Brevet FR3161667A1 — publié le 20251031

L’invention concerne un dispositif de protection pour un réservoir à hydrogène (4, 5), notamment pour un aéronef, le dispositif de protection (1) comprenant une enveloppe externe délimitant un volume interne, et un agent extincteur, de préférence en phase gazeuse, dans ledit volume interne, l’enveloppe externe étant munie d’au moins une soupape de surpression (14), pour relâcher ledit au moins un agent extincteur lorsqu’une pression régnant dans le volume interne est supérieure à une valeur seuil, et l’enveloppe externe étant conformée pour être installée dans un fuselage (3) d’un aéronef (2). Figure de l’abrégé : Figure 2 Dispositif de protection d’un réservoir à hydrogène d’un aéronef La présente invention se rapporte à un dispositif de protection pour un réservoir à hydrogène, notamment pour un aéronef. Dans un effort de réduction de l’impact climatique dû à l’aviation, la Titulaire a développé des projets d’aéronefs dont les moteurs fonctionnent avec une propulsion à hydrogène. Ce type de propulsion nécessite un équipement spécifique, notamment un ou plusieurs réservoirs contenant de l’hydrogène, de préférence sous forme liquide et à température cryogénique, afin d’augmenter sa densité et de réduire le volume nécessaire à son stockage. Néanmoins, du fait de la présence d’hydrogène dans l’aéronef, des considérations supplémentaires sont à prendre en compte. Ainsi, on cherche à réduire les fuites d’hydrogène. Le but de l’invention est de remédier au moins partiellement à ces inconvénients. Résumé A cet effet, il est proposé un dispositif de protection pour un réservoir à hydrogène, notamment pour un aéronef, le dispositif comprenant une enveloppe externe délimitant un volume interne, et un agent extincteur, de préférence en phase gazeuse dans ledit volume interne, l’enveloppe externe étant munie d’au moins une soupape de surpression, pour relâcher ledit au moins un agent extincteur lorsqu’une pression régnant dans le volume interne est supérieure à une valeur seuil, et l’enveloppe externe étant conformée pour être installée dans un fuselage d’un aéronef. Ainsi, grâce au dispositif selon la présente invention, il est possible de réduire considérablement les risques puisque, en cas d’accident, l’agent extincteur est libéré par la soupape de surpression et réduit les concentrations de dioxygène et de dihydrogène. De surcroît, l’agent extincteur agit également contre des sources autres de départs de feu, tel qu’un départ de feu électrique par exemple. Et, la forme de l’enveloppe externe, ajustée spécifiquement à un aéronef, rend le dispositif selon la présente invention parfaitement adapté à la protection des réservoirs à hydrogène en cas de d’impact en évitant que le réservoir se heurte contre des pièces structurelles de l’aéronef et absorbe une partie de l’énergie due au choc. Selon un autre aspect, l’enveloppe externe comprend une partie courbée destinée à être posée contre une partie inférieure du fuselage de l’aéronef et en suivre le contour. Selon un autre aspect, l’enveloppe externe comprend une partie plane destinée à être en contact avec un plancher du fuselage de l’aéronef. Selon un autre aspect, l’enveloppe externe présente, en position installée dans l’aéronef, une épaisseur égale à un entraxe entre deux cadres consécutifs entre lesquels le dispositif de protection est destiné à être installé. Selon un autre aspect, l’enveloppe externe comprend au moins un orifice de remplissage en agent extincteur. Avantageusement, ledit au moins un orifice de remplissage est disposé sur l’enveloppe externe de sorte à être accessible en position installée dans l’aéronef. Avantageusement, ladite au moins une soupape de surpression est disposée sur l’enveloppe externe de sorte à être accessible en position installée dans l’aéronef. Selon un autre aspect, la pression seuil est comprise entre 2,5*10 5 Pa et 5*10 5 Pa, de préférence 3*10 5 Pa. Selon un autre aspect, ledit agent extincteur présente une pression comprise entre 10 5 Pa et 2*10 5 Pa, de préférence 1,5*10 5 Pa. Selon un autre aspect, l’enveloppe externe est réalisée en matériau souple et/ou déformable, de sorte que le volume interne est variable et dépend de la pression des gaz contenus dans l’enveloppe. L’invention a également pour objet un aéronef, comprenant un fuselage comportant une structure munie d’un ensemble de cadres annulaires, l’aéronef comprenant également au moins un réservoir à hydrogène et au moins un dispositif