Brevet FR2938624A1 — publié le 20100521

DISPOSITIF DE TRANSPORT DE FLUIDE NOTAMMENT POUR CARBURANT. La présente invention a pour objet un dispositif de transport de fluide, notamment pour carburant dans une application aéronautique. Les ailes d'avion sont le plus souvent réalisées sous forme d'une structure en matériau composite non électriquement isolant et d'éléments de rigidification électriquement conducteurs généralement en aluminium. Les tuyaux de carburant situés à l'intérieur des ailes d'avion doivent permettre d'une part de décharger les charges électrostatiques et d'autre part d'éviter 1 o un court-circuit de la structure en cas de foudre. Il est connu de concevoir des tubes ayant une section centrale en matériau ayant une résistivité élevée et deux sections d'extrémité en matériau conducteur qui sont connectées par des fils conducteurs à des embouts conducteurs dont chacun est solidaire d'un élément de rigidification. 15 Le matériau qui constitue la section centrale est une résine epoxy chargée de fibres de verre et de noir de carbone, ce qui implique un poids relativement élevé. La présente invention a ainsi pour objet d'assurer la fonction recherchée tout en diminuant le poids et éventuellement le coût du tube. Dans ce but, l'invention a pour objet un dispositif de transport de fluide destiné à être incorporé à une structure non électriquemement isolante, notamment en composite et comportant un tube électriquement résistant, et des embouts conducteurs comprenant un moyen de fixation sur ladite structure, caractérisé en ce que le tube comporte : - une section centrale ayant une résistance inférieure à 104 Q par mètre de longueur - deux sections d'extrémités dont au moins une présente une résistance utile comprise entre 100 kçI et 500 kQ, qui se terminent par un raccord d'extrémité au moins un élément conducteur reliant électriquement une section d'extrémité ayant une dite résistance utile comprise entre 100 kS2 et 500 kS2, et un embout conducteur la dite résistance utile étant définie comme la valeur de la résistance de la section d'extrémité entre la section centrale et l'élément conducteur. Selon une première variante, le dispositif présente deux sections d'extrémité présentant une résistance utile comprise entre 100 kS2 et 500 kS2 et deux dits éléments conducteurs reliant chacun une section d'extrémité à l'embout conducteur correspondant. 20 25 30 35 Au moins une section d'extrémité peut comporter un prolongement de la section centrale qui est entouré successivement d'un manchon conducteur et d'un raccord d'extrémité. Au moins un élément conducteur peut être un fil conducteur ou un 5 joint conducteur. Selon un premier mode de mise en oeuvre d'une deuxième variante, le dispositif est caractérisé en ce qu'il présente deux sections d'extrémité présentant une résistance utile comprise entre 100 kS2 et 500 kS2 et au moins un dit élément conducteur disposé sur une seule section d'extrémité et reliant celle-ci à l'embout 1 o conducteur correspondant. Selon un deuxième mode de mise en oeuvre de la deuxième variante, le dispositif est caractérisé en ce qu'il présente une première section d'extrémité présentant une résistance comprise entre 100 kS2 et 500 kû et une deuxième section d'extrémité présentant une résistance utile inférieure à cette valeur et au moins un dit 15 élément conducteur disposé sur la deuxième section d'extrémité et reliant celle-ci à l'embout conducteur correspondant. La section centrale peut être en un matériau thermoplastique, thermodurcissable ou élastomère avec des charges conductrices qui servent à la fois de renfort mécanique et à ajuster la conductivité. 20 Au moins une section d'extrémité peut être en un matériau chargé de fibres de verre et de charges conductrices. Au moins un raccord d'extrémité peut être en un matériau thermoplastique ou thermodurcissable avec éventuellement des charges conductrices. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description ci- 25 après, en liaison avec les dessins dans lesquels : - les figures la et lb sont une illustration schématique d'une structure d'aile d'avion, et la figure 1c un schéma électrique équivalent pour un tuyau de carburant ; - la figure 2 représente un tube selon l'art antérieur ; - les figures 3a et 3b représentent deux modes de mise en oeuvre d'une première variante de l'invention ; - la figure 4 représente une deuxième variante de l'invention ; - et la figure 5 illustre une variante de montage des raccords d'extrémité. La figure la est une vue schématique en coupe d'une portion d'aile d'avion 1 qui comporte une structure 2 en matériau composite ayant une résistances linéique de 103 S2/m et des éléments de rigidification 3 en matériau conducteur tel que 30 35 l'aluminium. Un ou plusieurs tubes 5 de transport de carburant (figure lb) sont solidaires à leurs extrémités de deux éléments de structure 31 et 32. Un schéma électrique est donné à la figure lc. On suppose que la résistance équivalente de la structure est RI = 103 S2. Le tube 5 pour remplir cette fonction doit avoir une résistance très supérieure à cette valeur, par exemple R2 = 105 S2. Le tube représenté à la figure 2 présente une section centrale 51 par exemple en résine epoxy chargée de fibres de verre et de noir de carbone, qui a une résistivité comprise entre 105 et 106 S2.m. La résistivité étant élevée, il faut en effet 1 o une charge en fibres de verre, ce qui impose une épaisseur relativement élevée pour assurer les propriétés mécaniques. Les sections d'extrémité 52 et 53 sont en matériau conducteur par exemple en Al et sont prolongées par des raccords d'extrémité conducteurs 54 et 55. Des fils conducteurs 13 et 14 permettent de relier électriquement les sections d'extrémité 52 et 53 et les raccords conducteurs 11 et 12 qui sont traversés 15 par le carburant. L'étanchéité est assurée par des joints électriquement isolants 15 et 16. Les raccords conducteurs 11 et 12 sont fixés sur des éléments de structure 31 et 32. La première variante de l'invention est représentée aux figures 3a et 3b. Un tube 6 dont la longueur est par exemple comprise entre 0,2 m et 1,2 m, présente un tronçon central 61 en matériau conducteur dont la résistance linéique est 20 inférieure à 104 S2/m, alors que les tronçons d'extrémité ont une résistance utile comprise entre 100 kS2 et 500 kg la résistance utile étant définie comme la résistance R3 ou R4 de la section d'extrémité 62 ou 63 et le cas échéant du raccord 64, 65, 64' ou 65' entre le tronçon central 61 et le point 13' et 14' où le fil 13 ou 14 fait contact avec le tronçon d'extrémité 62 ou 63 prolongé par un raccord d'extrémité conducteur ou 25 isolant 64 ou 65. Un raccord d'extrémité 64 et/ou 65 peut être en un matériau thermoplastique collé ou soudé (par exemple polyamide, PEEK, PEI) éventuellement chargé de fibres notamment de carbone pour le renforcer et régler sa conductivité, ou bien en un matériau thermodurcissable dont on ajuste éventuellement la conductivité par des fibres de carbone ou d'autres charges conductrices telles que graphite ou des 30 nano-particules. Le tronçon central 61 est par exemple en un matériau thermodurcissable, ou élastomère avec des charges conductrices pour le renforcer et ajuster sa conductivité, est par exemple en résine époxy ou en polyamide chargé de charges conductrices notamment des fibres de carbone. On évite ainsi dans le tronçon central 61, qui occupe environ 80% à 95% de la longueur du tube 6, la présence de 35 fibres de verre. De préférence, il présente seulement des charges conductrices. Par exemple, les sections d'extrémité 62 et 63 sont en un matériau, par exemple un polyamide, chargé de fibres de verre, et de charges conductrices par exemple du noir de carbone. La figure 3b illustre un autre mode de réalisation qui diffère de la figure 3a par la présence de joints conducteurs 17 et 18 en lieu et place des fils 13 et 14. Dans ce cas, toute la longueur des tronçons d'extrémité 62 et 63 est prise en compte pour définir les résistances R3 et R4. Du fait que le tronçon central 61 a une faible résistance, il est possible de diminuer son poids, il n'est pas besoin d'ajouter des fibres de verre (les fibres de carbone suffisent), ce qui fait que son épaisseur peut être réduite tout en satisfaisant aux propriétés mécaniques requises, d'où un gain de masse par exemple de 20% à 30%. Du fait que les tronçons d'extrémité 62 et 63 ne sont pas en métal, on obtient un gain de poids en général supérieur à 15%. Le tronçon central 61 peut comporter des fibres longues de carbone dans un matériau thermoplastique, des fibres de carbone dans un matériau thermodurcissable par exemple une résine époxy, ou bien en thermoplastique chargé ou en caoutchouc conducteur chargé avec comme charge conductrice par exemple des fibres de carbone courtes (longueur Dans ce cas, il est possible que le tronçon d'extrémité 63 soit en matériau plus conducteur que l'autre tronçon d'extrémité 61, par exemple le même matériau que le tronçon central 62. Dans cette configuration, l'évacuation des charges électrostatique s'effectue par la liaison électrique 14 et/ou 14' et l'isolation contre la foudre est assurée par le fait que l'impédance entre les raccords 11 et 12 est infinie, car le joint 15 est électriquement isolant. La figure 5 est une variante dans laquelle les tronçons d'extrémité 62 et 63 sont constitués par un prolongement du tronçon central 61 qui est entouré par un manchon résistif 62' ou 63', lui-même entouré d'un raccord d'extrémité 64' ou 65'. Le manchon résistif est peut être en une colle résistive ou bien encore en un caoutchouc ou en un thermoplastique chargé de fibres de verre. Le raccord d'extrémité 64' ou 65 peut être conducteur (par exemple en métal) ou résistif. La prise de contact par le fil 13, 14 (ou par joint conducteur) s'effectue par le raccord d'extrémité 64' ou 65'. Dans le cas où celui-ci est résistif, la 5 valeur de sa résistance est à prendre en compte pour le calcul de la résistance utile. REVENDICATIONS1) Dispositif de transport de fluide destiné à être incorporé à une structure non électriquemement isolante, notamment en composite et comportant un tube électriquement résistant, et des embouts conducteurs comprenant un moyen de fixation sur ladite structure, caractérisé en ce que le tube comporte : - une section centrale (61) ayant une résistance inférieure à 104 fa par mètre de longueur - deux sections d'extrémités (62, 63) dont au moins une présente une résistance utile comprise entre 100 kS2 et 500 kS2 qui se terminent par un raccord 10 d'extrémité (64, 65) et au moins un élément conducteur (13, 14, 14', 17, 18) reliant électriquement une section d'extrémité ayant une dite résistance utile comprise entre 100 kf2 et 500 kf2, et un embout conducteur, la dite résistance utile étant définie comme la valeur de la résistance de la section d'extrémité entre la section centrale et 15 l'élément conducteur. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente deux sections d'extrémité (62, 63) présentant une résistance utile comprise entre 100 kf2 et 500 k12 et deux dits éléments conducteurs (13, 14, 17, 18) reliant chacun une section d'extrémité à l'embout conducteur correspondant (11, 12). 20 3) Dispositif selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins un élément conducteur est un fil conducteur (13, 14). 4) Dispositif selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins un élément conducteur est un joint conducteur (17, 18). 5) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente 25 deux sections d'extrémité (62, 63) présentant une résistance utile comprise entre 100 kS2 et 500 kat et au moins un dit élément conducteur (14, 14') disposé sur une seule section d'extrémité (63) et reliant celle-ci à l'embout conducteur correspondant. 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente une première section d'extrémité (62) présentant une résistance comprise entre 100 kS2 30 et 500 kf2 et une deuxième section d'extrémité (63) présentant une résistance utile inférieure à cette valeur et au moins un dit élément conducteur (14, 14') disposé sur la deuxième section d'extrémité (63) et reliant celle-ci à l'embout conducteur correspondant (12). 7) Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en 35 ce que la section centrale (61) est en un matériau thermoplastique, thermodurcissable ou élastomère avec des charges conductrices. 8) Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une section d'extrémité (62, 63) est en un matériau chargé par des fibres de verre et des charges conductrices. 9) Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en 5 ce qu'au moins un raccord d'extrémité (64, 65) est en un matériau thermoplastique ou thermodurcissable avec éventuellement des charges conductrices. 10) Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une section d'extrémité (62, 63) comporte un prolongement (61') de la section centrale (61) qui est entouré successivement d'un manchon conducteur (62', l0 63') et d'un raccord d'extrémité (64', 65').