Brevet FR3161935A1 — publié le 20251107

Ce réservoir (2) destiné à contenir un gaz sous pression comprend : - un volume intérieur (4) de stockage d’un gaz sous pression appelé « volume interne du réservoir », - un organe de chauffage (12) ménagé dans le volume interne du réservoir (4), - un capteur de température (14) ménagé dans le volume interne du réservoir (4), et - un organe de protection (16) du capteur de température (14) ménagé dans le volume interne du réservoir (4), entre l’organe de chauffage (12) et le capteur de température (14). Figure pour l’abrégé : figure 2 Réservoir destiné à contenir un gaz sous pression L’invention se rapporte au domaine des réservoirs sous pression, notamment pour un véhicule. L’invention concerne plus précisément un réservoir destiné à contenir un gaz sous pression et un véhicule comprenant un tel réservoir. Un réservoir destiné à contenir un gaz sous pression peut être équipé de plusieurs accessoires remplissant diverses fonctions dans le réservoir. Dans le cas d’un réservoir de stockage d’hydrogène (H 2 ), lequel étant destiné à être consommé par un véhicule dans lequel est monté le réservoir pour produire de l’énergie pour la propulsion du véhicule, le réservoir peut comprendre un organe de chauffage destiné à chauffer l’hydrogène sous certaines conditions. Par exemple, lors du vidage du réservoir, la température dans le réservoir baisse du fait de la variation de pression à l’intérieur du réservoir. Il peut arriver que cette température baisse tellement qu’une paroi du réservoir et/ou des joints d’étanchéité agencés à l’intérieur du réservoir se fragilise mécaniquement. Une telle fragilisation peut détériorer le réservoir et peut générer une fuite de gaz, ce qu’il est impératif d’éviter. Il est connu d’activer l’organe de chauffage lorsque la température à l’intérieur du réservoir descend sous une valeur de seuil prédéterminée afin d’éviter la détérioration de la paroi du réservoir et/ou des joints d’étanchéité agencés à l’intérieur du réservoir. A cette fin, le réservoir est également équipé d’un capteur de température permettant de mesurer la température dans le réservoir. Si l’organe de chauffage et le capteur de température rendent possible une gestion de la température à l’intérieur du réservoir, ces éléments peuvent toutefois poser un problème de fiabilité. En effet, lorsque l’organe de chauffage chauffe la paroi du réservoir et/ou le gaz contenu dans le réservoir, il peut aussi chauffer le capteur de température, ce qui fausse la mesure de température réalisée par le capteur. Le capteur de température peut ainsi fournir une mesure de température qui est plus élevée que la température réelle du gaz dans le réservoir, ce qui constitue un risque pour l’intégrité de la paroi du réservoir et/ou l’intégrité des joints d’étanchéité agencés à l’intérieur du réservoir. Ce risque est amplifié par le fait que, de manière générale, lorsque l’organe de chauffage est du type radiatif, un tel organe de chauffage permet de chauffer efficacement la paroi du réservoir mais chauffe également de manière non négligeable le capteur de température. L'invention a notamment pour but de remédier à ces problèmes en améliorant la fiabilité de la mesure de température du gaz dans le réservoir lorsque celui-ci est équipé d’un organe de chauffage. A cet effet, on prévoit selon l’invention un réservoir destiné à contenir un gaz sous pression qui comprend : - un volume intérieur de stockage d’un gaz sous pression appelé « volume interne du réservoir », - un organe de chauffage ménagé dans le volume interne du réservoir, - un capteur de température ménagé dans le volume interne du réservoir, et - un organe de protection du capteur de température ménagé dans le volume interne du réservoir, entre l’organe de chauffage et le capteur de température. Ainsi, l’organe de protection permet de protéger le capteur de température vis-à-vis de l’organe de chauffage pour empêcher que le capteur de température soit chauffé directement par l’organe de chauffage, ou à tout le moins atténuer ce chauffage direct du capteur de température par l’organe de chauffage. Il s’ensuit que la température mesurée par le capteur de température est plus représentative de la température réelle du gaz dans le réservoir. On améliore ainsi la fiabilité de la mesure de la température du gaz dans le réservoir en présence de l’organe de chauffage. Selon un mode de réalisation préféré, le réservoir est destiné à contenir de l’hydrogène sous pression