Brevet FR2791613A1 — publié le 20001006

Le secteur technique de la présente invention est celui des enceintes destinées à contenir des fluides sous pression, tels des réservoirs soumis à une pression interne, et plus particulièrement les réservoirs de gaz5 de pétrole liquéfié, dit GPL, pour véhicules. Généralement, les enceintes destinées à contenir des fluides sous pression sont constituées d'un matériau métallique en feuille, formé pour obtenir un réservoir sensiblement cylindrique dont les extrémités se présentent sous la forme d'une portion de sphère. Les réservoirs GPL utilisés par exemple dans les automobiles sont cylindriques comme décrit précédemment ou toriques. Leur forme présente l'avantage d'être bien adaptée à une répartition uniforme des contraintes sur la périphérie du15 réservoir. Dans les automobiles, les réservoirs toriques sont montés à l'emplacement de la roue de secours. Leur capacité est limitée du fait du manque de place disponible à cet emplacement.20 Les réservoirs cylindriques sont généralement disposés au fond du coffre de l'automobile, o ils réduisent de façon considérable le volume de celui-ci, d'autant que le compartiment qui est destiné à les accueillir est généralement parallélépipédique et que le25 volume compris entre les angles du compartiment et l'arc de cercle du réservoir est vide. Il y a donc une perte du volume utile, tant pour le coffre que pour le réservoir. Les réservoirs cylindriques peuvent également être montés sous le coffre en porte à faux arrière. Dans ce cas, l'espace disponible étant limité en hauteur, on utilise un réservoir cylindrique de petit diamètre, ou plusieurs réservoirs cylindriques de petit diamètre reliés entre eux par un tuyau soudé radialement sur la périphérie des cylindres. Cette solution permet de ne pas35 empiéter sur le volume du coffre. Elle est néanmoins coûteuse et ne permet pas d'utiliser la totalité du volume disponible sous le coffre puisqu'il subsiste une partie vide entre les deux réservoirs cylindriques accolés.5 Les réservoirs toriques et cylindriques ne donnent donc pas pleinement satisfaction. En effet, ils sont lourds car leurs parois sont épaisses. De plus, ils sont souvent amenés à être montés dans des compartiments de forme généralement parallélépipédique dont l'espace10 disponible n'est pas utilisé de façon optimale. Le but de la présente invention est de proposer un réservoir léger et résistant. Ses caractéristiques mécaniques doivent lui permettre de résister à la pression interne impliquée par le stockage du fluide sous15 pression, à des sollicitations externes, tel un choc, lorsque le véhicule est déformé lors d'un accident et à l'augmentation de la pression interne en cas d'incendie du véhicule. De plus, le réservoir doit avoir une forme le rendant apte à se loger dans des compartiments aux formes variées composées par un ensemble de parallélépipèdes. Afin de répondre à ces objectifs, la présente invention a pour objet un réservoir destiné à contenir du fluide sous pression et apte à se loger dans un compartiment d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux parois voûtées opposées comportant au moins un puits dont les bords sont incurvés vers l'intérieur du réservoir selon un profil sensiblement en arc de cercle et au moins un renfort dont les extrémités sont évasées en forme de corolle selon le même profil en arc de cercle que celui du puits pour s'ajuster bord à bord avec le puits correspondant de chacune des deux parois opposées du réservoir et maintenir l'écartement de ces deux parois. Chaque renfort peut être constitué par un barreau plein reliant le bord des puits opposés entre eux ou par un tube creux reliant le bord des puits entre eux. Avantageusement, les renforts sont réalisés sous la forme d'une pièce unique dont les extrémités sont en forme de corolle. Avantageusement encore, les renforts sont réalisés en deux parties, l'une sensiblement cylindrique prolongée de part et d'autre par un capuchon en forme de corolle.10 Un avantage du réservoir selon l'invention consiste en ce que sa structure lui permet d'être léger, d'être résistant et de pouvoir se déformer sans se rompre. Un autre avantage encore de l'invention réside dans le fait que la structure du réservoir présente une continuité de surface entre les parois et les renforts, ce qui améliore la résistance du réservoir à la pression. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture du complément de description donné ci-après en relation avec des dessins à titre d'exemples sur lesquels: - la figure 1 est une vue perspective d'un huitième de réservoir représenté en maillage trois dimensions, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la face bombée d'un demi réservoir selon l'invention. Sur la figure 1, on a représenté le quart d'un réservoir présentant une forme générale bombée à six parois délimitant un ensemble de voûtes, deux parois supérieure et inférieure, deux parois latérales et deux parois avant et arrière. Chacune des parois est obtenue à partir d'une feuille métallique conformée à la courbure voulue. Les parois supérieure et inférieure sont de plus grande dimension que les autres parois et sont réunies par des renforts décrits ci-après. Le réservoir 1 peut être réalisé sous la forme de deux demi