Brevet FR2757597A1 — publié le 19980626

JOINT D'ETANCHEITE POUR RESERVOIR DE GAZ SOUS PRESSION L'invention concerne un joint d'étanchéité pour l'assemblage étanche bord à bord de deux éléments de construction, notamment des éléments de construction d'un réservoir destiné à contenir du gaz sous pression comme du SF6, et un assemblage étanche bord à bord d'éléments de construction à l'aide d'un tel joint. Les réservoirs destinés a contenir du gaz sous pression sont parfois formés par un assemblage de pièces unitaires. L'étanchéité entre ces pièces assemblées bord à bord est assurée par des joints, généralement des joints plats ou en forme de tore, constitués d'une matière deformable, par exemple de l'élastomère. Les types de joints connus aujourd'hui pour la réalisation d'un réservoir de gaz sous pression nécessitent, pour assurer correctement leur fonction d'étanchéité, à la fois un accostage précis entre les bords des deux éléments de construction à assembler et des surfaces de contact entre le joint et les éléments de construction qui présentent une grande qualité de finition car ces surfaces de contact sont généralement limitées pour diminuer les efforts d'accostage. Ces deux conditions nécessitent d'avoir recours à des procédés de fabrication des éléments de construction et des joints d'étanchéité précis et donc coûteux. Par ailleurs, I'assemblage étanche de ces éléments de construction à 2 0 l'aide d'un joint classique pose de nombreux problèmes. Il est nécessaire en particulier de protéger les surfaces de contact sur les éléments de construction pour éviter les éraflures ou autre altération, y compris et surtout pendant le transport de ces éléments de construction. Pendant l'assemblage, il est parfois nécessaire d'avoir recours à des outillages de montage complexes pour tenir le joint en place pendant la phase d'accostage de deux éléments de construction. Il s'ensuit que le coût de construction d'un réservoir de gaz sous pression à l'aide d'un joint d'étanchéité classique est relativement élevé. Par ailleurs, une fois le réservoir de gaz construit, il est courant de procéder à une vérification de l'étanchéité de l'assemblage des éléments de construction. Cette opération est relativement longue car jusqu'à maintenant, on balaie avec un détecteur, toute la surface développée de chaque joint pour localiser une fuite éventuelle. Si une telle fuite est localisée, la réparation nécessite le démontage du réservoir, la remise en état des éléments de construction ou du joint défectueux et de nouveau un assemblage des éléments de construction du réservoir de gaz. L'invention a donc pour objet d'apporter une solution à l'ensemble de ces problèmes. Plus particulièrement, I'invention a pour objet un joint d'étanchéité qui permet de simplifier les opérations d'assemblage d'éléments de construction d'un réservoir de gaz sous pression et qui permet d'augmenter très fortement la probabilité que l'assemblage soit étanche au premier montage et avec des éléments de construction simples à fabriquer sans que cela nécessite une protection spécifique de leurs surfaces de contact de joint. L'invention a encore pour objet un joint d'étanchéité et un assemblage étanche bord à bord d'éléments de construction qui évitent d'avoir recours à un outillage spécifique pour la mise en place du joint entre deux éléments de construction à assembler. L'invention a encore pour objet un joint d'étanchéité et un assemblage étanche bord à bord d'éléments de construction qui permettent une localisation rapide et précise d'un défaut d'étanchéité et qui offrent la possibilité d'une réparation sans démontage de l'assemblage. A cet effet, I'invention a pour objet un joint d'étanchéité pour réaliser un assemblage étanche bord à bord de deux éléments de construction, caractérisé en ce que ce joint à une section transversale à son axe longitudinal qui a la 2 0 forme de deux trapèzes accolés par leur plus grande base. L'invention s'étend à un assemblage étanche bord à bord de deux éléments de construction à l'aide d'un tel joint d'étanchéité, dans lequel le bord d'assemblage de chaque élément de construction est pourvu d'une gorge ayant en section transversale la forme d'un V et dans laquelle est enfoncée une extrémité latérale du joint à section transversale en forme de trapèze. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après en détail. La figure 1 montre en coupe transversale, un exemple de réalisation d'un joint d'étanchéité selon l'invention. La figure 2 montre en coupe transversale, le bord d'assemblage d'un élément de construction présentant une gorge à section transversale en forme de V et destinée à recevoir une extrémité latérale du joint de la figure 1. La figure 3 montre en coupe transversale, le joint de la figure 1 monté entre deux éléments de construction. La figure 4 montre un autre mode de réalisation du joint et d'une gorge d'un assemblage selon l'invention. La figure 5 illustre un moyen pour contrôler l'étanchéité d'un assemblage selon l'invention. La figure 1 montre donc un exemple de réalisation d'un joint 1 selon l'invention. Ce joint 1 est montré en coupe transversale par rapport à son axe longitudinal 10. Ce joint 1 est destiné tout particulièrement à la réalisation d'un assemblage étanche bord à bord de deux éléments de construction d'un réservoir de gaz sous pression. Dans le cas d'un réservoir de gaz sous pression, le joint 1 est généralement un joint annulaire en matière élastomère pris en sandwich entre deux demi coquilles constituant deux éléments de construction, la forme finale du réservoir de gaz sous pression étant généralement cylindrique. Par la suite, on considère le cas d'un joint pour un tel réservoir, ce qui n'est qu'un exemple de réalisation du joint selon l'invention. Sur la figure 1, on voit que la section transversale de ce joint 1 a essentiellement la forme de deux trapèzes relativement identiques accolés par leur plus grande base. Ce joint présente des surfaces annulaires 11A et 12A et des surfaces annulaires 1 1 B et 12B obliques par rapport au plan horizontal et qui font entre elles un angle a compris entre 5 et 40 , les surfaces 11A et 12A définissant une extrémité latérale du joint à section transversale en forme de trapèze, les surfaces 1 1 B et 12B définissant l'autre extrémité latérale du joint 1 à section transversale en forme de trapèze. Ces surfaces 11A, 12A,11B,12B qui sont des surfaces destinées à réaliser une fonction d'étanchéité doivent bien entendu être exemptes de traces de moulage, points d'éjection ou d'injection de matière élastomère. La structure du joint 1 est avantageusement rigidifiée par une âme 13 en un matériau rigide, par exemple une bande métallique ou en matière plastique s'étendant à l'intérieur du joint le long de son axe longitudinal 10. Cette âme 13 contribue à la bonne tenue en pression du joint et à sa mise en place entre deux éléments de construction comme illustré sur la figure 3. Sur la figure 2, on a représenté en coupe transversale le bord d'assemblage d'un élément de construction. Ce bord est pourvu d'une gorge 2 dont la section transversale a la forme d'un V. Cette gorge est destinée à recevoir une extrémité latérale du joint 1 à section transversale en forme de trapèze. Cette gorge 2 présente des surfaces annulaires 21 et 22 obliques par rapport au plan horizontal qui font entre elles un angle 3 légèrement supérieur (d'environ 5 ) à l'angle a que font les surfaces 11A et 12A ou 1 1B et 12B du joint 1. A noter que le fond 23 de la gorge 2 a en section transversale une forme arrondie pour limiter les contraintes mécaniques dans l'élément de construction. La section transversale en forme de V de la gorge 2 contribue à l'auto protection des surfaces 21 et 22 de sorte qu'il n'est pas spécialement utile de les protéger. Une telle forme de gorge peut être obtenue facilement par moulage si les éléments de construction sont en matière plastique ou analogue. Sur la figure 3, les deux bords respectifs de deux éléments de construction A et B à assembler bord à bord et de façon étanche présentent des gorges 2A et 2B identiques et disposées face à face. Sur cette figure, on voit que les deux extrémités latérales du joint 1 sont enfoncées respectivement dans les deux gorges 2A et 2B de telle sorte que les surfaces 11A et 12A du joint sont en contact respectivement avec les surfaces 21A et 22A de la gorge 2A et les surfaces 11B et 12B du joint sont en contact respectivement avec les surfaces 21B et 22B de la gorge 2B. L'étanchéité est réalisée simplement par pincement des extrémités latérales du joint 1 entre les surfaces 21A et 22A de la gorge 2A et les surfaces 21B,22B de la gorge 2B du fait que l'angle 3 des gorges 2A et 2B est supérieur à l'angle ao du joint. La faible différence entre les valeurs des angles a et p permet d'assurer l'étanchéité même lorsque la distance entre les éléments A et B varie d'une manière importante. En particulier, il n'est pas nécessaire que les éléments A et B soient en contact pour assurer l'étanchéité. Pour le montage du joint 1 entre les deux éléments de construction A et B, il suffit de mettre d'abord une extrémité latérale du joint 1 en place dans la gorge d'un des deux éléments, par exemple dans la gorge 2A de l'élément A. Le joint 1 reste en place dans cette gorge si cette extrémité latérale est enfoncée dans la gorge 2A avec un léger serrage. Ensuite, on place le second élément de construction B bord à bord avec le premier élément de construction A de sorte que l'autre extrémité latérale du joint 1 est enfoncée dans la gorge 2B de l'élément B. La mise en place du second élément de construction est aisée quelque soit l'orientation du plan de pose. Les deux éléments de construction A et B sont ensuite maintenus bord