Brevet FR2793081A1 — publié le 20001103

"Dispositif d'étanchéité du type presse-garniture pour un câble". La présente invention se rapporte à un dispositif d'étanchéité pour le passage d'un câble entre deux volumes se trouvant sous des pressions différentes, notamment pour l'entrée d'un câble sous-marin dans un volume se trouvant sous une pression inférieure à la pression de l'eau environnante. Il existe à l'heure actuelle différents systèmes pour assurer l'entrée étanche d'un câble sous-marin, soumis à des efforts dynamiques, dans un volume se trouvant sous une pression inférieure à la pression de l'eau environnante, par exemple dans un engin immergé, un coffret ou un autre volume quelconque. Le système par surmoulage, avec ou sans collage, ne convient pas pour les pressions élevées, implique un encombrement relativement important, nécessite un outillage particulier, est d'une mise en oeuvre relativement délicate, ne permet pas de démontage sans destruction et, dans la variante avec collage, ne peut pas être utilisé pour tous les matériaux des gaines de câbles. Le système de presse-garniture (dit presse-étoupe) consistant à comprimer plusieurs éléments de garniture annulaires en élastomère axialement dans un boîtier en vue du serrage de ces éléments radialement vers l'intérieur contre la gaine du câble et vers l'extérieur contre le boîtier est également limité en pression et présente une efficacité dans le temps limitée, mais offre l'avantage d'être démontable, d'un encombrement réduit, d'un coût peu élevé et de pouvoir être utilisé pour tous les matériaux des gaines de câbles. Le système dit à tétine comprenant une tétine montée sur un insert métallique convient même pour des pressions très élevées, peut être utilisé pour tous les matériaux de gaines de câbles, est démontable et présent une bonne efficacité dans le temps, mais implique un encombrement important, un outillage spécial, des difficultés de mise en oeuvre et n'est pas démontable. Le système dit à équi-pression qui fait appel à un volume de liquide maintenu sous pression est un système complexe et volumineux et d'une mise en oeuvre délicate. La présente invention vise un dispositif d'étanchéité de câble, notamment pour l'entrée d'un câble sous-marin dans un volume se trouvant sous une pression inférieure à la pression de l'eau environnante, ce dispositif permettant, par des moyens très simples, de remédier à la plupart des difficultés et problèmes rencontrés avec les systèmes d'étanchéité connus, mentionnés ci-dessus. Le dispositif d'étanchéité objet de l'invention pour le passage d'un câble entre deux volumes se trouvant sous des pressions différentes, notamment pour l'entrée d'un câble sous-marin dans un volume se trouvant sous une pression inférieure à la pression de l'eau environnante, comprend un presse-garniture avec au moins un élément de garniture en forme de corps annulaire en élastomère, comprimé axialement dans un boîtier en vue de son serrage radial vers l'intérieur contre la gaine du câble et vers l'extérieur contre le boîtier. Le corps annulaire de l'élément de garniture le plus proche du volume sous haute pression est prolongé, au niveau de son diamètre intérieur, vers ledit volume, par un manchon qui entoure, en l'enserrant, à la manière d'une tétine, la gaine du câble depuis l'intérieur du boîtier du presse- garniture jusque dans le volume sous haute pression. Cet élément de garniture à tétine intégrée combine les avantages du système à presse-garniture et les avantages du système à tétine, en remédiant en même temps à la plupart des inconvénients de chacun de ces deux systèmes. Le dispositif est en particulier simple, facile à mettre en oeuvre, compact et capable de supporter des différences de pression élevées. Du fait de sa compacité, il permet en particulier l'enroulement sur touret d'un câble qui en est équipé. Aucun collage sur la gaine du câble n'est nécessaire, comme c'est le cas pour le système usuel à tétine. Le dispositif est donc démontable sans aucun problème et peut être utilisé sur n'importe quel matériau de gaine de câble. Le manchon formant tétine présente avantageusement au moins à son extrémité libre, à l'état détendu, un diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur de la gaine de câble. De préférence, le manchon formant tétine présente une longueur supérieure à son diamètre, avantageusement une longueur supérieure, au diamètre extérieur du corps annulaire de l'élément de garniture dont il fait partie, et de préférence une longueur au moins égale au double de ce diamètre. L'épaisseur du manchon formant tétine est faible comparativement à l'épaisseur radiale du corps annulaire de l'élément de garniture dont il fait partie. L'épaisseur du manchon est avantageusement inférieure à 1/5 de l'épaisseur dudit corps annulaire et de préférence inférieure à 1/10 du diamètre intérieur de ce corps annulaire. Le manchon peut avantageusement présenter la forme d'un tronc de cône convergeant depuis le corps annulaire vers son extrémité libre. Avantageusement, le manchon peut présenter un bourrelet extérieur à son extrémité libre. En se référant aux dessins schématiques annexés, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'un dispositif d'étanchéité conforme à l'invention; sur les dessins: la figure 1 est une coupe axiale d'une entrée de câble rendue étanche par un dispositif conforme à l'invention. la figure 2 est une coupe axiale de l'élément de garniture avec manchon formant tétine, avant son montage dans le dispositif de la figure 1. Selon la figure 1, l'entrée d'un