ANNEXE 3

STOCKAGE À BORD DE GAZ NATUREL UTILISÉ COMME CARBURANT POUR LES VÉHICULES AUTOMOBILES

1. DOMAINE D'APPLICATION

1.1. L'annexe 3A contient les prescriptions minimales applicables aux bouteilles à gaz rechargeables légères. Ces bouteilles sont conçues uniquement pour le stockage de gaz naturel comprimé à haute pression utilisé comme carburant à bord des véhicules automobiles sur lesquels elles doivent être fixées. Les bouteilles peuvent être fabriquées dans tout type d'acier, d'aluminium ou de matériau non métallique et selon toute conception ou méthode de fabrication adaptés aux conditions d'utilisation spécifiées. Cette annexe traite aussi des liners métalliques en acier inoxydable réalisés avec ou sans soudures.

1.2. L'annexe 3B contient les prescriptions minimales applicables aux réservoirs à gaz naturel liquéfié (GNL) rechargeables utilisés sur des véhicules, ainsi que les méthodes d'essai à employer.

ANNEXE 3A

BOUTEILLES À GAZ — BOUTEILLES À HAUTE PRESSION POUR LE STOCKAGE À BORD DE GAZ NATUREL UTILISÉ COMME CARBURANT POUR LES VÉHICULES AUTOMOBILES

1. DOMAINE D'APPLICATION

Les bouteilles visées dans la présente annexe relèvent de la classe 0, telle qu'elle est définie au paragraphe 3 du présent règlement, et sont désignées de la façon suivante:

GNC-1 : métallique; GNC-2 : enveloppe métallique renforcée par un filament continu imprégné de résine (bobiné sur la partie cylindrique); GNC-3 : enveloppe métallique renforcée par un filament continu imprégné de résine (entièrement bobiné); GNC-4 : filament continu imprégné de résine avec enveloppe non métallique (entièrement composite).

Les conditions d'utilisation auxquelles les bouteilles sont soumises sont détaillées au paragraphe 4 de la présente annexe. La présente annexe prend pour base une pression maximale de fonctionnement de 20 MPa à 15 °C pour du gaz naturel utilisé comme carburant, avec une pression maximale de remplissage de 26 MPa. D'autres pressions maximales de fonctionnement peuvent être utilisées, en multipliant la pression par le facteur (coefficient) approprié. Par exemple, dans le cas d'un système ayant une pression maximale de fonctionnement de 25 MPa, les pressions seront multipliées par 1,25.

La durée de service des bouteilles doit être définie par le fabricant et peut varier en fonction des applications. Il est tenu compte de 1 000 remplissages par an et d'au moins 15 000 remplissages au total. La durée maximale de service doit être de 20 ans.

Pour les bouteilles métalliques et les bouteilles à liner métallique, on calcule la durée de service à partir de la vitesse de propagation des fissures dues à la fatigue. Un contrôle par ultrasons, ou tout contrôle équivalent, est nécessaire sur chaque bouteille ou chaque liner pour s'assurer de l'absence de défaut de dimension supérieure à la taille maximale autorisée. Cette approche permet d'optimiser la conception et la fabrication de bouteilles légères pour véhicules fonctionnant au gaz naturel.

Pour les bouteilles tout composite comportant un liner non métallique qui ne reprend aucun effort, la durée de service est démontrée au moyen de méthodes de conception, d'essais de qualification du modèle et de contrôles de fabrication appropriés.

2. RÉFÉRENCES (VOIR PARAGRAPHE 2 DU PRÉSENT RÈGLEMENT)

3. DÉFINITIONS (VOIR PARAGRAPHE 4 DU PRÉSENT RÈGLEMENT)

4. CONDITIONS D'UTILISATION

4.1. Généralités

4.1.1. Conditions d'utilisation normalisées

Les conditions d'utilisation normalisées spécifiées ici servent de base à la conception, à la fabrication, au contrôle, aux essais et à l'homologation des bouteilles destinées à être fixées de façon permanente sur les véhicules et utilisées pour stocker, à température ambiante, le gaz naturel employé comme carburant.

4.1.2. Utilisation des bouteilles

Les conditions d'utilisation spécifiées ici ont également pour objet d'informer sur la façon dont les bouteilles fabriquées selon le présent règlement peuvent être utilisées en toute sécurité par:

a) les fabricants de bouteilles;

b) les détenteurs de bouteilles;

c) les concepteurs ou les sous-traitants responsables de l'installation des bouteilles;

d) les concepteurs ou les propriétaires des équipements utilisés pour recharger les bouteilles sur les véhicules;

e) les fournisseurs de gaz naturel;

f) les autorités administratives définissant les règles d'utilisation des bouteilles.

4.1.3. Durée de service

La période durant laquelle les bouteilles peuvent être utilisées en toute sécurité doit être spécifiée par le concepteur sur la base des conditions d'utilisation prévues dans le présent contexte. La durée de service maximale doit être de 20 ans.

4.1.4. Requalification périodique

Des recommandations pour la requalification périodique par inspection visuelle ou par essai au cours de la durée de service doivent être fournies par le fabricant de la bouteille en fonction de l'utilisation dans les conditions d'utilisation spécifiées dans cette annexe. Chaque bouteille doit être contrôlée visuellement au moins tous les 48 mois après la date de sa mise en service sur le véhicule (immatriculation du véhicule), et à chaque nouvelle installation, pour vérifier l'absence de dommages ou détériorations, même sous les supports. Le contrôle visuel doit être effectué par un organisme compétent approuvé ou reconnu par l'autorité réglementaire, conformément aux spécifications du fabricant. Les bouteilles ne portant pas d'étiquette pour les informations obligatoires, ou sur lesquelles les informations obligatoires sont illisibles pour quelque raison que ce soit, doivent être retirées du service. S'il est possible d'identifier la bouteille de façon certaine par le fabricant et le numéro de série, une nouvelle étiquette peut remplacer l'ancienne, la bouteille restant ainsi en service.

4.1.4.1. Bouteilles ayant subi une collision de véhicules

Les bouteilles ayant subi une collision de véhicules doivent être soumises à un nouveau contrôle par un organisme autorisé par le fabricant, sauf instruction contraire de l'autorité compétente. Une bouteille qui n'a subi aucun dommage lors de la collision peut être remise en service; sinon, elle doit être renvoyée au fabricant pour être soumise à un examen.

4.1.4.2. Bouteilles ayant subi un feu

Les bouteilles ayant subi un feu doivent être soumises à un nouveau contrôle par un organisme autorisé par le fabricant, ou bien être retirées du service.

4.2. Pressions maximales

La pression de la bouteille doit être limitée à:

a) une pression stabilisée de 20 MPa à une température stabilisée de 15 °C;

b) 26 MPa, immédiatement après remplissage, quelle que soit la température.

4.3. Nombre maximal de cycles de remplissage

Les bouteilles sont conçues de façon à être remplies à une pression stabilisée de 20 MPa à une température stabilisée du gaz de 15 °C, jusqu'à 1 000 fois par an, pendant toute la durée de service.

4.4. Plage de températures

4.4.1. Température stabilisée du gaz

La température stabilisée du gaz dans les bouteilles peut varier d'un minimum de – 40 °C à un maximum de 65 °C.

4.4.2. Températures dans les bouteilles

La température des matériaux composant la bouteille peut varier d'un minimum de – 40 °C à un maximum de 82 °C.

Il est possible qu'une température supérieure à 65 °C soit suffisamment localisée ou présente durant une période suffisamment courte pour que la température du gaz dans la bouteille ne dépasse jamais 65 °C, sauf dans les conditions définies au paragraphe 4.4.3 ci-dessous.

4.4.3. Températures transitoires

Les températures du gaz au cours du remplissage et du déchargement peuvent varier au-delà des limites définies au paragraphe 4.4.1 ci-dessus.

4.5. Composition du gaz

Du méthanol et/ou du glycol ne doivent pas être délibérément ajoutés au gaz naturel. Les bouteilles doivent être conçues de façon à pouvoir être remplies avec du gaz naturel répondant à l'une des trois conditions suivantes:

a) norme SAE J1616;

b) gaz sec. La vapeur d'eau doit normalement être limitée à moins de 32 mg/m3, avec un point de rosée de – 9 °C à 20 MPa. Il ne doit pas y avoir de limites en ce qui concerne les composants pour les gaz secs, sauf pour: le sulfure d'hydrogène et les autres sulfures solubles: 23 mg/m3; l'oxygène: 1 % en volume; l'hydrogène doit être limité à 2 % en volume si la résistance à la traction de l'acier utilisé pour la fabrication des bouteilles dépasse 950 MPa;

c) gaz humide. Tout gaz dont la teneur en eau est supérieure à celle de b) est normalement soumis aux limites concernant les composants suivants: le sulfure d'hydrogène et les autres sulfures solubles: 23 mg/m3; l'oxygène: 1 % en volume; le dioxyde de carbone: 4 % en volume; l'hydrogène: 0,1 % en volume. Dans le cas d'un gaz humide, un minimum de 1 mg d'huile de compresseur par kg de gaz est nécessaire pour assurer la protection des bouteilles et liners métalliques.

