Brevet FR3129699A1 — publié le 20230602

L’invention concerne un tuyau (1) pour le transport d’un fluide, en particulier de refroidissement, pour un véhicule, le tuyau (1) ayant une structure multicouches et comprenant : - une couche interne (10) définissant un passage interne de circulation du fluide, la couche interne (10) étant formée d’un premier matériau comprenant un élastomère choisi parmi les copolymères d’éthylène-propylène, - une couche externe (16) formée d’un second matériau comprenant : - un élastomère choisi parmi les copolymères d’éthylène-acétate de vinyle selon une proportion d’au moins 50 pce, et - une charge ignifugeante selon une proportion d’au moins 50 pce, et - une couche intermédiaire (12) de liaison agencée entre la couche interne (10) et la couche externe (16) et comportant un mélange d’un copolymère d’éthylène-propylène avec un copolymère d’éthylène-acétate de vinyle ou un polyacrylate ou un copolymère d’éthylène acrylate. Figure d’abrégé : 1 TUYAU POUR LE TRANSPORT D’UN FLUIDE POUR UN VEHICULE Domaine technique de l'invention L’invention concerne le domaine des tuyaux pour le transport d’un fluide, par exemple un fluide de refroidissement, pour les véhicules, tels que les véhicules automobiles. L’invention concerne plus particulièrement le domaine des tuyaux pour le transport d’un fluide de refroidissement pour un circuit de refroidissement basse température et basse pression pour les véhicules automobiles. Arrière-plan technique Un véhicule automobile comprend classiquement un circuit de refroidissement, notamment un circuit basse température et basse pression. Par basse température et basse pression, il est entendu une température à l’intérieur du circuit comprise entre -30°C et 120°C et une pression à l’intérieur du circuit comprise entre 1.10 5 Pa et 5.10 5 Pa. Le circuit de refroidissement met en œuvre des tuyaux de transport d’un fluide de refroidissement. Le fluide de refroidissement est par exemple un liquide caloporteur tel qu’un liquide à base de glycol. De tels tuyaux doivent répondre à différentes contraintes qui complexifient le choix des matériaux pouvant composer ces tuyaux. En effet, le tuyau doit présenter des caractéristiques de résistance vis-à-vis du fluide transporté dans les conditions de température et de pression données. Le matériau du tuyau doit donc être résistant aux espèces chimiques composants le liquide de refroidissement dans les conditions de pression et de température de transport du fluide afin de garantir l’étanchéité du tuyau sur une période de temps donnée. Par ailleurs, le tuyau doit présenter des propriétés mécaniques compatibles avec l’environnement dans lequel il est mis en œuvre. En particulier, le matériau du tuyau doit être suffisamment souple afin de fournir des tuyaux présentant des formes complexes adaptées à l’encombrement du véhicule. Aussi, le tuyau doit être capable d’amortir les vibrations afin de garantir l’intégrité du circuit sur la période de temps donnée. En outre, le tuyau doit être résistant au feu. Le matériau mis en œuvre dans le tuyau doit notamment répondre à la norme 94 des Underwriters Laboratories (UL94). La norme 94 présente deux grandes catégories de test qui permettent de qualifier la résistance au feu d’un matériau polymérique. La première catégorie concerne un test de combustion horizontal (HB, pour « Horizontal Burning » en langue anglaise) et la seconde catégorie concerne un test de combustion vertical qui est plus sévère que le test de combustion horizontal. Dans le cadre du test de combustion vertical, plusieurs critères permettent de classer les matériaux polymériques selon l’indice V-0, V-1 ou V-2. Les constructeurs automobiles requièrent aujourd’hui des matériaux répondant au moins au test de combustion vertical de la norme UL 94 selon l’indice V-0. Afin de répondre à toutes les conditions requises, de tels tuyaux sont classiquement formés d’une pluralité de couches concentriques. Chaque couche assure une fonction spécifique. Typiquement, le tuyau comprend une couche interne définissant un passage interne de circulation du fluide et une couche externe de protection. La couche interne doit présenter la résistance au fluide de refroidissement tandis que la couche externe doit présenter la résistance au feu selon la norme UL94 V-0. Enfin, la combinaison de ces couches doit présenter la souplesse nécessaire permettant au tuyau d’amortir les vibrations. Certains matériaux polymériques de type thermoplastiques sont connus comme répondant aux conditions la norme UL94 V-0. Ces matériaux présentent un niveau de résistance au feu conforme à la norme précitée. Cependant, l’utilisation de thermoplastiques dans le domaine