Brevet FR2789663A1 — publié le 20000818

EMBALLAGE A CONTROLE CONTINU D'ETANCHEITE DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention a pour objet un emballage, un conteneur ou une enceinte de confinement dont les taux de fuite doivent si possible être nuls ou rester très faibles. L'invention est applicable en particulier aux conteneurs de transport ou stockage de produits radioactifs ou de produits chimiques toxiques. Arrière plan technologique Un conteneur de stockage ou de transport de produits dangereux est représenté figure 1. Ce conteneur comprend de façon connue une enveloppe 1 par exemple en acier. Cette enveloppe contient une protection mécanique et thermique 2 à l'intérieur de laquelle est logée l'enceinte de confinement proprement dite 3. Cette enceinte est fabriquée dans une matière adaptée à contenir la matière dangereuse à stocker. L'enceinte est constituée par une cuve 4 et un couvercle 5. De la même façon l'enveloppe 1 et la protection mécanique et thermique 2 comprennent une partie protégeant la cuve 4 et une partie protégeant le couvercle 5. Le couvercle 5 de l'enceinte est généralement constitué par une tape dans laquelle les joints sont maintenus. L'une des portées de joints est solidaire de la cuve 4 l'autre est assurée par le couvercle 5. Les portées de joints sont généralement métalliques par exemple en acier. Dans de nombreuses enceintes, l'étanchéité est assurée par deux joints élastomères. Le volume interjoint, c'est à dire le volume compris entre les deux joints le couvercle 5 et la cuve 4, sert aux mesures du taux de fuite. Après remplissage de l'enceinte et sa fermeture, on peut éventuellement mesurer la pression dans l'espace interjoint, en ayant par exemple préalablement vidé ce volume et ensuite rempli d'hélium, et contrôler ainsi l'étanchéité avant le stockage définitif o le transport de l'enceinte. Mais ensuite, ce dispositif de contrôle de pression n'est pas conservé à demeure pour des questions de pollution que pourrait causer le gaz contenu dans l'espace interjoint en cas de fuite. D'autre part, l'étanchéité dans le temps n'est pas garantie, les joints pouvant devenir poreux, notamment à cause de l'air situé dans l'espace interjoint ou des produits contenus dans l'enceinte. L'invention est relative à une enceinte qui permet de résoudre les deux problèmes de l'art antérieur: contrôler en permanence l'étanchéité de l'enceinte et secondairement permettre une moindre dégradation des joints. Brève description de l'invention. Pour mesurer en continu le débit de fuite de l'enceinte 3, on introduit un liquide dans le volume interjoint délimité par le couvercle, la cuve et au moins deux joints. Le liquide qui occupe le volume interjoint participe à l'étanchéité de l'emballage en bouchant d'éventuels petits trous des joints. La modification d'une valeur d'une grandeur électrique mesurée entre le couvercle et la cuve, variable en fonction de la quantité de liquide contenue dans le volume interjoint, permet alors de déterminer une valeur de la fuite. Lorsque le couvercle 5 est mis en place et serré sur la cuve 4, on introduit le liquide par exemple au moyen d'un premier robinet. Lorsque le liquide a rempli le volume interjoint, les bulles d'air et le trop plein de liquide s'évacuent par un deuxième robinet. La fermeture des deux robinets permet de s'assurer que le volume interjoint est plein de liquide. Une fuite se traduira par un départ de liquide et donc par une modification de la valeur d'une grandeur électrique mesurée entre le couvercle et la cuve. Ainsi, prise dans sa forme la plus générale, l'invention est-elle relative à une enceinte étanche comportant une cuve ayant une portée de couvercle pour recevoir un couvercle, cette portée de couvercle comportant elle-même au moins deux portées de joints, des joints d'étanchéité insérés dans les portées de joints de la cuve, un couvercle ayant des portées de joints, les joints d'étanchéité étant insérés également dans lesdites portées de joints du couvercle, deux joints, une surface interjoint du couvercle et une surface interjoint de la cuve, délimitant ensemble un volume interjoint, conteneur étanche caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux moyens pour mettre en communication de façon réversible ledit volume interjoint avec une amenée de fluide pour l'un des moyens de mise en communication de façon réversible, avec une évacuation de fluide pour l'autre moyen de mise en communication de façon réversible, et des moyens de couplage électrique pour coupler électriquement avec des moyens de mesure extérieurs le couvercle d'une part et la cuve d'autre part. Ainsi de façon avantageuse, l'invention permet un contrôle continu du débit de fuite de l'enceinte. Dans le mode préféré de réalisation, les moyens pour mettre en communication de façon réversible le volume interjoint avec une amenée et une évacuation de fluide respectivement, sont constitués par des vannes ou robinets. Le contrôle d'étanchéité est principalement assuré par l'interposition dans l'espace interjoint d'un liquide conducteur permettant d'assurer une continuité électrique entre le couvercle et la cuve de l'enceinte. Il suffit