Brevet FR2964440A1 — publié le 20120309

La présente invention concerne un dispositif de purge d'un réservoir de gaz sous pression, un réservoir pourvu d'un tel dispositif et un procédé de montage d'un tel dispositif sur un réservoir. L'invention concerne plus particulièrement que un dispositif de purge automatique d'un réservoir de gaz sous pression comprenant une vanne de décharge comprenant une extrémité amont destinée à être mise en relation avec une réserve de gaz sous pression d'un récipient et une extrémité aval destinée à être mise en relation avec une zone d'évacuation de gaz, ladite vanne de purge comprenant un fusible thermique assurant un déplacement de la vanne entre un état « fermé » obturant le passage de gaz entre les extrémités amont et aval et un état « ouvert » autorisant le passage de gaz entre les extrémités amont et aval lorsque le fusible est soumis à une température seuil déterminée, le dispositif comprenant un maillage en matériau conducteur de la chaleur, ledit maillage étant déporté par rapport au fusible thermique et raccordé thermiquement à ce dernier. Il est connu d'équiper certaines bouteilles ou réservoirs d'un dispositif permettant de vider le contenu gazeux de la bouteille lorsque celle-ci risque d'éclater du fait d'une exposition à une source de chaleur. Ce risque d'éclatement peut être le fait soit d'une augmentation de pression du gaz contenu dans la bouteille, soit de la perte de résistance mécanique des parois de la bouteille. Ce type de dispositif de sécurité est notamment appliqué pour les stockages de carburants gazeux tels que de l'hydrogène à haute pression (par exemple entre 20 et 750 bar). Des dispositifs connus utilisent des disques de rupture, c'est-à-dire des membranes métalliques minces dont la fonction est de décharger le gaz après le déchirement de ladite membrane une fois le seuil de pression dépassé. D'autres dispositifs détectent la température environnante de la bouteille ou du réservoir pour anticipant toute élévation de pression. Ce type de dispositif comprend généralement soit un fusible thermique, c'est-à-dire un eutectique métallique qui fond sous l'action de la température du feu, soit une bulle de verre (« glassbulb ») enfermant un liquide se dilatant suffisamment pour casser cette bulle. La rupture du fusible permet de déplacer une valve qui libère alors une évacuation de gaz. Ces dispositifs utilisent également parfois un matériau à mémoire de forme dont la forme change au-delà d'un certain seuil de température. Cette déformation génère l'ouverture de la vanne qui libère la pression contenue dans la bouteille. Le document EP2000719A1 décrit un tel fusible thermique. Dans le cas notamment d'un stockage gazeux à très haute pression, il est nécessaire d'utiliser des bouteilles capables de supporter de très grandes contraintes mécaniques tout conservant une masse aussi réduite que possible. Pour cette raison, ce type d'applications utilise généralement des réservoirs en matériaux composites. Les dernières générations de bouteilles de gaz en matériaux composites (appelées de « type III » ou de « type IV ») sont formées d'un liner métallique (en aluminium pour le type III) ou en matériau polymère (pour le type IV, par exemple du polyamide). La fonction de ce liner (ou enveloppe interne) est d'assurer l'étanchéité de l'emballage vis-à-vis de l'extérieur. Les réservoirs composites comprennent également une enveloppe extérieure en fibres de carbone rapportée sur le liner. Cette enveloppe extérieure est généralement noyée dans de la résine époxy pour assurer la résistance mécanique de l'emballage vis à vis de la pression du gaz stocké. Enfin, l'orifice de la bouteille comprend une embase, par exemple métallique, destinée à permettre la connexion de la bouteille avec un robinet ou un robinet à détente intégrée assurant la liaison fluidique avec l'application recevant ou fournissant du gaz. Contrairement aux réservoirs conçus entièrement en métal (acier ou aluminium de type I), les bouteilles composites sont très isolantes thermiquement. De plus, ces bouteilles composites perdent leurs caractéristiques mécaniques lorsqu'elles sont soumises à des flammes ou des températures élevées. De ce fait, les dispositifs de sécurité détectant une surpression (disques de rupture) ne fonctionnent pas de façon fiable dans toutes les situations dangereuses. En effet, souvent, la durée de résistance au feu de la bouteille est inférieure au temps nécessaire pour que la pression interne arrive jusqu'au seuil de rupture du disque de rupture. Au contraire, pour une bouteille de type I, la structure complètement métallique de la bouteille résiste bien mieux aux flammes et par conséquent tolère une élévation de pression suffisante pour déchirer le disque de rupture bien avant