coquilles (C) assemblées suivant un plan longitudinal et réunies par des renforts internes. Le quart d'une demi coquille est représenté sur la figure pour des questions de commodité et sur laquelle on retrouve la paroi supérieure 2, la paroi avant 3, la paroi latérale 4 et les renforts 5. Les5 deux demi coquilles (C) et les renforts 5 peuvent être assemblés par soudage. Les parois opposées 2 de chaque demi coquille se présentent sous la forme d'une voûte dont la concavité est dirigée vers l'intérieur du réservoir. La paroi supérieure 2 est raccordée aux parois10 latérales adjacentes bombées 3 et 4 suivant un plan de joint 7 par un prolongement 6 permettant d'assurer une continuité dans l'évolution des angles entre la paroi voûtée 2 et les parois bombées du réservoir, de façon à éviter selon l'invention toute arête vive. On obtient ainsi une régularité des formes voûtées pour répartir de manière homogène les contraintes en minimisant les moments de flexion dans les parois. Les parois voûtées 2 du réservoir comportent des puits 8 de profil en arc de cercle, dont les bords sont incurvés selon un profil20 continu avec celui des voûtes. C'est la forme en multi- voûte des grandes parois 2 du réservoir qui optimise son volume utile dans un logement de forme sensiblement parallélépipédique, tout en homogénéisant les contraintes dans les parois. Le réservoir ainsi obtenu peut être logé dans l'espace disponible du véhicule. Cet espace peut être délimité par plusieurs parallélépipèdes, c'est-à- dire un assemblage de surfaces élémentaires planes et circulaires. Le réservoir selon l'invention peut être réalisé de manière variée. On peut par exemple assembler par soudage les six parois réalisées isolément avec des plans de joint analogues au joint 7 comme cela est visible sur la figure. On peut encore réaliser deux demi coquilles, éventuellement symétriques, que l'on assemble suivant un plan de joint quelconque. Ces deux demi coquilles peuvent être obtenues par emboutissage. Lorsqu'elles sont identiques, elles sont obtenues à partir du même moule. Les différents puits 8 des deux parois opposées 2 du réservoir sont disposés en vis-à-vis les uns des autres. Ils sont prévus pour constituer avec les renforts 5 une continuité de surface. Ces renforts permettent de reprendre les efforts des grandes parois voûtées 2 du réservoir, de façon à supprimer les moments de flexion à la jonction entre les parois voûtées et les parois10 bombées. Sur la figure 2, on a représenté une coupe de la paroi 2 pratiquée au niveau des puits 8. Deux rangées de puits 8a et 8b sont par exemple prévues au niveau de chaque paroi 2. Chaque puits 8 présente un profil en arc15 de cercle orienté vers l'intérieur du réservoir dont le bord terminal vient en continuité avec le bord du renfort en vis-à-vis. Ainsi, on peut réaliser une soudure 9 bord à bord entre le puits 8a et le renfort 5a qui ne modifie pas les contraintes dans le réservoir lorsque20 celui-ci est rempli avec un fluide sous pression. Sur la figure, on voit que le renfort 5a est tubulaire avec une extrémité évasée en forme de corolle; mais, on pourrait utiliser de la même manière un renfort constitué par une tige pleine. Sur la partie droite de la figure, on a représenté un renfort 5b se présentant sous la forme d'un tube prolongé par un capuchon 10 présentant une extrémité tubulaire raccordée par la soudure 11 au renfort 5b et une extrémité évasée en forme de corolle raccordée au puits 8b par la soudure 12. Les soudures 11 et 12 sont réalisées comme expliqué précédemment bord à bord. Cette réalisation permet de mieux maîtriser le processus de fabrication. Dans la présente description, on entend par soudure bord à bord une soudure par assemblage jointif avec soudure recto-verso, un assemblage jointif en une seule soudure, un assemblage non jointif en une seule soudure avec latte amovible, un assemblage avec soudure sur bord soyé ou un assemblage avec soudure d'angle sur latte permanente. REVENDICATIONS 1- Réservoir destiné à contenir du fluide sous pression et apte à se loger dans un compartiment d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux parois voûtées opposées (2) comportant au moins un puits (8) dont les bords sont incurvés vers l'intérieur du réservoir selon un profil sensiblement en arc de cercle et au moins renfort (5) dont les extrémités sont évasées en forme de corolle selon le même profil en arc de cercle que celui du puits (8) pour s'ajuster bord à bord avec le puits correspondant de chacune des deux parois opposées (2) du réservoir et maintenir l'écartement de ces deux parois. 2- Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque renfort (5) est constitué par un barreau plein reliant le bord des puits (8) opposés entre eux. 3- Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque renfort (5) est constitué par un tube creux reliant le bord des puits (8) entre eux. 4- Réservoir selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les renforts (5) sont réalisés sous la forme d'une pièce unique dont les extrémités sont en corolle. - Réservoir selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les renforts (5) sont réalisés en au moins trois parties, l'une sensiblement cylindrique prolongée de part et d'autre par un capuchon (10) en forme de corolle.