Brevet FR3052532A1 — publié le 20171215

DISPOSITIF D'ETANCHEITE ET SYSTEME DE TEST FLUIDIQUE COMPORTANT LE DISPOSITIF D'ETANCHEITE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention se rapporte de façon générale au domaine des tests fluidiques, tels que des essais de perméabilité. Plus spécifiquement, un aspect de l'invention concerne un dispositif d'étanchéité pour un conduit d'écoulement d'un fluide présentant une zone susceptible de fuir. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Dans le cadre du développement d'un moteur, des modèles de simulation numérique sont généralement réalisés pour dimensionner différents composants. Des tests réels sont ensuite pratiqués afin de s'assurer de la validité des dimensionnements. Le cas échéant, les tests réels permettent de recaler les modèles de simulation numérique. Parmi les tests pratiqués, les essais de perméabilité s'intéressent au débit de fluide, tel que l'air, circulant dans les composants. La figure 1 montre un exemple particulier d'assemblage comportant un tube TU et une ouverture O. Une première extrémité du tube TU est assemblée dans l'ouverture O dans un montage serré, tandis qu'une deuxième extrémité du tube TU fait saillie de l'ouverture O. A l'endroit du montage entre la première extrémité du tube TU et l'ouverture O se trouve une zone Z susceptible de fuir. Dans un tel montage serré, les fuites éventuelles sont typiquement faibles. Les instruments de mesure classiquement utilisés ne sont généralement pas suffisamment précis pour parvenir à mesurer simultanément l'important écoulement à travers l'ouverture O et le tube TU et les éventuelles faibles fuites de la zone Z : dans un tel cas, la mesure des éventuelles faibles fuites de la zone Z est typiquement noyée dans la précision de mesure. Dans ce cas, il est connu de boucher une extrémité de l'assemblage de manière étanche afin d'isoler la zone Z 3052532 2 et permettre de mesurer les fuites faibles recherchées. Dans l'exemple de la figure 1, on souhaite par exemple boucher la deuxième extrémité du tube TU de manière étanche. Les contraintes à respecter quant aux pièces testées sont ici notamment les 5 suivantes : - ne pas abîmer et notamment ne pas rayer les pièces testées et/ou l'environnement des pièces testées ; - ne pas salir les pièces testées et/ou l'environnement des pièces testées ; - ne pas impacter les pièces testées et/ou l'environnement des pièces 10 testées, c'est-à-dire notamment ne pas déplacer les pièces testées au sein de leur environnement. Il est par ailleurs souhaité de disposer d'une solution répétable, reproductible et réutilisable. 15 Dans le cas où l'élément à boucher présente un diamètre intérieur important, c'est-à-dire typiquement supérieur à 30 mm, il est envisageable de concevoir un bouchon équipé d'un joint classique. Dans le cas où l'élément à boucher présente un faible diamètre intérieur, c'est-à-dire typiquement inférieur ou égal à 30 mm, la 20 fabrication d'un tel bouchon de petites dimensions devient toutefois potentiellement complexe et son positionnement au sein de l'élément à boucher délicat à maîtriser. Il est connu d'utiliser du silicone pour boucher une pièce de manière étanche, 25 mais cette solution présente les inconvénients suivants : - l'étalement du silicone à l'intérieur de la pièce à boucher est difficilement maîtrisable ; - le silicone salit la pièce à boucher et peut se révéler difficile à nettoyer ; - plus la pression de fluide augmente, plus le silicone risque de fuir ou d'être 30 éjecté. 