l'éclatement. La structure composite des réservoirs de type III ou IV est donc très sensible à la chaleur lors d'un incendie généralisé mais aussi et surtout lors de la présence d'une source localisée à forte densité d'énergie (par exemple une flamme ou un « dard » de flamme localisé). Dans ce dernier cas, la protection obtenue par un fusible thermique n'est généralement pas assez efficace car la détection de la chaleur de ce genre de dispositif est réalisée au niveau du périmètre proche dudit fusible thermique. Le document US200908874A1 décrit un réservoir muni d'une vanne de purge utilisant un fusible relié à un bobinage métallique réalisé sur tout le corps de la bouteille afin de détecter des augmentations de températures éloignées par rapport au fusible. Ce dispositif est cependant coûteux et difficile à appliquer sur des bouteilles. En particulier, ce dispositif complique significativement la fabrication des bouteilles correspondantes en nécessitant un bobinage continu d'un fil de type métallique. 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 dispositif selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le maillage forme une entité physique pré-assemblée et indépendante d'un réservoir, pour permettre son montage de façon démontable sur la surface extérieure d'un réservoir. Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le maillage définit une feuille pliable et munie d'organes d'accrochage conjugués disposés respectivement sur deux côtés opposés de ladite feuille pour assurer la fixation de ladite feuille autour d'un réservoir, - les organes d'accrochage conjugués disposés respectivement sur deux côtés opposés de ladite feuille comprennent au moins un crochet, - les organes d'accrochage conjugués disposés respectivement sur deux côtés opposés de ladite feuille comprennent au moins l'un parmi : une ou des boucles, une ou des branches du maillage, - le maillage comporte un premier anneau destiné à être enfilé autour d'une extrémité saillante de réservoir, - une extrémité du maillage comporte au moins un organe d'accrochage apte à coopérer sélectivement en accrochage avec le premier anneau, - le maillage comporte un second anneau et au moins un organe d'accrochage apte à a coopérer sélectivement en accrochage avec le second anneau, - le au moins un organe d'accrochage comprend un crochet, - le maillage forme un fourreau ouvert à l'une au moins de ses deux extrémités et destiné à être enfilé sur le corps d'un réservoir, L'invention concerne également un réservoir composite de gaz sous pression comportant un dispositif de purge automatique selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention concerne également un procédé de montage d'un dispositif de purge automatique conforme à l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus sur un réservoir de forme générale cylindrique, le procédé comportant une étape d'emballage d'au moins une partie de la surface extérieure du réservoir avec le maillage et une étape d'accrochage dudit maillage en position emballée autour du réservoir. Selon d'autres particularités possibles - le procédé de montage d'un dispositif de purge automatique conforme à l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus sur un réservoir de forme générale cylindrique comporte une étape dans laquelle un maillage tubulaire est enfilé longitudinalement sur au moins une partie de la surface extérieure du réservoir, - le montage du maillage sur le réservoir comporte une étape consistant à enfiler un anneau ou une maille du maillage autour d'un raccord ou d'un robinet disposé dans un orifice du réservoir, - le montage du maillage sur le réservoir comporte une étape consistant à relier mécaniquement une extrémité du maillage à la vanne de décharge, - le maillage est formé de fils préassemblés en matériau(x) choisi(s) parmi : de l'aluminium, du cuivre, de l'or, de l'argent, de l'acier, du titane, du zinc, un alliage métallique ou non métallique, - le montage du maillage sur le réservoir comporte une étape consistant à courber des extrémités du maillage au niveau d'au moins une extrémité du réservoir, - le maillage est disposé sur le réservoir composite préalablement au dépôt d'une couche de résine de renforcement, notamment de la résine époxy mélangée à des fibres de carbones ou de verre, c'est-à-dire que le maillage est recouvert au moins partiellement d'une couche de composite. 