Brevet FR2943757A1 — publié le 20101001

Tuyau comportant une couche de recouvrement Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à un tuyau pour le transport de fluide, par exemple du liquide de refroidissement d'un moteur. Plus particulièrement l'invention se rapporte à un tuyau comportant un moyen de protection thermique et/ou mécanique. Arrière-plan technologique Dans le domaine automobile, les contraintes réglementaires actuelles (émissions polluantes, choc piéton...) conduisent à des solutions entraînant des températures sous capot moteur plus élevées. Dans le cas d'un tuyau de transport de fluide placé sous un capot moteur, le tuyau est exposé lors du fonctionnement du moteur, à des températures d'au moins 100°C et pouvant atteindre au moins 175°C. Un tel tuyau peut aussi entrer en contact avec des organes moteurs, tels qu'un couvre-culasse ou un radiateur, par l'intermédiaire desquels des vibrations du moteur sont transmises et risquent d'éroder le tuyau. Il est connu de protéger la canalisation de ces contraintes au moyen de gaines de protection que l'on enfile sur la canalisation. Ainsi pour la protection contre l'usure entre l'environnement moteur et le tuyau ce sont souvent des gaines de protection thermo-rétractable pouvant comprendre une tresse de fibres de polyester. Pour la protection thermique, ce sont par exemple des gaines de protection métalliques (connues sous la dénomination commerciale Textalu chez Fédéral Mogul), composées d'aluminium collé sur une gaine extensible en fibre de verre tressée ou encore des gaines de protection en silicone chargée de fibre de verre. Il est connu du document FR2911380 une canalisation de transport de fluide comprenant au moins une couche de matériau plastique revêtue d'une couche de recouvrement en polyuréthane thermoplastique pour assurer une protection à la fois de l'abrasion et de la chaleur. Cependant, il nous est apparu par retour d'expérience que cette couche en polyuréthane thermoplastique est une protection insuffisante dès lors que l'on est confronté à des contraintes d'usure importante. Le document évoque par ailleurs le fait que la couche de recouvrement peut aussi renfermer des charges pour améliorer par exemple la tenue au feu ou à l'abrasion. Cependant rien n'est spécifié à propos du type de charge et classiquement il s'agit d'une charge minérale, ou une argile. L'invention a pour but de pallier l'inconvénient de l'art antérieur en proposant un tuyau disposant d'une protection thermique et mécanique améliorée. L'invention a pour objet un tuyau comportant une couche de recouvrement à base de polymère, ladite couche de recouvrement comportant une charge, caractérisé en ce que la charge comprend des nanopoudres de carbone. En effet, les nanopoudres de carbone sont aptes à réaliser à eux seuls la double protection thermique et mécanique attendue. Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : -la charge a une concentration comprise sensiblement entre 0,5% et 10 % en masse de la couche de recouvrement, pour adapter le niveau de protection thermique et mécanique souhaité. -le polymère de la couche de recouvrement est choisi parmi : -le polyamide 66, 12, 11, 6-12, -le polypropylène, -un EPDM, -un polymère silicone, -un polymère acrylique, ou une combinaison desdits polymères. Ces polymères sont en effet aptes à résister à des environnements sollicités fortement mécaniquement et thermiquement. -le tuyau comprend une couche interne sous-jacente à la couche de recouvrement réalisée dans un polymère identique à celui de la couche de recouvrement, pour permettre une bonne adhésion chimique entre ces deux couches. -la couche de recouvrement a une épaisseur comprise sensiblement entre 0,05 mm et 4 mm, pour atteindre les objectifs de protection thermique et mécanique sans pénaliser l'encombrement. -la couche de recouvrement est déposée par un procédé d'enduction, de trempage ou de pulvérisation. Avantageusement, la couche de recouvrement a une épaisseur comprise35 entre 0,05 mm et 0,5 mm. En effet, cette famille de procédé est avantageuse pour réaliser les couches de recouvrement les plus fines. -la couche de recouvrement est déposée par un procédé d'extrusion. Avantageusement, la couche de recouvrement a une épaisseur inférieure ou égale à 4 mm. En effet, ce procédé est adapté à la réalisation de couche de recouvrement plus épaisses. Brève description des dessins D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit, non limitatif de l'invention, faite en référence à la figure schématique représentant un mode de réalisation du tuyau selon l'invention. - La figure 1 est une vue en perspective et partielle d'un exemple de réalisation d'un tuyau selon l'invention. Description détaillée Le tuyau 1 représenté sur la figure 1 pour le transport d'un fluide automobile tel que du liquide de refroidissement est composé : - d'une première couche 2 interne de quelques millimètres d'épaisseur réalisée en un polymère souple tel que de l'EPDM (Éthylène Propylène Diène Monomère) ou un polymère silicone compatible avec le transport du liquide de refroidissement. - d'un tricot de renfort 3 composé par exemple de fibres de verre tressées. Le tricot permet d'augmenter la résistance à la pression et donc la valeur d'éclatement du tuyau 1, notamment en cas de température élevée. - d'une seconde couche interne 4 de quelques millimètres d'épaisseur réalisée le plus souvent dans le même polymère que celui utilisé pour la première couche interne 2. - d'une couche de recouvrement 5 réalisée dans un polymère. De préférence, la couche de recouvrement 5 est réalisée dans un polymère identique à celui de utilisé pour la seconde couche interne 4 sous-jacente afin de se lier facilement à cette dernière par simple adhésion chimique. Conformément à l'invention, la couche de recouvrement 5 comporte une charge 6 comprenant des nanopoudres de carbone. On entend par nanopoudres de carbone des35 nanotubes de carbone ou du noir de carbone, les deux espèces pouvant être présentes dans la charge 6 de nanopoudres de carbone. En outre, on entend par noir de carbone des particules de carbone essentiellement sphériques de quelques dizaines à quelques centaines de nanomètres. Le mélange d'une charge 6 de carbone sous forme de nanopoudres de carbone dans la couche de recouvrement 5 permet d'améliorer à la fois la protection mécanique c'est-à-dire la tenue à l'usure du tuyau face à des contacts non continu et la protection thermique du tuyau en faisant office d'isolant thermique. 