Brevet FR2950277A1 — publié le 20110325

L'invention porte sur un procédé permettant d'éliminer le revêtement, notamment composite, présent sur un récipient utilisé pour stocker du gaz sous pression et de recycler le corps dudit récipient. De manière générale, il existe quatre types de bouteilles de gaz utilisées pour réaliser le stockage des gaz, à savoir les bouteilles de : - type I qui regroupe les bouteilles entièrement en métal (acier ou aluminium), - type II qui regroupe les bouteilles constituées d'un corps en métal (acier ou aluminium), revêtu de composite, par exemple en Kevlar/Epoxy, - type III qui regroupe les bouteilles constituées d'un corps en aluminium d'épaisseur 10 plus fine que le corps des types I et II, revêtu de composite, par exemple en Kevlar/Epoxy, et - type IV qui regroupe les bouteilles constituées d'un corps en polyéthylène ou polyamide soufflé revêtu en composite. L'intérêt des types II et III réside dans le fait que les bouteilles, tout en conservant les 15 mêmes propriétés mécaniques que celles de type I, sont plus légères. Le type IV est utilisé dans des cas très spécifiques. Les bouteilles de type II et III ont un corps, appelé « liner », dans lequel se trouve le gaz, qui est en métal et est entouré d'une « peau » en composite. Cependant, les normes environnementales européennes sont de plus en plus drastiques et imposent de désormais prévoir, dès la conception des produits, une manière 20 d'opérer leur recyclage. Ainsi, le recyclage de ces bouteilles se fait actuellement de la manière suivante. D'abord, on coupe la bouteille en deux parties et on récupère, d'une part, le métal et, d'autre part, le composite que l'on broie. Or, le fait de couper le liner métallique en deux demi-bouteilles, ne permet pas le recyclage direct en tant que contenant de gaz desdits liners. On ne le recycle qu'en tant que 25 métal de base qu'il faut refondre et reformer pour fabriquer de nouveaux liners. Le recyclage actuel n'est donc pas optimisé. Le problème à résoudre est dès lors de proposer un procédé permettant de réaliser un recyclage efficace et écologique de bouteilles de gaz de type II et III, c'est-à-dire de bouteilles de gaz formées d'un corps en métal ou liner revêtu de composite, lequel procédé ne nécessite 30 pas de coupage en deux des corps des bouteilles usagées pour en retirer le revêtement composite à leur surface, et permet dès lors de réutiliser lesdits corps de bouteilles usagées sans avoir à les refondre et à les reformer subséquemment. La solution de l'invention est un procédé pour éliminer au moins une partie d'au moins une couche de revêtement présent sur la surface du corps d'un récipient de gaz, caractérisé en 35 ce qu'on distribue au contact dudit revêtement au moins un jet d'un fluide cryogénique à une température inférieure à -100°C et à une pression d'au moins 500 bars de manière à éliminer au moins une partie de ladite couche de revêtement présent sur le corps d'un récipient métallique. Selon le cas, le procédé de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le fluide cryogénique est de l'azote liquide. - la couche de revêtement est un revêtement composite. - le revêtement composite du corps est en Kevlar/époxy ou en carbone/époxy. - le récipient est une bouteille de gaz. - au moins un jet de fluide cryogénique sous pression est distribué par au moins une buse de distribution, de préférence par plusieurs buses rotatives ou oscillantes. - le corps du récipient est en métal, de préférence en acier, en aluminium ou en céramique. - le corps du récipient est en polyéthylène ou polyamide. - la pression du jet de coupe est inférieure à 4500 bars, de préférence entre 1000 et 4000 bars, de préférence encore de l'ordre de 3000 à 3800 bars. - le fluide cryogénique est à une température inférieure à -130°C, de préférence entre - 140°C et -230°C. - on opère une rotation du récipient relativement à la ou aux buses distribuant le fluide cryogénique. La solution de l'invention consiste donc à détacher le composite du corps à l'aide d'un ou plusieurs jet d'azote liquide à très haute pression et peut être mise en oeuvre au moyen d'une installation comme celle de la Figure 1 équipée de l'outil porte-buses schématisé en Figure 2. Ainsi, comme illustré en Figue 1, une installation de décapage de surface par jets de liquide cryogénique utilisable pour enlever la couche superficielle de revêtement 13 des bouteilles 10 de gaz se compose d'un réservoir de stockage 1, telle une citerne, d'azote liquide (ci-après appelé LN2) qui alimente, via une ligne d'amenée 6 d'azote liquide sous basse pression, c'est-à-dire à environ de 3 à 6 bar et à une température de l'ordre de -180°C, un dispositif de compression 2, avec compresseur et échangeur thermique amont interne permettant une mise à ultra haute pression (UHP) de l'azote liquide. Le dispositif de compression 2 permet donc de réaliser la compression du LN2 provenant du réservoir de stockage 1. Le LN2 à la première pression (UHP) est alors véhiculé via une ligne de convoyage (7), jusqu'à un échangeur thermique aval 3 externe où le LN2 UHP subit un refroidissement avec de l'azote liquide à pression atmosphérique (en 9), pour obtenir