4.6. Surfaces externes

Les bouteilles ne sont pas conçues pour une exposition continue aux agressions mécaniques ou chimiques pouvant se produire lors de la fuite d'un chargement transporté sur un véhicule ou dans le cas d'une abrasion importante due à l'état de la chaussée, et doivent satisfaire aux normes d'installation reconnues. Cependant, les surfaces externes des bouteilles peuvent être exposées par inadvertance:

a) à l'eau, par immersion intermittente ou par éclaboussement sur la route;

b) au sel, si le véhicule circule à proximité de la mer ou si du sel est utilisé pour le déneigement;

c) au rayonnement ultraviolet provenant du soleil;

d) à des graviers;

e) à des solvants, des acides et alcalis, ou des fertilisants;

f) aux fluides pour véhicules, notamment l'essence, les fluides hydrauliques, le glycol et les huiles.

4.7. Échappement ou fuite de gaz

Les bouteilles peuvent être placées dans des espaces fermés pendant des périodes assez longues. L'échappement de gaz à travers la paroi de la bouteille (perméabilité) ou les fuites entre les ogives d'extrémité et le liner doivent être pris en considération lors de la conception.

5. HOMOLOGATION DU MODÈLE

5.1. Généralités

Les informations suivantes doivent être soumises par le concepteur de la bouteille à l'autorité d'homologation de type lors d'une demande d'homologation:

a) la déclaration de service (paragraphe 5.2);

b) les données concernant le modèle (paragraphe 5.3);

c) les données concernant la fabrication (paragraphe 5.4);

d) le système qualité (paragraphe 5.5);

e) la résistance à la rupture et les dimensions des défauts pour le CND (contrôle non destructif) (paragraphe 5.6);

f) la fiche de spécifications (paragraphe 5.7);

g) toutes données complémentaires (paragraphe 5.8).

Pour les bouteilles conçues conformément à la norme ISO 9809, il n'est pas nécessaire de fournir le rapport d'analyse des contraintes visé au paragraphe 5.3.2 ou les informations mentionnées au paragraphe 5.6.

5.2. Déclaration de service

La déclaration de service a pour but non seulement de faire fonction de guide pour les utilisateurs et les installateurs de bouteilles, mais aussi d'informer l'autorité d'homologation de type ou son représentant désigné. La déclaration de service doit comprendre:

a) une déclaration indiquant que le modèle de la bouteille est adapté à une utilisation dans les conditions définies au paragraphe 4 concernant la durée de service de la bouteille;

b) la durée de service;

c) les prescriptions minimales concernant les essais ou l'inspection en service;

d) les dispositifs de surpression et/ou les dispositifs d'isolation nécessaires;

e) les méthodes de fixation, revêtements protecteurs et autres moyens nécessaires, mais qui ne sont pas fournis;

f) une description du modèle de la bouteille;

g) toute autre information nécessaire pour permettre l'utilisation et l'inspection de la bouteille en toute sécurité.

5.3. Données concernant le modèle

5.3.1. Plans

Les plans doivent être accompagnés des éléments suivants au moins:

a) le titre, le numéro de référence, la date d'établissement, et les numéros de révision avec les dates d'établissement s'il y a lieu;

b) la référence au présent règlement et le type de la bouteille;

c) toutes les dimensions et tolérances, notamment les détails des ogives, avec leurs épaisseurs minimales, ainsi que des ouvertures;

d) la masse de la bouteille, y compris les tolérances;

e) les spécifications des matériaux ainsi que les caractéristiques mécaniques et techniques minimales ou les plages de tolérances et, pour les bouteilles et les liners métalliques, la plage de duretés spécifiée;

f) d'autres données, telles que la plage de pressions d'autofrettage, la pression d'essai minimale et les détails sur le système de protection contre le feu et sur le revêtement de protection extérieur.

5.3.2. Rapport d'analyse des contraintes

Une analyse des contraintes par élément fini ou par toute autre méthode doit être réalisée.

Un tableau récapitulant les contraintes calculées dans le rapport doit être fourni.

5.3.3. Données concernant les essais sur les matériaux

Une description détaillée des matériaux utilisés pour le modèle et de leurs tolérances doit être fournie. Les résultats des essais doivent également être présentés, en spécifiant les caractéristiques mécaniques et en déterminant si les matériaux sont appropriés au service, dans les conditions définies au paragraphe 4 ci-dessus.

5.3.4. Données des essais de qualification du modèle

Les matériaux, la conception, la fabrication et le contrôle de la bouteille doivent convenir à l'utilisation prévue. Pour cela, ils doivent répondre aux prescriptions des essais requis pour le type de bouteille visé, lorsque celui-ci est soumis à essai selon les méthodes appropriées détaillées dans l'appendice A de la présente annexe.

Parmi les données des essais doivent également figurer les dimensions, les épaisseurs des parois et le poids de chaque bouteille soumise à essai.

5.3.5. Protection contre le feu

La disposition des systèmes de protection contre les surpressions, qui protègent la bouteille d'une rupture soudaine si elle est exposée à un feu dans les conditions définies au paragraphe A.15 de l'appendice A à la présente annexe, doit être spécifiée. Les résultats d'essai doivent prouver l'efficacité du système de protection spécifié contre le feu.

5.3.6. Supports des bouteilles

Les renseignements relatifs aux supports des bouteilles ou les prescriptions relatives aux supports doivent être fournis conformément au paragraphe 6.11 de la présente annexe.

5.4. Données concernant la fabrication

Les renseignements détaillés concernant l'ensemble des procédés de fabrication, des contrôles non destructifs, des essais en production et des essais par lots doivent être fournis. Les tolérances pour tous les procédés de fabrication tels que le traitement thermique et le formage, le mélange de résine, la tension et la vitesse de bobinage du filament, les temps et les températures de cuisson et les procédures d'autofrettage doivent être spécifiés. Le fini de la surface, les détails du filetage, les critères d'acceptation pour le balayage par ultrasons (ou procédé équivalent) et la taille maximale des lots pour les essais par lots doivent également être spécifiés.

5.5. (Non attribué)

5.6. Résistance à la rupture et dimensions des défauts pour le CND

5.6.1. Résistance à la rupture

Le fabricant doit démontrer la fuite avant rupture par éclatement d'une bouteille entaillée, comme décrit au paragraphe 6.7.

5.6.2. Dimensions des défauts pour le CND

À l'aide de la méthode décrite au paragraphe 6.15.2, le fabricant doit établir les dimensions maximales des défauts pour le contrôle non destructif, afin de prévenir une défaillance de la bouteille due à la fatigue pendant la durée de service, ou la rupture de la bouteille.

5.7. Fiche de spécifications

Une liste récapitulative des documents fournissant les informations requises au paragraphe 5.1 ci-dessus doit figurer sur une fiche de spécifications pour chaque type de bouteille. Le titre, le numéro de référence, les numéros des révisions et les dates de la première version et des versions ultérieures doivent être indiqués pour chaque document. Chaque document doit être signé ou paraphé par la personne qui l'a établi. La fiche de spécifications doit porter un numéro permettant d'identifier le modèle, ainsi qu'un numéro de révision s'il y a lieu. Elle doit également porter la signature de l'ingénieur responsable de la conception. Un espace doit être prévu sur la fiche pour apposer un tampon indiquant que le modèle a été enregistré.

5.8. Données complémentaires

Des données complémentaires aux fins de la demande d'homologation, telles que le dossier sur le matériau proposé, ou l'utilisation d'un type de bouteille particulier dans d'autres conditions d'utilisation, doivent être fournies s'il y a lieu.

5.9. Homologation et certification

5.9.1. Contrôle et essais

L'évaluation de la conformité doit être effectuée conformément aux dispositions figurant au paragraphe 9 du présent règlement.

Afin de s'assurer que les bouteilles sont conformes au règlement, il convient de les soumettre à un contrôle effectué par l'autorité d'homologation de type conformément aux paragraphes 6.13 et 6.14 ci-dessous.

5.9.2. Certificat d'essai

Si les résultats des essais sur le prototype effectués conformément au paragraphe 6.13 sont satisfaisants, l'autorité d'homologation de type doit remettre un certificat d'essai. L'appendice D de la présente annexe donne un exemple de certificat d'essai.

5.9.3. Certificat d'acceptation de lot

L'autorité d'homologation de type doit établir un certificat d'acceptation de lot tel que celui qui figure à l'appendice D de la présente annexe.