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 vue en perspective, schématique et partielle, illustrant un réservoir de gaz sous pression muni d'un exemple de réalisation selon l'invention d'un dispositif de purge automatique en cas d'incendie, - la figure 2 représente une vue agrandie d'un premier détail du réservoir de la figure 1 illustrant un système d'attache d'un maillage sur le réservoir, - la figure 3 représente une vue agrandie d'un second détail du réservoir de la figure 1 illustrant l'extrémité dite inférieure du réservoir, - la figure 4 représente une vue agrandie d'un troisième détail du réservoir de la figure 1 illustrant l'extrémité dite supérieure du réservoir (munie d'un raccord ou robinet fermant son orifice), - les figures 5 et 6 représentent des vue en perspective illustrant deux étapes d'un exemple de montage d'un maillage ou résille autour d'un réservoir. En se référant à la figure 1, une bouteille 1 de gaz sous pression, par exemple en matériau composite, comprend un dispositif de purge automatique en cas d'incendie ou de situation dangereuse de ce type. Le dispositif de purge forme un système de sécurité anti-éclatement comprenant une vanne 4 d'évacuation dont l'ouverture est commandée par un fusible thermique ou tout autre organe équivalent. La vanne 4 d'évacuation (et donc le fusible thermique) est reliée thermiquement à un maillage 2 conducteur formant une résille autour du corps de la bouteille 1. Le maillage 2 est formé par exemple d'un entrelacement de fils assemblés selon des mailles carrées ou de tout autre forme. La vanne 4 d'évacuation est par exemple rapportée ou est solidaire d'un raccord 3 ou robinet monté sur une embase 5 logée dans l'ouverture de la bouteille 1. Le raccord 3 assure par exemple les fonctions de remplissage et de soutirage de gaz du réservoir 1. Bien entendu, en variante, le robinet 3 ou raccord pourrait être monté directement dans l'ouverture de la bouteille 1. Selon une particularité avantageuse, le maillage 2 forme une entité physique préassemblée et indépendante d'un réservoir 1 et montée de préférence de façon démontable sur la surface extérieure du réservoir 1. Dans l'exemple décrit, le maillage 2 est préférentiellement constitué d'une unique pièce. Bien entendu, en variante, le maillage 2 pourrait être formé par l'assemblage de plusieurs sous-parties. Le maillage 2 est constitué d'un matériau conducteur de la chaleur. Le maillage 2 est enroulé autour de la bouteille 1 et est attaché autour de 25 cette dernière. Le maillage 2 augmente ainsi la couverture spatiale de détection de la chaleur d'un incendie (dans le cas d'un incendie global ou localisé) en véhiculant les calories liées à l'augmentation de température vers la vanne 4 et en particulier vers le fusible thermique. 30 Le matériau du maillage 2 est avantageusement choisi pour que la détection et la transmission de chaleur soit plus rapide que par la convexion naturelle de l'environnement extérieur. A cet effet, le maillage peut être constitué de l'un au moins des matériaux parmi : de l'aluminium, du cuivre, de l'or, de l'argent, de l'acier, du titane, du zinc, un alliage métallique ou non métallique. 35 Pour optimiser cette détection de température, la géométrie de la résille 2 peut également être adaptée (densité du maillage, taille des mailles...) en fonction de la précision voulue pour l'application dans laquelle se trouve la bouteille 1. En se référant à la figure 2, le maillage 2 peut être monté sur la bouteille 1 en accrochant une extrémité du maillage 2 à une seconde extrémité opposée du maillage 2 (via par exemple des systèmes à crochets 22 et boucles 12 ou tout autre système équivalent). En variante les crochets 22 d'une extrémité du maillage 2 peuvent venir s'accrocher sélectivement directement sur un fil du maillage 2. Comme représenté à la figure 5, le maillage 2 comporte de préférence un anneau 32 ou une maille qui est enfilé autour d'une extrémité saillante de réservoir 1, notamment autour du raccord 5 et robinet 3. Cet anneau 32 permet, par exemple, le maintien du maillage 2 selon une direction longitudinale. L'autre extrémité de la bouteille (du côté de son fond) peut également être bloquée dans le maillage 2 via un anneau 42 auquel sont raccordés une ou plusieurs extrémités adjacentes du maillage 2 (par exemple via des crochets 22). En se référant aux figures 5 et 6, le maillage 2 peut être livré à plat avant d'être monté sur une bouteille 1. Le maillage 2 peut ensuite être enroulé autour du corps de la bouteille (cf. figure 6). Cet enroulement peut être effectué directement au contact de la bouteille 1, sans nécessiter d'outillage spécifique grâce, par exemple, aux caractéristiques de flexibilité du maillage 2 (par exemple du cuivre recuit) et/ou via des articulations ou des zones flexibles dans le maillage 2. Les extrémités opposées du maillage 2 peuvent ensuite être accrochées. De même, un anneau 32 peut être engagé autour du raccord 5 et robinet 3. Des extrémités du maillage peuvent être accrochées à cet anneau (idem pour un autre anneau 42 à l'autre extrémité). Une extrémité 202 du maillage 2 peut être raccordée à la vanne 4 (cf. figure 1). Le maillage 2 