3052532 11 est également connu d'utiliser du ruban adhésif pour boucher une pièce de manière étanche, mais la force d'adhésion du ruban adhésif sur la pièce dépend du rapport entre le diamètre intérieur de la pièce et la surface extérieure disponible pour coller le ruban adhésif, et ce rapport est déterminé de manière empirique. De 'même que pour le silicone, plus la pression de fluide augmente, plus le ruban adhésif risque de ne pas y résister. En outre, le ruban adhésif comme le silicone sont des solutions de type consommable qui ne peuvent pas être réutilisées, RESUME DE L/INVENTION IO L'invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant de boucher de manière étanche et réutilisable un conduit d'écoulement d'un fluide> la solution pouvant être adaptée à des conduits présentant un faible diamètre intérieur, 15 On aspect de l'invention concerne un dispositif d'étanchéité pour un conduit d'écoulement d'un fluide présentant une zone susceptible de fuir, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un ,bouct4n.en-caoutchouc-peésentantune-peernière-surface-eextrémité-et une deuxième surface d'extrémité> la première surface d'extrémité étant 20 destinée à être agencée dans une première extrémité du conduit tandis que la deuxième surface d'extrémité fait saillie de ladite première extrémité> de sorte 'à boucher ta première extrémité de manière étanche un moyen crapput destiné à être agencé au contact d'une deuxième extrémité du conduit sans boucher ia deuxième extrémité 25 w un moyen de fixation du bouchon en caoutchouc dans la première extrémité du conduit, le moyen de fixation traversant le bouchon en caoutchouc et le moyen d'appui. Grâce à l'invention, on utilise un: bouchon en caoutchouc capable de se déformer :10 pour s'adapter à des conduits de différentes formes et de différentes dimensions, sans risquer de rayer lesdits conduits. On s'affranchit ainsi de l'utilisation deun bouchon rigide devant être associé à un joint étanche. Le moyen d'appui est 3052532 4 conçu pour permettre de comprimer ou de desserrer, via le moyen de fixation, le bouchon en caoutchouc dans le conduit d'écoulement, tout en garantissant que le conduit d'écoulement n'est pas déplacé vis-à-vis de son environnement. 5 Outre les caractéristiques qui viennent d'être évoquées dans le paragraphe précédent, le dispositif d'étanchéité selon un aspect de l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : 10 - Le bouchon en caoutchouc est avantageusement de forme tronconique, la deuxième surface d'extrémité étant supérieure à la première surface d'extrémité. On facilite ainsi l'insertion et le retrait du bouchon en caoutchouc dans tous types de conduits. 15 - Le moyen de fixation comporte préférentiellement un écrou et une vis d'assemblage comprenant une tête et une tige au moins partiellement filetée. En fonction du vissage de l'écrou sur la tige, on contrôle le couple de serrage du dispositif d'étanchéité : plus le couple de serrage est important, plus le bouchon agencé dans la première extrémité résiste à des 20 pressions de fluide importantes. Grâce à un tel moyen de fixation, le dispositif d'étanchéité est avantageusement réglable et s'adapte aisément à différents bancs de tests, ou aux évolutions dans le temps d'un même banc de test. 25 - La tige de la vis d'assemblage a préférentiellement une partie lisse et une partie filetée, la tête étant au contact de la deuxième surface d'extrémité du bouchon en caoutchouc, la partie lisse traversant le bouchon en caoutchouc, et l'écrou coopérant avec la partie filetée et étant au contact du moyen d'appui. La partie de la vis d'assemblage qui traverse le bouchon en 30 caoutchouc est avantageusement lisse afin d'améliorer l'étanchéité du dispositif. - Selon une alternative, le moyen de fixation peut comporter une vis 3052532 5 d'assemblage et un écrou, la vis d'assemblage comprenant une tête au contact du moyen d'appui et une tige au moins partiellement filetée, l'écrou coopérant avec une partie filetée de la tige et étant au contact de la deuxième surface d'extrémité du bouchon en caoutchouc. 