Brevet FR3094068A1 — publié le 20200925

Description Titre de l'invention : Réservoir pour gaz sous pression [0001] L'invention concerne le domaine des réservoirs pour gaz sous pression, tel de l'hydrogène. [0002] Selon un mode de réalisation le plus souvent utilisé, de tels réservoirs comprennent une structure, délimitant un volume du réservoir, et une enveloppe d'étanchéité recouvrant toute la surface interne de la structure, de manière à assurer une étanchéité au gaz. Cependant, la molécule de gaz, particulièrement dans le cas de l'hydrogène, peut être très petite, et le gaz parvient, en faible quantité, à traverser l'enveloppe. Ce gaz accumulé, vient à la longue, compte tenu des pressions très importantes de stockage, déformer l'enveloppe. [0003] Aussi, il est connu d'aménager, entre une zone d'accumulation située à la surface externe de l'enveloppe et l'extérieur du réservoir, une très petite fuite de manière à permettre la sortie du gaz, ainsi piégé entre la structure et. l'enveloppe, hors du réservoir, avant qu'il ne puisse déformer l'enveloppe. [0004] La structure du réservoir comporte une ouverture, et le réservoir comprend encore une embase disposée dans ladite ouverture. Cette embase, généralement métallique comprend classiquement au moins une canalisation traversante afin de permettre le remplissage et/ou le puisage du gaz. [0005] Il est connu de l'art antérieur de réaliser une conduite de fuite dans l'épaisseur ou à la périphérie de ladite embase. Ainsi FR 3015630 divulgue une conduite percée dans l'embase de manière à relier la zone d'accumulation avec une canalisation de remplissage et/ou de puisage. [0006] CA 3013367 divulgue une collerette, disposée entre l'embase et. la structure, ladite collerette étant conformée pour ménager une conduite de fuite au niveau de sa surface interne. Cependant, afin d'une part de pouvoir être réalisée et d'autre part de pouvoir être mise en place autour de l'embase, une telle collerette comprenant une conduite de fuite, ne tolère pas que l'embase présente un profil extérieur conformé en creux avec une contre-dépouille au niveau de son interface avec la structure. Résumé de l'invention [0007] Or une telle conformation, où l'embase présente un profil extérieur conformé en creux avec une contre-dépouille au niveau de son interface avec la structure est très avantageuse en ce qu'elle garantit que l'embase ne peut pas s'enfoncer dans l'ouverture et rentrer dans l'intérieur de la structure. [0008] 11 existe donc un réel besoin d'un système palliant ces défauts, inconvénients et obstacles de l'art antérieur, en particulier d'un système permettant de réaliser une conduite de fuite avec une embase présentant un profil extérieur conformé en creux 2 avec une contre-dépouille au niveau de son interface avec la structure. [0009] Pour résoudre un ou plusieurs des inconvénients cités précédemment, l'invention concerne un réservoir pour gaz sous pression, tel de l'hydrogène, comprenant une structure délimitant un volume du réservoir et comportant au moins une ouverture, autant d'embases disposées chacune dans ladite au moins une ouverture, une enveloppe d'étanchéité recouvrant toute la surface interne de la structure et s'interfaçant avec ladite au moins une embase, et au moins une conduite permettant une fuite entre la surface extérieure de l'enveloppe et l'extérieur du réservoir, où au moins une de ladite au moins une embase présente un profil extérieur conformé en creux avec une contre-dépouille au niveau de son interface avec la structure et en cc que ladite au moins une conduite comprend au moins une goulotte intercalée entre la structure et ladite au moins une embase. [0010] Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers utilisables seuls ou en combinaison, sont : [0011] - une goulotte relie fluidiquement la surface extérieure de l'enveloppe à l'extérieur du réservoir, [0012] - ladite au moins une conduite comprend encore un