6. PRESCRIPTIONS APPLICABLES À TOUS LES TYPES DE BOUTEILLES

6.1. Généralités

Les prescriptions suivantes s'appliquent de façon générale aux types de bouteilles spécifiés aux paragraphes 7 à 10 de la présente annexe. La conception des bouteilles doit comprendre tous les aspects pertinents permettant de s'assurer que chaque bouteille fabriquée selon cette conception peut être utilisée aux fins de l'objectif visé, pour la durée de service spécifiée. Les bouteilles en acier de type GNC-1 conçues conformément à la norme ISO 9809 et répondant à toutes les prescriptions y relatives doivent satisfaire uniquement aux prescriptions des paragraphes 6.3.2.4 et 6.9 à 6.13 ci-dessous.

6.2. Conception

Le présent règlement n'indique pas de formules pour la conception, ni de contraintes ou de tensions autorisées. Il est cependant nécessaire d'établir la validité de la conception en effectuant des calculs appropriés et en démontrant que les bouteilles peuvent systématiquement satisfaire aux essais spécifiés dans le règlement en ce qui concerne les matériaux, la qualification du modèle, la production et les lots. Toute conception doit permettre une défaillance sous forme de fuite avant rupture dans le cadre de la dégradation possible des pièces soumises à une pression en cours d'utilisation normale. Toute fuite sur une bouteille métallique ou un liner métallique doit résulter uniquement de l'extension d'une fissure due à la fatigue.

6.3. Matériaux

6.3.1. Les matériaux utilisés doivent être adaptés aux conditions d'utilisation spécifiées au paragraphe 4 de la présente annexe. Les matériaux incompatibles entre eux ne doivent pas être mis en contact. Les essais de qualification du modèle en ce qui concerne les matériaux sont résumés dans le tableau 6.1.

6.3.2. Acier

6.3.2.1. Composition

Les aciers doivent être calmés à l'aluminium et/ou au silicium et produits de façon à obtenir principalement une structure à grain fin. La composition chimique de tous les aciers doit être déclarée et définie au minimum par:

a) la teneur en carbone, manganèse, aluminium et silicium, dans tous les cas;

b) la teneur en nickel, chrome, molybdène, bore et vanadium, et tout autre élément d'alliage ajouté de manière intentionnelle. Les limites suivantes ne doivent pas être dépassées dans l'analyse de la coulée: Résistance à la traction < 950 MPa ≥ 950 MPa Soufre 0,020 % 0,010 % Phosphore 0,020 % 0,020 % Soufre et phosphore 0,030 % 0,025 %

En cas d'utilisation d'un acier carbone-bore, il faut réaliser un essai de dureté sur le premier et le dernier lingot ou la première et la dernière brame de chaque coulée d'acier, conformément à la norme ISO 642. La dureté, mesurée à 7,9 mm de l'extrémité trempée, doit être comprise entre 33 et 53 HRC (dureté Rockwell) ou 327 et 560 HV (dureté Vickers), et doit être certifiée par le fabricant du matériau.

6.3.2.2. Propriétés en traction

Les propriétés mécaniques de l'acier présent dans les bouteilles ou les liners finis doivent être déterminées conformément au paragraphe A.1 de l'appendice A à la présente annexe. L'allongement de l'acier doit être au minimum de 14 %.

6.3.2.3. Propriétés de résistance aux chocs

Les propriétés de résistance aux chocs de l'acier présent dans les bouteilles ou les liners finis doivent être déterminées conformément au paragraphe A.2 de l'appendice A à la présente annexe. Les valeurs d'énergie résultant de l'essai de flexion par choc ne doivent pas être inférieures à celles indiquées au tableau 6.2 de la présente annexe.

6.3.2.4. Propriétés en flexion

Les propriétés en flexion de l'acier inoxydable soudé présent dans un liner fini doivent être déterminées conformément au paragraphe A.3 de l'appendice A à la présente annexe.

6.3.2.5. Examen macroscopique des soudures

Un examen macroscopique des soudures doit être réalisé pour chaque type de soudure. Il doit mettre en évidence la complète fusion et l'absence de toute erreur d'assemblage ou de tout défaut inacceptable, comme précisé pour le niveau C dans la norme EN ISO 5817.

6.3.2.6. Résistance à la fissuration sous contrainte au sulfure

Si la limite supérieure de la résistance à la traction spécifiée pour l'acier d'une bouteille finie excède 950 MPa, ce dernier doit être soumis à un essai de résistance à la fissuration sous contrainte au sulfure conformément au paragraphe A.3 de l'appendice A à la présente annexe et répondre aux prescriptions dudit paragraphe.

6.3.3. Aluminium

6.3.3.1. Composition

Les alliages d'aluminium doivent être réalisés selon les méthodes de l'Aluminium Association pour un système d'alliage donné. Dans un alliage d'aluminium, la teneur maximale en impuretés de plomb et de bismuth ne doit pas dépasser 0,003 %.

6.3.3.2. Essais de corrosion

Les alliages d'aluminium doivent répondre aux prescriptions des essais de corrosion réalisés conformément au paragraphe A.4 de l'appendice A à la présente annexe.

6.3.3.3. Fissuration sous charge

Les alliages d'aluminium doivent répondre aux prescriptions des essais de fissuration sous charge réalisés conformément au paragraphe A.5 de l'appendice A à la présente annexe.

6.3.3.4. Propriétés en traction

Les propriétés mécaniques de l'alliage d'aluminium présent dans les bouteilles finies doivent être déterminées conformément au paragraphe A.1 de l'appendice A à la présente annexe. L'allongement de l'aluminium doit être au minimum de 12 %.

6.3.4. Résines

6.3.4.1. Généralités

Le matériau utilisé pour l'imprégnation peut être une résine thermodurcissable ou thermoplastique. Les matériaux pouvant servir de matrice sont notamment l'époxy, l'époxy modifié, les plastiques thermodurcissables comme le polyester et le vinylester, et les matériaux thermoplastiques comme le polyéthylène et le polyamide.

6.3.4.2. Résistance au cisaillement

Les résines doivent être soumises à essai conformément au paragraphe A.26 de l'appendice A à la présente annexe et doivent satisfaire aux prescriptions de ce paragraphe.

6.3.4.3. Température de transition vitreuse

La température de transition vitreuse de la résine doit être déterminée conformément à la norme ASTM D3418.

6.3.5. Fibres

La fibre de verre, la fibre d'aramide ou la fibre de carbone peuvent être employées comme matériaux filamentaires pour le renforcement de la structure. En cas d'utilisation de la fibre de carbone comme matériau de renfort filamentaire, il faut veiller à éviter la corrosion galvanique des composants métalliques de la bouteille. Le fabricant doit conserver le dossier contenant les spécifications publiées au sujet des matériaux composites, les recommandations du fabricant du matériau relatives au stockage, aux conditions de stockage et à la durée de conservation, ainsi que la certification du fabricant du matériau indiquant que chaque envoi est conforme aux spécifications. Le fabricant de la fibre doit certifier que les propriétés de la fibre sont conformes aux spécifications du fabricant du produit.

6.3.6. Liners en plastique

La limite apparente d'élasticité et l'allongement à la rupture doivent être déterminés conformément au paragraphe A.22 de l'appendice A à la présente annexe. Des essais doivent être réalisés pour démontrer les propriétés ductiles du liner en plastique à des températures inférieures ou égales à – 50 °C, sur la base des valeurs spécifiées par le fabricant. Le polymère doit être compatible avec les conditions d'utilisation spécifiées au paragraphe 4 de la présente annexe. Conformément à la méthode décrite au paragraphe A.23 de l'appendice A à la présente annexe, la température de ramollissement doit être au minimum de 90 °C et la température de fusion, au minimum de 100 °C.

6.4. Pression d'essai

La pression d'essai minimale utilisée lors de la fabrication doit être de 30 MPa.

6.5. Pressions d'éclatement et rapports de contraintes de la fibre

Pour tous les types de bouteilles, la pression d'éclatement minimale réelle ne doit pas être inférieure aux valeurs indiquées au tableau 6.3 de la présente annexe. Pour les modèles de type GNC-2, GNC-3 et GNC-4, le bobinage composite doit être conçu de manière à obtenir une grande fiabilité sous charge continue et sous charge cyclique. Cette fiabilité doit être obtenue avec des rapports de contraintes pour le matériau filamentaire en composite servant de renfort à la structure égaux ou supérieurs aux valeurs données au tableau 6.3 de la présente annexe. Le rapport de contraintes est défini comme la contrainte dans la fibre à la pression d'éclatement minimale spécifiée divisée par la contrainte dans la fibre à la pression maximale de fonctionnement. Le rapport d'éclatement est défini comme la pression d'éclatement réelle de la bouteille divisée par la pression maximale de fonctionnement. Pour les modèles de type GNC-4, le rapport de contraintes est égal au rapport d'éclatement; pour les modèles de type GNC-2 et GNC-3 (à liner métallique et à bobinage composite), les calculs du rapport de contraintes doivent s'effectuer en tenant compte de ce qui suit:

a) une méthode d'analyse applicable aux matériaux non linéaires (programme informatique ad hoc ou programme d'analyse par éléments finis);

b) la courbe contrainte-déformation élastique-plastique pour le matériau du liner doit être connue et modélisée correctement;

c) les propriétés mécaniques des matériaux composites doivent être modélisées correctement;

d) les calculs doivent être réalisés à la pression d'autofrettage, à la pression zéro, à la pression maximale de fonctionnement et à la pression d'éclatement minimale;

e) les précontraintes dues à la tension de bobinage doivent être prises en compte dans l'analyse;

f) la pression d'éclatement minimale doit être choisie de manière que le rapport entre la contrainte calculée à la pression d'éclatement minimale et la contrainte calculée à la pression maximale de fonctionnement soit conforme aux prescriptions concernant le rapport de contraintes pour la fibre utilisée;

g) lors de l'analyse des bouteilles à matériau filamentaire de renfort hybride (deux types de fibre ou plus), la répartition des efforts entre les différentes fibres doit être prise en compte en se basant sur les modules d'élasticité différents des fibres. Les prescriptions concernant le rapport de contraintes pour chaque type de fibre doivent être conformes aux valeurs indiquées au tableau 6.3 de la présente annexe. La vérification du rapport de contraintes peut également s'effectuer à l'aide d'une jauge de contrainte. On trouvera à l'appendice E de la présente annexe des informations relatives à une méthode acceptable.

