Brevet FR2876362A1 — publié le 20060414

La présente invention concerne un dispositif d'assemblage pour pressuriser des enveloppes souples, notamment dans le cadre de réservoirs permettant le stockage de diverses matières. Lorsqu'un réservoir est construit en matière souple, en textile technique ou en film haute résistance, les assemblages actuels avec des adhésifs ou des soudures ne permettent pas de tenir des pressions importantes, c'està-dire difficilement supérieures à 100 millibars. Les basses pressions d'utilisation de ces réservoirs impliquent qu'une enveloppe de grand volume qui stocke des éléments solides ou liquides devra nécessairement s'étaler sur une grande surface. Pour ce qui est de stocker de la matière gazeuse, il faudra un volume presque équivalent à la quantité stockée. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient. En effet, pour permettre de tenir des pressions importantes, l'enveloppe est renforcée avec des fibres non élastiques, résistantes, légères et souples. Ces fibres constituent un maillage autour de l'enveloppe qui va reprendre l'essentiel des efforts et des contraintes. Ainsi on dissocie les propriétés d'étanchéité et de résistance; la première étant assurée par l'enveloppe et la seconde par le maillage externe. La pression qui peut être assumée par la structure ainsi créée permet de réaliser des réservoirs souples plus haut, donc moins encombrants, pour stocker des liquides et solides, et moins volumineux pour le stockage du gaz. Selon des modes particuliers de réalisation: - Le réservoir peut avoir une forme symétrique autour 30 d'un axe central. - Le réservoir peut disposer d'une base plate. - Le réservoir peut être étanche et réalisé en matériaux souples et pliables de type textiles techniques. - Le réservoir peut avoir une partie en cône de révolution ou quasi conique et/ou une partie sphéroïde ou quasi-sphéroïde, et/ou une partie en cylindre droit, et/ou une portion torique ou quasi torique, ou être une conjonction de ces différentes formes ou parties de formes. - Le réservoir peut être fermé. - Le réservoir peut être ouvert et sa partie ouverte peut être rattachée de manière étanche, chimiquement ou mécaniquement, à une construction solide qui a la même forme, au lieu de la jonction, que le bord ouvert du réservoir. - L'enveloppe du réservoir peut être recouverte d'un maillage dense de fibres résistantes lui permettant de résister à la surpression interne et de garder un volume fixe. - Le maillage dense externe peut être réalisé par le croisement d'un réseau de renforts circonférentiels et longitudinaux. - Les renforts circonférentiels peuvent être disposés par intervalles plus ou moins régulier sur toute la longueur 15 de l'enveloppe. - Le renfort circonférentiel peut être constitué d'une fibre ou d'une corde faisant le tour de l'enveloppe et ayant une boucle à chaque extrémité. - Le renfort circonférentiel peut s'étendre sur la surface externe de l'enveloppe en décrivant des parties de cercle, des cercles, ou en suivant une progression hélicoïdale. - Les terminaisons des renforts circonférentiels peuvent être des boucles soit en épissures non fixées, ou fixées par couture ou tout autre fixation transversale à l'épissure; soit fixées avec un manchon; soit par une couture liant les âmes mises cote à cote; soit par un noeud. - La boucle de terminaison d'un renfort circonférentiel peut être reliée à sa propre boucle de départ dans le cas 30 d'une progression en cercle. - La boucle de terminaison d'un renfort circonférentiel peut être reliée à la boucle d'un autre renfort circonférentiel dans le cas d'une progression hélicoïdale ou d'une progression en partie de cercle. - La liaison des extrémités des renforts circonférentiels peut être réalisée par un système de fixation ou directement par assemblage de boucle à boucle. - 3 - Le système de fixation peut être constitué de deux cordes de liaison longitudinales de type câble passant chacun dans les boucles des renforts