perçage de ladite au moins une embase dont une extrémité débouche au contact de la surface extérieure de l'enveloppe, et une goulotte relie fluidiquement l'autre extrémité du perçage à l'extérieur du réservoir, [0013] - une goulotte présente un profil de canalisation en « 0 » ou un profil de demi- canalisation en « U », ledit « U» regardant préférentiellement l'embase, [0014] - une goulotte épouse le profil de ladite au moins une embase, [0015] - ladite au moins une embase est sensiblement symétrique de révolution autour d'un axe et une goulotte est disposée sensiblement axialement selon ledit axe et/ou un éventuel perçage est disposé sensiblement axialement selon ledit axe, [0016] - le réservoir comprend encore une collerette recouvrant au moins toute la surface externe de ladite au moins une embase en regard de la surface de la structure non couverte par ladite au moins une goulotte, [0017] - la goulotte est réalisée dans un matériau plastique soudable avec le matériau de la collerette, [0018] - la goulotte est fixée par collage, clipage, soudage ou bouterollage avec laite au moins une embase et/ou avec l'éventuelle collerette. Brève description des dessins [0019] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d'exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles : [0020] [fig.1] représente en vue coupée la partie d'un réservoir autour de son ouverture, 3 100211 Ifie.21 représente en vue perspective une goulotte, [0022] [fig.3] représente en vue perspective éclatée la partie d'un réservoir autour de son ouverture, [0023] [fig.4] représente en vue perspective la partie d'un réservoir autour de son ouverture. Description des modes de réalisation [0024] En référence à la Fleure 1, illustrant un mode de réalisation d'un réservoir 1 pour gaz sous pression, tel de l'hydrogène, un tel réservoir 1 présente une forme sensiblement de révolution autour d'un axe A. Un tel réservoir 1 comprend une structure 2, pouvant notamment être réalisée en enroulant une fibre, telle une fibre de verre ou une fibre de carbone, préalablement enduite d'un liant, tel une résine époxy, polyester, thermoplastique. Ladite structure 2 confère sa rigidité au réservoir et en délimite le volume. La structure 2 ne peut assurer l'étanchéité au gaz sous pression. Aussi un réservoir 1 comprend encore une enveloppe 4 d'étanchéité. Cette enveloppe 4, le plus souvent souple et réalisée en matériau élastomère et/ou thermoplastique, recouvre toute la surface interne de la structure 2, de manière à assurer l'étanchéité au gaz. [0025] Afin de permettre le remplissage et/ou le puisage du gaz, il est ménagé dans la structure 2 du réservoir 1 au moins une ouverture. Le réservoir 1 comprend encore une embase 3 disposée, de manière ajustée, dans chacune dc ladite au moins une ouverture. L'ajustement est ici obtenu en réalisant la structure 2 autour de l'embase, typiquement par enroulement filamentaire. Une ouverture dans la structure 2 est formée, par ce mode de réalisation, du fait de la présence d'une embase 3. Une embase 3 est traversante relativement à la structure 2. Selon un mode dc réalisation, une embase 3, généralement métallique, comprend classiquement au moins une canalisation 10 traversante afin de permettre une connexion entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir 1 et ainsi le remplissage et/ou le puisage du gaz. Selon un mode de réalisation, une embase 3 est sensiblement symétrique de révolution autour de Faxe A. Ainsi par exemple, une embase 3 peut être sensiblement cylindrique. [0026] L'étanchéité est réalisée au moyen d'une interface étanche entre l'enveloppe 4 et une embase 3. Cette interface étanche est par exemple obtenue par une encoche accueillant l'extrémité ou col de l'enveloppe 4, renforcée par un serrage de l'enveloppe 4 contre l'embase 3, par exemple réalisée au moyen d'un écrou 11. [0027] Cependant, la molécule de gaz, particulièrement dans le cas de l'hydrogène, peut être