6.6. Analyse de contrainte

Une analyse de contrainte doit être réalisée afin de justifier les épaisseurs de paroi correspondant aux paramètres minimaux. Cette analyse doit comprendre la détermination des contraintes dans les liners et les fibres des modèles en composites.

6.7. Analyse de fuite avant rupture

Il doit être démontré que les bouteilles de type GNC-1, GNC-2 et GNC-3 peuvent fuir avant de rompre. L'essai de fuite avant rupture doit être effectué conformément au paragraphe A.6 de l'appendice A à la présente annexe. Il n'est pas nécessaire de prouver la capacité de fuite avant rupture pour les modèles de bouteilles dont la résistance à la fatigue est supérieure à 45 000 cycles de pression lors des essais réalisés conformément au paragraphe A.13 de l'appendice A à la présente annexe. L'appendice F ci-après présente, pour information, deux méthodes d'analyse de fuite avant rupture.

6.8. Contrôle et essai

Le contrôle de la fabrication doit comprendre les programmes et procédures concernant:

a) le contrôle, les essais et les critères d'acceptation lors de la fabrication;

b) le contrôle, les essais et les critères d'acceptation durant la période d'utilisation. La fréquence des examens visuels des surfaces extérieures des bouteilles doit être conforme aux dispositions du paragraphe 4.1.4 de la présente annexe, sauf décision contraire de l'autorité d'homologation de type. Le fabricant doit établir les critères de rejet lors d'un nouvel examen visuel d'après les résultats des essais de cycles de pression réalisés sur des bouteilles présentant des défauts. L'appendice G ci-après présente les instructions du fabricant concernant la manutention, l'utilisation et l'examen des bouteilles.

6.9. Protection contre le feu

Toutes les bouteilles doivent être protégées contre le feu au moyen de dispositifs de surpression. La bouteille, les matériaux qui la composent, les dispositifs de surpression et tout matériau d'isolation ou de protection ajouté doivent être conçus de manière à offrir un niveau de sécurité approprié dans les conditions de l'essai présenté au paragraphe A.15 de l'appendice A à la présente annexe.

Les dispositifs de surpression doivent être soumis à essai conformément aux dispositions du paragraphe A.24 de l'appendice A à la présente annexe.

6.10. Ouvertures

6.10.1. Généralités

Seules les ogives peuvent comporter des ouvertures. L'axe des ouvertures doit coïncider avec l'axe longitudinal de la bouteille. Les filetages doivent être nets, égalisés, exempts de discontinuités de surface et calibrés.

6.11. Supports des bouteilles

Le fabricant doit spécifier de quelle manière les bouteilles doivent être maintenues en place sur les véhicules. Il doit également fournir les instructions d'installation des supports, y compris la force et le couple de serrage nécessaires pour exercer la force de maintien requise, sans toutefois provoquer une contrainte inacceptable dans les bouteilles ou endommager la surface des bouteilles.

6.12. Protection extérieure

La partie extérieure des bouteilles doit satisfaire aux prescriptions concernant l'essai d'environnement énoncées au paragraphe A.14 de l'appendice A à la présente annexe. Pour protéger l'extérieur des bouteilles, on peut utiliser:

a) un fini de surface apportant une protection adéquate (métallisation par projection sur l'aluminium ou anodisation, par exemple); ou

b) une fibre et une matrice adaptées (par exemple, de la fibre de carbone dans une résine); ou

c) un revêtement de protection (par exemple, un revêtement organique ou une peinture) répondant aux prescriptions du paragraphe A.9 de l'appendice A à la présente annexe.

Tout revêtement appliqué sur les bouteilles doit être conçu de manière à ne pas altérer les propriétés mécaniques de la bouteille. Il doit en outre être conçu de manière à faciliter les contrôles ultérieurs durant la période d'utilisation, et le fabricant doit indiquer les précautions à prendre au cours des contrôles afin de maintenir l'intégrité de la bouteille.

Les fabricants sont informés que l'appendice H de la présente annexe contient un essai de tenue à l'environnement permettant d'évaluer la compatibilité des revêtements.

6.13. Essais de qualification du modèle

Pour l'homologation de chaque type de bouteille, il faut démontrer que les matériaux, la conception, la fabrication et la vérification conviennent à l'utilisation prévue. Cette démonstration est faite si les prescriptions appropriées concernant les essais de qualification des matériaux résumés au tableau 6.1 de la présente annexe et les essais de qualification de la bouteille résumés au tableau 6.4 de la même annexe sont respectées, les essais étant menés conformément aux méthodes pertinentes décrites à l'appendice A de la présente annexe. Les bouteilles ou liners soumis à essai doivent être sélectionnés et les essais effectués sous le contrôle de l'autorité compétente. Si un plus grand nombre de bouteilles ou de liners est soumis à essai par rapport au nombre requis dans la présente annexe, tous les résultats doivent être documentés.

6.14. Essais par lots

Les essais par lots spécifiés dans la présente annexe pour chaque type de bouteille doivent être effectués sur des bouteilles ou des liners prélevés dans chaque lot de bouteilles ou liners finis. Il est également possible d'utiliser des échantillons témoins ayant subi un traitement thermique, considérés comme représentatifs des bouteilles ou liners finis. Les essais par lots requis pour chaque type de bouteille sont spécifiés au tableau 6.5 de la présente annexe.

6.15. Contrôles et essais en production

6.15.1. Généralités

Les contrôles et essais en production doivent être effectués sur l'ensemble des bouteilles produites dans un lot. Chaque bouteille doit être contrôlée en cours de fabrication et après fabrication comme suit:

a) un balayage par ultrasons, applicable aux bouteilles et liners métalliques, effectué conformément à la norme BS 5045, partie 1, annexe B, ou à toute autre méthode prouvée équivalente, visant à confirmer que la taille maximale des défauts est inférieure à la taille spécifiée dans la conception;

b) une vérification des dimensions et de la masse critiques de la bouteille finie et de tous les liners et bobinages, afin de contrôler que celles-ci sont comprises dans les tolérances de la conception;

c) une vérification du fini de surface spécifié, en accordant une importance particulière aux emboutis profonds, aux replis et aux dédoublements au niveau du goulot ou du col des extrémités forgées ou obtenues par repoussage, ou au niveau des ouvertures;

d) une vérification des inscriptions;

e) des essais de dureté, applicables aux bouteilles et liners métalliques conformément au paragraphe A.8 de l'appendice A à la présente annexe, doivent être réalisés après le traitement thermique final; les valeurs de dureté ainsi déterminées doivent être comprises dans la plage spécifiée pour la conception;

f) un essai de pression hydrostatique conformément au paragraphe A.11 de l'appendice A à la présente annexe.

Le tableau 6.6 de la présente annexe récapitule les opérations de contrôle de la fabrication qu'il faut impérativement effectuer pour chaque bouteille.

6.15.2. Taille maximale des défauts

Pour les bouteilles de type GNC-1, GNC-2 et GNC-3, il faut déterminer la taille maximale des défauts qui pourront apparaître à un quelconque endroit de la bouteille ou du liner métalliques, mais qui ne se développeront pas jusqu'à une taille critique au cours de la durée de service spécifiée. La taille critique est définie comme le défaut (de la bouteille ou du liner) maximal sur toute l'épaisseur de la paroi qui permettrait au gaz stocké de s'échapper sans que la bouteille n'éclate. Les tailles de défaut correspondant aux critères de rejet pour le balayage par ultrasons ou par toute autre méthode équivalente doivent être inférieures aux tailles de défaut maximales admissibles. Pour les bouteilles de type GNC-2 et GNC-3, il est présumé que le composite ne subira aucune dégradation due à des mécanismes liés au temps. La taille de défaut admissible pour le CND doit être déterminée par une méthode appropriée. L'appendice F de la présente annexe donne un aperçu de deux méthodes appropriées.

