Brevet FR3092094A1 — publié le 20200731

Description Titre de l'invention : Contenant étanche destiné à être immergé dans de l'eau de mer à ouverture d'accès fermée par un obturateur Domaine technique [0001] La présente invention concerne de manière générale le domaine des équipements de mesure destinés à être plongés dans de l'eau de mer, notamment des sonars, des appareils acoustiques sous-marins et leurs électroniques. Elle concerne plus particulièrement un contenant étanche destiné à être immergé dans de l'eau de mer à ouverture d'accès fermée par un obturateur et destiné à protéger tout appareil devant être protégé de l'eau de mer. Arrière-plan technologique [0002] Les équipements de mesure à type de sonar, de communication ou autres, comportent des dispositifs électriques et électroniques qui doivent être protégés de l'eau de mer et qu'il est préférable de ne pas soumettre à des pressions trop élevées. Ces dispositifs électriques et électroniques sont donc installés dans des contenants étanches essentiellement rigides et métalliques. Ces contenants doivent comporter au moins une ouverture pour pouvoir y installer les dispositifs électriques et électroniques, ouverture qui est refermée par un obturateur, d'une manière étanche, une fois l'installation faite. [0003] L'eau de mer est un milieu salin avec des ions pouvant provoquer de la corrosion avec les métaux. Dans ces conditions, on utilise des métaux inoxydables « SuperDuplex » à fort taux de chrome, typiquement de l'acier inoxydable comportant au moins 11% de chrome, qui a l'avantage de se passiver au contact de l'oxygène, notamment l'oxygène de l'eau de mer, par formation d'une couche d'un oxyde protecteur Cr2O3. [0004] Le demandeur note toutefois que dans certaines conditions l'acier inoxydable peut se dégrader dans l'eau de mer. C'est en particulier le cas dans des zones d'interface entre deux pièces métalliques très rapprochées/à interstice réduit où l'eau de mer stagne ou circule faiblement. Dans ces zones, l'eau de mer n'est pas ou faiblement renouvelée. [0005] En effet, la surface d'oxyde Cr,03 de l'acier inoxydable est fragilisée par les ions chlorure (Cl-) contenus dans l'eau de mer par des piqures métastables : les ions chlorures se combinent aux ions métalliques M+, 1\4+ symbolisant tout cation pouvant être produit par un acier inoxydable et quel que soit son degré d'ionisation, par ex. Fe2 , Fe3+. Cependant, du fait de la présence d'oxygène dans l'eau de mer, la couche d'oxyde Cr2O3 se reforme spontanément car les ions métalliques, en particulier le chrome et le nickel de l'acier inoxydable, sont très réactifs. 111 se produit donc en permanence un cycle d'oxydation et de passivation. Cela suppose que de l'oxygène 2 soit présent dans l'eau de mer au contact de l'acier inoxydable, ce qui est généralement le cas en milieu ouvert. [0006] Or, dans les zones où l'eau de nier n'est pas ou faiblement renouvelée, au bout d'un certain temps, la concentration en oxygène diminue. Cela correspond au phénomène d'aération différentielle. Les ions métalliques s'associant aux ions OH-, la concentration en ions augmente (dissociation ionique de l'eau H2O donnant H-, et OH ). Il se crée ainsi un milieu anodique dans la zone en question et un milieu cathodique à l'extérieur/dans le milieu (plus) ouvert. Lcs ions chlorures Cl- de l'eau de nier migrent alors vers le milieu anodique. Du fait de la présence des ions métalliques et des ions chlorure, ce milieu devient de plus en plus acide et le pH de l'eau dans l'interstice diminue fortement à tel point que la couche d'oxyde de chrome peut localement se détruire. A cet endroit le métal n'est plus passif. Il y a début de corrosion et une production importante d'ions métalliques Mt Exposé de l'invention [0007] Afin de supprimer cet inconvénient, on propose selon l'invention une configuration particulière de l'interface entre l'ouverture du contenant et l'obturateur, qui assure une