et à être embarqué dans un véhicule, tel qu’un véhicule automobile, un camion, un bus, un train, un engin, notamment un engin de chantier, ou encore un bateau. Avantageusement, le capteur de température est situé à distance de l’organe de protection. Par cette expression, on entend que le capteur de température n’est pas en contact avec l’organe de protection. On s’assure ainsi qu’on ne permet pas un contact direct entre le capteur de température et l’organe de protection, un tel contact pouvant favoriser des échanges thermiques entre le capteur de température et l’organe de protection et donc fausser la mesure de la température du gaz contenu dans le réservoir. Avantageusement, le réservoir comprend en outre au moins un embout solidaire du réservoir, le capteur de température et l’organe de protection étant fixés à l’embout. Un réservoir destiné à contenir un gaz sous pression est souvent équipé d’un tel embout, de sorte qu’on permet une fixation simple du capteur de température et de l’organe de protection dans le réservoir sans avoir à prévoir une pièce supplémentaire spécifiquement dédiée à cette fin. Avantageusement, l’organe de protection est réalisé dans un matériau capable de résister à des températures comprises entre -60°C et 85°C. On s’assure ainsi que l’organe de protection reste opérationnel quelle que soit la température régnant à l’intérieur du réservoir. Avantageusement, l’organe de protection est réalisé dans un matériau présentant une réflectivité ρ, une transmissivité τ et une absorptivité α telles que la somme ρ + τ + α est égale à 1, et que τ est inférieure à la somme ρ + α. Avantageusement, l’organe de protection est réalisé dans un matériau présentant une émissivité inférieure ou égale à 0,03. L’organe de protection ne forme ainsi pas une source de chaleur secondaire qui transmettrait de la chaleur au capteur de température, lequel transfert fausserait la mesure de la température du gaz contenu dans le réservoir. Avantageusement, l’organe de protection comprend : - au moins un bouclier agencé entre l’organe de chauffage et le capteur de température, et - au moins un élément de support connectant, directement ou indirectement, l’au moins un bouclier à l’au moins un embout. L’organe de protection est ainsi réalisé sous une forme simple, de sorte qu’il est peu onéreux et facile à agencer dans le réservoir. Avantageusement, l’au moins un bouclier présente une forme de cône, une forme de dôme ou une forme tronconique ayant une partie convexe orientée vers l’organe de chauffage. Les ondes de chaleur dirigées vers l’organe de protection sont ainsi réfléchies par le bouclier dans plusieurs directions, principalement, sur la paroi du réservoir. Selon une variante de réalisation, l’au moins un bouclier présente une forme de disque, le disque définissant un premier demi-espace dans lequel s’étend le capteur de température et un second demi-espace dans lequel s’étend l’organe de chauffage. Le bouclier est ainsi particulièrement simple à réaliser. Avantageusement, l’organe de protection comprend plusieurs boucliers, de préférence agencés de manière coaxiale. On améliore ainsi la protection thermique conférée par l’organe de protection pour le capteur de température vis-à-vis de l’organe de chauffage en obtenant un effet isolant comparable à celui d’un double vitrage. Selon un premier mode de réalisation de l’invention, l’organe de protection comprend plusieurs éléments de support sous la forme de ‘n’ piliers répartis autour du capteur de température, ‘n’ étant un nombre entier supérieur ou égal à un, de préférence, ‘n’ étant égal à trois. Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, l’élément de support forme une grille cylindrique entourant le capteur de température. On s’assure ainsi que le gaz peut circuler facilement dans l’organe de protection et autour du capteur de température, ce qui contribue à fiabiliser la mesure de la température du gaz dans le réservoir. Avantageusement, le volume interne du réservoir est délimité par un liner. De préférence le liner est réalisé en matière plastique. L’invention peut ainsi facilement être mise en œuvre dans des réservoirs dits « de type III » et « de type IV ». Sans un tel liner, l’invention peut être facilement être mise en œuvre dans des réservoirs dits « de type V ». On prévoit également selon l’invention un véhicule comprenant un réservoir tel que défini dans ce qui précède. Par « véhicule », on entend désigner tout véhicule, tel qu’un véhicule automobile, un camion, un bus, un train, un engin, notamment un engin de chantier, ou encore un bateau. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 est une vue schématique d’un véhicule, comprenant un réservoir destiné à contenir un gaz sous pression, selon l’invention, FIG. 2 est une vue en coupe d’un réservoir destiné à contenir un gaz sous pression selon un mode de réalisation de l’invention, FIG. 3 est une vue en perspective d’un organe de protection du réservoir de la FIG. 2 , selon un premier mode de réalisation de l’invention, FIG. 4 est une vue en perspective selon un angle différent de l’organe de protection de la FIG. 3 , FIG. 5 est une vue en perspective d’un organe de protection selon une variante du premier mode de réalisation de l’invention, et FIG. 6 est une vue en perspective d’un organe de protection du réservoir de la FIG. 2 , selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Description détaillée On a représenté en FIG. 1 un véhicule 1 selon l’invention. Le véhicule 1 comprend un réservoir 2 (placé arbitrairement sur le schéma du véhicule) destiné à contenir un gaz sous pression. Le gaz est destiné à être utilisé par le véhicule pour assurer une fonction prédéfinie. Dans le cas présent, le réservoir 2 est destiné à contenir de l’hydrogène, lequel sert de source d’énergie pour la propulsion du véhicule 1. On a représenté le réservoir 2 plus en détails sur la FIG. 2 . Le réservoir 2 comprend un volume intérieur de stockage d’un gaz sous pression, qui est ici de l’hydrogène comme indiqué plus haut. Dans ce qui suit, on désigne ce volume comme étant le volume interne du réservoir 4, ou plus simplement volume interne 4. Le volume interne 4 est délimité par une paroi 6 du réservoir. La paroi 6 comprend ici un liner, préférentiellement réalisé en matière plastique, mais on peut prévoir de remplacer le liner par tout autre type de paroi permettant le stockage du gaz sous pression. Le réservoir 2 présente une portion centrale en forme générale de cylindre de révolution et deux portions d’extrémité en forme générale de dôme qui ferment le cylindre formant portion centrale. Le réservoir 2 présente ainsi un axe principal 8, confondu avec l’axe de révolution de la portion centrale et passant par le centre de chacune des deux portions d’extrémité. Le réservoir 2 comprend au moins un embout 10 ménagé au centre de l’une ou l’autre des deux portions d’extrémité. L’embout 10 sert par exemple d’interface de couplage avec une conduite (non représentée) permettant le remplissage et/ou le vidage du réservoir 2. Ici, le réservoir 2 comprend deux embouts 10, chaque portion d’extrémité recevant un des deux embouts 10. Le réservoir 2 comprend un organe de chauffage 12 ménagé dans le volume interne 4 et configuré pour chauffer la paroi du réservoir 2 et/ou le gaz sous pression contenu dans le volume interne 4. Il s’agit ici d’un organe de chauffage du type radiatif. Le réservoir 2 comprend en outre un capteur de température 14 ménagé dans le volume interne 4. Dans le cas où le gaz est de l’hydrogène, lorsque l’hydrogène est évacué du réservoir 2, par exemple en vue d’alimenter une pile à combustible ou un moteur du véhicule 1, la température baisse à l’intérieur du réservoir 2. Pour éviter que cette température baisse trop au point qu’elle puisse détériorer la paroi 6 du réservoir 2 et/ou des joints d’étanchéité (non représentés) agencés à l’intérieur du réservoir 2, on active l’organe de chauffage 12, par exemple lorsque la température mesurée par le capteur de température 14 descend en dessous d’une valeur de seuil prédéterminée. Ici, l’organe de chauffage 12 est fixé à un des embouts 10, tandis que le capteur de température 14 est fixé à l’autre embout 10. Ainsi, l’organe de chauffage 12 et le capteur de température 14 sont situés à des positions opposées et éloignées l’une de l’autre dans le volume interne 4 le long de l’axe principal 8, tel que cela est représenté sur la FIG. 2 . Le réservoir 2 comprend un organe de protection 16 ; 16’ du capteur de température 14 ménagé dans le volume interne 4. L’organe de protection 16 ; 16’ est ménagé entre l’organe de chauffage 12 et le capteur de température 14, et est fixé au même embout 10 que le capteur de température 14. L’organe de protection 16 ; 16’ présente une forme telle qu’aucun point de l’organe de chauffage 12 ne peut voir un point du capteur de température 14, ou à tout le moins ne peut voir un point d’une surface de mesure du capteur de température 14. Autrement dit, on ne peut