est ainsi parfaitement maintenu sur le réservoir 1 tout en pouvant être démonté facilement ou adapté sur des réservoirs différents. Tout en étant de structure simple et facile à monter/démonter, le dispositif selon l'invention permet de capter une éventuelle montée en température autour de la bouteille afin d'activer une vanne de purge intégrant un fusible thermique. En variante, le maillage 2 peut être préformé selon une configuration tubulaire pour être ensuite enfilé longitudinalement sur au moins une partie de la surface extérieure du réservoir 1. Ce maillage 2 peut notamment former un tube ouvert à ses deux extrémités ou comprenant un fond fermé à une de ses extrémités. En variante également, tout ou partie de la structure de maille du maillage peut être remplacée par une feuille pleine et continue (sans ouvertures). De même, le maillage 2 peut être disposé sur le réservoir 1 composite pendant son procédé de fabrication, par exemple avant le dépôt d'une couche de résine de renforcement, notamment de la résine époxy mélangée à des fibres de carbones ou des fibres de verre. Dans ce cas, tout ou partie du maillage 2 peut être recouvert au moins partiellement d'une couche de composite. REVENDICATIONS1. Dispositif de purge automatique d'un réservoir de gaz sous pression comprenant une vanne (4) de décharge comprenant une extrémité amont destinée à être mise en relation avec une réserve de gaz sous pression d'un récipient (1) et une extrémité aval destinée à être mise en relation avec une zone d'évacuation de gaz, ladite vanne (4) de purge comprenant un fusible thermique assurant un déplacement de la vanne (4) entre un état «fermé » obturant le passage de gaz entre les extrémités amont et aval et un état « ouvert » autorisant le passage de gaz entre les extrémités amont et aval lorsque le fusible est soumis à une température seuil déterminée, le dispositif comprenant un maillage (2) en matériau conducteur de la chaleur, ledit maillage (2) étant déporté par rapport au fusible thermique et raccordé thermiquement à ce dernier, caractérisé en ce que le maillage (2) forme une entité physique pré-assemblée et indépendante d'un réservoir (1), pour permettre son montage de façon démontable sur la surface extérieure d'un réservoir (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le maillage (2) définit une feuille pliable et munie d'organes (12, 22) d'accrochage conjugués disposés respectivement sur deux côtés opposés de ladite feuille pour assurer la fixation de ladite feuille autour d'un réservoir (1). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes (12, 22) d'accrochage conjugués disposés respectivement sur deux côtés opposés de ladite feuille comprennent au moins un crochet (22). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les organes (12, 22) d'accrochage conjugués disposés respectivement sur deux côtés opposés de ladite feuille comprennent au moins l'un parmi : une ou des boucles (12), une ou des branches du maillage (2). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une extrémité du maillage (2) comporte au moins un organe (22) d'accrochage apte à coopérer sélectivement en accrochage avec le premier anneau (32). 7. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le maillage (2) comporte un second anneau (42) et au moins un organe (22) d'accrochage apte à a coopérer sélectivement en accrochage avec le second anneau (32). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le maillage (2) comporte un premier anneau (32) destiné à être enfilé autour d'une extrémité saillante de réservoir (1).8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le au moins un organe (12) d'accrochage comprend un crochet (22). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le maillage (2) forme un fourreau ouvert à l'une au moins de ses deux extrémités et destiné à être enfilé sur le corps d'un réservoir (1). 10. Réservoir composite de gaz sous pression, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de purge automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes. 11. Procédé de montage d'un dispositif de purge automatique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9 sur un réservoir (1) de forme générale cylindrique, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'emballage d'au moins une partie de la surface extérieure du réservoir avec le maillage (2) et une étape d'accrochage dudit maillage (2) en position emballée autour du réservoir (1). 12. Procédé de montage d'un dispositif de purge automatique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9 sur un réservoir (1) de forme générale cylindrique, caractérisé en ce qu'il comporte une étape dans laquelle un maillage (2) tubulaire est enfilé longitudinalement sur au moins une partie de la surface extérieure du réservoir.