Brevet FR2966899A1 — publié le 20120504

La présente invention concerne un procédé de fixation d'un équipement sur une paroi ainsi qu'un réservoir correspondant. L'invention notamment un procédé de fixation d'un équipement sur la surface interne d'une paroi d'une canalisation ou d'un réservoir de fluide cryogénique et notamment d'un réservoir destiné à contenir de l'oxygène liquide. L'invention peut concerner plus particulièrement un système de fixation par collage pour le montage d'équipements à l'intérieur d'un réservoir cryogénique contenant ou pouvant contenir de l'oxygène ou de l'air liquide. Un tel réservoir peut par exemple faire partie d'un lanceur spatial ou de tout autre système de stockage ou de transport d'oxygène liquide. L'équipement à fixer dans le réservoir peut être, par exemple, un ou des dispositifs de mesure (tels que des sondes de température ou de niveau...), des tuyauteries, des déflecteurs ou tout autre dispositif pour contrôler ou mesurer le déplacement des fluides à l'intérieur du réservoir. L'invention peut notamment être utilisée pour assurer le montage, dans un réservoir, d'une paroi déflectrice telle que décrite dans les documents FR2919852 ou FR2941678. L'invention peut également s'appliquer aux équipements montés sur tout système pouvant être exposé à l'oxygène ou l'air liquide tels que des canalisations pour fluides cryogéniques. La grande majorité des matières plastiques et des adhésifs utilisés pour le montage d'équipement dans des réservoirs posent des problèmes de sécurité car ces matériaux sont susceptibles de générer un incendie lorsqu'ils sont exposés à un comburant puissant tel que l'oxygène liquide. Le collage des équipements à l'intérieur d'un réservoir d'oxygène liquide nécessite une sélection rigoureuse des matériaux utilisés et de la structure de montage. Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, le procédé selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'une couche de matériau poreux est interposée entre la paroi et l'équipement. Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la couche de matériau poreux est fixée sur la paroi puis l'équipement est fixé sur la couche de matériau poreux, - l'équipement est fixé sur la couche de matériau poreux puis la couche de matériau poreux qui est fixée sur la paroi, - la couche de matériau poreux possède une première surface qui est fixée à la paroi et une seconde surface sur laquelle est fixé l'équipement, - la couche de matériau poreux est fixée sur la paroi du réservoir par collage, - la couche de matériau poreux est fixée sur la paroi du réservoir par collage au moyen d'une résine de type inorganique telle qu'une solution aqueuse de silicate de sodium et/ou une solution aqueuse de silicate de potassium. - la couche de matériau poreux comprend ou est constituée de l'un au moins des matériaux suivants : un plastique isolant expansé, un polymère expansé, du polytétrafluoroéthylène (PTFE) expansé, du polytétrafluoroéthylène (PTFE) filamentaire ou fritté, - l'équipement comprend l'un au moins parmi : un élément de tuyauterie, une paroi déflectrice, un appareil de mesure tel qu'un capteur de température ou un capteur de niveau ou un capteur de pression, un élément structurel tel qu'un support ou un renfort, - la face de l'équipement fixée sur la couche de matériau poreux est constituée de l'un au moins des matériaux ci-après : un matériau métallique, de la céramique, un polymère, un matériau vitreux, un matériau cristallin, - l'équipement est fixé sur la couche de matériau poreux par collage au moyen d'une résine telle qu'une résine inorganique, - la face de l'équipement fixée sur la couche de matériau poreux comporte un film ou une couche de tissu comprenant un polymère isolant tel qu'un fluoropolymère, notamment du polytétrafluoroéthylène (TEFLON®), le film ou la couche étant fixée sur la couche de matériau poreux par thermo-scellage. L'invention concerne également un réservoir ou une canalisation obtenue selon ce procédé. L'invention concerne notamment un réservoir de fluide cryogénique comprenant un volume de stockage de fluide délimité par une paroi et un équipement fixé sur la surface de ladite paroi formant la surface interne réservoir, caractérisé en ce que l'équipement est fixé sur la paroi indirectement via une couche de matériau poreux interposée entre la paroi et l'équipement. L'invention concerne également un lanceur spatial comprenant un réservoir L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles : - la figure 1 représente une coupe, schématique et partielle, d'un premier exemple de fixation d'un équipement sur la paroi d'un réservoir selon l'invention, - la figure 2 représente une coupe, schématique et partielle, d'un second exemple de fixation d'un équipement sur la paroi d'un réservoir selon l'invention. En se référant à la figure 1, le système de fixation comporte les deux surfaces qui doivent être rendues solidaires : d'une part la paroi 1 d'un réservoir (ou d'une canalisation ou tout autre contenant) et, d'autre part, la surface d'un équipement 4. Selon une particularité avantageuse, une couche 3 de matériau poreux est intercalée entre les deux éléments 1, 4 à assembler. De préférence, la couche 3 de matériau poreux est fixée à la paroi 1 par collage avec