circonférentiels qui sont alignées sur un méridien du réservoir, et pouvant être maintenus cote à cote par une ou plusieurs pièces de liaison. - Un réseau longitudinal fait de câbles, de sangles, de cordes ou de fibres peut être déployé pour tenir les renforts circonférentiels équidistants ou quasi-équidistants sur la surface externe de l'enveloppe et pour reprendre les efforts longitudinaux dus à la pression. - Un ou plusieurs dispositifs peuvent être mis en place sur le réseau longitudinal pour calibrer l'intervalle entre les renforts circonférentiels. - Une pièce de liaison polaire peut permettre de lier et 15 fixer les terminaisons convergentes de la partie longitudinale du réseau. - Un élément de liaison, un câble, une sangle ou une corde situé sur l'intersection d'une base et de la surface latérale du réservoir peut permettre de lier et de fixer les terminaisons non convergentes de la partie longitudinale du réseau. - Des éléments de fixation des extrémités du réseau longitudinal peuvent être fixés à une construction solide lorsque le réservoir est ouvert et rattaché à ladite construction. - Un matériau peut lier les deux pôles opposés du réservoir si l'axe de symétrie central est droit. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure la représente en écorché, le dispositif de l'invention lorsque le réservoir décrit la forme d'un cône de révolution. La figure lb représente en écorché, le dispositif de l'invention lorsque le réservoir est de forme sphéroïde. La figure 1c représente en écorché, le dispositif de l'invention lorsque le réservoir décrit la forme d'un cylindre droit. La figure 1d représente en écorché, le dispositif de l'invention lorsque le réservoir est de forme torique. La figure 2a représente schématiquement et en condensé, un déploiement circulaire des renforts circonférentiels autour de l'enveloppe. La figure 2b représente schématiquement et en condensé, un déploiement hélicoïdal des renforts circonférentiels autour de l'enveloppe. La figure 3 représente schématiquement et en partie, un système de fixation possible pour les boucles du réseau de renforts circonférentiels, permettant de fermer ledit réseau. La figure 4 représente en partie, le maillage dense de fibres résistantes permettant à l'enveloppe de résister à la pression. La figure 5 représente sur une partie de réservoir sphéroïde, une variante polaire du réservoir et son maillage dense permettant à l'enveloppe de résister à la pression. La figure 6 représente schématiquement et en écorché partiel, un exemple de pièce polaire, sur une partie de réservoir sphéroïde, où converge le réseau longitudinal du maillage externe. La figure 7 représente en écorché schématique, le rattachement d'un réservoir ouvert à une construction solide qui a, au lieu de la jonction, la même forme que le bord ouvert du réservoir. La figure 8 représente en coupe schématique et en condensé, le détail du rattachement d'un réservoir ouvert à une construction solide. En référence à ces dessins l'invention est un réservoir (13) comportant une enveloppe (1) étanche et souple, réalisée en textile technique avec des matériaux plastiques et comportant une grille ou un tissage interne. La forme de l'enveloppe (1) est symétrique autour d'un axe central; elle peut donc être en cône de révolution, en quasi cône de révolution, sphéroïde, quasi-sphéroïde, en cylindre droit, torique ou une conjonction de ces différentes formes ou parties de formes. Cette enveloppe (1) souple assemblée par adhésif, par couture étanchéifiée ou par soudure détermine par sa forme le volume de stockage du réservoir (13). L'enveloppe (1) sert à contenir diverses matières qu'elles soient à l'état gazeux, liquide ou solide. Dans le cas où les matières stockées sont liquides ou solides et que le réservoir (13) est posé au sol, l'enveloppe (1) dispose d'au moins un fond plat perpendiculaire à l'axe central du réservoir (13). Le réservoir (13) peut être fermé ou ouvert. Si le réservoir (13) est