circulation/des échanges de l'eau de mer suffisants au niveau de l'interface tout en ayant des moyens de butée de l'emboîtement de l'obturateur dans l'ouverture du contenant. [0008] A cette fin, l'invention concerne un contenant étanche destiné à être immergé dans de l'eau de mer comportant : [0009] - une ouverture d'accès à un volume intérieur, ladite ouverture étant délimitée par une face latérale interne du contenant présentant un axe de révolution A 1, [0010] - un obturateur présentant un axe de révolution A2 et adapté à venir s'emboîter dans une ladite ouverture selon une direction d'emboîtement D qui se confond avec les axes de révolution de A2 l'obturateur et de Al la face latérale interne délimitant l'ouverture, pour obturer ladite ouverture, l'obturateur 3 comportant : [0011] " une face latérale externe de révolution autour de l'axe de révolution A2 de l'obturateur qui, après emboitement, vient en regard de la face latérale interne délimitant l'ouverture, [0012] une face d'appui agencée pour venir, après emboitement, en appui contre une face de butée du contenant, [0013] - un joint torique comprimé entre la face latérale externe de l'obturateur et la face latérale interne délimitant l'ouverture du contenant, pour assurer l'étanchéité de l'obturation et définissant dans lesdites faces latérales une partie externe côté de l'eau de mer et une partie interne isolée de l'eau de mer côté intérieur du contenant. [0014] Selon l'invention, lorsque l'obturateur est emboîté dans l'ouverture : 3 [0015] - la face d'appui et la face de butée sont isolées de l'eau de mer par le joint torique, et [0016] - les faces latérales en regard de l'obturateur et de l'ouverture au moins côté partie externe sont séparées d'une distance libre minimale mesurée au plus court qui est supérieure ou égale à 100 p.m afin de permettre le passage de l'eau de mer entre l'ouverture du contenant et l'obturateur jusqu'au joint. [0017] D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du contenant conforme à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : [0018] - lorsque l'obturateur est emboîté dans l'ouverture, la face d'appui et la face de butée ne présentent aucun contact avec le joint torique, [0019] - les faces d'appui et de butée sont orientées transversalement/inclinées par rapport aux axes de révolution, [0020] - les faces d'appui et de butée sont orientées perpendiculairement par rapport aux axes de révolution, [0021] - le contenant appartient à un appareillage comportant au moins un sonar, [0022] - l'obturateur comporte des connecteurs étanches, [0023] - le contenant comporte une ouverture et un obturateur, [0024] - le contenant comporte au moins une ouverture et autant d'obturateurs que d'ouvertures, [0025] - le contenant est cylindrique et l'ouverture est à une des deux extrémités axiales du contenant, le contenant comportant une ouverture et un obturateur, [0026] - le contenant est cylindrique et comporte deux ouvertures aux deux extrémités axiales du contenant, le contenant comportant deux ouvertures et deux obturateurs, [0027] - l'obturateur est en acier inoxydable comportant au moins 11% de chrome, [0028] - le contenant au moins dans la région de l'ouverture est en acier inoxydable comportant au moins 11% de chrome, [0029] - le contenant est en acier inoxydable comportant au moins 11% de chrome, [0030] - l'acier inoxydable de l'obturateur et du contenant est le même, [0031] - l'obturateur et le contenant au moins dans la région de l'ouverture sont constitués d'un même acier inoxydable comportant au moins 11% de chrome, [0032] - la partie interne est à sec, [0033] - la partie interne est remplie de graisse, [0034] - la partie interne est remplie de colle, [0035] - de la colle est présente entre la face d'appui et la face de butée, [0036] - la partie interne est remplie d'un liquide ou d'une pâte polymérisant, notamment en silicone, [0037] - le joint torique est enduit de graisse, [0038] - le