une résine 2 inorganique. De même, de préférence, l'équipement 4 est fixé à la couche 3 de matériau poreux par collage avec une résine 2 inorganique. Le matériau poreux de la couche 3 permet ainsi l'évacuation des vapeurs provenant de l'évaporation du solvant présent dans la résine 2 de collage. La résine 2 inorganique utilisée peut être par exemple à base d'une solution aqueuse de silicates de sodium ou éventuellement de potassium. Le matériau poreux constituant la couche 3 est quant à lui de préférence du PTFE expansé. Ce matériau poreux 3 est de préférence collé sur la paroi 1 fixe à l'aide d'une couche 2 de résine inorganique. La surface à fixer de l'équipement 4 peut être métallique, céramique, polymérique, vitreuse ou cristalline. Comme représenté à la figure 1, cette surface peut être collée sur le matériau poreux 3 à l'aide d'une couche de résine 2 inorganique. Alternativement, et comme représenté partiellement à la figure 2, l'équipement (qui n'est pas représenté à la figure 2) peut comporter un film 5 ou un tissu revêtu de fluoropolymère. Cette face comprenant ce film 5 (ou tissu ou tout autre matériau compatible) peut être thermo-scellé directement sur la couche 3 de matériau poreux en PTFE expansé. C'est-à-dire que l'équipement 4 est fixé à la couche 3 de matériau poreux avant le collage de cette couche 3 de matériau poreux sur la paroi 1 fixe. De préférence, la structure d'assemblage utilise uniquement des matériaux qui ont été démontrés compatibles avec l'oxygène liquide sous l'effort d'un choc mécanique selon la norme NF EN 1797. La couche 3 de matériau poreux a, par exemple, une épaisseur comprise entre 3 et 20 mm et de préférence entre 6 et 10 mm. De même, la ou les couches 2 de collage en résine ont par exemple une épaisseur comprise entre 0,01 mm et 5 mm plus particulièrement entre 0,1 mm et 1 mm. Tout en étant de structure simple et peu coûteuse, l'invention permet une fixation fiable, rigide et en toute sécurité, notamment lorsque le système de fixation est soumis à un environnement contenant une forte proportion d'oxygène liquide et/ou gazeux.5 REVENDICATIONS1. Procédé de fixation d'un équipement (4) sur la surface interne d'une paroi (1) d'une canalisation de fluide cryogénique ou d'un réservoir et notamment d'un réservoir destiné à contenir de l'oxygène liquide, le procédé étant caractérisé en ce qu'une couche (3) de matériau poreux est interposée entre la paroi (1) et l'équipement (4). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche (3) de matériau poreux est fixée sur la paroi (1) puis l'équipement (4) est fixé sur la couche (3) de matériau poreux. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipement (4) est fixé sur la couche (3) de matériau poreux puis la couche (3) de matériau poreux qui est fixée sur la paroi (1). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche (3) de matériau poreux possède une première surface qui est fixée à la paroi (1) et une seconde surface sur laquelle est fixé l'équipement (4). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche (3) de matériau poreux est fixée sur la paroi (1) du réservoir par collage. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche (3) de matériau poreux est fixée sur la paroi (1) du réservoir par collage au moyen d'une résine de type inorganique telle qu'une solution aqueuse de silicate de sodium et/ou une solution aqueuse de silicate de potassium. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la couche (3) de matériau poreux comprend ou est constituée de l'un au moins des matériaux suivants : un plastique isolant expansé, un polymère expansé, du polytétrafluoroéthylène (PTFE) expansé, du polytétrafluoroéthylène (PTFE) filamentaire ou fritté. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'équipement (4) comprend l'un au moins parmi : un élément de tuyauterie, une paroi déflectrice, un appareil de mesure tel qu'un capteur de température ou un capteur de niveau ou un capteur de pression, un élément structurel tel qu'un support ou un renfort. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la face de l'équipement (4) fixée sur la couche (3) de matériau poreux est constituée de l'un au moins des matériaux ci-après : un matériaumétallique, de la céramique, un polymère, un matériau vitreux, un matériau cristallin 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'équipement (4) est fixé sur la couche (3) de matériau poreux par collage au moyen d'une résine telle qu'une résine inorganique. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la face de l'équipement (4) fixée sur la couche (3) de matériau poreux comporte un film (5) ou une couche de tissu comprenant un polymère isolant tel qu'un fluoropolymère, notamment du polytétrafluoroéthylène, le film (5) ou la couche étant fixée sur la couche (3) de matériau poreux par thermoscellage. 12. Réservoir de fluide cryogénique comprenant un volume de stockage de fluide délimité par une paroi (1) et un équipement (4) fixé sur la surface de ladite paroi (1) formant la surface interne réservoir, caractérisé en ce que l'équipement (4) est fixé sur la paroi (1) indirectement via une couche (3) de matériau poreux interposée entre la paroi (1) et l'équipement (4). 13. Lanceur spatial comprenant un réservoir selon la revendication 12.