Brevet FR3125856A1 — publié le 20230203

- Cuve, en particulier pour un réservoir à hydrogène liquide, pourvue d’au moins un dôme fixé par une soudure externe. – La cuve (2) comporte un tronçon central (3) pourvu d’au moins une extrémité libre (4) comprenant un premier élément de liaison (7) et au moins un dôme (5) pourvu d’une extrémité ouverte (6) comprenant un second élément de liaison (9), le dôme (5) et le tronçon central (3) étant aptes à être assemblés, le premier élément de liaison (7) et le second élément de liaison (9) étant configurés pour former, lorsque le tronçon central (3) et le dôme (5) sont assemblés, une languette saillante (10A) s’étendant vers l’extérieur de la cuve (2) et apte à être soudée à une extrémité saillante (8), une telle languette saillante (10A) permettant notamment un assemblage de la cuve (2) qui est entièrement réalisé depuis l’extérieur de ladite cuve (2), et un montage et un démontage facilités du dôme (5), en particulier sans problème d’accessibilité. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Cuve, en particulier pour un réservoir à hydrogène liquide, pourvue d’au moins un dôme fixé par une soudure externe. La présente invention concerne une cuve, en particulier pour un réservoir à hydrogène liquide, pourvue d’au moins un dôme. L’invention concerne également un réservoir à hydrogène liquide comportant une telle cuve. ETAT DE LA TECHNIQUE L’hydrogène étant un combustible écologique n’émettant pas de gaz à effet de serre, il est envisagé de développer son utilisation et de l’utiliser à l’avenir dans des domaines très variés et notamment sur des aéronefs, en particulier sur des avions de transport. Le stockage de l’hydrogène comporte un certain nombre de contraintes rendant la conception d’un réservoir complexe. En effet, l’hydrogène à température et pression ambiantes se présente sous forme gazeuse. Cet état gazeux n’est pas idéal pour le stockage puisque, l’hydrogène étant peu dense, il implique de prévoir un très grand volume de réservoir pour pouvoir contenir une quantité importante d’hydrogène. Par ailleurs, l’hydrogène étant un composant de nature très volatile, son stockage doit être réalisé dans un réservoir complètement étanche. Une solution pour remédier à ce problème consiste à stocker l’hydrogène à l’état liquide, en le maintenant à très basse température (environ -252°C), dans un conteneur hermétiquement clos. Pour ce faire, de façon usuelle, on utilise un réservoir fermé, entièrement soudé et comportant des systèmes de réfrigération. Un tel réservoir comprend, généralement, notamment une cuve interne comportant une virole avec un dôme bombé soudé par une soudure bout-à-bout, à chaque extrémité de la virole. Toutefois, un réservoir à très basse température nécessite une cuve équipée de structures et de systèmes complexes limitant l’accès à ladite cuve. Or, comme les cuves d’un tel réservoir sont généralement fabriquées en soudant un dôme bombé à chaque extrémité d’une virole, il est nécessaire d’avoir accès à ces parties, d’une part autour de la cuve pour passer des outils de soudage et d’autre part à l’intérieur de la cuve pour passer des outils de maintien en position. La présente invention a pour objet de proposer une solution permettant de remédier à l’inconvénient précité. Pour ce faire, elle concerne une cuve, en particulier pour un réservoir à hydrogène liquide, ladite cuve comportant au moins un tronçon central pourvu d’au moins une extrémité dite libre et au moins un dôme pourvu d’une extrémité dite ouverte, ledit dôme et ledit tronçon central étant aptes à être assemblés. Selon l’invention, l’extrémité libre du tronçon central comprend un premier élément de liaison, l’extrémité ouverte du dôme comprend, sur une face externe du dôme, un second élément de liaison, et ledit premier élément de liaison et ledit second élément de liaison sont configurés pour former, lorsque le tronçon central et le dôme sont assemblés, une languette saillante s’étendant vers l’extérieur de la cuve et apte à être soudée à une extrémité saillante. Ainsi, grâce à l’invention, on dispose d’une cuve apte à être réalisée avec un assemblage soudé (entre le tronçon central et le dôme) et dont la partie destinée à être soudée (à savoir ladite languette saillante) est située à l’extérieur de ladite cuve, permettant ainsi la mise en œuvre d’un assemblage qui est entièrement réalisé depuis l’extérieur de ladite cuve, ce qui permet un montage et un démontage facilités du dôme, notamment sans problème d’accessibilité et sans perte de longueur de cuve, comme précisé ci-dessous. De