Brevet FR2885879A1 — publié le 20061124

Domaine de l'invention Réservoir de carburant pour véhicule apte à résister à un choc L'invention concerne un réservoir de carburant pour véhicule, apte à résister à un choc. Elle concerne, en particulier, un réservoir de carburant pour aéronef, susceptible de résister à la pression du carburant lors d'un crash. L'invention concerne également un aéronef comportant un tel réservoir de carburant. L'invention trouve des applications dans le domaine de la sécurité des véhicules et, notamment, de la sécurité des réservoirs de carburant, en particulier, dans les aéronefs. Etat de la technique Dans le domaine de l'aéronautique, des normes sont établies pour que les aéronefs puissent résister le mieux possible à un crash. Pour répondre à ces normes, les réservoirs de carburant doivent être dimensionnés pour ne pas se briser, en cas de crash, et éviter toute fuite de carburant vers la cabine de l'aéronef. Dans un aéronef, le réservoir de carburant est généralement situé dans le caisson de voilure. Du fait de l'arrêt brutal de l'aéronef lors d'un crash, le carburant, par exemple du kérosène, peut être projeté relativement fort sur les parois du réservoir, c'est-à-dire sur les panneaux du caisson de voilure, provoquant des efforts importants sur la structure du réservoir. Cette structure peut alors être endommagée. Par exemple, en cas de crash avant, la pression du carburant sur la structure peut endommager les parois verticales du réservoir, le longeron avant, les ferrures qui raidissent ce longeron ou encore les cornières qui relient les longerons aux panneaux du caisson. En effet, sous l'effet de la pression, la paroi verticale du réservoir tend à se briser, le longeron ainsi que les ferrures ont tendance à se déformer et les cornières ont tendance à se plier. Pour limiter les conséquences de cette pression du carburant sur la structure, il est classique de renforcer la structure du réservoir par un ajout de matière. Les parois verticales du réservoir sont renforcées et sont, ainsi, rendues plus résistantes en cas de crash. Cet ajout de matière entraîne une augmentation de la masse de la structure, utile en cas de crash, mais inutile dans le cadre de vie normal d'un aéronef. Cet ajout de masse est donc pénalisant pour l'aéronef, dans le cas de vols normaux. En conséquence, le renfort de la structure du réservoir, par ajout de matière, pénalise la masse totale de l'aéronef, pour toute sa durée de vie, en prévision d'un éventuel crash. Exposé de l'invention L'invention a justement pour but de remédier aux inconvénients des techniques exposées précédemment. A cette fin, l'invention propose un réservoir de carburant, notamment pour aéronef, comportant au moins une cloison perforée permettant de compartimenter le réservoir tout en assurant une libre circulation du carburant à l'intérieur du réservoir. Cette cloison perforée a l'avantage de diminuer l'énergie cinétique du carburant, en cas de crash, et donc de limiter la pression du carburant sur les parois du réservoir. Cette cloison perforée peut être réalisée dans un matériau léger, tel qu'une bâche. De façon plus précise, l'invention concerne un réservoir de carburant pour véhicule comportant un caisson fermé apte à recevoir du carburant, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une cloison perforée formant au moins deux compartiments dans le caisson et assurant une diminution de l'énergie cinétique du carburant en cas de crash. Le réservoir de carburant selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la cloison est fixée verticalement dans le caisson, - la cloison est fixée sur le caisson par des attaches flexibles, - les attaches flexibles comportent des ressorts, - la cloison est en matériau souple, - le matériau formant la cloison est inaltérable par le carburant et par un gaz inerte, - la cloison comporte des renforts autour des perforations. L'invention concerne également un aéronef comportant un tel réservoir de carburant. Brève description des dessins La figure 1 représente de façon schématique un aéronef équipé d'un réservoir de carburant selon l'invention. La figure 2 représente un exemple de cloison perforée pour réservoir de carburant selon l'invention. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention La figure 1 représente schématiquement un aéronef 1 équipé d'un réservoir de carburant selon l'invention. Comme la plupart des réservoirs de carburant d'aéronefs, le réservoir de carburant 2 de l'invention est réalisé dans un caisson de voilure de l'aéronef 1. Ce caisson de voilure comporte des parois verticales, en particulier, une paroi avant 4b et une paroi arrière 4a. Il comporte également un toit de caisson 4c et un fond de caisson 4d. L'espace délimité par ces parois 4a - 4d contient le carburant de l'avion. Les parois 4a et 4b du caisson sont réalisées par des longerons. Un longeron est une pièce de structure longitudinale, relativement lourde, destinée à retenir des panneaux entre eux, à l'intérieur du fuselage. Dans un caisson de voilure, les longerons retiennent le toit du caisson et le fond du caisson. Les longerons formant les parois 4a et 4b du réservoir 2 sont généralement raidis au moyen de ferrures et fixés sur les panneaux au moyen de cornières. Les cornières sont des pièces d'angle qui relient les longerons aux panneaux, fermant ainsi le caisson. Dans l'invention, le réservoir de carburant 2 est divisé en plusieurs compartiments 2a - 2e communicants. La séparation du réservoir en plusieurs compartiments est réalisée au moyen de cloisons perforées. Le nombre de compartiments peut varier en fonction du type de l'avion, de la taille du réservoir de carburant et des caractéristiques de l'avion et du réservoir. Dans l'exemple de la figure 1, le réservoir 2 est divisé en cinq compartiments. Cette division est réalisée au moyen de quatre cloisons perforées. Plus précisément, dans l'exemple de la figure 1, le réservoir 2 comporte quatre cloisons perforées 3a, 3b, 3c et 3d formant cinq compartiments 2a, 2b, 2c, 2d et 2e. Ces cloisons 3a - 3d étant perforées, elles permettent une libre circulation du carburant 6 dans le réservoir 2. Le carburant 6 est donc réparti uniformément dans l'ensemble du réservoir 2. Cette compartimentation du réservoir 2 permet de diminuer la colonne de carburant s'appuyant sur la paroi 4b en cas de crash, réduite au compartiment 2e le plus proche de la paroi avant 4b du réservoir. On diminue ainsi la pression du carburant sur cette paroi, dans ce cas de figure. Autrement dit, lors d'un crash avant, le déplacement du carburant, dans le réservoir, est freiné par les différentes cloisons perforées, le carburant ne pouvant se déplacer qu'à travers les perforations des cloisons. L'énergie cinétique du carburant dans le réservoir est ainsi diminuée. Sur la figure 1, la référence 5 représente les perforations des cloisons perforées 3a - 3d. Il est entendu que le nombre de perforations et la taille des perforations peuvent être identiques pour chaque cloison ou, au contraire, différents en fonction de l'effet de dissipation d'énergie recherché et de l'énergie que la structure peut encaisser sans dommage. En d'autres termes, le nombre de perforations et la taille des perforations sont déterminés en fonction de l'énergie à amortir par chaque cloison perforée. Sur la figure 1, on a représenté des cloisons perforées réparties régulièrement dans le réservoir. Ces cloisons perforées peuvent aussi être réparties de façon irrégulière selon l'effet de dissipation d'énergie recherché. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque cloison perforée est réalisée dans un matériau souple, ayant une certaine élasticité et une rigidité suffisante pour ne pas casser en membrane ou, tout au moins, casser le plus tard possible en membrane, en cas de crash. En outre, ce matériau doit être le plus léger possible. Pour répondre à ces critères, la cloison perforée peut être réalisée dans une bâche ou un voile en caoutchouc. De plus, le matériau dans lequel est réalisée la cloison perforée est résistant au carburant. Il est, de préférence, résistant également aux gaz inertes. En effet, dans certains cas, lorsque le carburant ne remplit pas totalement le réservoir, un gaz inerte peut être introduit dans le réservoir pour compléter le remplissage du réservoir, afin de limiter les risques d'explosion du réservoir. Il est donc intéressant que le matériau, dans lequel est réalisée la cloison perforée, ne puisse être altéré par le carburant et par le gaz inerte. Comme montré sur la figure 1, les cloisons perforées sont fixées verticalement à l'intérieur du réservoir de carburant de façon à être sensiblement parallèles aux parois avant 4b et arrière 4a du réservoir 2. Chaque cloison perforée est fixée sur le réservoir au moyen d'attaches. Un exemple de cloison perforée avec attaches est représenté sur la figure 2. Comme montré sur la figure 2, la cloison 3 est fixée par des attaches 7 sur le toit et le fond du caisson de voilure ainsi que sur les parois latérales de ce caisson. Ces attaches ont une bonne résistance en traction de façon à ne pas casser au moment de l'impact ou, tout au moins, à casser le plus tard possible au moment de l'impact. En outre, ces attaches sont de préférence flexibles afin d'amortir le choc du carburant contre la cloison perforée au moment de l'impact. Pour cela, les attaches 7 peuvent comporter, par exemple, un ressort assurant une certaine élasticité entre la cloison perforée et le panneau du caisson sur lequel elle est fixée. Dans l'exemple de la figure 2, la cloison perforée 3 comporte une pluralité de perforations 5, ou trous, de formes sensiblement circulaires. La forme, le nombre et l'emplacement de ces perforations 5 dépendent des caractéristiques du réservoir de carburant et des caractéristiques de l'avion. Ils sont optimisés en fonction de la tenue en membrane de la cloison ainsi que de la fluidité du carburant pour permettre une libre circulation du carburant et du gaz inerte à l'intérieur du réservoir. Dans une variante de l'invention, les cloisons perforées comportent des renforts en bordure des perforations pour éviter tout déchirement des cloisons lors d'un impact. On comprend de ce qui précède qu'une telle cloison perforée permet de diminuer la pression du carburant sur la paroi avant du caisson, en cas de crash avant. Elle permet, plus précisément, de diminuer les pics de pression dynamique appliqués par le carburant, au cours d'un choc, sur les parois verticales du réservoir, en dissipant l'énergie cinétique du carburant situé derrière la paroi verticale. L'invention vient d'être décrite dans le cas d'un crash avant, ce qui correspond aux cas de crash les plus fréquents et les plus pénalisants. Il est entendu que le réservoir de l'invention est tout aussi efficace dans le cas de crash arrière. La pression sur les cloisons perforées varie en fonction de la force du crash et de la quantité de carburant dans le réservoir. Lorsque la pression est relativement peu importante, la présence des cloisons perforées dans le réservoir suffit à limiter la pression du carburant sur les parois du réservoir, empêchant toute rupture du réservoir. Lorsque la pression est très importante, la cloison perforée peut céder en membrane ; de même les attaches peuvent céder sous l'effet de la traction. Dans ce cas, la rupture même de la cloison et/ou des attaches participe à la diminution de l'énergie d'impact sur les parois du réservoir. Ainsi, lors d'un crash, une partie de l'énergie est dissipée par le passage du carburant à travers les perforations des cloisons (réduction de la section de passage, effet de viscosité, etc.) et par l'absorption du choc jusqu'à rupture des cloisons perforées et/ou des attaches. Les cloisons perforées absorbent donc une partie de l'impact, ce qui diminue fortement l'impact sur les parois verticales du réservoir. Ces parois verticales du réservoir peuvent, de ce fait, être allégées, ce qui entraîne un gain en masse de l'avion dans le cadre de vie normal de l'avion. REVENDICATIONS 1 - Réservoir (2) de carburant pour véhicule comportant un caisson fermé apte à recevoir du carburant (6), caractérisé en ce qu'il comporte au moins une cloison perforée (3) formant au moins deux compartiments (2a 2e) dans lesquels le carburant est libre de circuler et assurant une diminution de l'énergie cinétique du carburant en cas de crash. 2 - Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cloison perforée (3) est fixée verticalement sur le caisson. 3 - Réservoir selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la cloison perforée (3) est en matériau souple. 4 - Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cloison perforée est fixée sur le caisson par des attaches flexibles (7). 5 - Réservoir selon la revendication 4, caractérisé en ce que les attaches flexibles (7) comportent des ressorts. 6 - Réservoir selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le matériau de la cloison perforée (3) est inaltérable par le carburant et par un gaz inerte. 7 - Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la cloison perforée (3) comporte des renforts autour des perforations (5). 8 - Aéronef comportant un réservoir de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.