de protection tel que décrit précédemment disposés sous ledit au moins un réservoir à hydrogène, en position horizontale du fuselage. Selon un autre aspect, l’aéronef comprend au moins un dispositif de protection tel que décrit précédemment dont la partie courbée repose sur l’un au moins des cadres annulaires de la partie de fuselage. Selon un autre aspect, l’enveloppe externe présente une épaisseur égale à un entraxe entre deux cadres consécutifs entre lesquels le dispositif de protection est installé. Selon un autre aspect, l’aéronef comprend au moins un premier et un deuxième dispositifs de protection disposés chacun sous ledit au moins un réservoir à hydrogène, en position horizontale du fuselage, l’agent extincteur du premier dispositif de protection étant différent de l’agent extincteur du deuxième dispositif de protection. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 FIG. 1 est une vue schématique en perspective d’un dispositif de protection pour un réservoir à hydrogène d’un aéronef à propulsion hydrogène, selon la présente invention. Fig. 2 FIG. 2 est une vue schématique en perspective d’une partie de fuselage d’un aéronef, comprenant deux réservoirs à hydrogène et une pluralité de dispositifs de protection de la FIG. 1 . Fig. 3 FIG. 3 est une vue schématique d’une coupe transversale de la partie de fuselage de la FIG. 2 . Fig. 4 FIG. 4 est une vue schématique d’une coupe transversale de la partie de fuselage de la FIG. 3 , après collision contre une surface (sol, eau). Les exemples et les conditions associées détaillés ici sont principalement destinés à aider le lecteur à comprendre les principes de la présente invention et non à limiter sa portée à ces exemples et conditions spécifiques. On comprendra que l'homme du métier peut concevoir divers agencements qui, bien qu'ils ne soient pas explicitement décrits ou représentés ici, incarnent néanmoins les principes de la présente invention et sont inclus dans son esprit et sa portée. En outre, pour faciliter la compréhension, la description suivante peut décrire des mises en œuvre relativement simplifiées de la présente invention. Comme l’homme du métier le comprend, d’autres mises en œuvre de la présente invention peuvent être d'une plus grande complexité. Dans certains cas, des exemples de modifications de la présente invention peuvent également être présentés. Ceci est fait simplement comme une aide à la compréhension, et, à nouveau pas pour définir la portée ou établir les limites de la présente invention. Ces modifications ne sont pas une liste exhaustive, et l'homme du métier pourra apporter d'autres modifications tout en restant dans le cadre de la présente invention. En outre, toutes les déclarations ci-après relatives aux principes, aspects et mises en œuvre de la présente invention, ainsi que les exemples spécifiques de celle-ci, visent à englober à la fois les équivalents structurels et fonctionnels de celle-ci, qu'ils soient actuellement connus ou développés à l'avenir. Comme il ressort des figures, l’invention a pour objet un dispositif de protection 1 pour au moins un réservoir à hydrogène. L’invention a également pour objet un aéronef 2 dont un fuselage 3 est muni d’au moins un dispositif de protection 1. Par réservoir à hydrogène, on entend un contenant de stockage de fluide dihydrogène, H2, en phase gazeuse, et/ou, préférentiellement, liquide, afin d’augmenter sa densité et de réduire le volume nécessaire à son stockage. On privilégie une température cryogénique de stockage. Sur les figures, de façon bien entendu non limitative, on a représenté un premier réservoir à hydrogène, référencé 4, et un deuxième réservoir à hydrogène, référencé 5. Sur les figures, chacun des réservoirs 4, 5, présente une forme de cylindre allongé, d’axe A4, A5. Les axes A4, A5 sont préférentiellement disposés parallèlement à l’axe longitudinal A du fuselage de l’aéronef. On décrit maintenant en détail le dispositif de protection 1, plus particulièrement en référence avec la FIG. 1 . Comme visible sur cette figure, le dispositif de protection 1 comprend une enveloppe externe 6 délimitant un volume interne V. De préférence, l’enveloppe externe est réalisée en matériau souple, tel que par exemple du latex ou de la toile, ou du polyéthylène. L’enveloppe souple est presque à plat lorsque non remplie et pressurisée avec le gaz qui va servir à l'extinction, ce qui permet un transport facile et une installation facile dans l'aéronef, le gonflage étant réalisé après