne un tube flexible comportant un éLément allongé de renfort ayant une section droite en forme de "T". Selon L'art antérieur, Les profils de renfort de forme aplatie utilisés pour les tubes flexibles, soit sont en forme de "S" ou "Z" et sont aLors difficiLes à fabriquer et à être mis en place de façon précise et stabLe e enroulement helicoidal, soit sont en forme de "U" et, dans ce dernier cas, ne présentent pas des performances optimum åsepaisseur ne couche donnée. En effet, l'épaisseur du profil en "U" nécessite d'être affaiblie pour pouvoir recevoir Les bras des "U" des enroulements adjacents. Des profits applatis er "U" sont illustrés dans Le brevet antérieur FR-2.561.745. La présente invention concerne un tube flexible armé comportant un élément de renfort allongé facile à fabriquer à être mis en place, stable une fois en place et permettant une bonne optimisation de performance à épaisseur de couche donnée. De pius, le profil suivant L'invention évite ou réduit les pressions de contact entre éLéments de renfort adjacent tel qu'on peut Les observer dans le cas des profils en "Z" ou "S". De plus, le dispositif selon l'invention ne nécessite pas l'utilisation d'une multitude d'anneaux. D'une façon générale, La présente invention concerne un tube flexible armé comportant au moins un élément de renfort allongé. Selon L'invention, L'élément allongé a une section droite, ou profil, présentant une forme de "T", et est enroulé hélicoidalement. Cet élément allongé en forme de "T" pourra etre métallique. Un bord au moins de l'éLément allongé pourra avoir une forme adaptée à coopérer avec une forme complémentaire pour réaliser un accrochage. La forme compLémentaire pourra être portée par le bord d'un autre élément ai longé ayant une section droite présentant une forme de "T", cet élément étant monté en sens inverse. La forme complémentaire pourra être portée par le bord d'un élément allongé pouvant être métallique, ayant une section droite présentant une forme de . L'élément allongé en "U" pourra être placé de façon à ce que Les branches du "U" soient dirigées vers l'extérieur, ou de façon à ce que Les branches dudit "U" soient dirigées vers l'axe du tube, L'élément allongé en "T" étant alors placé de la façon appropriée. L'élément en "U" pourra être en pLastique ou en acier.ou en aluminium. Le tube selon L'invention pourra comporter deux éléments allongés ayant chacun une section droite présentant une forme de "T", ces éléments étant enroulés helicoidalement dans Le même sens, le premier ayant sa partie de la section droite correspondant au pied du "T" dirigée vers l'axe du tube et la partie similaire du deuxième élément étant dirigée dans le sens oppose. Ces deux éléments allongés pourront avoir des profils en "T" de même hauteur. Le premier et le deuxième éléments allongés pourront avoir la même forme de section, c'est-à-dire les sections pourront avoir les mêmes dimensions. Le premier et le deuxième éléments allongés pourront être métalliques. Le premier élément allongé pourra avoir un module d'élasticité plus faible que celui du deuxième élément. Le premier et le deuxième éléments allongés pourront avoir Le même module d'élasticité. La largeur de La partie du premier élément correspondant au pied du "T" pourra être supérieure à La largeur de la partie similaire du deuxième élément. Le premier et le deuxième éléments allongés pourront être réalisés et dimensionnes pour qu'ils aient même allongement sous la mise en pression interne du tube, sans qu'il y ait de transfert d'effort important de l'un à l'autre desdits éléments par les bords respectifs de chacun de ces éléments. Le tube selon L'invention pourra comporter de L'aluminium et/ou de l'acier. Notamment, au moins l'un des éléments allongés ayant un profil en "T" pourra être constitué ou comporter du métal, tel de l'acier ou un alliage d'aluminium. Au moins un élément de renfort allongé pourra comporter essentiellement de l'aluminium ou un alliage d'aluminium Le rapport de la longueur (l) du bras du "T" à la hauteur (e) du "T" pourra être compris entre 0,5 et 1 et être préférentiellement compris entre 0,66 et 1. Le rapport de -la largeur du pied (P) à la longueur du bras (l) pourra être compris entre 1 et 3. Le rapport de la largeur du pied (P) à la hauteur du "T" (e) pourra être compris entre 0,66 et 3. Le rapport de la largeur (L) de La tête du "T" à la hauteur (e) du "T" pourra être compris entre 1,66 et 5. La largeur (L) de la tête du "T" sera ci-après désignée par largeur (L) du "T". Le rapport de La hauteur (h) d'un bras å La hauteur du "T" (e) pourra être compris entre 0,66 et 0,83. Le rapport de La hauteur d'un lobe du bras C à La hauteur (e) du "T" pourra être compris entre 