typiquement de l'azote liquide UHP. Il en résulte du LN2 à une pression (UHP) typiquement supérieure à 1000 bar, généralement comprise entre 2000 bar et 5000 bar, avantageusement comprise entre environ 3000 et 4000 bar, et à une température inférieure à -140°C, typiquement entre -140°C et - 180°C, par exemple de l'ordre d'environ -150 à -160°C, qui est envoyé (en 8) vers l'outil 4 de décapage ou analogue munis de buses de distribution 11 délivrant des jets 12 d'azote liquide UHP. Le réservoir 1 fixe ou mobile de grande capacité, telle une citerne de camion ou un réservoir de stockage de plusieurs milliers de litres d'azote liquide, est généralement situé à l'extérieur des bâtiments, c'est-à-dire à l'air libre. Le réservoir 1 est relié à l'installation au moyen de tuyauteries calorifugées comprenant une ou des vannes de contrôle. En outre, le convoyage du LN2 entre les différents éléments du système se fait également via des canalisations calorifugées. Le débit global gazeux est approximativement de 201/min soit 15 m3/min. En général, le dispositif de compression 2, l'échangeur externe 3 et surtout l'outil 4 sont en principe situés dans un ou des bâtiments. Comme illustré sur la Figure 2, pour décaper la couche de revêtement 13 présent à la surface des bouteilles 10 de gaz, on utilise un outil 4 équipé de buses 11 alimentées par du LN2 UHP (en 8) que l'on met préférentiellement en rotation ou en oscillation de manière à obtenir des jets 12 de LN2 UHP qui sont utilisés pour décaper la surface des bouteilles 10 à traiter, éliminer ainsi la couche de revêtement surfacique qui s'y trouve et pouvoir récupérer ensuite des corps 14 de bouteilles 10 décapés, c'est-à-dire sans revêtement 13. Les corps 14 de bouteilles 10 peuvent ensuite être recyclés, notamment être recouverts d'une nouvelle couche de revêtement 13 pour pouvoir être réutilisés pour le stockage de gaz sous pression. Exemple Afin de montrer l'efficacité du procédé de l'invention, des essais ont été réalisés dans les conditions suivantes. Une bouteille de gaz cylindrique de 1,68 m de hauteur et de 0,23 m de diamètre dont le corps d'acier ou d'aluminium est recouvert d'une couche de revêtement surfacique de 10 mm d'un composite de type Kevlar/époxy est traitée par des jets d'azote liquide à 3200 bar et à une température de -155 °C. Lesdits jets d'azote sont éjectés par un outil rotatif à plusieurs buses, comme celui de la Figure 2. La trace décrite est une bande de 0.054 m. La vitesse d'avance de l'outil rotatif est de 1 m/min.Lorsque toute la longueur de la bouteille a été traitée sur une larguer de 0.054 m, la bouteille subit une rotation de 0.053 m (recouvrement de 1 mm). Les résultats d'essais montrent que la « peau» ou revêtement surfacique en composite se décroche très facilement du corps sous l'effet des jets d'azote liquide sous haute pression. Les corps des bouteilles ont été décapés en environ 18 à 20 minutes. Par ailleurs, le rendement d'une telle opération de décapage est de l'ordre de 4 m2/h. Naturellement, l'utilisation de plusieurs outils simultanément permettra d'augmenter la vitesse de traitement d'une bouteille. En outre, le procédé utilisé n'impacte pas l'intégrité du corps de bouteille, c'est-à-dire que les jets d'azote n'attaquent pas le métal, ce qui permet de le réutiliser de manière aisée et constitue donc un procédé écologique et respectueux de l'environnement. Revendications1. Procédé pour éliminer au moins une partie d'au moins une couche de revêtement présent sur la surface du corps d'un récipient de gaz, caractérisé en ce qu'on distribue au contact dudit revêtement au moins un jet d'un fluide cryogénique à une température inférieure à -100°C et à une pression d'au moins 500 bars de manière à éliminer au moins une partie de ladite couche de revêtement présent sur le corps d'un récipient métallique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide cryogénique est de l'azote liquide. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche de revêtement est un revêtement composite. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement composite du corps est en Kevlar/époxy ou en carbone/époxy. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient est une bouteille de gaz. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un jet de fluide cryogénique sous pression est distribué par au moins une buse de distribution, de préférence par plusieurs buses rotatives ou oscillantes. 25 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps du récipient est en métal, de préférence en acier, en aluminium ou en céramique. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps du récipient est en polyéthylène ou polyamide. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression du jet de coupe est inférieure à 4500 bars, de préférence entre 1000 et 4000 bars, de préférence encore de l'ordre de 3000 à 3800 bars. 30 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide cryogénique est à une température inférieure à -130°C, de préférence entre -140°C et - 230°C. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on opère une rotation du récipient relativement à la ou aux buses distribuant le fluide cryogénique.