10 De préférence, la concentration de la charge 6 est sensiblement comprise entre 0,5 % et 10% en masse de la couche de recouvrement 5. De préférence aussi, la couche de recouvrement 5 à une épaisseur comprise entre 0,05 15 mm et 4 mm. Cependant, le choix précis de l'épaisseur de la couche de recouvrement est défini selon la protection mécanique et / ou la protection thermique souhaitée. 20 En effet, dans le cas d'une application où la protection souhaitée est purement une protection mécanique une épaisseur couche de recouvrement 5 mince est suffisante pour abaisser le coefficient de frottement et rendre le tuyau 1 moins sensible à l'usure par contact non continu avec des éléments extérieurs. Avantageusement, l'épaisseur de la couche de recouvrement 5 est alors comprise par exemple entre 0,05 mm et 0,5 mm. 25 En revanche, quand la protection souhaitée est essentiellement thermique l'épaisseur de la couche de recouvrement 5 nécessaire pour isoler thermiquement le fluide traversant l'intérieur du tuyau 1 est plus importante. Avantageusement l'épaisseur de la couche de recouvrement 5 est alors comprise par exemple entre 1 mm et 4 mm. 30 Le tuyau 1 selon l'invention est réalisé simplement, par exemple, par un procédé d'extrusion de la première couche interne 2, enfilage du tricot 3, extrusion de la seconde couche interne 4. Le mélange entre le polymère et la charge 6 en nanotubes et/ou noir de carbone ayant a été préparé à l'avance, de préférence, la couche de recouvrement 5 est 35 alors déposée sur la seconde couche interne 4 par un procédé d'extrusion.5 De préférence, le procédé d'extrusion est utilisé pour réaliser une couche de recouvrement d'épaisseur inférieure ou égale à 4mm. De plus, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit en figure 1. Selon une variante, l'invention, selon son principe, convient pour assurer, selon les besoins, la protection thermique et/ou mécanique des tuyaux polymères réalisés en monocouche interne ou en multicouche interne, avec ou sans tricot de renfort, dans des polymères tels que à titre indicatif, le polypropylène (PP), le polyamide 12, le polyamide 11, le polyamide 6-12, le polyamide 66, un EPDM, un polymère silicone, un polymère acrylique seuls ou en combinaison. Ces tuyaux peuvent être destinés à transporter d'autres fluides tels que du carburant, de l'huile. Dans une variante, la couche de recouvrement est dans un polymère différent de celui de la couche interne sous-jacente. Toutefois, dans cette configuration, il faut s'assurer de la bonne adhérence de la couche de recouvrement avec la couche interne sous-jacente. Selon une autre variante, pour des épaisseurs de recouvrement plus fines, comprises de préférence entre 0,05 mm et 0,5 mm, la couche de recouvrement 5 est de préférence appliquée par un procédé d'enduction, de trempage ou par pulvérisation. La charge 6 est dans ce cas mélangée à un liant polymère apte à former après enduction, trempage ou pulvérisation, un film polymère sur la couche sous-jacente L'invention a pour avantage de limiter et /ou de contrôler l'usure du tuyau revêtue dans le cas d'un contact non permanent tel que, en application automobile, un contact occasionnel avec un carter fonte ou aluminium. L'invention a encore pour avantage de supprimer une étape de montage sur le tuyau d'une gaine de protection, opération manuelle et donc coûteuse, puisque le tuyau selon l'invention est déjà par construction, revêtue de sa couche de protection. En permettant la suppression gaines de protections traditionnelles, l'invention permet une réduction d'encombrement, ce qui est particulièrement avantageux pour des applications automobiles où l'environnement sous capot moteur est très compacté.30 Revendications1. Tuyau comportant une couche de recouvrement (5) à base de polymère, ladite couche de recouvrement (5) comportant une charge (6), caractérisé en ce que la charge (6) comprend des nanopoudres de carbone. 2. Tuyau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge (6) a une concentration comprise sensiblement entre 0,5% et 10 % en masse de la couche de recouvrement (5). 3. Tuyau selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce le polymère de la couche de recouvrement (5) est choisi parmi : -le polyamide 66, 12, 11, 6-12, -le polypropylène, -un EPDM, -un polymère silicone, -un polymère acrylique, ou une combinaison desdits polymères. 4. Tuyau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une couche interne (4) sous-jacente à la couche de recouvrement (5) réalisée dans un polymère identique à celui de la couche de recouvrement (5). 5. Tuyau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche de recouvrement (5) a une épaisseur comprise sensiblement entre 0,05 mm et 4 mm. 6. Tuyau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche de recouvrement (5) est déposée par un procédé d'enduction, de trempage ou de pulvérisation. 7. Tuyau selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couche de recouvrement (5) a une épaisseur comprise entre 0,05 mm et 0,5 mm. 8. Tuyau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche de recouvrement (5) est déposée par un procédé d'extrusion. 9. Tuyau selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche de recouvrement (5) a une épaisseur inférieure ou égale à 4 mm.30