à bord par des brides non représentées de sorte que le joint 1 est comprimé entre les deux gorges 2A et 2B. Les surfaces de contact entre le joint et les gorges peuvent être relativement larges pour augmenter la probabilité d'une étanchéité correcte. Le serrage du joint 1 dans les gorges s'effectue sur ces surfaces de contact. L'effort d'accostage des deux éléments de construction correspond donc à un effort de glissement et de pincement du joint dans les gorges et il est très faible. Sur la figure 3, on voit que chaque gorge 2A et 2B et le joint I sont agencés de telle manière qu'un espace 24A et 24B est laissé libre entre le fond 23A de la gorge 2A, respectivement 23B de la gorge 2B, et l'extrémité latérale correspondante du joint 1. Cet espace laissé libre définit une sorte de réservoir qui sert au contrôle de l'étanchéité de l'assemblage comme décrit ci-après. La figure 4 montre en coupe transversale, une variante de réalisation du joint selon l'invention. Dans cette variante, la section transversale du joint 100 est trapézoïdale aux extrémités latérales et sensiblement rectangulaire dans la zone centrale tandis que les gorges 200A et 200B des éléments de construction à section en V comportent des parties de surfaces 210A et 220A, respectivement 210B et 220B sensiblement parallèles au niveau de l'ouverture du V. Cette variante permet de libérer de la place entre les deux gorges pour l'expansion de la matière du joint lors de la phase de montage et d'accostage des deux éléments de construction. Figure 5, pour contrôler l'étanchéité de l'assemblage bord à bord de deux éléments de construction A et B d'un réservoir de gaz sous pression, on insère au moment de la mise en place du joint 1 dans la gorge 2A de l'élément A, au moins un fil 25A entre la surface 11A du joint et la surface 21A de la gorge 2A. Comme visible sur la figure 5, le fil 25A (ou un tube capillaire) a une extrémité qui plonge dans l'espace laissé libre 24A. L'autre extrémité du fil 25A sort du côté de joint 1 qui sera situé à l'extérieur du réservoir de gaz sous pression. Au moins un autre fil (non représenté) identique au fil 25A est placé entre la surface 11B du joint et la surface 21B de la gorge 2B au moment o l'élément B est assemblé avec l'élément A. Cet autre fil a une extrémité qui plonge dans l'espace 24B laisse libre, son autre extrémité étant située à l'extérieur du réservoir de gaz sous pression. Le réservoir est ensuite rempli d'un gaz traceur mis sous pression comme du SF6. Si la surface 12A du joint (disposée du côté du volume intérieur du réservoir) n'est pas en contact étanche avec la surface 22A de la gorge 2A, I'espace laissé libre 24A se remplit du gaz traceur et ce gaz s'échappe vers l'extérieur du réservoir le long d'une ligne de fuite créée artificiellement par le fil A. Cette fuite peut alors être détectée à l'aide d'un appareil adapté placé en face de l'extrémité du fil 25A située à l'extérieur du réservoir. Si un tel défaut d'étanchéité est détecté, il peut être réparé, sans démontage du réservoir, simplement en retirant le fil 25A par traction vers l'extérieur du réservoir, la ligne de fuite devant normalement se refermer de façon étanche par expansion de la matière élastomère du joint. Le même processus peut être appliqué pour contrôler l'étanchéité de l'assemblage au niveau de l'autre extrémité latérale du joint. -7 REVENDICATIONS 1/ Un joint d'étanchéité (1) pour réaliser un assemblage étanche bord à bord de deux éléments de construction (A,B), caractérisé en ce que ce joint à une section transversale à son axe longitudinal (10) qui a la forme de deux trapèzes accolés par leur plus grande base. 2/ Le joint selon la revendication 1, comportant en outre une âme (13) en un matériau rigide qui s'étend le long de son axe longitudinal. 3/ Un assemblage étanche bord à bord de deux éléments de construction (A, B) à l'aide d'un joint d'étanchéité selon la revendication 1, dans lequel le bord d'assemblage de chaque élément de construction est pourvu d'une gorge (2A;2B) ayant en section transversale la forme d'un V et dans laquelle est enfoncée une extrémité latérale du joint à section transversale en forme de trapèze. 4/ L'assemblage selon la revendication 3, dans lequel chaque gorge (2A;2B) et le joint (1) sont agencés de telle manière qu'un espace (24A;24B) est laissé libre entre le fond (23A;23B) de la gorge et l'extrémité latérale du joint enfoncée dans cette gorge, cet espace laissé libre constituant un réservoir d'accumulation de gaz pour le contrôle de l'étanchéité de l'assemblage. / L'assemblage selon la revendication 4, comportant un fil (25A) inséré entre une extrémité latérale du joint et la gorge (2A) dans laquelle est enfoncée cette extrémité latérale du joint, ce fil ayant une extrémité qui plonge dans l'espace (24A) laissé libre entre le fond (23A) de la gorge et cette extrémité latérale du joint.