joint torique est disposé dans une gorge de l'obturateur ménagée dans la face latérale externe dudit obturateur, [0039] - le joint torique est disposé dans une gorge de l'obturateur, en dehors de la face d'appui dudit obturateur, [0040] - la gorge est à une distance définie de la face d'appui, ladite distance définie étant d'au moins 1 mm, [0041] - la face latérale externe de l'obturateur dans la zone comprise entre la face d'appui et la gorge est donc dans la partie interne, [0042] - dans la zone comprise entre la face d'appui et la gorge, la face latérale externe de l'obturateur et la face latérale interne de l'ouverture sont séparées d'un écart minimum mesuré au plus court qui est supérieur ou égal à 100 pm, [0043] - dans la zone comprise entre la face d'appui et la gorge, la face latérale externe de l'obturateur et la face latérale interne de l'ouverture sont séparées d'un écart minimum mesuré au plus court qui est sensiblement égal à la distance libre minimale, [0044] - dans la zone comprise entre la face d'appui et la gorge, la face latérale externe de l'obturateur et la face latérale interne de l'ouverture sont séparées d'un écart minimum mesuré au plus court qui est inférieur à 100 pm, [0045] - dans la zone comprise entre la face d'appui et la gorge, la face latérale externe de l'obturateur et la face latérale interne de l'ouverture sont sensiblement au contact l'une de l'autre, [0046] - l'obturateur est fixé sur le contenant par au moins une vis, [0047] - ladite au moins une vis est choisie en association ou non entre : - au moins une tige filetée pouvant se visser dans un trou borgne de l'obturateur disposé côté intérieur de l'obturateur, le trou borgne étant taraudé et non débouchant côté eau de mer, - un ensemble de vis et/ou de boulons et/ou de tiges filetées disposé le long du bord périphérique de l'obturateur et traversant dans des trous de passage l'obturateur pour se fixer clans le contenant, [0048] - l'obturateur comporte un seul trou borgne taraudé disposé au centre de l'obturateur et la tige filetée est vissée dans le trou par rotation de l'obturateur lors de l'emboîtement de l'obturateur dans l'ouverture, l'obturateur fonctionnant comme un écrou lors de la fixation de l'obturateur sur le contenant, ledit obturateur pouvant être vissé sur la tige filetée et/ou la tige filetée pouvant être vissée dans le trou borgne de l'obturateur, [0049] - les trous de passage ne sont pas taraudés, [0050] - les trous de passage sont taraudés, [0051] - la distance libre est comprise entre 100 pm et 3 mm, [0052] - avantageusement, la distance libre est comprise entre 200 pm et 3 mm, [0053] - plus avantageusement, la distance libre est comprise entre 300 pm et 3 mm [0054] - encore plus avantageusement, la distance libre est comprise entre 500 Fm et 3 mm, 100551 - avantageusement, les faces latérales en regard de l'obturateur et de l'ouverture au moins côté partie externe sont séparées d'une distance libre minimale mesurée au plus court qui est supérieure ou égale à 200 pm, [0056] - plus avantageusement, les faces latérales en regard de l'obturateur et de l'ouverture au moins côté partie externe sont séparées d'une distance libre minimale mesurée au plus court qui est supérieure ou égale à 300 pm, [0057] - encore plus avantageusement, les faces latérales en regard de l'obturateur et de l'ouverture au moins côté partie externe sont séparées d'une distance libre minimale mesurée au plus court qui est supérieure ou égale à 500 pm, [0058] - au moins une partie de l'acier inoxydable de l'ouverture du contenant et/ou de l'obturateur et qui est au contact de l'eau de mer est recouvert ou comporte des produits destinés à empêcher la présence ou l'accrochage de plantes aquatiques et/ou d'animaux pouvant limiter les échanges d'eau de mer du fait de leur présence. [0059] L'invention propose également un contenant configuré pour être mis en oeuvre dans le cadre de l'invention. [0060] L'invention propose également un obturateur configuré pour être mis en oeuvre dans le cadre de l'invention. Brève description des dessins [0061] [fig.1] représente une vue partielle en coupe d'un système de fermeture étanche au niveau d'un obturateur installé sur un contenant, et [0062] [fig.2] représente une coupe longitudinale/axiale du contenant et de son obturateur (sans le joint pour simplification), ces deux éléments étant séparés. Description détaillée d'un exemple de réalisation 100631 La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. 