0,16 et 0,66 et être préférentiellement voisin de 0,33. Le rapport du jeu radial entre deux "T" emboîtés tête-bêche l'un dans l'autre à la largeur du "T" pourra être compris entre 2 % et 10 %. Le tube selon l'invention pourra comporter une armure de résistance à la pression interne ou voûte comportant au moins un élément allongé ayant un profil en forme de "T". Le tube selon l'invention pourra comporter une carcasse interne de résistance à la pression externe comportant au moins un élément allongé ayant un profil en forme de "T". La présente invention concerne avantageusement les structures de flexibles armés "multinapDes" comprennant principalement - une armure de résistance à la pression compre nant une ou plusieurs nappes d'anneaux ou de fils, câbles ou profilés enroulés sous un angle élevé par rapport à l'axe du flexible (cet angle pouvant dépasser 850), cet angle étant considéré par rapport a l'axe du flexible ; ; - une armure de résistance à La traction comprenant un ou plusieurs couples de nappes croisées de fils, câbles ou profilés enroulés généralement sous un angle inférieur ou egaL a 55 , cet angle ne devant pas cependant être trop faibie pour préserver La fLexibilité de la conduite, - une armure intérieure dite carcasse interne résistant en particulier aux efforts d'écrasement, elle est généralement constituée par une nappe d'enroulement hélicoïdal d'un profite sous un angle élevé. Ces différentes nappes peuvent être disposées dans un ordre quelconque de l'intérieur à l'extérieur de la structure du flexible, et être séparées ou non par des gaines plastiques de faible épaisseur. De telles structures ont été, par exemple, décrites dans le brevet FR-1.417.966. Avantageusement, l'élément allongé ayant un profil en "T" pourra être utilisé pour constituer l'armure de résistance à la pression et/ou la carcasse interne. Les figures ci-annexées montrent des conduites flexibles armées auxquelles s'applique l'invention, ainsi que des exempLes particuLiers nullement Limitatifside profils d'éléments allongés - la figure 1 illustre un premier type de conduites flexibles armées, - Les figures 2 et 3 représentent d'autres types de conduites, - la figure 4 représente un exemple de configuration de section droite ou d'un élément allongé selon l'invention, et - les figures 5 à 7 montrent différents agencements de profils. Sur la figure t, la référence S désigne un conduit interne pouvant être constitué en matière plastique, par exemple en polyamide 11. Ce conduit est recouvert d'une armure 2 de résistance à la pression, qui dans L'exemple illustré, est constitué par l'enroulement d'un profilé préformé, enroulé helicoidalement sous un angle dépassant, par exemple, 850 par rapport à l'axe de la conduite. L'ensemble est recouvert d'une armure 3 de résistance à la traction oonstituêe de deux nappes croisées 3a et 3bide profilés ou élément allongé enroulées hélicoidalement avec des pas opposés dans les deux nappes. Le plus souvent, l'angle. d'enroulement de ces profilés a une valeur comprise entre 200 et 500 par rapport à l'axe de la conduite. Une gaine externe 4, par exemple en polyamide 11 ou en polyéthyléne, recouvre l'ensemble ainsi constitué. Un autre type de conduite flexible armée est illustré par la figure 2. Les mêmes références numériques ont été utilisées sur cette figure pour désigner les éléments analogues à ceux illustrés par la figure 1. Dans ce deuxième type de conduite flexible, l'armure de résistance à la traction comprend deux couples de nappes croisées 3a, 3b et 3c, 3d de profilés enroulées en hélice sous un angle pouvant être compris entre 20 et 50 par rapport à l'axe de la conduite. Dans le type de conduite illustré par la figure 3, une carcasse en acier 5 a été disposée a: l'intérieur du conduit 1 en matière plastique et les nappes 2a et 2b de l'armure de résistance å la pression interne ont été disposées de part et d'autre de l'armure 3a, 3b de résistance å la traction. Selon l'invention, au moins une nappe de profilés enroulés ou éléments allongés possède un profil en "T" tel que représenté à la figure 4. Sur cette figure 4, oui est une section droite d'un élément allongé, La Lettre (i) désigne la longueur du "T", elle correspond à la tête 6 du "T", la lettre (e) désigne la hauteur d# "T". La lettre P désigne la largeur du pied 7 du "T". La lettre (l) désigne la longueur du bras 8 du "T". La lettre (h) désigne la hauteur ou épaisseur d'un bras 8 du "T". La lettre (c) désigne la hauteur du lobe 9 du bras 8 du "T". Le trait en pointillé 0 correspond à un profil en "T" ne possédant pas de lobe pour lequel (c) est nul. La référence 11 désigne la section du "T" dans son ensemble, cette section appartient a un élément allongé