très petite, et le gaz parvient, en faible quantité, à traverser l'enveloppe 4. Ce gaz, accumulé dans la zone d'accumulation 12, compte tenu des pressions très importantes de stockage, vient à la longue déformer l'enveloppe 4. [0028] Aussi, il est nécessaire d'aménager une conduite assurant une petite fuite entre ladite zone d'accumulation 12, soit entre la surface externe de l'enveloppe 4, celle faisant face à la structure 2, et l'extérieur du réservoir 1, de manière à permettre la sortie du gaz ainsi piégé entre la structure 2 et l'enveloppe 4, hors du réservoir 1, avant qu'il ne puisse déformer l'enveloppe 4. [0029] Bien que non étanche, la structure 2 n'est pas suffisamment poreuse per se pour assurer ladite fuite. Il n'est pas non plus possible de percer la structure 2 au risque de créer une amorce de rupture qui deviendrait critique aux hautes pressions de remplissage. [0030] Il convient de noter qu'une conduite de fuite, compte tenu du débit de fuite à assurer, présente une section de dimension/diamètre inférieur à 0,1 mm. Une telle dimension limite la longueur d'un perçage au maximum à 10 à 15 mm. Aussi une conduite de fuite réalisée par un perçage suffisamment long pour traverser la totalité de l'embase n'est généralement pas possible. [0031] Aussi, selon l'invention, une conduite permettant une fuite est ménagée entre la surface extérieure de l'enveloppe 4 et l'extérieur du réservoir 1. [0032] Selon l'invention, une embase 3 présente avantageusement un profil extérieur, au niveau où l'embase 3 est en interface avec la structure 2, conformé en creux avec une contre-dépouille C, mesurée relativement à l'axe A. Une telle caractéristique est avantageuse en ce que, en addition à l'embase 3 présentant un classique élargissement bas 13 retenant l'embase 3 à l'intérieur du réservoir 1, y compris lorsque soumise à la pression du gaz, l'embase 3 comprend de plus un élargissement haut 14 formé grâce à la contre-dépouille C, empêchant l'embase 3 de rentrer dans le réservoir 1. [0033] Du fait de cette contre-dépouille C, la solution de l'art antérieur, réalisant une collerette apte à être disposée autour d'une embase 3 n'est pas possible. 11 n'est pas possible de réaliser une telle collerette et de la monter ensuite autour de l'embase 3, du fait de la présence de la contre-dépouille C qui crée une augmentation de diamètre, empêchant un tel montage. Une autre solution, consistant à réaliser une telle collerette directement autour de l'embase 3, typiquement par sunnoulage, n'est pas non plus possible en ce qu'elle nécessite de placer l'embase 3 dans un moule ajusté, ce qui n'est pas possible du fait de la contre-dépouille C, qui empêche un démoulage. [0034] Aussi pour pallier cet inconvénient, et permettre de réaliser une conduite de fuite, compatible avec une embase 3 présentant un profil extérieur conformé en creux avec une contre-dépouille C au niveau de son interface avec la structure 2, l'invention introduit avantageusement au moins une pièce supplémentaire 5, sous la forme d'une goulotte 5. Cette goulotte 5 est avantageusement conformée pour être avantageusement intercalée entre la structure 2 et l'embase 3. [0035] Ladite au moins une goulotte 5 est creuse afin de former une conduite fluidique. Selon un premier mode de réalisation (non représenté), une goulotte 5 s'étend sur toute la longueur de la conduite de fuite. Ainsi elle relie fluidiquement la surface extérieure de l'enveloppe 4, coïncidant avec la zone d'accumulation 12, avec l'extérieur du réservoir 1. [0036] Selon un deuxième mode de réalisation, illustré aux figures 1-4, ladite au moins une conduite de fuite est réalisée en deux parties. Une première partie consiste en un perçage 6 de l'embase 3. Ledit perçage 6 traverse l'embase 3, avantageusement dans sa partie basse, où l'embase 3 présente un élargissement bas 13, retenant l'embase à l'intérieur du réservoir 1. Une extrémité 7 de ce perçage 6 débouche au contact