alors par des moyens appropriés de faire circuler un courant entre le couvercle et la cuve et de mesurer en continu une grandeur électrique (intensité, résistance,.....): une dérive de cette grandeur ou une variation totale complète (intensité devient nulle, résistance devient infinie,.....) témoignera alors de la disparition de tout ou partie du liquide et donc de la perte d'étanchéité. En quelque sorte, on ferme un circuit dont une partie est constituée du liquide conducteur dans l'espace interjoint qui s'ouvre dès que le liquide disparait de ce volume. La nature de ce liquide conducteur dépend de l'application. Il est à signaler que l'interposition du liquide améliore par elle-même l'étanchéité, rôle de 3me joint et possibilité d'améliorer la tenue dans le temps des deux autres joints. De préférence, les moyens de mesure de la grandeur électrique sont couplés à des moyens de déclenchement d'alarme eux-mêmes couplés à une alarme visuelle ou sonore. L'invention est également relative à un procédé de détection des fuites d'une enceinte étanche comportant une cuve, un couvercle et deux joints serrés entre la cuve et le couvercle, délimitant un volume interjoint, procédé caractérisé en ce que: - on remplit le volume interjoint avec un liquide conducteur de l'électricité; - on fait passer un courant électrique entre la cuve et le couvercle; - on mesure la résistance ou la valeur du courant pour en déduire une déperdition de la quantité de liquide conducteur contenue dans le volume interjoint. Un exemple de réalisation de l'invention sera maintenant décrit en regard des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1, déjà commentée, représente une coupe schématique d'un emballage étanche générique, - la figure 2 est une coupe axiale schématique d'une enceinte de confinement selon l'invention destinée à montrer les moyens de remplissage du volume interjoint; - la figure 3 représente une vue de dessus de la cuve de l'enceinte représentée figure 2; et - la figure 4 représente une coupe axiale schématique d'une enceinte de confinement selon l'invention destinée à montrer les moyens de mesure d'une grandeur électrique mesurée entre le couvercle et la cuve, de déclenchement d'alarme, et d'alarme. La figure 2 est une coupe axiale d'une cuve 4 et d'un couvercle 5 selon l'invention. Cette figure est destinée surtout à montrer le volume interjoint d'une part, et les vannes de remplissage et de trop plein d'autre part. La cuve 4 a une portée de couvercle 32. Cette portée de couvercle comporte deux gorges porte-joint, une gorge intérieure 9 et une gorge extérieure 10. Elle comporte également une gorge centrale 13 entre les gorges 9 et 10. Le couvercle 5 comporte une gorge intérieure 11 destinée à recevoir un joint et une gorge extérieure 12. Il comporte également une gorge centrale 14 située entre les gorges 11 et 12. Lorsque le couvercle est en place, les gorges 11 et 12 du couvercle, et les gorges 9 et 10 de la portée de couvercle de la cuve 4 sont face à face et serrent des joints intérieur 7 et extérieur 8. Les gorges interjoints 13 de la cuve 4 et 14 du couvercle 5 sont face à face et sont en communication avec l'extérieur de façon réversible au moyen de vannes 15 et 16 respectivement. La vanne 15 peut être la vanne de remplissage et la vanne 16 la vanne de trop plein et de purge. Lorsque l'enceinte de confinement composée de la cuve 4 et du couvercle 5 est mise en place dans un conteneur comportant l'enveloppe 1 et la protection mécanique et thermique 2 (figure 1) les vannes 15 et 16 viennent se noyer, de façon accessible, dans la matière constituant l'enveloppe de protection mécanique et thermique 2. Les vannes 15, 16 mettent en communication un volume 33 interjoint avec une amenée de liquide 18 et une évacuation de liquide 19 repsectivement. Sur la figure 2, ces amenées 18 et évacuation 19 ont été représentées sous forme d'entonnoirs débouchant dans des conduits de vanne. Selon le liquide introduit, il pourrait s'agir de raccords étanches ou de tout autre moyen connu. Des conducteurs 20, 21 représentés figure 4 permettent de connecter la cuve 4 et le couvercle 5 respectivement à des moyens de mesure 17, 22 d'une grandeur électrique mesurée entre une partie 23 du couvercle 5 et une partie 24 de la cuve 4. Le fonctionnement est le suivant: lorsque le couvercle est mis en place et serré au moyen de boulons (non représentés) sur la cuve 4, un volume interjoint 33 délimité par une surface 31 de la cuve 4 comprise entre les deux gorges 9 et 10 et une surface 51 du couvercle comprise entre les gorges 11 et 12 et enfin par les joints 7 et 8 est remplie d'un liquide au moyen de la vanne 15. Pendant le remplissage, la vanne 16 est ouverte en sorte que l'air contenu dans le volume interjoint 33 peut s'échapper par la vanne 16. Lorsque le liquide déborde au niveau de la vanne 16 et après une purge totale de l'air, les deux vannes 15 et 16 sont fermées. Pour une plus grande sensibilité de mesure le volume 33 est de préférence comme représenté figure 3 ou 4, augmenté par adjonction d'une gorge 13 dans la cuve ou 14 dans le couvercle. Dans le mode préféré de réalisation, les moyens 17 et 22 sont respectivement