ouvert, la partie ouverte de l'enveloppe (1) peut être rattachée avec un système étanche (15) à une construction solide (14) en métal, en béton, en plastique, etc. qui a la même forme, au lieu de la jonction, que le bord ouvert du réservoir (13). Le système étanche (15) peut être réalisé chimiquement ou mécaniquement selon la structure et le matériau de la construction solide (14), par exemple en utilisant des adhésifs ou en utilisant des pièces disposant de joints, qui pressent l'enveloppe (1) contre la construction solide (14). Si l'enveloppe (1) est en cône de révolution, sphéroïde, en cylindre droit ou une conjonction de ces différentes formes, il est possible d'installer un matériaux de liaison (4) en lieu et place de l'axe central pour lier les deux pôles opposés du réservoir (13), et d'attacher le cas échéant ce matériaux de liaison (4) sur la face interne d'une pièce polaire (5) tout en assurant l'étanchéité de ce montage. Un maillage dense de fibres synthétiques est appliqué sur la surface externe de l'enveloppe (1). Ce maillage est un croisement d'un réseau de renforts circonférentiels (2) et d'un réseau de renforts longitudinaux (3) . Les renforts circonférentiels (2) décrivent un tour circulaire ou quasi circulaire de l'enveloppe (1) et s'appliquent de manière plus ou moins régulière au plus proche contact de sa surface externe. Les renforts circonférentiels (2) sont assemblés sur l'enveloppe (1) afin que celle-ci (1), une fois mise en pression par son contenu, s'appuie naturellement et sans efforts élastiques sur les renforts circonférentiels (2) et leur transmette les contraintes dues à la tension linéique. L'espace entre les renforts circonférentiels (2) est fonction de la pression d'utilisation du réservoir (13). Plus la pression sera importante, plus le réseau circonférentiel (2) sera dense et rapproché ; et inversement. Un renfort circonférentiel (2) est une fibre ou une corde tressée comportant une boucle (9) à chacune de ses deux extrémités. Les renforts circonférentiels (2) peuvent entourer l'enveloppe (1) en se plaçant sur des plans parallèles les uns aux autres (FIG. 2a) ou en suivant une progression hélicoïdale (FIG. 2b). Si les renforts circonférentiels (2) s'étendent selon des plans parallèles (FIG. 2a) et réalisent un tour complet de l'enveloppe (1), le réseau circonférentiel est fermé en assemblant ensemble les boucles (9) de chacune des extrémités des renforts circonférentiels (2). Si les renforts circonférentiels (2) s'étendent selon des plans hélicoïdaux (FIG. 2b) ou ne réalisent pas un tour complet de l'enveloppe (1), le réseau circonférentiel est fermé le cas échéant en assemblant les boucles (9) des extrémités de chaque renfort (2) avec les boucles (9) des autres renforts circonférentiels (2) qui suivent. Dans le cas d'un déploiement hélicoïdal (FIG. 2b) des renforts circonférentiels (2), les boucles (9) qui terminent le réseau circonférentiel en haut et en bas et qui ne sont pas attachées à un autre renfort circonférentiel (2) sont attachées à une pièce polaire (5), à un élément de liaison (6) du réseau longitudinal ou au réseau longitudinal (3). Pour fermer, avec les boucles (9) de terminaison, le réseau de renforts circonférentiels (2), tout moyen de liaison comme des noeuds, des cadenas, etc. peuvent être utilisés. Il est aussi possible de faire passer un câble (7) dans une rangée de boucles (9) alignées sur un méridien du réservoir (13), de réaliser la même opération avec les boucles (9) de la rangée méridienne d'en face, puis de lier les câbles (7) en les faisant passer dans des petites pièces de liaison (8) de type manchon, installés dans l'intervalle entre les boucles des renforts circonférentiels (2). Le réseau de renforts longitudinal (3) est composé de plusieurs éléments de liaison, répartis autour de l'enveloppe (1) sur les plans méridiens dans le cas d'un réservoir (13) en cône de révolution, sphéroïde et/ou en cylindre droit; et sur les plans parallèles dans le cas