de l’invention ne procure pas entière satisfaction. En effet, les thermoplastiques présentent une souplesse et une résistance aux vibrations insuffisantes pour leur utilisation comme couche externe dans de tels tuyaux. Dans ce cadre, il existe un besoin de fournir un tuyau pour le transport d’un fluide, en particulier de refroidissement, pour un véhicule, qui soit résistant au feu, au fluide transporté et qui présente les propriétés mécaniques requises. A cet effet, l’invention propose un tuyau pour le transport d’un fluide, en particulier de refroidissement, pour un véhicule, le tuyau ayant une structure multicouches et comprenant : - une couche interne définissant un passage interne de circulation du fluide, la couche interne étant formée d’un premier matériau comprenant un élastomère choisi parmi les copolymères d’éthylène-propylène, - une couche externe formée d’un second matériau comprenant : - un élastomère choisi parmi les copolymères d’éthylène-acétate de vinyle selon une proportion d’au moins 50 pce, et - une charge ignifugeante selon une proportion d’au moins 50 pce, et - une couche intermédiaire de liaison agencée entre la couche interne et la couche externe et comportant un mélange d’un copolymère d’éthylène-propylène avec un copolymère d’éthylène-acétate de vinyle ou un polyacrylate ou un copolymère d’éthylène acrylate. Le tuyau selon l’invention présente ainsi une couche interne en élastomère choisi parmi les copolymères d’éthylène-propylène. Les copolymères d’éthylène-propylène présentent l’avantage d’être résistants au fluide de refroidissement transporté dans les conditions de température et de pression d’un circuit de refroidissement, notamment un circuit basse pression, basse température. Aussi, de tels élastomères présentent l’avantage de garantir une souplesse de la couche interne compatible avec les vibrations. Le tuyau comprend en outre une couche externe formée d’un second matériau comprenant un élastomère choisi parmi les copolymères d’éthylène-acétate de vinyle selon une proportion massique d’au moins 50 pce. L’élastomère composant le second matériau est donc majoritairement un copolymère d’éthylène-acétate de vinyle. Il a été constaté que, contrairement au copolymère d’éthylène-propylène, un tel élastomère présente l’avantage de résister au feu. Aussi, il a été constaté qu’un tel élastomère présente une tenue thermique remarquable ce qui permet de garantir l’intégrité de la couche externe dans les conditions de température d’utilisation du tuyau. En outre, le second matériau composant la couche externe comprend une charge ignifugeante selon une proportion d’au moins 50 pce. La charge ignifugeante permet d’améliorer la résistance au feu de la couche externe. Il a été constaté que, dans une telle proportion, la résistance au feu de la couche externe était nettement améliorée sans dégrader la souplesse de la couche externe. La couche externe selon l’invention est notamment conforme au test de combustion vertical de la norme UL 94 selon l’indice V-0. En outre, selon l’invention, le tuyau comprend une couche intermédiaire de liaison. La couche intermédiaire de liaison permet de renforcer l’adhésion des couches interne et externe qui sont formées de deux élastomères distincts. La cohésion du tuyau est assurée par la présence de cette couche. Le tuyau selon l’invention comprend donc des couches en élastomère qui permettent de garantir une souplesse suffisante pour résister par exemple aux vibrations. En outre, le tuyau selon l’invention est résistant aux espèces chimiques composant le fluide transporté et au feu tel que requis par la norme UL94 V-0. L’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - la charge ignifugeante est choisie parmi les hydroxydes métalliques, par exemple l’hydroxyde d’aluminium ou l’hydroxyde de magnésium ou un mélange de ceux-ci, - la charge ignifugeante est choisie parmi les composés phosphorés, par exemple les composés organophosphorés ou les composés phosphorés azotés ou les chlorophosphates ou les phosphinates métalliques ou un mélange de ceux-ci, - la proportion de charge ignifugeante est d’au moins 70 pce, préférentiellement d’au moins 100 pce, - le second matériau comprend des charges de renfort, - les charges de renfort comprennent de la silice suivant une proportion inférieure ou égale à 50 pce, préférentiellement inférieure ou égale à 40 pce, - le second matériau comprend des additifs, la proportion de chaque additif étant inférieure ou égale à 10 pce, préférentiellement inférieure ou égale à 5 pce, - les additifs comprennent du noir de carbone, - le second matériau est vulcanisé au peroxyde, - le second matériau est exempt d’élastomère choisi