100641 Le système I de fermeture de la figure 1 est destiné à fermer d'une manière étanche un contenant 2 définissant un volume intérieur 10 hors d'eau/à sec. Le contenant 2 comporte une ouverture 11 d'accès au volume interne, l'ouverture 11 étant circulaire et fermée par un obturateur 3 lui aussi circulaire. L'ouverture 11 étant circulaire tout comme l'obturateur 3, il y a donc une symétrie de révolution à prendre en compte pour lire la figure 1 dans l'espace. L'obturateur 3 et le contenant 2 ont des faces en regard l'une de l'autre au niveau de l'ouverture 11 : l'obturateur comporte une face latérale externe 17 en regard de la face latérale interne 16 délimitant l'ouverture I I du contenant 2. [0065] Le contenant 2 fermé par l'obturateur 3 est plongé dans de l'eau de mer 9. L'étanchéité entre le volume intérieur 10 et l'extérieur et l'eau de mer 9 est assurée au 6 moins par un joint torique 4 disposé dans une gorge 8 de l'obturateur 3 ou par plusieurs joints toriques dans plusieurs gorges. On peut prévoir en alternative ou complément un ou plusieurs joints toriques disposés dans une ou plusieurs gorges mais cette fois côté face latérale interne 16 du contenant 2. De préférence, le joint torique 4 est enduit d'une graisse spéciale. [0066] Le joint torique 4 délimite deux parties dans les faces latérales externe 17 et interne 16 qui sont en regard l'une de l'autre : une partie interne 15 (à gauche du joint torique sur la figure 1) isolée de l'eau de mer par le joint torique 4 et une partie externe 14 côté eau de nier 9. [0067] Afin de faciliter la compréhension de la localisation de ces parties externe 14 et interne 15 des faces latérales 17, 16 en regard de l'obturateur 3 et du contenant 2, parties 14, 15 délimitées entre elles par la position du joint torique 4 assurant l'étanchéité, on a schématisé sur la figure 1 l'espace de localisation de la partie externe par la flèche épaisse 14 et celui de la partie interne par la flèche épaisse 15 toutes deux adossées à la ligne de partage représentée en tirets et passant par le joint torique 4. [0068] Côté partie externe 14, les deux faces latérales interne 16 et externe 17 en regard du contenant 2 et de l'obturateur 3 sont nettement séparées entre elles et forment un intervalle libre ayant une distance libre 7 déterminable entre lesdites faces latérales 16, 17 afin que l'eau de mer puisse y circuler ou à tout le moins sc renouveler suffisamment pour notamment que le taux d'oxygène de l'eau de mer s'y trouvant soit sensiblement semblable à celui de l'eau de mer, ailleurs, autour du contenant. [0069] La distance libre 7 minimale mesurée au plus court entre les deux faces en regard du contenant 2 et de l'obturateur 3 côté partie externe 14 de l'intervalle libre est de 100 prn et de préférence 500 prn ou plus afin que de l'eau de mer puisse y circuler ou à tout le moins se renouveler. [0070] Côté partie interne 15, le contenant 2 et l'obturateur 3 sont au contact entre eux au niveau d'une face d'appui 5 de l'obturateur 3 et d'une face de butée 6 de l'ouverture 11. Cette face d'appui 5 et cette face de butée 6 forment un dispositif de butée limitant l'introduction de l'obturateur 3 dans l'ouverture 11 du contenant 2. Les faces d'appui 5 et de butée 6 n'appartiennent pas aux faces latérales externe 17 et interne 16 pour ce qui concerne les explications données dans la présente description des figures. L'inclinaison