l’installation dans l’avion. L’enveloppe 6 est conformée pour être logée dans le fuselage 3 de l’aéronef 2. En d’autres termes, la forme de l’enveloppe 1 est ajustée pour l’aéronef 2, comme il sera détaillé ultérieurement. On décrit maintenant la forme de l’enveloppe 6 une fois installée dans le fuselage 3 et remplie par l’agent extincteur. L’enveloppe 6 présente une forme générale de cylindre plat et tronqué comportant une partie courbée 7 et une partie plane 8. La partie courbée 7 est délimitée par deux panneaux 9, 10, de préférence identiques, espacés et se faisant face. Chaque panneau 9, 10, comprend un bord 9-1, 10-1, rectiligne, et un bord 9-2, 10-2, de contour C en arc de cercle. La partie courbée 7 est également délimitée par un fond 11 de jonction des panneaux 9, 10 et solidaires par deux bords opposés, rectilignes, 11-1, 11-2, de la partie plane 8. La partie plane 8 est un rectangle dont les bords se confondent avec les bords 9-1, 10-1 des panneaux 9 et 10 et les bords 11-1, 11-2 du fond 11. On note E l’épaisseur du dispositif 1, qui correspond à la longueur des bords 11-1, 11-2. Le dispositif 1 comprend également au moins un orifice de remplissage 12 percé dans l’enveloppe 6. De préférence, chaque orifice 12 est disposé sur l’enveloppe 6 à un emplacement tel qu’il soit accessible dans la position installée dans l’aéronef, comme il sera expliqué plus en détail ultérieurement. Sur la FIG. 1 , le dispositif 1 comprend un orifice 12, disposé sensiblement au centre de la partie plane 8. Le dispositif 1 comprend également au moins une soupape de sécurité, ou soupape de surpression. De préférence, chaque soupape est disposée sur l’enveloppe 1 à un emplacement tel qu’elle soit accessible dans la position installée dans l’aéronef, comme il sera expliqué plus en détail ultérieurement. Sur la FIG. 1 , le dispositif 1 comprend deux soupapes de surpression, référencées 13 et 14, disposées respectivement à proximité du milieu des bords opposés 11-1, 11-2. On note que les soupapes de surpression sont les sorties par lesquelles le gaz d'extinction va être libéré, comme expliqué ultérieurement. Leur nombre et positions sont définis afin d'assurer une libération optimale du gaz d'extinction et un remplissage optimal de la zone autour des réservoirs. Le volume interne V est rempli d’un agent extincteur, sous forme de poudre, ou de préférence en phase gazeuse. L’agent extincteur est choisi dans la liste non exhaustive suivante : famille des halons, ou un gaz inerte, tel que, par exemple, l’hélium, du diazote, ou l’intergen IG-541. L’agent extincteur est stocké dans le volume interne V à une pression absolue comprise entre 1 BarA (10 5 Pa) et 2 BarA, de préférence 1,5 BarA. Chaque soupape de surpression 13, 14, est configurée pour s’ouvrir à une pression supérieure ou égale à une valeur seuil, comprise entre 2,5 et 5 BarA, de préférence 3 BarA. Ainsi, dans des conditions normales d’utilisation, la soupape est fermée, tandis que, lorsqu’un impact survient, le dispositif 1 est comprimé, ce qui augmente sa pression interne jusqu’à la valeur seuil ; alors, la soupape s’ouvre et l’agent extincteur est relâché. La présence de l’agent extincteur agit en chassant l'oxygène et en le remplaçant par le gaz extincteur. Si, malgré la présence des dispositifs de protection 1, le réservoir est quand même endommagé et qu’une fuite de dihydrogène apparait alors la concentration en dioxygène est drastiquement réduite, ce qui diminue non seulement les risques dus à l’hydrogène, mais également les risques de départ de feux autres, comme un feu électrique par exemple. On décrit maintenant en détails l’aéronef 2 équipé de dispositifs de protection 1, en relation avec les figures 2 à 4. Sur ces figures, on a illustré une partie du fuselage 3, par exemple la partie arrière, formant par exemple un compartiment non pressurisé, de l’aéronef 2, à l’arrière d’une partie cabine, dont il est séparé par une cloison Cl (visible sur la FIG. 2 ). Comme visible sur ces figures, le fuselage 3 comporte un ensemble de cadres 21. Les cadres 21 sont des éléments annulaires, de préférence concentriques, d’axe A correspondant à l’axe longitudinal de l’aéronef. Les cadres 21 sont régulièrement espacés d’une distance notée D. Comme déjà indiqué, sur le mode de réalisation illustré, le fuselage 2 comprend les premier et deuxième réservoirs à hydrogène, 4, 5, de forme cylindrique. Les réservoirs sont disposés de sorte que leurs axes longitudinaux A4, A5 sont parallèles à l’axe A. On