donné. La référence 12 désigne le profil en "-" d'un autre élément allongé qui coopère avec L'élément allongé aonné. Ces deux éléments allongés sont disposés tête#bêche, c'est-à-aire aue pour l'un le pied 7 du profil en "T" est orienté vers l'exterieur du tube, et pour l'autre, Le pied 13 est orienté vers l'axe 14 du tube. Lorsque ces éléments possèdent des profils comportant des bras à lobe 9, il y a accrochage axial des profils, c'est-à-dire que le déplacement axial d'un profil 11 par rapport au profil adjacent 12 est limite lors de l'éloignement de ces deux profils, l'un par rapport à l'autre. Bien entendu, le rapprochement de ces deux profils est limité par le bord d'un lobe 9 de "T" qui bute sur le pied 13 adjacent. La figure 5 représente le cas d'une nappe comportant deux éléments allongés 15 et 16 ayant -mêmes sections droites 17 et 18 montées tete-beche. Comme cela apparait-sur la figure 5, on retrouve alternativement les éléments allongés 15 et 16, chaque spire de l'élément 15 étant encadré par des spires de l'élément 16 et chaque spire de l'élément 16 étant encadré par des-spires de l'élément 15. La figure 6 représente le cas où les deux éléments allongés 19 et 20 ont des sections droites 21 et 22 différentes, mais sur cette figure, les deux profils 21 et 22 ont même hauteur (e). De plus, sur cette figure, la largeur du profil en "T" 22 de l'élément allongé 20 a la même valeur que la largeur du pied du profil en "T" 21 de l'élément allongé 19. Par ailleurs, on ne sortira pas du cadre de la présente invention si les deux éléments allongés ont des caractéristiques mécaniques différentes, notamment en ce qui concerne le module d'élasticité, ou sont réalisés dans des matériaux différents. Ainsi, l'élément allongé 20 pourra avoir un module d'élasticite supérieur à celui de L'élément allongé 19. Sur la figure 6, la référence 14 désigne l'axe du flexible,. La figure 7 représente le cas d'un élément allongé 23 ayant un profil er forme de "T" 24 à lobe 25, ou l'élément allongé 23 est enroulé hélicoidalement de mani-ere jointive, c'est-à-dire qu'un bord d'un bras de l'élément allongé est en contact ou presque avec l'autre bord de cet élément allongé. L'accrochage de l'élément allongé 23 se fait par unélément allongé 27 ayant un profil en "U" 28. La référence 14 désigne l'axe du tube flexible. Sur la figure 7, les bras 29 du "U" s'éloignent de l'axe 14. On ne sortira pas du cadre de la présente invention si les éléments allongés sont montés dans le sens inverse, c'est-à-dire que les bras du li soient dirigés vers l'axe du tube. Les éléments allongés 23 et 27 pourront être métalliques, par exemple en acier et/ou en aluminium. Par ailleurs, on ne sortira pas du cadre de la présente invention si l'élément allongé à profil en "T" est constitué d'un métal et que L'élément allongé à profil en "U" est constitué en matériau plastique, tel un thermoplastique. L'élément allongé ayant une section droite ou profil "T" du tube flexible selon L'invention respectera de préférence une ou plusieurs des fourchettes suivantes * 0,5 4 l # 1 et de préférence 0,66 4 L 4 1 e e P l * 0,66# P # 3 e * 1,664 L # 5 e * 0,664 h e * 0,16\#C e * jeu radiaL compris entre 2 % et 10 Par jeu radial, on enteno la distance parcourue radialement par le profil en "T" avant qu'il ne soit immobilisé par le profil adjacent immobile rapporté à la hauteur (e) du profil en "T". Le point de départ de ce déplacement étant une ligne droite sur laquelle s'appuient le profil en "T" et le profil adjacent, ce jeu est désigné par la référence (j) sur la figure 4 et la ligne droite d'appui porte La référence 30 Cette ligne droite correspond sensiblement à la génératrice du cylindre sur lequel sont enroulés ces éléments allongés, du moins lorsque l'angle d'enroulement est important. Une estimation du comportement de deux éléments allongés ayant des sections droites ou profils en forme de "T" identiques et emboîtés tête-rêche (Fig. 5), le diamètre interne étant fixé à 95,4 mm. Ces éléments allongés étant en acier, le module d'Young des éléments allongés est de 200 MPa, Le coefficient de Poisson ae 0,3. Le profil en "T" étant caractérisé par L = 14,2 ; e = 6,2 ; P = 2,85 ; I = 5,67 ; h = 3,80 ; c = 1,64. Sous une pression interne de 20 MPa, le déplacement radial du fil 16 est de 0,060 mm, celle du fil 15 est de 0,0085 mm. Les deux profils ne sont donc pas en contact, ceci pour un jeu de 0,246 mm. Le jeu étant de 0,246, le contact se produit pour une pression interne de 95 MPa. Pour une pression interne de 20 MPa, les contraintes circonférentielles du fil 15 se situent å un niveau moyen de 33 MPa. Elles varient de + 18 % autour de cette valeur en fonction de la position dans la section droite en "T". Le niveau moyen des contraintes circonférentielles du fil 16 est de 235 MPa et les contraintes varient de - 6 % autour de cette valeur. Le profil en "T" tel que décrit dans la présente invention est parti-Eulierement bien adapté aux armures de pression 2 et peut avoir avantageusement un angle d'enroulement égal ou supérieur à On pourra également utiliser avantageusement le profil en "T" pour réaliser la carcasse interne, tel que 5 à la figure 5. REVENDI#ATI0NS 1. - Tube flexible armé comportant au moins un élément de renfort allongé enroulé helicoidalement, caractérisé en ce que ledit élément allongé a une section droite, ou profil, présentant une forme de "T". 2. - Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément allongé est métallique. 3. - Tube seLon L'une des revendications lou 2, caractérisé en ce qu'un noro au moins dudit élément allongé a une forme adaptee à cooDérer avec une forme complémentaire pour réaliser un accrochage. 4. - Tube selon L'une des revendications précédentes, caractérise en ce au'il comporte deux éléments allongés ayant chacun une section droite présentant une forme de "T", lesdits éléments étant enroulés hélicoizalement dans le meme-sens, Le premier ayant sa partie de la section droite correscondant au pied du "T" dirigée vers l'axe du tube et La partie similaire du deuxième élément étant dirigée dans le sens oppose. 5. - Tube seLon la revenuication 3, caractérisé en ce que ladite forme compLémentaire est portée par le bord d'un élément allonge ayant une section aroite presentant une forme de "U". 6. - Tube selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit élément allonge ayant une section droite présentant une forme de "U" est placé de façon à ce que les branches dudit "U" soient dirigées vers l'axe du tube. 7. - Tube selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième éléments allongés sont de sections ayant les mêmes dimensions. 8. - Tube selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier élément allongé a un module d'élasticité plus faible que celui du deuxième élément. 9. - Tube selon l'une des revendicatios 4 ou 7, caractérisé en ce que le premier et le deuxième éléments allongés ont le même module d'élasticité. 10. - Tube selon la revendication 10, caractérisé en ce que la largeur de ladite partie du premier élément correspondant au pied du "T" est supérieur à la largeur de la partie similaire du deuxième élément. 11. - Tube selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément allongé en acier ayant un profil en "T". 12. - Tube selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément de renfort allongé en aluminium ayant un profil en "T". 13. - Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de la longueur (l) du bras du "T" sur sa hauteur (e) est compris entre 0,5 et 1 et est préférentiellement compris entre 0,66 et 1. 14. - Tube selon l'une des revendications 1 ou 13, caractérisé en ce que le rapport de la Largeur du pied (P) à la longueur du bras (l) est compris entre 1 et 3. 15. - Tube selon L'une des revendications 1, 13 et 14, caractérisé en ce aue Le rapport entre la largeur du pied (P) à la hauteur du "T" (e) est compris entre 0,66 et 3. 16. - Tube selon L'une des revendications i, 13 à 15, caractérisé en ce que le rapport entre la largeur (L) du à la hauteur (E) du "T" est compris entre 1,66 et 5. 17. - Tube selon l'une des revendications 1, et 13 à 16, caractérisé en ce que le rapport entre la hauteur (h) d'un bras à la hauteur du "T" (e) est compris entre 0,66 et 0,83. 18. - Tube selon l'une des revendications 2 et 13 à 17, caractérisé en ce que le rapport entre la hauteur d'un lobe du bras (C) à la hauteur (e) du "T" est compris entre 0,16 et 0,66 et est préférentiellement voisin de 0,33. 19. - Tube selon L'une des revendications 4 et 13 à 18, caractérisé en ce que Le rapport du jeu radial entre deux "T" emboîtés tête-bêche L'jan dans L'autre à La largeur du "T" est compris entre 2 % et 10 %. 20. - Tube selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une armure de résistance à la pression interne, ou voûte, constituée d'au moins un élément allongé ayant un profil en forme de "T". 21. - Tube selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu il comporte une carcasse interne de résistance à La pression externe constitJée d'au moins un élément allongé ayant un profil en forme de "T". 22. - Tube selon L'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce cje ledit élément allongé ayant une section droite présentant une forme de "U" est en plastique. 23. - Tube selon L'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que ledit élément allongé ayant une section droite presentant une forme de 'U est en métal.