un ampèremètre et une source de tension générant quelques milliampères qui circulent entre le couvercle et la cuve en passant à travers le liquide qui, de préférence est un liquide conducteur. Une ouverture occasionnera une fuite du liquide interjoint et modifiera la résistance du montage pouvant aller jusqu'à une coupure du circuit électrique. De préférence, l'ampèremètre 17 est couplé à des moyens de déclenchement d'alarme 25 qui déclencheront une alarme 26 lorsque la valeur mesurée sera en dessous d'un certain seuil. Le liquide conducteur peut être un alliage métallique conducteur de gallium, indium, étain, ce peut être aussi un liquide conducteur de type métallique pour tenir en température comme le mercure, dont le domaine d'utilisation peut aller de - 38 C à + 350 C, des solutions aqueuses de faible coût comme des solutions salines de chlorure de sodium ou de sulfate de cuivre, des solutions de type organique comme les acides organiques à chaîne longue ou les phénols pour assurer un meilleur contact avec les joints. Le liquide pourra être aussi un liquide ayant une forte constante diélectrique et dans ce cas on5 mesurera une capacité entre le couvercle et la cuve. B 13220.3 GB REVENDICATIONS 1. Enceinte (3) étanche comportant une cuve (4) ayant une portée (32) de couvercle (4) pour recevoir un couvercle (4), cette portée (32) de couvercles (4) comportant elle-même au moins deux portées (9,10) de joints (7,8), des joints (7,8) d'étanchéité insérés dans les portées (9,10) de joints (7,8) de la cuve (4), un couvercle (5) ayant des portées (11,12) de joints (7,8) du couvercle (5), les joints d'étanchéité (7,8) étant insérés également dans lesdites portées (11, 12) de joints (7,8) du couvercle, deux joints (7,8), une surface (51) interjoint du couvercle (5) et une surface (31) interjoint de la cuve (4) délimitant ensemble un volume (33) interjoint, enceinte (100) étanche caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux moyens (15,16) pour mettre en communication de façon réversible ledit volume (33) interjoint avec une amenée (18) de fluide pour l'un (15) des moyens de mise en communication de façon réversible, et une évacuation (19) de fluide pour l'autre moyen (16) de mise en communication de façon réversible, et des moyens de couplage électrique (20,21) pour coupler électriquement avec des moyens (17,22) de mesure extérieurs, le couvercle (5) d'une part et la cuve (4) d'autre part. 2. Enceinte (3) étanche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens (15) pour mettre en communication de façon réversible le volume (33) interjoint avec une amenée (18) de fluide, comportent une vanne ou un robinet et en ce que les moyens (16) de communication de façon réversible pour évacuer le fluide, comportent une vanne ou un robinet. 3. Enceinte (3) étanche selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de mesure extérieurs comportent une source de courant (22) et un ampèremètre (17). 4. Enceinte (3) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de mesure extérieurs (17,22) sont connectés à des moyens de déclenchement d'alarme (25,26). 5. Enceinte (3) étanche fermée comportant une cuve (4) ayant une portée (32) de couvercle (4) pour recevoir un couvercle (4), cette portée (32) de couvercles (4) comportant elle-même au moins deux portées (9,10) de joints (7,8), des joints (7,8) d'étanchéité insérés dans les portées (9,10) de joints (7,8) de la cuve (4), un couvercle (5) ayant des portées (11,12) de joints (7,8) du couvercle (5), les joints d'étanchéité (7,8) étant insérés également dans lesdites portées (11,12) de joints (7,8) du couvercle, deux joints (7,8), une surface (51) interjoint du couvercle (5) et une surface (31) interjoint de la cuve (4) délimitant ensemble un volume (33) interjoint, enceinte (100) étanche caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux moyens (15,16) pour mettre en communication de façon réversible ledit volume (33) interjoint avec une amenée (18) de fluide pour l'un (15) des moyens de mise en communication de façon réversible, et une évacuation (19) de fluide pour l'autre moyen (16) de mise en communication de façon réversible, et des moyens de couplage électrique (20,21) pour coupler électriquement avec des moyens (17,22) de mesure extérieurs, le couvercle (5) d'une part et la cuve (4) d'autre part, et en ce que un liquide conducteur de l'électricité est contenu dans le volume (33) interjoint. 6. Enceinte étanche fermée selon la revendication 5, caractérisée en ce que le liquide conducteur est un alliage métallique de gallium indium étain, ou du mercure, ou une solution aqueuse conductrice ou un liquide organique conducteur. 7. Procédé de détection des fuites d'une enceinte étanche comportant une cuve, un couvercle et deux joints serrés entre la cuve et le couvercle, délimitant un volume interjoint, procédé caractérisé en ce que: - on remplit le volume interjoint avec un liquide conducteur de l'électricité; - on fait passer un courant électrique entre la cuve et le couvercle; - on mesure la résistance ou la valeur du courant pour en déduire une déperdition de la quantité de liquide conducteur contenue dans le volume interjoint.