de la surface extérieure de l'enveloppe 4, soit dans la zone d'accumulation 12. L'autre extrémité 8 débouche au-dessus dudit élargissement bas 13. Une goulotte 5 est conformée de manière à relier fluidiquement le débouché de ladite extrémité 8 du perçage 6 avec l'extérieur du réservoir 1. [0037] Selon le mode de réalisation illustré en détail à la figure 2, une goulotte 5 présente une forme généralement coudée afin de suivre le profil en creux de l'embase 3. Dans cette forme est pratiquée une gorge longitudinale 51. Ladite gorge 51 se termine d'une part en un arrondi 53 apte à recouvrir le débouché de l'extrémité 8, et d'autre part en une extrémité 52 au niveau de l'extérieur du réservoir. [0038] Selon une autre caractéristique, une goulotte 5 présente, selon un premier mode de réalisation (non illustré), un profil fermé creux, soit un profil de canalisation en « 0 ». Alternativement, selon un deuxième mode de réalisation, tel qu'illustré plus particulièrement à la figure 2, une goulotte 5 présente un profil ouvert creux, soit un profil de demi-canalisation en « U ». Ledit « U» peut regarder vers l'embase 3 ou vers la structure 2. Préférentiellement, tel qu'illustré au mode de réalisation illustré aux figures 1-4, l'ouverture du « U » fait face à l'embase 3. [0039] Selon une autre caractéristique, et principalement dans le cas d'un profil de demi- canalisation, la forme d'une goulotte 5 épouse le profil de l'embase 3. Ceci permet d'assurer l'étanchéité de la conduite en plaquant la goulotte 5 contre l'embase 3. La surface extérieure de l'embase en regard de la goulotte 5 complète le profil creux et ouvert de la gorge Si pour obtenir un profil fermé et assurer l'étanchéité. [0040] Selon une autre caractéristique, une embase 3 est sensiblement symétrique de ré- volution autour d'un axe A, par exemple sensiblement symétrique, et une goulotte 5 est disposée sensiblement axialement selon ledit axe A. De même dans un mode de réalisation comprenant un perçage 6, ce dernier est avantageusement disposé sensiblement axialement selon ledit axe A, tel qu'illustré sur les figures. On entend ici par disposé axialement, une disposition dans un plan passant par l'axe A et préférentiellement une disposition sensiblement parallèle à l'axe A. [0041] Selon une autre caractéristique, le réservoir 1 comprend encore une collerette 9 re- couvrant au moins toute la surface externe d'une embase 3 en regard de la surface de la structure 2 non couverte par ladite au moins une goulotte S. Ainsi la collerette 9 et 6 ladite au moins une goulotte 5 sont dimensionnellement ajustées et ensemble recouvrent entièrement la surface de l'embase 3 en regard de la structure 2. Aussi, en réalisant la collerette 9 et ladite au moins une goulotte 5 en un matériau diélectrique, il est possible d'isoler électriquement l'embase 3 de la structure 2. Ceci est avantageux en cc qu'il est ainsi créé une coupure électrolytique entre l'embase 3 et la structure 2. [0042] Pour réaliser un assemblage ajusté, la collerette 9 présente une découpe 54 dimen- sionnellement adaptée à la forme d'une goulotte 5. [0043] Selon une autre caractéristique avantageuse, une goulotte 5 est réalisée dans un matériau plastique soudable avec le matériau de la collerette 9, préférentiellement dans un même matériau. [0044] -11 est possible d'envisager tout moyen d'assemblage ou de fixation d'une goulotte 5 soit avec une embase 3 soit avec une collerette 9, si une telle collerette 9 est présente. Ainsi une goulotte 5 peut être fixée par collage, clipagc, soudage ou bouterollage. Un soudage ou un bouterollage est avantageusement réalisé au laser ou par ultrason. [0045] L'invention a été illustrée et décrite en détail dans les dessins et la description précédente. Celle-ci doit être considérée comme illustrative et donnée à titre d'exemple et non comme limitant l'invention à cette seule description. De nombreuses variantes de réalisation sont possibles. 7