6.16. Non-conformité aux prescriptions d'essai

En cas de non-conformité aux prescriptions d'essai, de nouveaux essais, précédés ou non d'un traitement thermique, doivent être effectués comme suit:

a) s'il est prouvé qu'une erreur a été commise lors de l'exécution d'un essai, ou lors d'un mesurage, un nouvel essai doit être effectué. Si le résultat de cet essai est satisfaisant, le premier essai ne doit pas être pris en compte;

b) si l'essai a été réalisé de manière satisfaisante, la cause de la non-conformité doit être déterminée.

Si l'on considère que cet échec est dû au traitement thermique appliqué, le fabricant peut faire subir à toutes les bouteilles du lot un nouveau traitement thermique.

Si l'échec n'est pas dû au traitement thermique appliqué, toutes les bouteilles défectueuses doivent être rejetées ou bien réparées au moyen d'une méthode approuvée. Les bouteilles qui n'ont pas été rejetées sont alors considérées comme un nouveau lot.

Dans les deux cas, le nouveau lot doit être soumis à essai. Tous les essais de prototype ou par lots nécessaires pour démontrer la validité du nouveau lot doivent être de nouveau effectués. Si un ou plusieurs essais sont jugés insatisfaisants, même partiellement, l'ensemble des bouteilles du lot doit être rejeté.

6.17. Modification de conception

Une modification de conception est un changement concernant la sélection des matériaux de la structure ou les dimensions qui ne peut être attribué aux tolérances normales de fabrication.

Pour les modifications de conception mineures, il doit être possible d'obtenir la qualification à l'issue d'un programme d'essai réduit. Les modifications de conception présentées au tableau 6.7 ci-dessous nécessitent des essais de qualification comme il est indiqué.

Tableau 6.1

Essai de qualification en ce qui concerne les matériaux

Paragraphe correspondant dans la présente annexe Acier Aluminium Résines Fibres Liners en plastique Propriétés en traction 6.3.2.2 6.3.3.4 6.3.5 6.3.6 Propriétés de résistance aux chocs 6.3.2.3 Propriétés en flexion 6.3.2.4 Examen des soudures 6.3.2.5 Résistance à la fissuration sous contrainte au sulfure 6.3.2.6 Résistance à la fissuration sous charge 6.3.3.3 Fissuration par corrosion sous contrainte 6.3.3.2 Résistance au cisaillement 6.3.4.2 Température de transition vitreuse 6.3.4.3 Température de ramollissement/fusion 6.3.6 Mécanique de la rupture (1) 6.7 6.7





Tableau 6.2

Valeurs acceptables pour l'essai de résistance aux chocs

Diamètre de bouteille D, en millimètres > 140 ≤ 140 Direction de l'essai Transversale Longitudinale Largeur de l'éprouvette, en millimètres 3-5 > 5-7,5 > 7,5-10 3-5 Température d'essai, en °C – 50 – 50 Résistance aux chocs, en J/cm2 Moyenne sur 3 éprouvettes 30 35 40 60 Éprouvette individuelle 24 28 32 48





Tableau 6.3

Valeurs d'éclatement minimales réelles et rapports de contraintes

GNC-1 Entièrement en métal GNC-2 Bobinée sur la partie cylindrique GNC-3 Entièrement bobinée GNC-4 Entièrement en composite Pression d'éclatement (MPa) Rapport de contraintes (MPa) Pression d'éclatement (MPa) Rapport de contraintes (MPa) Pression d'éclatement (MPa) Rapport de contraintes (MPa) Pression d'éclatement (MPa) Entièrement en métal 45 Verre 2,75 50 1) 3,65 70 1) 3,65 73 Aramide 2,35 47 3,10 60 1) 3,1 62 Carbone 2,35 47 2,35 47 2,35 47 Hybride 2) 2) 2) Note 1) — Pression d'éclatement minimale réelle. En outre, les calculs doivent être effectués conformément au paragraphe 6.5 de la présente annexe pour prouver que le rapport de contraintes minimal est conforme à ce qui est prescrit. Note 2) — Le rapport de contraintes et la pression d'éclatement doivent être calculés conformément au paragraphe 6.5 de la présente annexe.





Tableau 6.4

Essais de qualification des types de bouteilles

Référence correspondante dans la présente annexe Type de bouteille GNC-1 GNC-2 GNC-3 GNC-4 A.12. Éclatement X * X X X A.13. Température ambiante/cycle X * X X X A.14. Essai en environnement acide X X X A.15. Feu à l'air libre X X X A.16. Essai de pénétration X X X X A.17. Tolérance aux défauts X X X X A.18. Fluage à haute température X X X A.19. Rupture sous contrainte X X X A.20. Essai de chute X X A.21. Perméabilité X A.24. Capacités du dispositif de surpression X X X A.25. Essai de couple sur l'ogive X X A.27. Cyclage au gaz naturel X A.6. Capacité de fuite avant rupture X X A.7. Température extrême/cycle X X X X X = requis. * = non requis pour les bouteilles conçues selon la norme ISO 9809 (cette norme prévoit déjà ces essais).





Tableau 6.5

Essais par lots

Référence correspondante dans la présente annexe Type de bouteille GNC-1 GNC-2 GNC-3 GNC-4 A.12. Éclatement X X X X A.13. Cycle ambiant X X X X A.1. Traction X X † X † A.2. Chocs (acier) X X † X † A.9.2. Revêtement * X X X X X = requis. * = sauf dans le cas où aucun revêtement de protection n'est utilisé. † = essais sur le liner.





Tableau 6.6

Contrôles essentiels lors de la fabrication

Type Type de bouteille Opération de contrôle GNC-1 GNC-2 GNC-3 GNC-4 Dimensions critiques X X X X Fini de surface X X X X Défauts (contrôle par ultrasons ou méthode équivalente) X X X Dureté des bouteilles métalliques et des liners métalliques X X X Essai de pression hydrostatique X X X X Essai d'étanchéité X Inscriptions X X X X X = requis.





Tableau 6.7

Modification de conception

Modification de conception Type d'essai Éclatement hydrostatique A.12 Cyclage à température ambiante A.13 Essai en environnement A.14 Feu à l'air libre A.15 Pénétration A.16 Tolérance aux défauts A.17 Fluage à haute température A.18 Rupture sous contrainte A.19 Essai de chute A.20 Perméabilité A.21 Couple sur l'ogive A.25 Cyclage GNC A.27 Capacités des dispositifs de surpression A.24 Fabricant de la fibre X X X * X † Bouteille métallique ou liner X X X * X X * X X * Liner en plastique X X X † Fibre X X X X X X X X † Résine X X X X Changement de diamètre ≤ 20 % X X Changement de diamètre > 20 % X X X X * X Changement de longueur ≤ 50 % X X ‡ Changement de longueur > 50 % X X X ‡ Changement de pression maximale de fonctionnement ≤ 20 % @ X X Forme de l'ogive X X X † Taille de l'ouverture X X Changement de revêtement X Conception de l'ogive X † Changement de procédé de fabrication X X Dispositif de surpression X X X = requis. * = essai non requis pour les bouteilles métalliques (GNC-1). † = essai requis uniquement pour les bouteilles intégralement en composite (GNC-4). ‡ = essai requis uniquement lorsque la longueur augmente. @ = essai requis uniquement en cas de changement d'épaisseur proportionnel au changement de diamètre et/ou de pression.

7. BOUTEILLES MÉTALLIQUES DE TYPE GNC-1

7.1. Généralités

Il convient de déterminer à la conception la taille maximale admissible pour un défaut situé sur n'importe quelle partie de la bouteille et qui ne se développera pas jusqu'à la taille critique durant la nouvelle période d'essais prévue pour la bouteille utilisée à la pression maximale de fonctionnement, ou sur la durée de service, si aucun nouvel essai n'est spécifié. L'évaluation de la capacité de fuite avant rupture doit se faire conformément aux procédures appropriées présentées au paragraphe A.6 de l'appendice A à la présente annexe. La taille admissible pour les défauts doit être déterminée conformément au paragraphe 6.15.2 ci-dessus.

Les bouteilles conçues conformément à la norme ISO 9809 et satisfaisant à l'ensemble des prescriptions de cette norme doivent répondre uniquement aux prescriptions de l'essai des matériaux visées au paragraphe 6.3.2.4 et aux prescriptions de l'essai de qualification du modèle visées au paragraphe 7.5, exception faite des paragraphes 7.5.2 et 7.5.3 ci-après.

7.2. Analyse des contraintes

Les contraintes à l'intérieur de la bouteille doivent être calculées pour une pression de 2 MPa et 20 MPa, pour la pression d'essai et pour la pression d'éclatement nominale. Les calculs doivent être faits à l'aide de techniques d'analyse appropriées mettant en application la théorie des coques minces, qui prend en compte la flexion hors du plan de la coque. Ils doivent permettre d'établir la répartition des contraintes au niveau de l'embout, des zones de transition et de la partie cylindrique de la bouteille.