parmi les copolymères d’éthylène-propylène, - le copolymère d’éthylène-propylène du premier matériau est un terpolymère d’éthylène-propylène et d’un diène non conjugué, - la proportion du copolymère d’éthylène-propylène du premier matériau est de 100 pce, - la proportion de l’éthylène-acétate de vinyle du second matériau est d’au moins 70 pce, préférentiellement de 100 pce, - une couche de renfort agencée entre la couche externe et la couche intermédiaire ou noyée dans la couche externe. L’invention concerne également un circuit de refroidissement pour un véhicule, comprenant un tuyau selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un tuyau tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : former la couche interne, former la couche intermédiaire autour de la couche interne, former la couche externe, et vulcaniser les couches interne, intermédiaire et externe. Avantageusement, le procédé comprend, après l’étape de vulcanisation, une étape de post-cuisson du tuyau . L’invention concerne également l’utilisation d’un tuyau selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes, pour le transport d’un fluide de refroidissement. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels : la est une représentation schématique en perspective d’un tuyau selon un exemple de réalisation de l’invention ; la est un schéma synoptique d’un procédé de fabrication du tuyau de la . Tuyau (1) pour le transport d’un fluide, en particulier de refroidissement, pour un véhicule, le tuyau (1) ayant une structure multicouches et comprenant : - une couche interne (10) définissant un passage interne de circulation du fluide, la couche interne (10) étant formée d’un premier matériau comprenant un élastomère choisi parmi les copolymères d’éthylène-propylène, - une couche externe (16) formée d’un second matériau comprenant : - un élastomère choisi parmi les copolymères d’éthylène-acétate de vinyle selon une proportion d’au moins 50 pce, et - une charge ignifugeante selon une proportion d’au moins 50 pce, et - une couche intermédiaire (12) de liaison agencée entre la couche interne (10) et la couche externe (16) et comportant un mélange d’un copolymère d’éthylène-propylène avec un copolymère d’éthylène-acétate de vinyle ou un polyacrylate ou un copolymère d’éthylène acrylate. Tuyau selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la charge ignifugeante est choisie parmi les hydroxydes métalliques, par exemple l’hydroxyde d’aluminium ou l’hydroxyde de magnésium ou un mélange de ceux-ci. Tuyau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge ignifugeante est choisie parmi les composés phosphorés, par exemple les composés organophosphorés ou les composés phosphorés azotés ou les chlorophosphates ou les phosphinates métalliques ou un mélange de ceux-ci. Tuyau selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion de charge ignifugeante est d’au moins 70 pce, préférentiellement d’au moins 100 pce. Tuyau selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second matériau comprend des charges de renfort. Tuyau selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les charges de renfort comprennent de la silice suivant une proportion inférieure ou égale à 50 pce, préférentiellement inférieure ou égale à 40 pce. Tuyau selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second matériau comprend des additifs, la proportion de chaque additif étant inférieure ou égale à 10 pce, préférentiellement inférieure ou égale à 5 pce. Tuyau selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les additifs comprennent du noir de carbone. Tuyau selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second matériau est vulcanisé au peroxyde. Tuyau selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second matériau est exempt d’élastomère choisi parmi les copolymères d’éthylène-propylène. Tuyau selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le copolymère d’éthylène-propylène du premier matériau est un terpolymère d’éthylène-propylène et d’un diène non conjugué. Tuyau selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion du copolymère d’éthylène-propylène du premier matériau est de 100 pce. Tuyau selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion de l’éthylène-acétate de vinyle du second matériau est d’au moins 70 pce, préférentiellement de 100 pce. Tuyau selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une couche de renfort (14) agencée entre la couche externe (16) et la couche intermédiaire (12) ou noyée dans la couche externe (16). Circuit de refroidissement pour un véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend un tuyau (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.