plus, avantageusement, la languette saillante présente une longueur totale supérieure à une profondeur d’un cordon de soudure réalisant la soudure de ladite languette. Dans un mode de réalisation préféré, la longueur totale de la languette saillante est supérieure ou égale à deux fois et inférieure ou égale à dix fois la longueur maximale d’une profondeur d’un cordon de soudure réalisant la soudure de ladite languette saillante. Ainsi, en coupant la partie de la languette saillante sur laquelle est réalisé le soudage, on est en mesure d’enlever le dôme et donc d’ouvrir la cuve, et la languette saillante restante (non coupée) présente une longueur suffisante pour réaliser un nouveau soudage, ce qui permet plusieurs montages et démontages successifs notamment pour accéder à l’intérieur de la cuve, par exemple pour réaliser des opérations de maintenance ou de réparation, sans perte de longueur de cuve. Dans un premier mode de réalisation, le premier élément de liaison correspond à un prolongement du tronçon central, à l’extrémité libre, le second élément de liaison correspond à une collerette longitudinale agencée sur une face externe du dôme, et ledit prolongement et ladite collerette longitudinale présentent des formes coopérantes de sorte que la collerette longitudinale peut être insérée avec un contact périphérique dans ledit prolongement pour former ladite languette saillante. Dans un second mode de réalisation, le premier élément de liaison correspond à une première collerette agencée sur une face externe du tronçon central, le second élément de liaison correspond à une seconde collerette agencée sur une face externe du dôme, et ladite première collerette et ladite seconde collerette présentent des formes coopérantes de sorte qu’une face de la première collerette est apte à venir en appui d’une face de la seconde collerette pour former ladite languette saillante. En outre, dans une réalisation particulière de ce second mode de réalisation, la languette saillante, formée par la première collerette et la seconde collerette, présente une forme coudée. Avantageusement, au moins l’un desdits premier et second éléments de liaison est une pièce rapportée. Par ailleurs, le tronçon central comprend, sur une face interne, un épaulement, et une face latérale de l’extrémité ouverte du dôme est configurée pour venir en appui de l’épaulement lorsque le tronçon central et le dôme sont assemblés. Dans un mode de réalisation préféré, la cuve comporte deux dômes, le tronçon central est pourvu de deux extrémités libres, et l’un desdits dômes est fixé sur l’une desdites extrémités libres et l’autre desdits dômes est fixé sur l’autre desdites extrémités libres. La présente invention concerne également un réservoir pour hydrogène liquide comportant au moins une cuve telle que décrite ci-dessus. Avantageusement, le réservoir comporte deux cuves telles que précitées, une première desdites cuves étant une cuve dite externe et la seconde desdites cuves étant une cuve dite interne, et la cuve interne est agencée à l’intérieur de la cuve externe. La présente invention concerne, en outre, un procédé de fabrication d’une cuve telle que celle décrite ci-dessus ou d’un réservoir à hydrogène liquide tel que précité. Selon l’invention, ledit procédé de fabrication comporte au moins les étapes suivantes : - une étape d’assemblage consistant à mettre en position une extrémité ouverte d’un dôme, pourvu d’un premier élément de liaison, sur une extrémité libre d’un tronçon central, pourvu d’un second élément de liaison, de sorte que lesdits premier et second éléments de liaison forment une languette saillante, pourvue d’une extrémité saillante, et à maintenir en position ledit dôme et ledit tronçon central ainsi mis en position afin de réaliser un soudage ; et - une étape de soudage consistant à souder lesdits premier et second éléments de liaison entre eux au niveau de l’extrémité saillante en réalisant un cordon de soudure présentant une profondeur inférieure à une longueur totale de la languette saillante. La présente invention concerne, de plus, un procédé de maintenance d’une cuve telle que celle décrite ci-dessus ou d’un réservoir à hydrogène liquide tel que précité. Selon l’invention, ledit procédé de maintenance comporte au moins les étapes suivantes : - une étape de découpe consistant à découper une partie d’une languette saillante présentant une longueur initiale, ladite partie découpée correspondant au moins à une extrémité saillante soudée de ladite languette saillante comportant un cordon de soudure, et ladite partie découpée présentant une longueur supérieure à une profondeur dudit cordon de soudure ; et - une étape de dépose consistant à ouvrir la cuve comportant au moins un dôme et un tronçon central, en séparant au moins ledit dôme dudit tronçon central qui ne sont plus fixés l’un à l’autre, permettant un accès à la cuve afin de réaliser des opérations de maintenance. De préférence, le procédé de maintenance comporte, de plus, une étape de remontage consistant à remettre en position le dôme sur le tronçon central de manière à reformer la languette saillante, ladite languette saillante présentant une longueur diminuée correspondant à sa longueur initiale moins la longueur de ladite partie découpée, et à souder entre eux le dôme et le tronçon central au niveau de l’extrémité saillante de ladite languette saillante en réalisant un cordon de soudure présentant une profondeur inférieure à la longueur diminuée de la languette saillante. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La est une vue en perspective, en coupe partielle, d’un exemple de réservoir à hydrogène liquide comportant une cuve externe et une cuve interne. La est une vue partielle, en coupe, d’une zone d’interface entre un tronçon central et un dôme selon un premier mode réalisation d’une cuve. La est une vue partielle, en coupe, d’une zone d’interface entre un tronçon central et un dôme selon un second mode réalisation d’une cuve. La est une vue partielle, en coupe, d’une réalisation particulière du second mode de réalisation avec une zone d’interface coudée entre le tronçon central et le dôme. La figure 5A est une vue partielle, en coupe, similaire à celle de la , d’une zone d’interface entre un tronçon central et un dôme d’une cuve pourvue d’une languette saillante soudée. La figure 5B est une vue similaire à celle de la figure 5A lors d’une opération d’ouverture de la cuve après une découpe de la partie soudée de la languette saillante. La figure 5C est une vue similaire à celle de la figure 5B lors de l’opération d’ouverture de la cuve après un désassemblage du tronçon central et du dôme. La figure 5D est une vue similaire à celle de la figure 5C, après un réassemblage du tronçon central et du dôme et une nouvelle soudure de la languette saillante. La montre schématiquement les étapes d’un procédé de fabrication d’une cuve. La montre schématiquement les étapes d’un procédé de maintenance d’une cuve. Cuve, en particulier pour un réservoir à hydrogène liquide, ladite cuve (2) comportant au moins un tronçon central (3) pourvu d’au moins une extrémité (4) dite libre et au moins un dôme (5) pourvu d’une extrémité (6) dite ouverte, ledit dôme (5) et ledit tronçon central (3) étant aptes à être assemblés, caractérisée en ce que l’extrémité libre (4) du tronçon central (3) comprend un premier élément de liaison (7), en ce que l’extrémité ouverte (6) du dôme (5) comprend, sur une face externe (26) du dôme (5), un second élément de liaison (9), et en ce que ledit premier élément de liaison (7) et ledit second élément de liaison (9) sont configurés pour former, lorsque le tronçon central (3) et le dôme (5) sont assemblés, une languette saillante (10A, 10B, 10C) s’étendant vers l’extérieur de la cuve (2) et apte à être soudée à une extrémité saillante (8). Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que la languette saillante (10A, 10B, 10C) présente une longueur totale (L) supérieure à une profondeur (P) d’un cordon de soudure (13) réalisant la soudure de ladite languette (10A, 10B, 10C). Cuve selon la revendication 2, caractérisée en ce que la longueur totale (L) de la languette saillante (10A, 10B, 10C) est supérieure ou égale à deux fois et inférieure ou égale à dix fois la profondeur (P) d’un cordon de soudure (13) réalisant la soudure de ladite languette saillante (10A, 10B, 10C). Cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le premier élément de liaison (7) correspond à un prolongement (12) du tronçon central (3), à l’extrémité libre (4), en ce que le second élément de liaison (9) correspond à une collerette longitudinale (11) agencée sur une face externe (27) du dôme (5), et en ce que ledit prolongement (12) et ladite collerette longitudinale (11) présentent des formes coopérantes de sorte que la collerette longitudinale (11) peut être insérée avec un contact périphérique dans le prolongement (12) pour former ladite languette saillante (10A). Cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le premier élément de liaison (7) correspond à une première collerette (14, 16) agencée sur une face externe (28) du tronçon central (3), en ce que le second élément de liaison (9) correspond à une seconde collerette (15, 17) agencée sur une face externe (27) du dôme (5), et en ce que ladite première collerette (14, 16) et ladite seconde collerette (15, 17) présentent des formes coopérantes de sorte qu’une face (23, 25) de la première collerette (14, 16) est apte à venir en appui d’une face (24, 26) de la seconde collerette (15, 17) pour former ladite languette saillante (10B, 10C). Cuve selon la revendication 5, caractérisée en ce que la languette saillante (10C), formée par la première collerette (16) et la seconde collerette (17), présente une forme coudée. Cuve selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’au moins l’un desdits premier et second éléments de liaison (7, 9) est une pièce rapportée. Cuve selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tronçon central (3) comprend, sur une face interne (19), un épaulement (18), et en ce qu’une face latérale (22) de l’extrémité ouverte (6) du dôme (5) est configurée pour venir en appui de l’épaulement (18) lorsque le tronçon central (3) et le dôme (5) sont assemblés. Cuve selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte deux dômes (5A, 5B), en ce que le tronçon central (3) est pourvu de deux extrémités libres (4), et en ce que l’un desdits dômes (5A) est fixé sur l’une desdites extrémités libres (4) et l’autre desdits dômes (5B) est fixé sur l’autre desdites extrémités libres (4). Réservoir pour hydrogène liquide, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une cuve (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9. Réservoir selon la revendication 10, caractérisé en ce qu’il comporte deux cuves (2A, 2B) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, en ce qu’une première desdites cuves est une cuve (2A) dite externe et la seconde desdites cuves est une cuve (2B) dite interne, et en ce que la cuve interne (2B) est agencée à l’intérieur de la cuve externe (2A). Procédé de fabrication d’une cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 ou d’un réservoir selon l’une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu’il comporte au moins les étapes suivantes : une étape d’assemblage (E1) consistant à mettre en position une extrémité ouverte (6) d’un dôme (5), pourvu d’un premier élément de liaison (7), sur une extrémité libre (4) d’un tronçon central (3), pourvu d’un second élément de liaison (9), de sorte que lesdits premier et second éléments de liaison (7, 9) forment une languette saillante (10A, 10B, 10C), pourvue d’une extrémité saillante (8), et à maintenir en position ledit dôme (5) et ledit tronçon central (3) ainsi mis en position afin de réaliser un soudage ; et une étape de soudage (E2) consistant à souder lesdits premier et second éléments de liaison (7, 9) entre eux au niveau de l’extrémité saillante (8) en réalisant un cordon de soudure (13) présentant une profondeur (P) inférieure à une longueur totale (L) de la languette saillante (10A, 10B, 10C). Procédé de maintenance d’une cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 ou d’un réservoir selon l’une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu’il comporte au moins les étapes suivantes : une étape de découpe (E3) consistant à découper une partie (30) d’une languette saillante (10A, 10B, 10C) présentant une longueur initiale (L1), ladite partie (30) découpée correspondant au moins à une extrémité saillante (8) soudée de ladite languette saillante (10A, 10B, 10C) comportant un cordon de soudure (13), et ladite partie (30) découpée présentant une longueur supérieure à une profondeur (P) dudit cordon de soudure (13) ; et une étape de dépose (E4) consistant à ouvrir la cuve (2) comportant au moins un dôme (5) et un tronçon central (3), en séparant au moins ledit dôme (5) dudit tronçon central (3) qui ne sont plus fixés l’un à l’autre, permettant un accès à la cuve (2) afin de réaliser des opérations de maintenance. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu’il comporte, de plus, une étape de remontage (E5) consistant à remettre en position le dôme (5) sur le tronçon central (3) de manière à reformer la languette saillante (10A, 10B, 10C), ladite languette saillante (10A, 10B, 10C) présentant une longueur diminuée (L2) correspondant à sa longueur initiale (L1) moins la longueur de ladite partie (30) découpée, et à souder entre eux le dôme (5) et le tronçon central (3) au niveau de l’extrémité saillante (8) de ladite languette saillante (10A, 10B, 10C) en réalisant un cordon de soudure (13) présentant une profondeur (P) inférieure à la longueur diminuée (L2) de la languette saillante (10A, 10B, 10C).