d'un réservoir (13) torique. Les renforts longitudinaux (3) sont espacés de manière équidistante ou quasi-équidistante autour de la surface de l'enveloppe (1) . Les renforts longitudinaux (3) sont réalisés en matériaux souples de type sangle. Il est aussi possible de les (3) réaliser avec des câbles, des cordes ou des fibres tant que les matériaux employés permettent au réservoir (13) d'être souple et pliable. Le réseau longitudinal (3) va permettre de reprendre les efforts longitudinaux dus à la tension du réservoir (13) et il va permettre de fixer l'espacement du réseau circonférentiel (2). Ainsi, chaque renfort longitudinal (3) est pourvu d'un dispositif (10) permettant de garantir l'espacement du réseau circonférentiel (2). Dans le cas où le renfort longitudinal (3) est une sangle, on réalisera ce dispositif en fixant une autre sangle, sur la surface externe, par coutures (10) espacées. L'intervalle entre les coutures (10) permet alors de faire passer le réseau circonférentiel (2) et de bloquer ses éventuels mouvements longitudinaux (FIG. 4). Ce dispositif d'espacement peut être réalisé par tout autre moyen de fixation permettant de croiser les réseaux circonférentiels (2) et longitudinaux (3) aussi longtemps que le maillage garde une souplesse rendant le réservoir (13) pliable. Dans le cas d'un réservoir (13) en cône de révolution, sphéroïde et/ou en cylindre droit, le réseau longitudinal (3) est fini. Lorsqu'il (3) converge en direction d'un point représenté par un pôle (réservoir (13) sphéroïde) ou un sommet (réservoir (13) en cône de révolution), le réseau longitudinal (3) est relié à une pièce de liaison polaire (5) rigide par des moyens de fixation (11,12) qui permettent de fixer l'extrémité de chaque renfort longitudinal (3) à ladite pièce polaire (5). Un moyen de fixation possible de l'extrémité d'un renfort longitudinal (3) est de réaliser une boucle (12) qui passe dans une saillie périphérique (11) de la pièce polaire (5). La pièce polaire (5) est disposée au dessus d'un pôle ou d'un sommet de l'enveloppe (1). Lorsque le réseau de renfort longitudinal (3) n'est pas convergent et se termine sur une arrête circulaire formée par l'intersection d'une base et de la surface latérale du réservoir (13), il est attaché à un câble ou une corde circulaire (6) qui s'étend le long de ladite arrête. Un moyen d'attache possible est de faire passer ce câble circulaire (6) dans les boucles (12) des extrémités des renforts longitudinaux (3). Lorsque le réservoir (13) est ouvert et que sa partie ouverte est rattachée de manière étanche à une construction solide (14), le réseau longitudinal (3) vient se fixer sur la construction solide (14) à l'aide de moyens de fixation (11) fixés sur ladite partie (14). La fixation peut être réalisée dans ce cas en faisant passer la boucle (12) de l'extrémité d'un renfort longitudinal (3) dans la saillie d'une pièce périphérique (11) fixée sur la construction solide (14). Dans le cas d'un réservoir (13) torique, le réseau longitudinal (3) est sans fin; il s'étend sur la surface de l'enveloppe (1) en formant des cercles complets, fermés par couture, par boucles (12) liées, ou tout autres moyens de liaison de ses extrémités. - 9 REVENDICATIONS 1) Réservoir caractérisé par: É Une enveloppe (1) souple, étanche, en textile technique, pouvant disposer d'au moins une base plate, ayant une forme symétrique autour d'un axe central, comme un cône de révolution, un quasi cône de révolution, un sphéroïde, un quasi-sphéroïde, un cylindre droit, une tore, une quasi tore ou une conjonction de ces différentes formes ou parties de formes, et pouvant contenir des matières à l'état liquide, solide ou gazeux; É un maillage externe dense, résistant, en fibres souples peu ou pas élastiques, recouvrant l'enveloppe (1), et réalisé avec un croisement entre un réseau de renforts circonférentiels (2) qui fait le tour circulaire ou quasi-circulaire de l'enveloppe (1) et un réseau de renforts longitudinaux (3) placé de manière équidistante ou quasi-équidistante au long des méridiens ou des parallèles de l'enveloppe (1) ; É des moyens (5, 6, 11, 12) permettant de lier et de fixer les terminaisons convergentes et non convergentes du réseau de renfort longitudinal (3) É un volume fermé, partiellement ouvert ou ouvert; É et des moyens d'admission des matières liquides, solides ou gazeuses dans l'enveloppe (1). 2) Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les renforts circonférentiels (2) sont réalisés avec des fibres tressées et/ou tissées, qu'ils (2) disposent d'un moyen (9) d'accroche à chaque extrémité et qu'ils (2) sont répartis par intervalles plus ou moins espacés sur la surface de l'enveloppe (1), en décrivant autour de l'enveloppe (1) des parties de cercles, des cercles ou en suivant une progression hélicoïdale. 3) Réservoir selon la revendication 1 et 2, caractérisé en ce que les renforts circonférentiels (2) ont leurs extrémités reliées, avec ou sans moyens (7, 8,9) de liaison intermédiaires, soit entre elles, soit avec les extrémités d'autres renforts circonférentiels (2), soit avec tout autre élément (3, 5, 6) permettant de fixer la position de l'extrémité dans le maillage externe. 4) Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les renforts longitudinaux (3) sont réalisés avec des fibres tressées et/ou tissées, qu'ils (3) disposent d'un moyen (12) d'accroche à chaque extrémité, et qu'ils (3) disposent de moyens (10) disposés sur leur longueur pour faire passer le réseau de renforts circonférentiels (2), fixer ses (2) mouvements et maintenir ses (2) intervalles. 5) Réservoir selon la revendication 1 et 4, caractérisé en ce que le réseau de renforts longitudinaux (3) a ses extrémités fixées à des moyens (5, 6, 11), ces moyens (5, 6, 11) constituant chacun un élément homogène soit parce qu'ils constituent un même élément (5, 6), soit parce qu'ils sont fixés plus ou moins directement à un élément (5, 14) commun. 6) Réservoir selon la revendication 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé en ce que le réservoir (13) peut être ouvert et sa partie ouverte peut être rattachée à une construction solide (14), qui a la même forme au lieu de la jonction que le bord ouvert du réservoir (13), en rattachant l'enveloppe (1) de manière étanche à la construction solide (14) et en attachant les extrémités du réseau de renforts longitudinaux (3), et le cas échéant les extrémités du réseau de renforts circonférentiels (2), à des moyens (11) rattachés ou fixés à la construction solide (14). 7) Réservoir selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, et 6, caractérisé en ce que les moyens (9, 12) d'accroche des extrémités des renforts circonférentiels (2) et des renforts longitudinaux (3) sont des boucles (9, 12) figées par un noeud, par une épissure, par une couture, et/ou à l'aide d'un élément rigide de fixation de la boucle. 8) Réservoir selon la revendication 1, 2, 3 et 7 caractérisé en ce qu'un dispositif (7, 8,9) intermédiaire permet de relier les extrémités en boucles (9) des renforts circonférentiels (2), en faisant passer un câble (7) dans une rangée de boucles (9) alignées sur un méridien du réservoir (13), en réalisant la même opération avec les boucles (9) de la rangée méridienne d'en face et en maintenant les câbles (7) cotes a cotes à l'aide de pièces (8) de liaison installées dans l'intervalle entre les renforts circonférentiels (2). 9) Réservoir selon la revendication 1 et 6, caractérisé en ce que le moyen (15) pour rattacher l'enveloppe (1) de manière étanche à une construction solide (14) fait appel à des adhésifs chimiques, à des joints de liaison et/ou à des pièces solides qui vont presser l'enveloppe (1) sur la construction solide (14). l0)Réservoir selon la revendication 1 et 6, caractérisé en ce qu'un matériau (4) de liaison peut relier les deux points opposés situés à l'intersection du réservoir (13) et de son axe de symétrie central, lorsque ce dernier axe est droit.