de cette face d'appui 5 et de cette face de butée 6 peut être différente de celle représentée où elle est perpendiculaire à la direction d'emboîtement D de l'obturateur 3 dans l'ouverture 11 et, dans tous les cas, ces faces d'appui 5 et de butée 6 seront orientées transversalement/inclinées par rapport à la direction d'emboîtement D et aux axes de révolution Al, A2 afin de réaliser une butée. [0071] Toujours côté partie interne 15, on note que le joint torique 4 et sa gorge 8 sont à distance de la face d'appui 5 dans l'obturateur 3. Dans la zone comprise entre la face 7 d'appui 5 et la gorge 8, on a représenté les faces latérales 16 et 17 en regard de l'ouverture 11 et de l'obturateur 3 sensiblement au contact l'une de l'autre mais dans des variantes, on peut laisser un écart entre elles, écart qui est hors d'eau de mer car côté partie interne 15 par rapport au joint torique 4. [0072] Dans certaines modalités de mise en oeuvre où le joint n'est pas à distance de la face d'appui 5, on prévoit que le joint est aussi appliqué contre la face de butée 6 en plus d'être appliqué contre la face latérale interne 16 de l'ouverture : la gorge du joint ayant été réalisé à l'extrémité de la face d'appui 5 dans le coin 12, le joint étant donc disposé dans le coin 12 (la gorge correspondante est schématisée par des tirets sur la figure 1). [0073] Sur les figures, la face latérale interne 16 délimitant l'ouverture 11 du contenant 2 entre le coin 12 et l'extrémité 13 du contenant est inclinée par rapport à l'axe de révolution Al, l'ouverture 11 comportant donc une partie conique, niais dans des variantes, on prévoit un montage en piston avec une face latérale interne 16 qui est alors parallèle à l'axe de révolution Al et donc à la direction d'emboîtement D de l'obturateur 3 dans l'ouverture 11, l'ouverture comportant alors une face latérale interne tubulaire. On peut prévoir une ouverture avec une face latérale interne qui comporte une partie conique et une partie tubulaire, la face latérale externe de l'obturateur étant de forme complémentaire adaptée à l'invention. [0074] La figure 2 permet de mieux visualiser les rapports entre l'obturateur 3 et l'ouverture 11 du contenant 2 avec dans cet exemple un obturateur 3 et une ouverture 11 qui ont des faces latérales respectivement externe 17 et interne 16 circulaires et coniques. L'obturateur 3 est inséré ou retiré de l'ouverture 11 réalisée à l'extrémité longitudinale/axiale du contenant 2 par translation (et éventuellement aussi vissage ou dévissage si l'obturateur est fileté et l'ouverture taraudée) le long (autour s'il y a vissage ou dévissage) de l'axe de révolution A2 de l'ouverture 11 qui est ici aussi l'axe de révolution Al du contenant, axes de révolution supportant la direction d'emboîtement D. On comprend que l'ouverture peut être disposée selon d'autres modalités pal- rapport au reste du contenant et par exemple sur le côté du contenant au lieu de son extrémité longitudinale et le contenant peut avoir d'autres formes. [0075] On comprend aussi que l'invention peut mettre en oeuvre d'autres moyens. Par exemple la fixation de l'obturateur dans l'ouverture du contenant, au lieu d'utiliser une/des vis, peut mettre en oeuvre un filetage de la face latérale externe de l'obturateur et un taraudage correspondant sur la face latérale interne délimitant l'ouverture du contenant, côté partie interne, notamment entre le coin 12 et le joint torique 4 dans une zone de l'ouverture qui est alors tubulaire et dans ce cas on visse directement l'obturateur dans l'ouverture. On peut, d'une manière équivalente à une ouverture circulaire, mettre en oeuvre une ouverture et un obturateur de forme non circulaire et par exemple polygonale ou carrée si on ne prévoit pas de visser directement 8 l'obturateur dans l'ouverture et, toujours dans ce cas, on utilisera une/des vis pour fixer l'obturateur au contenant. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3]