7.3. Prescriptions relatives aux essais de fabrication et de production

7.3.1. Généralités

Les ogives des bouteilles en aluminium ne doivent pas être obturées par un procédé de formage. Les bases des bouteilles d'acier qui ont été fermées par formage, exception faite des bouteilles conçues conformément à la norme ISO 9809, doivent être contrôlées de façon non destructive ou à l'aide d'une méthode équivalente. Il ne faut pas ajouter de métal pour la fermeture au niveau de l'ogive. Chaque bouteille doit subir un contrôle d'épaisseur et de fini de surface avant les opérations de formage des ogives.

Après le formage des ogives, les bouteilles doivent subir un traitement thermique dans la gamme de duretés spécifiée pour le type de bouteille. Le traitement thermique localisé n'est pas autorisé.

Lorsque le support est assuré par une bague au niveau du goulot ou au niveau du fond de la bouteille, ou par des fixations, ces éléments doivent être réalisés dans un matériau compatible avec le matériau de la bouteille et doivent être fixés solidement par une méthode autre que le soudage, le brasage dur ou le brasage tendre.

7.3.2. Contrôle non destructif

Les essais suivants doivent être effectués sur chaque bouteille métallique:

a) essai de dureté conformément au paragraphe A.8 de l'appendice A à la présente annexe;

b) contrôle par ultrasons conformément à la norme BS 5045, partie 1, annexe I, ou selon une méthode de contrôle prouvée équivalente, afin de s'assurer que la taille maximale des défauts ne dépasse pas la taille spécifiée dans la conception, conformément au paragraphe 6.15.2 ci-dessus.

7.3.3. Essai de pression hydrostatique

Chaque bouteille finie doit être soumise à un essai de pression hydrostatique conformément au paragraphe A.11 de l'appendice A à la présente annexe.

7.4. Essais par lots

Les essais par lots doivent être effectués sur des bouteilles finies représentatives de la production normale et portant des marques d'identification. Dans chaque lot, deux bouteilles doivent être sélectionnées au hasard. Si le nombre de bouteilles soumises à essai est supérieur au nombre requis dans la présente annexe, l'ensemble des résultats doit être documenté. Les essais ci-après au minimum doivent être réalisés sur les bouteilles visées:

a) essai des matériaux par lots. Une bouteille ou un échantillon témoin pour le traitement thermique représentatif de la bouteille finie doivent être soumis aux essais suivants: i) vérification des tailles critiques par rapport à la conception; ii) un essai de traction réalisé conformément au paragraphe A.1 de l'appendice A à la présente annexe et répondant aux prescriptions de la conception; iii) pour les bouteilles en acier, trois essais de résistance aux chocs réalisés conformément au paragraphe A.2 de l'appendice A à la présente annexe et répondant aux prescriptions du paragraphe 6.3.2.3 ci-dessus; iv) lorsqu'un revêtement de protection fait partie intégrante de la conception, il doit être soumis à essai conformément au paragraphe A.9.2 de l'appendice A à la présente annexe. Toutes les bouteilles faisant partie d'un lot d'essai qui ne répond pas aux prescriptions spécifiées doivent être soumises aux procédures visées au paragraphe 6.16 ci-dessus. Lorsque le revêtement ne répond pas aux prescriptions du paragraphe A.9.2 de l'appendice A à la présente annexe, le lot doit être entièrement contrôlé afin d'éliminer les bouteilles présentant les mêmes défauts. Le revêtement présent sur toutes les bouteilles défectueuses peut être retiré puis redéposé. L'essai par lots du revêtement doit alors être réexécuté;

b) essai d'éclatement par lots. Une bouteille doit être soumise à une pression hydrostatique jusqu'à la rupture, conformément au paragraphe A.12 de l'appendice A à la présente annexe. Si la pression d'éclatement est inférieure à la pression d'éclatement minimale selon les calculs, il convient de suivre les procédures visées au paragraphe 6.16 ci-dessus;

c) essai périodique de cyclage en pression. Les bouteilles finies doivent être soumises à un cyclage en pression conformément au paragraphe A.13 de l'appendice A à la présente annexe et selon une fréquence d'essai définie comme suit: i) une bouteille de chaque lot doit être soumise à un cyclage en pression égal à 1 000 fois la durée de service spécifiée exprimée en années, le minimum correspondant à 15 000 cycles; ii) sur 10 lots de fabrication consécutifs appartenant à une même famille de conception (matériaux et procédés similaires), si aucune des bouteilles soumises aux cycles de pression du paragraphe i) ci-dessus ne fuit ou n'éclate au cours d'un nombre de cycles inférieur à 1 500 fois la durée de service spécifiée exprimée en années (22 500 cycles au minimum), l'essai de cyclage en pression peut être limité à une bouteille tous les 5 lots de fabrication; iii) sur 10 lots de fabrication consécutifs appartenant à une même famille de conception, si aucune des bouteilles soumises aux cycles de pression du paragraphe i) ci-dessus ne fuit ou n'éclate au cours d'un nombre de cycles inférieur à 2 000 fois la durée de service spécifiée exprimée en années (30 000 cycles au minimum), l'essai de cyclage en pression peut être limité à une bouteille tous les 10 lots de fabrication; iv) si plus de 6 mois se sont écoulés depuis le dernier lot de fabrication, une bouteille appartenant au lot suivant doit être soumise à l'essai de cyclage en pression afin de maintenir la fréquence d'essai réduite prévue au paragraphe ii) ou iii) ci-dessus; v) si l'une des bouteilles soumises à l'essai de cyclage en pression à fréquence réduite visé au paragraphe ii) ou iii) ci-dessus ne satisfait pas au nombre de cycles de pression requis (respectivement 22 500 ou 30 000 cycles de pression au minimum), il est alors nécessaire de revenir à la fréquence d'essai spécifiée au paragraphe i) pendant au moins 10 lots de fabrication afin de rétablir la fréquence réduite prévue au paragraphe ii) ou iii) ci-dessus; vi) si l'une des bouteilles visées au paragraphe i), ii) ou iii) ci-dessus ne répond pas à la prescription du nombre minimal de cycles égal à 1 000 fois la durée de service spécifiée exprimée en années (15 000 cycles au minimum), il convient de déterminer la cause de la défaillance et de remédier à celle-ci en suivant les procédures du paragraphe 6.16 de la présente annexe. L'essai de cyclage en pression doit alors être reproduit sur trois nouvelles bouteilles du lot. Si l'une des trois bouteilles supplémentaires ne répond pas à la prescription du nombre minimal de cycles de pression, le lot doit être rejeté.

7.5. Essais de qualification des types de bouteilles

7.5.1. Généralités

Les essais de qualification doivent être effectués sur des bouteilles finies représentatives de la production normale et portant des marques d'identification. La sélection, le contrôle et la justification des résultats doivent s'effectuer conformément au paragraphe 6.13 ci-dessus.

7.5.2. Essai d'éclatement sous pression hydrostatique

Trois bouteilles représentatives doivent être soumises à une pression hydrostatique jusqu'à rupture conformément au paragraphe A.12 de l'appendice A. La pression d'éclatement de la bouteille doit être supérieure à la pression minimale d'éclatement, calculée par analyse des contraintes de la conception, et doit être de 45 MPa au minimum.

7.5.3. Essai de cyclage en pression à température ambiante

Deux bouteilles finies doivent être soumises à un cyclage en pression à température ambiante, conformément au paragraphe A.13 de l'appendice A à la présente annexe, jusqu'à leur défaillance ou 45 000 cycles au minimum. Les bouteilles ne doivent pas subir de défaillance avant d'avoir atteint la durée de service spécifiée exprimée en années et multipliée par 1 000 cycles. Les bouteilles dépassant 1 000 cycles multipliés par la durée de service spécifiée exprimée en années doivent céder par fuite et non par rupture. Les bouteilles qui ne présentent aucune défaillance jusqu'à 45 000 cycles doivent être détruites, soit en poursuivant le cyclage jusqu'à la défaillance, soit par une mise sous pression hydrostatique jusqu'à éclatement. Le nombre de cycles jusqu'à la défaillance et l'emplacement d'origine de cette dernière doivent être consignés.

7.5.4. Essai au feu à l'air libre

L'essai doit être effectué conformément au paragraphe A.15 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes.

7.5.5. Essai de pénétration

L'essai doit être réalisé conformément au paragraphe A.16 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes.

7.5.6. Essai de fuite avant rupture

Pour les bouteilles ne dépassant pas 45 000 cycles lors de l'essai décrit au paragraphe 7.5.3 ci-dessus, l'essai de fuite avant rupture doit être réalisé conformément au paragraphe A.6 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes.

8. BOUTEILLES DE TYPE GNC-2, BOBINÉES SUR LA PARTIE CYLINDRIQUE

8.1. Généralités

Au cours de la mise en pression de ce type de bouteille, les déplacements du bobinage composite et du liner métallique se superposent de manière linéaire. En raison des différentes techniques de fabrication, la présente annexe ne donne pas de méthode de conception bien définie.

La détermination de la capacité de fuite avant rupture doit s'effectuer conformément aux procédures appropriées visées au paragraphe A.6 de l'appendice A à la présente annexe. La taille admissible pour les défauts doit être déterminée conformément au paragraphe 6.15.2 ci-dessus.

8.2. Prescriptions relatives à la conception

8.2.1. Liner métallique

Le liner métallique doit avoir une pression d'éclatement réelle minimale de 26 MPa.

8.2.2. Bobinage composite

La contrainte de traction dans les fibres doit être conforme aux prescriptions du paragraphe 6.5 ci-dessus.

8.2.3. Analyse des contraintes

Il faut calculer les contraintes dans le composite et le liner à la suite de la précontrainte. Les pressions utilisées pour ces calculs doivent être les suivantes: zéro, 2 MPa, 20 MPa, la pression d'essai et la pression d'éclatement nominale. Les calculs doivent être faits à l'aide de techniques d'analyse appropriées mettant en application la théorie des coques minces, qui tient compte du comportement non linéaire du matériau constituant le liner. Ils doivent permettre d'établir la répartition des contraintes au niveau de l'embout, des zones de transition et de la partie cylindrique du liner.

Lorsque la précontrainte s'obtient par autofrettage, il faut calculer les limites à l'intérieur desquelles la pression d'autofrettage doit se situer.

Lorsque la précontrainte s'obtient par tension de bobinage contrôlée, il faut calculer la température à laquelle cette opération doit se faire, la tension requise dans chaque couche de composite et la précontrainte produite dans le liner.

8.3. Prescriptions relatives à la fabrication

8.3.1. Généralités

La bouteille en composite doit être fabriquée avec un liner bobiné constitué d'enroulements filamentaires continus. Les opérations d'enroulement filamentaire doivent être commandées par ordinateur ou mécaniquement. Les filaments doivent être appliqués sous tension contrôlée lors du bobinage. Une fois le bobinage terminé, les résines thermodurcissables doivent être cuites suivant une courbe de température prédéterminée et contrôlée en fonction du temps.

8.3.2. Liner

La fabrication d'un liner métallique doit s'effectuer conformément aux prescriptions du paragraphe 7.3 ci-dessus relatives au type de fabrication approprié pour le liner.

8.3.3. Bobinage

Les bouteilles doivent être fabriquées dans une machine à enroulement filamentaire. Lors du bobinage, il convient de surveiller les principales variables, afin de se conformer aux tolérances spécifiées, et de les consigner. Ces variables peuvent être les suivantes, entre autres:

a) le type de fibre, y compris la taille;

b) la méthode d'imprégnation;

c) la tension de bobinage;

d) la vitesse de bobinage;

e) le nombre de mèches;

f) la largeur de bande;

g) le type de résine et la composition;

h) la température de la résine;

i) la température du liner.

8.3.3.1. Cuisson des résines thermodurcissables

En cas d'utilisation d'une résine thermodurcissable, celle-ci doit être cuite après l'enroulement filamentaire. Lors de la cuisson, le cycle de cuisson (c'est-à-dire l'historique des températures en fonction du temps) doit être consigné.

La température de cuisson doit être surveillée et ne doit pas altérer les propriétés des matériaux du liner. La température maximale pour la cuisson de bouteilles comportant un liner en aluminium est de 177 °C.

8.3.4. Autofrettage

L'autofrettage, s'il est utilisé, doit être effectué avant l'essai de pression hydrostatique. La pression d'autofrettage doit être comprise dans les limites indiquées au paragraphe 8.2.3 ci-dessus, et il appartient au fabricant de déterminer la méthode permettant de s'assurer que la pression est correcte.

8.4. Prescriptions relatives aux essais en production

8.4.1. Contrôle non destructif

Le contrôle non destructif doit être effectué conformément à une norme ISO ou une norme équivalente reconnue. Les essais suivants doivent être menés sur chaque liner métallique:

a) essai de dureté, conformément au paragraphe A.8 de l'appendice A à la présente annexe;

b) contrôle par ultrasons, conformément à la norme BS 5045, partie 1, annexe 1B, ou selon une méthode de contrôle équivalente reconnue, afin de s'assurer que la taille maximale des défauts ne dépasse pas la taille spécifiée dans la conception.

8.4.2. Essai de pression hydrostatique

Chaque bouteille finie doit être soumise à un essai de pression hydrostatique conformément au paragraphe A.11 de l'appendice A à la présente annexe. Le fabricant doit définir la limite appropriée d'expansion volumétrique permanente pour la pression d'essai utilisée. Toutefois, cette expansion ne doit en aucun cas dépasser 5 % de l'expansion volumétrique totale à la pression d'essai. Les bouteilles qui ne satisfont pas aux critères d'acceptation établis doivent être mises au rebut, puis détruites ou bien utilisées pour réaliser des essais par lots.

8.5. Essais par lots

8.5.1. Généralités

Les essais par lots doivent être effectués sur des bouteilles finies représentatives de la production normale et portant des marques d'identification. Deux bouteilles, ou une bouteille et un liner selon le cas, doivent être sélectionnés au hasard dans chaque lot. Si le nombre de bouteilles soumises à essai est supérieur au nombre requis dans la présente annexe, l'ensemble des résultats doit être documenté. Les essais ci-après au minimum doivent être réalisés sur les bouteilles visées.

Lorsque des défauts sont détectés sur le bobinage avant l'autofrettage ou l'essai de pression hydrostatique, le bobinage peut être entièrement retiré et remplacé.

a) Essais des matériaux par lots. Une bouteille, un liner ou un échantillon témoin pour le traitement thermique représentatif d'une bouteille finie doivent être soumis aux essais suivants: i) vérification des dimensions par rapport à la conception; ii) un essai de traction, réalisé conformément au paragraphe A.1 de l'appendice A à la présente annexe et répondant aux prescriptions de la conception; iii) pour les liners en acier, trois essais de résistance aux chocs réalisés conformément au paragraphe A.2 de l'appendice A à la présente annexe et répondant aux prescriptions de la conception; iv) lorsqu'un revêtement de protection fait partie intégrante de la conception, il doit être soumis à essai conformément au paragraphe A.9.2 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes. Les bouteilles ou liners faisant partie d'un lot d'essai ne répondant pas aux prescriptions spécifiées doivent être soumis aux procédures visées au paragraphe 6.16 ci-dessus. Lorsque le revêtement ne répond pas aux prescriptions du paragraphe A.9.2 de l'appendice A à la présente annexe, le lot doit être entièrement contrôlé afin d'éliminer les bouteilles présentant les mêmes défauts. Le revêtement présent sur les bouteilles défectueuses peut être retiré en utilisant une méthode sans risques pour le bobinage composite, puis redéposé. L'essai du revêtement par lots doit alors être réexécuté.

b) Essai d'éclatement par lots. Une bouteille doit être soumise à essai conformément aux prescriptions du paragraphe 7.4 b) ci-dessus.

c) Essai périodique de cyclage en pression. Cet essai doit être réalisé conformément aux prescriptions du paragraphe 7.4 c) ci-dessus.

8.6. Essais de qualification des types de bouteilles

8.6.1. Généralités

Les essais de qualification doivent être effectués sur des bouteilles représentatives de la production normale et portant des marques d'identification. La sélection, le contrôle et la justification des résultats doivent s'effectuer conformément au paragraphe 6.13 ci-dessus.

8.6.2. Essai d'éclatement sous pression hydrostatique

a) Un liner doit être soumis à un essai d'éclatement sous pression hydrostatique conformément au paragraphe A.12 de l'appendice A à la présente annexe. La pression d'éclatement doit être supérieure à la pression d'éclatement minimale spécifiée lors de la conception du liner.

b) Trois bouteilles doivent être soumises au même essai conformément au paragraphe A.12 de l'appendice A à la présente annexe. La pression d'éclatement des bouteilles doit être supérieure à la pression d'éclatement minimale spécifiée pour la conception selon l'analyse des contraintes (voir le tableau 6.3) et ne doit en aucun cas être inférieure à la valeur nécessaire pour se conformer aux prescriptions concernant le rapport de contraintes indiquées au paragraphe 6.5 ci-dessus.