note L une distance transversale consistant en la somme des deux diamètres Di des réservoirs 4, 5 et de la distance entre eux la plus courte d (longueurs illustrées sur les figures 3 et 4). Comme illustré sur la FIG. 2 , le fuselage 2 comprend une pluralité de dispositifs de protection 1 (cinq dispositifs sur la FIG. 2 ), disposés sous les réservoirs à hydrogène 4, 5 dans une position dans laquelle l’aéronef est posé au sol de l’aéronef 2. Cette position correspond à une position horizontale du fuselage 3. Sur la FIG. 2 , chaque dispositif 1 est logé entre deux cadres 21 consécutifs, l’épaisseur E de chaque dispositif 1 correspondant à la distance D entre les deux cadres dans lequel le dispositif 1 est situé. La longueur des bords 9-1, 10-1 est de préférence supérieure à la distance L, ce qui permet à chaque dispositif 1 d’agir sur les deux réservoirs à hydrogène 4, 5 en cas de choc. En variante, la longueur des bords 9-1, 10-1 est égale au diamètre Di de l’un des réservoirs, de sorte que chaque dispositif 1 est dédié à l’un des réservoirs 4, 5, uniquement. La partie plane 8 de chaque dispositif 1 se trouve sous et à proximité des réservoirs 4, 5, tandis que la partie courbée 7 repose sur le contour annulaire des cadres 21. Ainsi, la forme de chaque dispositif 1 est parfaitement adaptée au profil de l’aéronef 2, la partie courbée 7 épousant la forme annulaire des cadres 21 (la courbure du dispositif 1 est la même que celle des cadres 21) et l’épaisseur E correspondant à l’entraxe D entre les cadres 21. La partie plane 8 assure que le dispositif 1 ne soit pas un obstacle à l’installation des réservoirs 4, 5. Sur la FIG. 2 , les dispositifs de protection 1 sont régulièrement installés, en laissant un espace S entre deux cadres 21 libre de tout dispositif 1. Le fait que les dispositifs 1 soient régulièrement espacés assure une protection homogène des réservoirs 3, 4, en cas de choc. L’intervalle de l’agencement des dispositifs 1 n’est bien entendu pas limité à cette configuration. On peut aussi les disposer dans chaque espace S, ou au contraire les espacer plus, selon la géométrie du fuselage, et des réservoirs, notamment. Sur la FIG. 2 , les dispositifs 1 couvrent une partie seulement de la longueur des réservoirs 4, 5. Néanmoins, l’invention n’est pas limitée à cette configuration, et les dispositifs 1 peuvent couvrir la longueur entière des réservoirs 4, 5, afin de maximiser la protection des réservoirs. Comme plus particulièrement visible sur les figures 3 et 4, chaque orifice de remplissage 12 se situe entre les deux réservoirs 4, 5, ce qui le rend accessible en cas de maintenance, pour remplir le dispositif 1, par un opérateur par exemple, même lorsque les réservoirs 4, 5, restent installés dans l’aéronef 2. Comme également visible sur les figures 3 et 4, les soupapes de sécurité 13, 14 sont disposées à proximité des cadres 21, ce les rend accessibles en cas de maintenance, pour ouverture ou fermeture par un opérateur par exemple, même lorsque les réservoirs 4, 5, restent installés dans l’aéronef 2. On note que, selon que l’on cherche à se concentrer sur un type spécifique de départ de feu ou à protéger l’aéronef de plusieurs types d’incendie, on peut choisir que les agents extincteurs des dispositifs 1 soient tous identiques, ou que certains diffèrent, ou que l’agent extincteur de chaque dispositif 1 soit différent. On décrit maintenant l’action des dispositifs 1 dans l’aéronef 2, en cas d’impact contre une surface dure, référencée Su sur la FIG. 4 , comme un sol ou sur l’eau. Lorsque l’avion subit une collision avec la surface Su, les réservoirs 4, 5, s’abaissent contre les dispositifs 1 dont l’enveloppe 6 se déforme pour envelopper la partie basse des réservoirs 4, 5. Ainsi, une partie de l’énergie due au choc est absorbée par les dispositifs 1 et, simultanément, le risque de contact contre des points durs est réduit, puisque les réservoirs sont moins susceptibles de heurter des éléments structurels de l’aéronef 2. Lorsque les réservoirs percutent les dispositifs 1, la pression interne dans les dispositifs 1 augmente jusqu’à dépasser la valeur seuil des soupapes de sécurité 13, 14, et les agents extincteurs sont libérés dans le compartiment, autour des réservoirs 4, 5. On a représenté le flux de l’agent extincteur par des flèches discontinues sur la FIG. 4 . Comme déjà expliqué, les agents extincteurs permettent alors de réduire drastiquement les risques (au cours de la réaction chimique de formation d’eau à partir du dihydrogène des réservoirs, en cas de fuite, et du dioxygène de l’air) et/ou de combustion. Si l’avion tombe dans l’eau, alors les dispositifs 1 augmentent la flottaison de l’aéronef tant qu’ils n’ont pas été vidés complètement. Comme il ressort déjà de la description qui précède, les dispositifs 1 sont installés, vides, dans le fuselage 3, puis remplis d’agent extincteur. Ensuite, les réservoirs 4, 5, sont placés dans le fuselage 3, au-dessus des dispositifs de protection 1. Ainsi, les dispositifs 1 présentent l‘avantage d’occuper un espace qui, du fait de la présence des réservoirs, ne peut pas être occupé par des systèmes de l’aéronef. Comme il ressort déjà de la description qui précède, la présente invention présente de nombreux avantages combinés. Les dispositifs 1 assurent une protection renforcée des réservoirs 4, 5 en absorbant l’énergie d’un choc, en réduisant les risques de heurs des réservoirs et donc une diminution des risques de fuite de dihydrogène. Les flux d’agents extincteurs libérés par les soupapes de sécurité réduisent quant à eux le risque d’incendie en chassant le dioxygène autour des réservoirs. De surcroît, les dispositifs 1, sous forme de sac, sont de technologie simple, peu chère et efficace, et peuvent être installés sous les réservoirs, qui serait un espace perdu autrement. Ainsi, les dispositifs 1 selon la présente invention constituent des sacs de sécurité multifonctionnels. Des modifications et des améliorations aux mises en œuvre décrites ci-dessus de la présente invention peuvent apparaître à l’homme du métier. La description ci-dessus est illustrative au travers d’exemples plutôt que limitative. La portée de la présente invention est donc limitée uniquement par la portée des revendications ci-dessous. Dispositif de protection pour un réservoir à hydrogène (4, 5), notamment pour un aéronef, le dispositif de protection (1) comprenant une enveloppe externe (6) délimitant un volume interne (V), et un agent extincteur, de préférence en phase gazeuse dans ledit volume interne (V), l’enveloppe externe étant munie d’au moins une soupape de surpression (13, 14), pour relâcher ledit au moins un agent extincteur lorsqu’une pression régnant dans le volume interne (V) est supérieure à une valeur seuil, et l’enveloppe externe étant conformée pour être installée dans un fuselage (3) d’un aéronef (2). Dispositif de protection selon la revendication précédente, dans lequel l’enveloppe externe (6) comprend une partie courbée destinée à être posée contre une partie inférieure du fuselage (3) de l’aéronef (2) et en suivre le contour. Dispositif de protection selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel l’enveloppe externe (6) présente, en position installée dans l’aéronef, une épaisseur (E) égale à un entraxe entre deux cadres consécutifs (21) entre lesquels le dispositif de protection (1) est destiné à être installé. Dispositif de protection selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’enveloppe externe (6) comprend au moins un orifice de remplissage (12) en agent extincteur. Dispositif de protection selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la pression seuil est comprise entre 2,5*10 5 Pa et 5*10 5 Pa, de préférence 3*10 5 Pa. Dispositif de protection selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit agent extincteur présente une pression comprise entre 10 5 Pa et 2*10 5 Pa, de préférence 1,5*10 5 Pa . Dispositif de protection selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’enveloppe externe (6) est réalisée en matériau déformable. Aéronef, comprenant un fuselage (3) comportant une structure munie d’un ensemble de cadres annulaires (21), l’aéronef comprenant également au moins un réservoir à hydrogène (4, 5) et au moins un dispositif de protection (1) selon l’une des revendications précédentes disposés sous ledit au moins un réservoir à hydrogène (4, 5), en position horizontale du fuselage (3). Aéronef selon la revendication précédente, comprenant au moins un dispositif de protection selon la revendication 3 dont la partie courbée (7) repose sur l’un au moins des cadres annulaires de la partie de fuselage. Aéronef selon la revendication précédente, comprenant au moins un premier et un deuxième dispositifs de protection disposés chacun sous ledit au moins un réservoir à hydrogène, en position horizontale du fuselage, l’agent extincteur du premier dispositif de protection étant différent de l’agent extincteur du deuxième dispositif de protection.