pas tracer une ligne droite reliant un point de l’organe de chauffage 12 et un point du capteur de température 14 (ou à tout le moins un point de la surface de mesure du capteur de température 14) sans que cette ligne ne soit interrompue par l’organe de protection 16 ; 16’. Cela permet de s’assurer que, grâce à l’organe de protection 16 ; 16’, l’organe de chauffage 12 ne peut pas chauffer directement le capteur de température 14 (ou à tout le moins sa surface de mesure). L’organe de protection 16 ; 16’ présente plusieurs caractéristiques générales. Le capteur de température 14 est situé à distance de l’organe de protection 16 ; 16’, ce qui signifie qu’il n’y a aucune surface de contact entre l’organe de protection 16 ; 16’ et le capteur de température 14. L’organe de protection 16 ; 16’ est réalisé dans un matériau capable de résister à des températures comprises entre -60°C et 85°C, dans le sens où il ne se déforme pratiquement pas et ne se détériore pratiquement pas dans cette gamme de température. L’organe de protection 16 ; 16’ est réalisé dans un matériau présentant une réflectivité ρ, une transmissivité τ et une absorptivité α telles que la somme ρ + τ + α est égale à 1, et que τ est inférieure à la somme ρ + α. Cela permet de s’assurer que l’organe de protection 16 ; 16’ ne forme pas une source de chaleur secondaire qui transmettrait de la chaleur, produite par l’organe de chauffage 12, au capteur de température 14. On peut également prévoir que le l’organe de protection 16 ; 16’ soit réalisé dans un matériau présentant une émissivité inférieure ou égale à 0,03, pour la même raison. L’organe de protection 16 ; 16’ comprend au moins un bouclier 18, agencé entre l’organe de chauffage 12 et le capteur de température 14, et au moins un élément de support 20 connectant, directement ou indirectement, l’au moins un bouclier 18 à l’embout 10 auquel l’organe de protection 16 ; 16’ est fixé. On a représenté sur la FIG. 3 un organe de protection 16 selon un premier mode de réalisation. Cet organe de protection 16 comprend un bouclier 18 présentant une forme de cône ayant une partie convexe orientée vers l’organe de chauffage 12. En d’autres termes, la pointe du cône est orientée vers l’organe de chauffage 12, tandis que le capteur de température 14 s’étend du côté concave du bouclier 18. On peut toutefois prévoir de remplacer cette forme de cône par une forme de dôme ou une forme tronconique, ces formes présentant également un côté convexe et un côté concave. L’organe de protection 16 de la FIG. 3 comprend plusieurs éléments de support 20 sous la forme de n piliers répartis, de préférence régulièrement, autour du capteur de température 14, n étant un nombre entier supérieur ou égal à un, ici égal à trois. Les piliers ont ici chacun une forme générale cylindrique dont une extrémité est fixée à l’embout 10 et l’autre extrémité est fixée au bouclier 18 ou venue de matière avec le bouclier 18. On a représenté sur la FIG. 4 l’organe de protection 16 de la FIG. 3 selon un angle différent qui permet de représenter la caractéristique générale selon laquelle le capteur de température 14 est situé à distance de l’organe de protection 16. On observe en effet sur cette FIG. 4 qu’il n’y a aucune surface de contact entre, d’une part, le capteur de température 14 et, d’autre part, le bouclier 18 et les éléments de support 20. On a représenté sur la FIG. 5 un organe de protection 16 selon une variante de réalisation du premier mode de réalisation. Cet organe de protection 16 diffère de celui des figures 3 et 4 uniquement en ce que le bouclier 18 présente une forme de disque, le disque définissant un premier demi-espace dans lequel s’étend le capteur de température 14 et un second demi-espace dans lequel s’étend l’organe de chauffage 12. On a représenté sur la FIG. 6 un organe de protection 16’ selon un deuxième mode de réalisation. Cet organe de protection 16’ comprend deux boucliers 18’ présentant chacun une forme de dôme ayant une partie convexe orientée vers l’organe de chauffage 12. En d’autres termes, les sommets des dômes sont orientés vers l’organe de chauffage 12, tandis que le capteur de température 14 s’étend du côté concave des boucliers 18’. On peut toutefois prévoir de remplacer ces boucliers 18’ en forme de dôme par des boucliers en forme de cône ou en forme tronconique, ces formes présentant également un côté convexe et un côté concave. Les boucliers 18’ sont connectés entre eux au moyen de tiges 22 parallèle à l’axe principal 8. Les boucliers 18’ sont ici agencés de manière coaxiale, ce qui signifie que, chaque bouclier 18’ définissant un axe central, ces axes sont confondus. L’organe de protection 16’ de la FIG. 6 comprend un élément de support 20’ se présentant sous la forme d’une grille entourant le capteur de température 14. L’élément de support 20’ a une forme de cylindre de révolution dont une extrémité est fixée à l’embout 10 auquel est fixé le capteur de température 14 et l’autre extrémité est fixée à l’un des boucliers 18’ ou venu de matière avec celui-ci. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. On peut prévoir de combiner les différents modes de réalisation des organes de protection entre eux, notamment en ce qui concerne les caractéristiques visant le nombre de boucliers, le nombre d’éléments de support, la forme du ou des boucliers, la forme du ou des éléments de support. Liste de références 1 : véhicule 2 : réservoir 4 : volume interne 6 : paroi 8 : axe principal 10 : embout 12 : organe de chauffage 14 : capteur de température 16 ; 16’ : organe de protection 18 ; 18’ : bouclier 20 ; 20’ : élément de support 22 : tige Réservoir (2) destiné à contenir un gaz sous pression, caractérisé en ce qu’il comprend : - un volume intérieur (4) de stockage d’un gaz sous pression appelé « volume interne du réservoir », - un organe de chauffage (12) ménagé dans le volume interne du réservoir (4), - un capteur de température (14) ménagé dans le volume interne du réservoir (4), et - un organe de protection (16 ; 16’) du capteur de température (14) ménagé dans le volume interne du réservoir (4), entre l’organe de chauffage (12) et le capteur de température (14). Réservoir (2) selon la revendication précédente, dans lequel le capteur de température (14) est situé à distance de l’organe de protection (16 ; 16’). Réservoir (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre au moins un embout (10) solidaire du réservoir (2), le capteur de température (14) et l’organe de protection (16 ; 16’) étant fixés à l’embout (10). Réservoir (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe de protection (16 ; 16’) est réalisé dans un matériau capable de résister à des températures comprises entre -60°C et 85°C. Réservoir (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe de protection (16 ; 16’) est réalisé dans un matériau présentant une réflectivité ρ, une transmissivité τ et une absorptivité α telles que la somme ρ + τ + α est égale à 1, et que τ est inférieure à la somme ρ + α. Réservoir (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe de protection (16 ; 16’) est réalisé dans un matériau présentant une émissivité inférieure ou égale à 0,03. Réservoir (2) selon au moins la revendication 3, dans lequel l’organe de protection (16 ; 16’) comprend : - au moins un bouclier (18 ; 18’) agencé entre l’organe de chauffage (12) et le capteur de température (14), et - au moins un élément de support (20 ; 20’) connectant, directement ou indirectement, l’au moins un bouclier (18 ; 18’) à l’au moins un embout (10). Réservoir (2) selon la revendication 7, dans lequel l’au moins un bouclier (18 ; 18’) présente une forme de cône, une forme de dôme ou une forme tronconique ayant une partie convexe orientée vers l’organe de chauffage (12). Réservoir (2) selon la revendication 7, dans lequel l’au moins un bouclier (18 ; 18’) présente une forme de disque, le disque définissant un premier demi-espace dans lequel s’étend le capteur de température (14) et un second demi-espace dans lequel s’étend l’organe de chauffage (12). Réservoir (2) selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel l’organe de protection (16’) comprend plusieurs boucliers (18’), de préférence agencés de manière coaxiale. Réservoir (2) selon l’une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel l’organe de protection (16) comprend plusieurs éléments de support (20) sous la forme de ‘n’ piliers répartis autour du capteur de température (14), ‘n’ étant un nombre entier supérieur ou égal à un, de préférence, ‘n’ étant égal à trois. Réservoir (2) selon l’une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel l’élément de support (20’) forme une grille cylindrique entourant le capteur de température (14). Réservoir (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le volume interne du réservoir (4) est délimité par un liner, de préférence le liner est réalisé en matière plastique. Véhicule (1) comprenant un réservoir (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes.