Brevet FR3151891A1 — publié le 20250207

Réservoir pour gaz sous pression L’invention concerne un réservoir (1) pour gaz sous haute pression, tel de l’hydrogène, comprenant une structure présentant une forme sensiblement de révolution, creuse de manière à former un volume d’accueil, percée d’une ouverture de manière à pouvoir relier le volume d’accueil avec l’extérieur, un bossage (3) rigide disposé dans l’ouverture, comprenant une canule (4) dans laquelle est creusée une canalisation (5) traversant la structure et une enveloppe (13) souple, étanche au gaz, recouvrant la surface intérieure de la structure de manière à envelopper le volume d’accueil et comprenant un goulot (14), assemblé de manière étanche avec le bossage (3) en continuité avec la canalisation (5), où le goulot (14) est disposé autour de la périphérie externe de la canule (4) et le bossage (3) comprend encore une bague (9) déformable pressant de manière annulaire et centripète le goulot (14) contre la canule (4). Figure pour l'abrégé: Figure 1 Réservoir pour gaz sous pression L’invention concerne un réservoir pour gaz sous pression. Il est connu de réaliser un réservoir pour gaz sous pression, du type comprenant une structure présentant une forme sensiblement de révolution, creuse de manière à former un volume d’accueil, percée d’une ouverture de manière à pouvoir relier le volume d’accueil avec l’extérieur, un bossage rigide disposé dans l’ouverture, dans lequel est creusée une canalisation traversante et une enveloppe souple comprenant un goulot, assemblé de manière étanche avec le bossage. L’invention propose une solution particulièrement avantageuse pour réaliser l’étanchéité entre le goulot de l’enveloppe et le bossage. L’invention se propose de fournir un réservoir pour gaz sous haute pression, tel de l’hydrogène, comprenant une structure présentant une forme sensiblement de révolution, creuse de manière à former un volume d’accueil, percée d’une ouverture de manière à pouvoir relier le volume d’accueil avec l’extérieur, un bossage rigide disposé dans l’ouverture, comprenant une canule dans laquelle est creusée une canalisation traversant la structure et une enveloppe souple, étanche au gaz, recouvrant la surface intérieure de la structure de manière à envelopper le volume d’accueil et comprenant un goulot, assemblé de manière étanche avec le bossage en continuité avec la canalisation, où le goulot est disposé autour de la périphérie externe de la canule et en ce que le bossage comprend encore une bague déformable pressant de manière annulaire et centripète le goulot contre la canule. Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont : - la bague présente une forme conique, et le bossage comprend encore une première partie annulaire entourant la partie basse du goulot et une deuxième partie annulaire entourant la partie haute du goulot, apte à être assemblée avec le reste du bossage en enserrant la bague entre les deux parties, de manière à ce que la deuxième partie appuie sur la surface extérieure de la bague, - la conicité de la bague est comprise entre 5 ° et 45 °, préférentiellement entre 10 ° et 40 ° et encore préférentiellement entre 15 ° et 35 °, - la bague et la deuxième partie sont conformées de manière à ce que la bague pénètre dans le goulot d’une épaisseur comprise entre 20 % et 50 % de l’épaisseur du goulot, - la surface intérieure de la bague, en contact avec le goulot, comprend au moins une dent annulaire, - l’assemblage de la deuxième partie s’effectue avec la première partie au moyen d’au moins une vis longitudinale ou avec la canule au moyen d’un filetage longitudinal, - la canule est solidaire de la deuxième partie, - le bossage, y inclus la bague, est en matériau métallique, - l’enveloppe, y inclus le goulot, est en matériau thermoplastique de type polyamide, polyoléfine PE ou PP, PAEK, PES, possiblement chargé par une charge particulaire ou filamentaire, avec ou sans additifs ou en matériau élastomère thermoplastique PTE. Selon un deuxième aspect de l’invention, un procédé de fabrication d’un tel réservoir, comprenant une étape de chauffage du goulot avant le pressage du goulot par la bague Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont : la température de chauffage est inférieure au point de fusion du goulot et préférentiellement comprise entre 40 ° et 90 ° 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 : montre, en vue de profil coupé, une demi-tête de réservoir, selon un premier mode de réalisation de l’invention, montre, en vue de profil coupé, une demi-tête de réservoir, selon un autre mode de réalisation de l’invention, montre, en vue de profil coupé, un détail de l’action d’une bague, montre, en vue de profil coupé, un autre mode de réalisation d’une bague. En référence à la , l’invention concerne un réservoir 1 pour gaz sous haute pression. Ce gaz peut être tout gaz, y compris de l’hydrogène. Le réservoir 1 comprend une structure, non représentée, présentant une forme sensiblement de révolution autour d’un axe A longitudinal. Le réservoir 1 n’est pas nécessairement cylindrique. L’invention s’applique à tout réservoir 1 présentant une ouverture avec un goulot tubulaire. La structure est creuse de manière à former un volume d’accueil pour le gaz. Selon un mode de réalisation classique la structure présente une forme sensiblement cylindrique d’axe A, terminée, à chaque extrémité du cylindre, par une coquille sensiblement hémisphérique, de même section que le cylindre. La structure est percée d’une ouverture de manière à pouvoir relier le volume d’accueil avec l’extérieur, et ainsi pouvoir remplir ou puiser le gaz du réservoir 1. Cette ouverture est typiquement disposée au centre d’une coquille hémisphérique, selon l’axe A. La structure peut être réalisée en composite avec une armature/réseau en fibres, telles des fibres de verre ou de carbone, noyée dans une matrice en résine thermoplastique ou thermodurcissable. Le réservoir 1 comprend encore un bossage 3 rigide disposé dans l’ouverture. Le bossage 3 comprend une canule 4 dans laquelle est creusée une canalisation 5, d’axe A, traversant la structure, afin de permettre le remplissage et le puisage, avantageusement sous le contrôle d’une vanne. La structure n’est pas étanche au gaz. Aussi, le réservoir 1 comprend encore une enveloppe 13 ou liner, souple et étanche au gaz. Cette enveloppe 13, recouvre sensiblement toute la surface intérieure de la structure, de manière à envelopper le volume d’accueil. Elle comprend un goulot 14, sensiblement cylindrique, d’axe A. Le goulot 14 est classiquement réalisé de matière avec le reste de l’enveloppe 13 afin de réaliser une connexion étanche entre le goulot 14 et le reste de l’enveloppe 13. Le goulot 14 est assemblé de manière étanche avec le bossage 3, en continuité avec la canalisation 5. Ainsi, l’intérieur du volume creux délimité par la structure et étanché par l’enveloppe 13 peut être mis en communication avec l’extérieur du réservoir 1 via la canalisation 5. Pour cela, le goulot 14 est disposé autour de la périphérie externe de la canule 4 et le bossage 3 comprend encore une bague 9 déformable pressant de manière annulaire et centripète le goulot 14 contre la canule 4. Comme illustré à la ou 2, le goulot 14 entoure et enserre la surface extérieure de la canule 4, la surface intérieure du goulot 14 étant en contact avec la surface extérieure de la canule 4. La bague 9 entoure et enserre, avec une pression importante, la surface extérieure du goulot 14. Ceci a pour effet de presser, sur une bande annulaire située sous la bague 9, le goulot 14 contre la canule 4. Le goulot 14 étant réalisé en une matière déformable et au moins partiellement élastique, cette pression annulaire réalise une étanchéité au gaz entre le goulot 14 et la canule 4, soit entre l’enveloppe 13 et le bossage 3. Selon une autre caractéristique, la bague 9 présente une forme conique et le bossage 3 comprend encore une première partie 6 et une deuxième partie 7 aptes à être assemblées avec le reste du bossage 3, de telle manière à ce que la deuxième partie 7 appuie sur la surface externe 11 de la bague 9. La bague 9 présente une forme conique. Autrement dit, la surface extérieure 11 et la surface intérieure 10 sont conformées en dièdre et présentent un angle de conicité entre elles. Ladite conicité s’ouvre préférentiellement vers l’intérieur du réservoir 1. Pour cela, la première partie 6 est annulaire et entoure la partie basse du goulot 14, soit la partie du goulot 14 proche du reste de l’enveloppe 13 et comprenant la jonction entre le goulot 14 et le reste de l’enveloppe 13. La deuxième partie 7 est aussi annulaire et entoure la partie haute du goulot 14, soit la partie distale du goulot 14 ou la partie où le goulot 14 présente une ouverture. La deuxième partie 7 est encore apte à être assemblée avec le reste du bossage 3. La première partie 6 et la deuxième partie 7 enserrent entre elles la bague 9. Ainsi, la deuxième partie 7 appuie sur la surface extérieure 11 de la bague 9. Cet appui est principalement exercé longitudinalement, soit parallèlement à l’axe A, du fait d’un rapprochement mutuel selon l’axe A longitudinal de la première partie 6 et de la deuxième partie 7. Il convient que la deuxième partie 7 se rapproche de la première partie 6, sans pour autant que la première partie 6 ne se décolle de la partie 13. L’effort exercé longitudinalement sur la surface extérieure 11 de la bague 9 est transformé, du fait de la conicité de la bague 9 en un effort centripète et comprenant au moins une composante radiale. Selon une autre caractéristique, la conicité de la bague 9 est comprise entre 5 ° et 45 °. Préférentiellement cette conicité est comprise entre 10 ° et 40 °. De manière encore préférentielle cette conicité est comprise entre 15 ° et 35 °. Selon une autre caractéristique, la bague 9 et la deuxième partie 7 sont conformées de manière que la bague 9 pénètre dans le goulot 14 d’une épaisseur comprise entre 20 % et 50 % de l’épaisseur e du goulot 14. Ainsi, la conicité de la bague 9 et la forme complémentaire de la deuxième partie 7 qui vient en contact avec la surface extérieure 11 de la bague 9 sont conformées de manière à ce que la surface intérieure 10 de la bague 9 pénètre dans l’épaisseur e du goulot 14 d’une épaisseur comprise entre 20 % et 50 %. Selon une autre caractéristique, plus particulièrement illustrée aux figures 3 et 4, afin d’augmenter, au moins localement, la pression sur le goulot 14 et donc l’étanchéité qui en résulte, la surface intérieure 10 de la bague 9 comprend au moins une dent 12 annulaire. Cette au moins une dent 12 annulaire crée au moins une bande annulaire étroite de pression augmentée et donc d’étanchéité. La surface intérieure 10 de la bague 9 est la surface 10 de la bague 9 qui est en contact avec le goulot 14. La surface intérieure 10 peut présenter tout type de profil. Elle peut présenter un profil convexe, comme illustré à la ou alternativement, comme illustré à la , elle peut présenter un profil rectiligne. Selon une autre caractéristique, plus particulièrement illustrée à la , l’assemblage de la deuxième partie 7 s’effectue avec la première partie 6. Cet assemblage peut se faire par tout moyen assurant un rapprochement longitudinal de la deuxième partie 7 relativement à la première partie 6. Ceci peut, par exemple, tel qu’illustré à la , être réalisé au moyen d’au moins une vis 8 longitudinale. Dans ce cas, ladite au moins une vis 8 assure à la fois le déplacement de la deuxième partie 7 relativement à la première partie 6 l’une vers l’autre et donc l’appui contre la bague 9 et la création de l’effort centripète, et l’assemblage des deux parties 6, 7 entre elles. Selon une autre caractéristique alternative, plus particulièrement illustrée à la , l’assemblage de la deuxième partie 7 s’effectue avec la canule 4. Cet assemblage peut se faire par tout moyen assurant un rapprochement longitudinal de la deuxième partie 7 relativement à la canule 4 l’une vers l’autre et donc l’appui contre la bague 9 et la création de l’effort centripète. Ceci peut, par exemple, tel qu’illustré à la , être réalisé au moyen d’un filetage 15 longitudinal, disposé entre la deuxième partie 7 qui peut être filetée, respectivement taraudée, et la canule 4 qui peut être taraudée, respectivement filetée. Selon une autre caractéristique, la canule 4 est solidaire de la deuxième partie 7. Ainsi, la canule 4, la première partie 6, la deuxième partie 7 et la bague 9 forment ensemble le bossage 3. L’étanchéité est normalement entièrement réalisée par la pression, par la bague 9 du goulot 14 contre la canule 4. Selon une autre caractéristique, le bossage 3, y inclus la bague 9, est en matériau métallique. Le bossage 3 est typiquement en alliage léger. Avantageusement, la bague 9 est réalisée dans un matériau plus tendre que le matériau de la deuxième partie 7 afin d’être sûr que ce soit la bague 9 qui se déforme et non la deuxième partie 7. Il a été vu que le matériau du goulot 14 est souple et au moins partiellement élastique afin de pouvoir réaliser l’étanchéité par compression. Selon une autre caractéristique, ceci est obtenu avec une réalisation de l’enveloppe 13, y inclus le goulot 14, en un matériau thermoplastique de type polyamide, polyoléfine PE ou PP, PAEK, PES, possiblement chargé par une charge particulaire ou filamentaire, avec ou sans additifs ou en matériau élastomère thermoplastique PTE. Un autre point d’étanchéité est réalisé entre la deuxième partie 7 et la bague 9. Il s’agit d’une étanchéité métal/métal. L’invention concerne encore un procédé de fabrication d’un tel réservoir 1. Afin de pouvoir augmenter la déformation à rupture du matériau du goulot 14 et ainsi permettre une déformation lors du pressage de la bague 9 avec moins de risque d’endommagement du matériau du goulot 14, il est avantageux de chauffer le goulot 14 avant son pressage par la bague 14. Aussi, le procédé de fabrication d’un tel réservoir 1 comprend avantageusement une étape de chauffage du goulot 14 avant le pressage du goulot 14 par la bague 9. Selon une autre caractéristique, la température de chauffage du goulot 14 est inférieure au point de fusion du goulot 14. Cette température de chauffage est préférentiellement comprise entre 40 ° et 90 ° en fonction du matériau employé pour le goulot 14. Il convient que cette température de chauffe ne soit pas trop élevée pour éviter un fluage relaxation de la matière, ce qui conduirait, de manière préjudiciable, à perdre les pressions de contact. 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. Réservoir (1) pour gaz sous haute pression, tel de l’hydrogène, comprenant une structure présentant une forme sensiblement de révolution, creuse de manière à former un volume d’accueil, percée d’une ouverture de manière à pouvoir relier le volume d’accueil avec l’extérieur, un bossage (3) rigide disposé dans l’ouverture, comprenant une canule (4) dans laquelle est creusée une canalisation (5) traversant la structure et une enveloppe (13) souple, étanche au gaz, recouvrant la surface intérieure de la structure de manière à envelopper le volume d’accueil et comprenant un goulot (14), assemblé de manière étanche avec le bossage (3) en continuité avec la canalisation (5), caractérisé en ce que le goulot (14) est disposé autour de la périphérie externe de la canule (4) et en ce que le bossage (3) comprend encore une bague (9) déformable pressant de manière annulaire et centripète le goulot (14) contre la canule (4). Réservoir (1) selon la revendication 1, où la bague (9) présente une forme conique, et où le bossage (3) comprend encore une première partie (6) annulaire entourant la partie basse du goulot (14) et une deuxième partie (7) annulaire entourant la partie haute du goulot (14), apte à être assemblée avec le reste du bossage (3) en enserrant la bague (9) entre les deux parties (6, 7), de manière que la deuxième partie (7) appuie sur la surface externe (11) de la bague (9). Réservoir (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, où la conicité de la bague (9) est comprise entre 5 ° et 45 °, préférentiellement entre 10 ° et 40 ° et encore préférentiellement entre 15 ° et 35 °. Réservoir (1) selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, où la bague (9) et la deuxième partie (7) sont conformées de manière que la bague (9) pénètre dans le goulot (14) d’une épaisseur comprise entre 20 % et 50 % de l’épaisseur (e) du goulot (14). Réservoir (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, où la surface intérieure (10) de la bague (9), en contact avec le goulot (14), comprend au moins une dent (12) annulaire. Réservoir (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, où l’assemblage de la deuxième partie (7) s’effectue avec la première partie (6) au moyen d’au moins une vis (8) longitudinale ou avec la canule (4) au moyen d’un filetage (15) longitudinal. Réservoir (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, où la canule (4) est solidaire de la deuxième partie (7). Réservoir (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, où le bossage (3), y inclus la bague (9), est en matériau métallique. Réservoir (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, où l’enveloppe (13), y inclus le goulot (14), est en matériau thermoplastique de type polyamide, polyoléfine PE ou PP, PAEK, PES, possiblement chargé par une charge particulaire ou filamentaire, avec ou sans additifs ou en matériau élastomère thermoplastique PTE. Procédé de fabrication d’un réservoir (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant une étape de chauffage du goulot (14) avant le pressage du goulot (14) par la bague (9). Procédé selon la revendication précédente, où la température de chauffage est inférieure au point de fusion du goulot (14) et préférentiellement comprise entre 40 ° et 90 °.