câble 1, par exemple d'un câble sousmarin, dans un volume se trouvant sous une pression inférieure à la pression de l'eau environnante, s'effectue à travers un dispositif d'étanchéité comprenant un boîtier de presse-garniture 2, communément appelé boîtier de presse-étoupe. Trois corps annulaires 4, 5 et 6 formant éléments de garniture sont disposés axialement les uns derrière les autres entre la gaine 3 du câble 1 et le boîtier 2, de manière à pouvoir être comprimé axialement entre un fouloir 7 et un rebord intérieur 8 du boîtier. Des rondelles 9, 10, 11 intercalées respectivement entre le fouloir 7 et le corps annulaire 4, entre les corps annulaires 4, 5 et 6 et entre le corps 6 et le rebord 8 du boîtier 2 favorisent, par leur profil particulier, le serrage radial des corps 4, 5, 6 sous l'effet de la compression axiale exercée par le fouloir 7 vissé dans le boîtier 2. Deux rondelles 13, 14 en matériau anti- friction sont disposées entre le fouloir 7 et la rondelle 9, le fouloir 7 comportant de façon connue en soi des moyens 15, 16 pour permettre son serrage par rotation et son blocage en position serrée. Il est à noter par ailleurs que le fouloir 7 présente un épaulement 18 servant de butée à la gaine 3 du câble 1 dont le coeur est référencé la. Le corps annulaire 6 de l'élément de garniture le plus proche du volume (eau environnante) sous pression élevée, est prolongé vers ledit volume au niveau de son diamètre intérieur par un manchon 19 réalisé d'une seule pièce avec le corps 6, avec une longueur supérieure au diamètre extérieur du corps 6. Le manchon 19 entoure la gaine 3 du câble 1, en l'enserrant élastiquement. Ce serrage du manchon 19 sur le câble 1 est renforcé, à l'extérieur du boîtier 2, par la pression de l'eau qui s'exerce sur le manchon 19 et plaque ce dernier sur la gaine 3 d'autant plus que sa pression est élevée. A son extrémité libre, le manchon 19 est renforcé extérieurement par un bourrelet annulaire 20. Selon la figure 2 qui représente, avant son montage dans le dispositif d'étanchéité, l'élément unitaire 21 comprenant le corps annulaire 6 et le manchon 19, ce dernier présente la forme d'un tronc de cône convergeant depuis le corps annulaire 6 vers l'extrémité libre renforcée par le bourrelet 20. Le diamètre intérieur de l'élément 21 au droit du corps annulaire 6 est légèrement inférieur au diamètre extérieur de la gaine 3 du câble 1, la longueur du manchon 19 est égale à environ quatre fois le diamètre extérieur de la gaine 3 du câble 1 et l'épaisseur du manchon 19 est inférieure à 1/10 du diamètre extérieur de la gaine 3 du câble 1. L'élément 21 dans son ensemble peut être moulé d'une seule pièce en un élastomère tel qu'un polyuréthane par exemple d'une dureté de 60 Shore A. Ce dispositif d'étanchéité peut être utilisé en particulier pour des câbles sous-marins soumis à des sollicitations dynamiques, par exemple des câbles remorqués du type sonar ou d'autres câbles qui peuvent être des câbles complexes, c'est-à-dire des câbles dont le coeur la peut combiner des moyens de transmission électriques, hydrauliques, par fibres optiques, mécaniques, etc. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'étanchéité pour le passage d'un câble entre deux volumes se trouvant sous des pressions différentes, en particulier pour l'entrée d'un câble sous-marin soumis à des sollicitations dynamiques dans un volume se trouvant sous une pression inférieure à la pression de l'eau environnante, comprenant un presse-garniture avec au moins un élément de garniture en forme de corps annulaire en élastomère, comprimé axialement dans un boîtier en vue de son serrage radial vers l'intérieur contre la gaine du câble et vers l'extérieur contre le boîtier, caractérisé par le fait que le corps annulaire (6) de l'élément de garniture le plus proche du volume sous haute pression est prolongé, au niveau de son diamètre intérieur, vers ledit volume par un manchon (19) qui entoure, en l'enserrant, à la manière d'une tétine, la gaine du câble depuis l'intérieur du boîtier (2) du presse-garniture jusque dans le volume sous haute pression. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit manchon (19) présente, au moins à son extrémité libre, à l'état détendu, un diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur de la gaine (3) du câble. 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit manchon (19) présente une longueur supérieure à son diamètre. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit manchon (19) présente une longueur supérieure au diamètre extérieur du corps annulaire (16) de l'élément de garniture dont il fait partie. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit manchon (19) présente une longueur sensiblement égale au double du diamètre extérieur du corps annulaire (6) dudit élément de garniture. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit manchon (19) présente une épaisseur inférieure à 1/5 de l'épaisseur radiale du corps annulaire (6) de l'élément de garniture dont il fait partie. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisée par le fait que ledit manchon (19) présente une épaisseur inférieure à 1/10 du diamètre intérieur du corps annulaire (6) de l'élément de garniture dont il fait partie. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit manchon (19) présente la forme d'un tronc de cône convergeant depuis le corps annulaire (6) de l'élément de garniture vers son extrémité libre. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit manchon (19) présente un bourrelet extérieur (20) à son extrémité libre.