5 - Selon une autre alternative, le moyen de fixation peut comporter un premier écrou, un deuxième écrou et une tige filetée ayant une première extrémité et une deuxième extrémité, le premier écrou étant au contact de la deuxième surface d'extrémité du bouchon en caoutchouc et coopérant avec 10 la première extrémité de la tige filetée, et le deuxième écrou étant au contact du moyen d'appui et coopérant avec la deuxième extrémité de la tige filetée. - D'une manière générale, le moyen d'appui peut présenter toute forme 15 permettant de prendre appui sur un conduit d'écoulement tout en conservant une surface d'entrée de fluide dans le conduit d'écoulement. Le moyen d'appui est préférentiellement un barreau d'appui, qui permet de conserver une surface d'entrée de fluide maximale dans le conduit d'écoulement. Alternativement, le moyen d'appui peut être une croix 20 d'appui. Un autre aspect de l'invention concerne un système de test fluidique comprenant un dispositif d'étanchéité selon un aspect de l'invention et un conduit d'écoulement d'un fluide présentant une zone susceptible de fuir, dans lequel : 25 - la première surface d'extrémité du bouchon est agencée dans la première extrémité du conduit tandis que la deuxième surface d'extrémité fait saillie de ladite première extrémité, de sorte à boucher la première extrémité de manière étanche, - le moyen est agencé au contact de la deuxième extrémité du conduit, 30 - le moyen de fixation traverse le bouchon en caoutchouc, le conduit et le moyen d'appui. 3052 532 6 Outre les caractéristiques qui viennent d'être évoquées dans le paragraphe précédent, le système de test fluidique selon un aspect de l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement 5 possibles : - Le bouchon est avantageusement de forme tronconique, la première surface d'extrémité du bouchon étant de dimensions inférieures aux dimensions de la première extrémité du conduit et la deuxième surface d'extrémité du bouchon étant de dimensions supérieures aux dimensions 10 de la première extrémité du conduit. - Le conduit d'écoulement d'un fluide comporte préférentiellement plusieurs éléments assemblés entre eux, la zone susceptible de fuir étant une jonction entre deux éléments assemblés. Alternativement, le conduit 15 d'écoulement d'un fluide peut être une pièce unitaire, la zone susceptible de fuir étant par exemple un perçage de la pièce unitaire. - Le conduit d'écoulement d'un fluide présente préférentiellement un diamètre intérieur inférieur ou égal à 35 mm, voire inférieur ou égal à 20 30 mm. Le système de test fluidique selon un aspect de l'invention est en effet particulièrement avantageux pour de tels conduits d'écoulement, pour lesquels les solutions de l'état de l'art ne sont pas satisfaisantes. - Le conduit d'écoulement d'un fluide est préférentiellement un conduit de 25 turbomachine. L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. 30 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. 3052532 7 - La figure 1 montre une représentation schématique d'un assemblage comportant un tube monté dans une ouverture, l'assemblage présentant une zone susceptible de fuir. - La figure 2 montre une représentation schématique d'un dispositif 5 d'étanchéité selon un aspect de l'invention. - La figure 3a montre une première représentation schématique du dispositif d'étanchéité de la figure 2 agencé dans un conduit d'écoulement d'un premier type. - La figure 3b montre une deuxième représentation schématique du dispositif 10 d'étanchéité de la figure 2 agencé dans le conduit d'écoulement d'un premier type. - La figure 4a montre une première représentation schématique du dispositif d'étanchéité de la figure 2 agencé dans un conduit d'écoulement d'un deuxième type. 15 - La figure 4b montre une deuxième représentation schématique du dispositif d'étanchéité de la figure 2 agencé dans le conduit d'écoulement d'un deuxième type. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE 20 L'INVENTION Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. La figure 1, qui montre un exemple particulier d'assemblage comportant un tube 25 monté dans une ouverture et présentant une zone susceptible de fuir, a été précédemment décrite. La figure 2 montre une représentation schématique d'un dispositif 10 d'étanchéité selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le dispositif 10 d'étanchéité 30 comporte : 3052532 8 - un bouchon 11 en caoutchouc présentant une première surface d'extrémité s111 et une deuxième surface d'extrémité s112, ainsi qu'un trou débouchant entre les première et deuxième surfaces d'extrémité, - un moyen d'appui 12 et 5 - un moyen de fixation 13. Le bouchon 11 est préférentiellement en caoutchouc synthétique, tel qu'un élastomère. Alternativement, le bouchon 11 peut être en caoutchouc naturel. Le bouchon 11 est préférentiellement de forme tronconique, la deuxième surface 10 d'extrémité s112 étant supérieure à la première surface d'extrémité s111. On entend par « forme tronconique » un tronc de cône. Il est considéré dans le cadre de la présente invention qu'une forme conique parfaite ne peut pas être fabriquée. Autrement dit, on estime dans le cadre de la présente invention que toute tentative de fabriquer une forme conique parfaite aboutit en pratique à l'obtention d'une 15 forme tronconique. Le bouchon 11 est préférentiellement un tronc de cône circulaire droit, également appelé cône de révolution. Alternativement, le bouchon 11 peut être de forme sensiblement cylindrique. Selon le premier mode de réalisation, le moyen de fixation 13 comporte un 20 écrou el 3 et une vis d'assemblage v13, la vis d'assemblage v13 comprenant une tête t13 et une tige ayant une partie lisse 1i13 et une partie filetée fi13. Selon un autre mode de réalisation non illustré, le moyen de fixation comporte un écrou et une vis d'assemblage, la vis d'assemblage ayant une tête et une tige entièrement filetée. Selon un autre mode de réalisation non illustré, le moyen de fixation 25 comporte une tige filetée, un premier écrou et un deuxième écrou. Les figures 3a et 3b montrent respectivement des première et deuxième représentations schématiques du dispositif d'étanchéité 10 agencé dans un conduit d'écoulement 20 d'un premier type, contribuant à former un système de 30 test fluidique. Les figures 3a et 3b sont décrites conjointement. 3052532 9 Le conduit d'écoulement 20 du premier type comporte un premier tube 21 monté dans un deuxième tube 22. Le conduit d'écoulement 20 du premier type présente une première extrémité o21, qui est une extrémité du premier tube 21, et une deuxième extrémité o22, qui est une extrémité du deuxième tube 22. Le conduit 5 d'écoulement 20 du premier type présente également une zone z20 susceptible de fuir au niveau du montage entre les premier et deuxième tubes 21 et 22. La tige de la vis d'assemblage v13 est insérée dans le trou débouchant du bouchon 11 de manière que la tête t13 soit en contact avec la deuxième surface 10 d'extrémité s112 du bouchon 11 et que le trou débouchant du bouchon 11 soit en contact avec la partie lisse li13 de la tige. La partie de la tige de la vis d'assemblage v13 qui fait alors saillie de la première surface d'extrémité s111 du bouchon 11 est insérée dans l'extrémité du conduit 15 d'écoulement 20 du premier type que l'on souhaite boucher de manière étanche, de manière que le bouchon 11 en caoutchouc pénètre partiellement dans ladite extrémité. Dans l'exemple particulier de la figure 3a, il s'agit de la première extrémité o21 du conduit d'écoulement 20 du premier type. Le bouchon 11 en caoutchouc est tel que sa première surface d'extrémité s111 est de dimensions 20 inférieures aux dimensions de l'extrémité du conduit d'écoulement à boucher, tandis que sa deuxième surface d'extrémité s112 est de dimensions supérieures aux dimensions de l'extrémité du conduit d'écoulement à boucher. La partie de la tige de la vis d'assemblage v13 qui fait alors saillie de la deuxième 25 extrémité o22 du conduit d'écoulement 20 du premier type est insérée dans le moyen d'appui 12. Le moyen d'appui 12 est conçu et dimensionné pour ne pas pouvoir boucher la deuxième extrémité o22 du conduit d'écoulement 20 du premier type, c'est-à-dire l'extrémité opposée à l'extrémité que l'on souhaite boucher, et conserver une surface d'entrée de fluide dans le conduit d'écoulement 30 suffisante, par exemple pour ne pas perturber les fuites recherchées. 3052 532 10 Dans l'exemple illustré par les figures 3a et 3b, le moyen d'appui est un barreau d'appui 12 dont la forme générale est un parallélépipède. Finalement, l'écrou e13 est assemblé avec la partie de la tige de la vis 5 d'assemblage v13 qui fait saillie du moyen d'appui 12, l'écrou e13 coopérant avec la partie filetée fi13 de la tige. Les figures 4a et 4b montrent respectivement des première et deuxième représentations schématiques du dispositif d'étanchéité 10 agencé dans un 10 conduit d'écoulement 30 d'un deuxième type, contribuant à former un système de test fluidique. Les figures 4a et 4b sont décrites conjointement. Le conduit d'écoulement 30 du deuxième type est une pièce unitaire présentant une première extrémité o31 et une deuxième extrémité o32. Le conduit 15 d'écoulement 30 du deuxième type présente également une pluralité de perçages, chaque perçage formant une zone z30 susceptible de fuir. Le dispositif d'étanchéité 10 s'assemble avec le conduit d'écoulement 30 du deuxième type de la même manière qu'avec le conduit d'écoulement 20 du 20 premier type : - la tige de la vis d'assemblage v13 est insérée dans le trou débouchant du bouchon 11 de manière que la tête t13 soit en contact avec la deuxième surface d'extrémité s112 du bouchon 11 et que le trou débouchant du bouchon 11 soit en contact avec la partie lisse li13 de la tige ; 25 - la partie de la tige de la vis d'assemblage v13 qui fait alors saillie de la première surface d'extrémité s111 du bouchon 11 est insérée dans l'extrémité du conduit d'écoulement 30 du deuxième type que l'on souhaite boucher de manière étanche, de manière que le bouchon 11 en caoutchouc pénètre partiellement dans ladite extrémité. Dans l'exemple particulier de la 30 figure 4a, il s'agit de la première extrémité o31 du conduit d'écoulement 30 du deuxième type. 3052 532 11 - La partie de la tige de la vis d'assemblage v13 qui fait alors saillie de la deuxième extrémité o32 du conduit d'écoulement 30 du deuxième type est insérée dans le moyen d'appui 12. Le moyen d'appui 12 est conçu et dimensionné pour ne pas pouvoir boucher la deuxième extrémité o32 du 5 conduit d'écoulement 30 du deuxième type, c'est-à-dire l'extrémité opposée à l'extrémité que l'on souhaite boucher. - Finalement, l'écrou e13 est assemblé avec la partie de la tige de la vis d'assemblage v13 qui fait saillie du moyen d'appui 12, l'écrou e13 coopérant avec la partie filetée fi13 de la tige. 10 En fonction du vissage de l'écrou e13 sur la partie filetée fi13 de la tige, on contrôle le couple de serrage du dispositif 10 d'étanchéité : plus le couple de serrage est important, plus le bouchon 11 agencé dans la première extrémité o21, 031 du conduit d'écoulement résiste à des pressions de fluide 15 importantes. Le dispositif 10 d'étanchéité est avantageusement réglable et s'adapte aisément à différents bancs de tests, ou aux évolutions dans le temps d'un même banc de test. Le moyen d'appui 12 offre un appui propre du moyen de fixation 13 sur le conduit d'écoulement 20 du premier type ou 30 du deuxième type. Le moyen de fixation 13 permet de comprimer le bouchon 11 dans la 20 première extrémité o21, 031 du conduit d'écoulement 20 du premier type ou 30 du deuxième type sans risquer de déplacer ledit conduit d'écoulement par rapport à son environnement. De même, lors du démontage du dispositif d'étanchéité, le moyen de fixation 13 permet de desserrer puis retirer le bouchon 11 de la première extrémité o21, 031 du conduit d'écoulement sans risquer de déplacer 25 ledit conduit d'écoulement par rapport à son environnement. Dans l'hypothèse où la décompression résultant du desserrage ne suffit pas à désengager le bouchon 11 de ladite première extrémité du conduit d'écoulement, le moyen de fixation 13 est retiré du bouchon 11 de manière à libérer le trou débouchant du bouchon 11. Le bouchon 11 peut alors être comprimé radialement afin d'être retiré 30 de la première extrémité o21, 031 du conduit d'écoulement sans risquer de déplacer le conduit d'écoulement par rapport à son environnement. REVENDICATIONS1. Dispositif (10) d'étanchéité pour un conduit (20, 30) d'écoulement d'un fluide présentant une zone (z20, z30) susceptible de fuir, ledit dispositif (10) étant caractérisé en ce qu'il comprend : - un bouchon (11) en caoutchouc présentant une première surface d'extrémité (s111) et une deuxième surface d'extrémité (s112), la première surface d'extrémité (s111) étant destinée à être agencée dans une première extrémité (021, 031) du conduit (20, 30) tandis que la deuxième surface d'extrémité (s112) fait saillie de ladite première extrémité, de sorte à boucher la première extrémité de manière étanche ; - un moyen d'appui (12) destiné à être agencé au contact d'une deuxième extrémité (022, 032) du conduit sans boucher la deuxième extrémité ; - un moyen de fixation (13) du bouchon en caoutchouc dans la première extrémité (021, 031) du conduit (20, 30), le moyen de fixation (13) traversant le bouchon (11) en caoutchouc et le moyen d'appui (12). 2. Dispositif (10) d'étanchéité selon la revendication précédente caractérisé en ce que le bouchon (11) en caoutchouc est de forme tronconique, la deuxième surface d'extrémité (s112) étant supérieure à la première surface d'extrémité (s111). 3. Dispositif (10) d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen de fixation (13) comporte un écrou (e13) et une vis d'assemblage (v13) comprenant une tête (t13) et une tige au moins partiellement filetée. 4. Dispositif (10) d'étanchéité selon la revendication précédente caractérisé en ce que la tige de la vis d'assemblage (v13) a une partie lisse (1i13) et une partie filetée (fi13), la tête (t13) étant au contact de la deuxième surface d'extrémité (s112) du bouchon (11) en caoutchouc, la partie 3052532 13 lisse (1i13) traversant le bouchon (11) en caoutchouc, et l'écrou (e13) coopérant avec la partie filetée (fi13) et étant au contact du moyen d'appui (12). 5 5. Système de test fluidique comprenant un dispositif (10) d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes et un conduit (20, 30) d'écoulement d'un fluide présentant une zone (z20, z30) susceptible de fuir, dans lequel : - la première surface d'extrémité (s111) du bouchon (11) est agencée 10 dans la première extrémité (021, 031) du conduit (20, 30) tandis que la deuxième surface d'extrémité (s112) fait saillie de ladite première extrémité (021, 031), de sorte à boucher la première extrémité de manière étanche, - le moyen (12) est agencé au contact de la deuxième extrémité (022, 15 032) du conduit (20, 30), - le moyen de fixation (13) traverse le bouchon (11) en caoutchouc, le conduit (20, 30) et le moyen d'appui (12). 6. Système de test fluidique selon la revendication précédente caractérisé en 20 ce que le bouchon (11) est de forme tronconique, la première surface d'extrémité (s111) du bouchon étant de dimensions inférieures aux dimensions de la première extrémité (021, 031) du conduit (20, 30) et la deuxième surface d'extrémité (022, 032) du bouchon étant de dimensions supérieures aux dimensions de la première extrémité (021, 031) du 25 conduit (20, 30). 7. Système de test fluidique selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que le conduit (20) d'écoulement d'un fluide comporte plusieurs éléments (21, 22) assemblés entre eux, la zone (z20) susceptible 30 de fuir étant une jonction entre deux éléments assemblés (21, 22). 8. Système de test fluidique selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que le conduit (20, 30) d'écoulement d'un fluide présente un diamètre intérieur inférieur ou égal à 35 mm. 3052532 14 9. Système de test fluidique selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce que le conduit (20, 30) d'écoulement d'un fluide est un conduit de turbomachine. 5