8.6.3. Essai de cyclage en pression à température ambiante

Deux bouteilles finies doivent être soumises à un cyclage en pression à température ambiante, conformément au paragraphe A.13 de l'appendice A à la présente annexe, jusqu'à leur défaillance ou jusqu'à 45 000 cycles au minimum. Les bouteilles ne doivent pas subir de défaillance avant d'avoir atteint la durée de service spécifiée exprimée en années et multipliée par 1 000 cycles. Les bouteilles dépassant 1 000 cycles multipliés par la durée de service spécifiée exprimée en années doivent céder par fuite et non par rupture. Les bouteilles qui ne présentent aucune défaillance jusqu'à 45 000 cycles doivent être détruites, soit en poursuivant le cyclage jusqu'à la défaillance, soit par une mise sous pression hydrostatique jusqu'à éclatement. Les bouteilles qui dépassent 45 000 cycles peuvent céder par rupture. Le nombre de cycles jusqu'à la défaillance et l'emplacement d'origine de cette dernière doivent être consignés.

8.6.4. Essai en environnement acide

Une bouteille doit être soumise à cet essai conformément au paragraphe A.14 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes. Un essai d'environnement facultatif est présenté à l'appendice H ci-après.

8.6.5. Essai au feu à l'air libre

Plusieurs bouteilles finies doivent être soumises à cet essai conformément au paragraphe A.15 de l'appendice A à la présente annexe et doivent répondre aux prescriptions correspondantes.

8.6.6. Essai de pénétration

Une bouteille finie doit être soumise à cet essai conformément au paragraphe A.16 de l'appendice A à la présente annexe et doit satisfaire aux prescriptions correspondantes.

8.6.7. Essai de tolérance aux défauts

Une bouteille finie doit être soumise à cet essai conformément au paragraphe A.17 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes.

8.6.8. Essai de fluage à température élevée

Lorsque la température de transition vitreuse de la résine ne dépasse pas d'au moins 20 °C la température maximale du matériau d'après la conception, une bouteille doit être soumise à cet essai conformément au paragraphe A.18 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes.

8.6.9. Essai de fluage accéléré

Une bouteille finie doit être soumise à cet essai conformément au paragraphe A.19 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes.

8.6.10. Essai de fuite avant rupture

Pour les bouteilles ne dépassant pas 45 000 cycles lors de l'essai indiqué au paragraphe 8.6.3 ci-dessus, l'essai de fuite avant rupture doit être réalisé conformément au paragraphe A.6 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes.

8.6.11. Essai de cyclage en pression à température extrême

Une bouteille finie doit être soumise à cet essai conformément au paragraphe A.7 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes.

9. BOUTEILLES DE TYPE GNC-3, ENTIÈREMENT BOBINÉES

9.1. Généralités

Au cours de la mise en pression de ce type de bouteille, les déplacements du bobinage composite et du liner se superposent. En raison des différentes techniques de fabrication, la présente annexe ne donne pas de méthode de conception bien définie. La détermination de la capacité de fuite avant rupture doit s'effectuer conformément aux procédures appropriées visées au paragraphe A.6 de l'appendice A à la présente annexe. La taille admissible pour les défauts doit être déterminée conformément au paragraphe 6.15.2 ci-dessus.

9.2. Prescriptions relatives à la conception

9.2.1. Liner métallique

La contrainte de compression dans le liner à pression zéro et à 15 °C ne doit pas provoquer de flambage ou de froissement du liner.

9.2.2. Bobinage composite

La contrainte de traction dans les fibres doit être conforme aux prescriptions du paragraphe 6.5 ci-dessus.

9.2.3. Analyse des contraintes

Les contraintes qui s'exercent dans les sens tangentiel et longitudinal de la bouteille à l'intérieur du composite et du liner après mise en pression doivent être calculées. Les pressions utilisées pour ces calculs doivent être les suivantes: zéro, la pression maximale de fonctionnement, 10 % de cette dernière, la pression d'essai et la pression d'éclatement nominale. Les limites à l'intérieur desquelles la pression d'autofrettage doit se situer doivent être calculées. Les calculs doivent être faits à l'aide de techniques d'analyse appropriées mettant en application la théorie des coques minces, qui tient compte du comportement non linéaire du matériau constituant le liner. Ils doivent permettre d'établir la répartition des contraintes au niveau de l'embout, des zones de transition et de la partie cylindrique du liner.

9.3. Prescriptions relatives à la fabrication

Les prescriptions en matière de fabrication sont celles du paragraphe 8.3 ci-dessus. Toutefois, le bobinage doit également inclure des filaments enroulés en hélice.

9.4. Prescriptions relatives aux essais en production

Les prescriptions relatives aux essais en production sont celles du paragraphe 8.4 ci-dessus.

9.5. Essais par lots

Les essais par lots doivent être menés conformément aux prescriptions du paragraphe 8.5 ci-dessus.

9.6. Essais de qualification des types de bouteilles

Les essais de qualification des types de bouteilles doivent être effectués conformément aux prescriptions des paragraphes 8.6 ci-dessus et 9.6.1 ci-dessous. Toutefois, l'éclatement du liner mentionné au paragraphe 8.6 ci-dessus n'est pas requis.

9.6.1. Essai de chute

Une ou plusieurs bouteilles finies doivent être soumises à un essai de chute conformément au paragraphe A.30 de l'appendice A à la présente annexe.

10. BOUTEILLES DE TYPE GNC-4, ENTIÈREMENT EN COMPOSITE

10.1. Généralités

La présente annexe n'indique pas de méthode bien définie pour la conception des bouteilles comportant un liner en polymère compte tenu de la diversité des conceptions envisageables.

10.2. Prescriptions relatives à la conception

Des calculs doivent être faits au stade de la conception pour justifier la validité de celle-ci. Les contraintes de traction dans les fibres doivent répondre aux prescriptions du paragraphe 6.5 ci-dessus.

Des filetages coniques et droits conformes aux dispositions du paragraphe 6.10.2 ou 6.10.3 ci-dessus doivent être utilisés sur les embouts métalliques des ogives.

Les embouts métalliques des ogives ayant une ouverture filetée doivent pouvoir résister à une force de torsion de 500 Nm sans altérer le raccord au liner non métallique. Les embouts métalliques des ogives raccordés à un liner non métallique doivent être réalisés dans un matériau compatible avec les conditions d'utilisation spécifiées au paragraphe 4 de la présente annexe.

10.3. Analyse des contraintes

Les contraintes s'exerçant dans le composite et le liner dans les sens tangentiel et longitudinal de la bouteille doivent être calculées. Les pressions utilisées pour ces calculs doivent être les suivantes: zéro, la pression maximale de fonctionnement, la pression d'essai et la pression d'éclatement nominale. Les calculs doivent être faits à l'aide de techniques d'analyse appropriées permettant d'établir la répartition des contraintes dans toute la bouteille.

10.4. Prescriptions relatives à la fabrication

Les prescriptions en matière de fabrication sont celles du paragraphe 8.3 ci-dessus. Cependant, la température de cuisson des résines thermodurcissables doit être inférieure d'au moins 10 °C à la température de ramollissement du liner en plastique.

10.5. Prescriptions relatives aux essais en production

10.5.1. Essai de pression hydrostatique

Chaque bouteille finie doit être soumise à un essai de pression hydrostatique conformément au paragraphe A.11 de l'appendice A à la présente annexe. Il appartient au fabricant de définir la limite appropriée d'expansion élastique à la pression d'essai utilisée. Néanmoins, l'expansion élastique des bouteilles ne doit en aucun cas dépasser de plus de 10 % la valeur moyenne pour l'ensemble du lot. Les bouteilles qui ne satisfont pas aux critères d'acceptation établis doivent être mises au rebut, puis détruites ou bien utilisées pour réaliser des essais par lots.

10.5.2. Essai d'étanchéité

Chaque bouteille finie doit être soumise à un essai d'étanchéité conformément au paragraphe A.10 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes.

10.6. Essais par lots

10.6.1. Généralités

Les essais par lots doivent être effectués sur des bouteilles finies représentatives de la production normale et portant des marques d'identification. Dans chaque lot, une bouteille doit être sélectionnée au hasard. Si le nombre de bouteilles soumises à essai est supérieur au nombre requis dans la présente annexe, l'ensemble des résultats doit être documenté. Les essais ci-après au minimum doivent être réalisés sur les bouteilles visées:

a) Essais des matériaux par lots Une bouteille, un liner ou un échantillon témoin de liner représentatif d'une bouteille finie doivent être soumis aux essais suivants: i) vérification des dimensions par rapport à la conception; ii) un essai de traction du liner en plastique, réalisé conformément au paragraphe A.22 de l'appendice A à la présente annexe et répondant aux prescriptions de la conception; iii) la température de fusion du liner en plastique doit être soumise à essai conformément au paragraphe A.23 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions de la conception; iv) lorsqu'un revêtement de protection fait partie intégrante de la conception, il doit être soumis à essai conformément au paragraphe A.9.2 de l'appendice A à la présente annexe. Lorsque le revêtement ne répond pas aux prescriptions du paragraphe A.9.2 de l'appendice A à la présente annexe, le lot doit être entièrement contrôlé afin d'éliminer les bouteilles présentant les mêmes défauts. Le revêtement présent sur les bouteilles défectueuses peut être retiré en utilisant une méthode sans risques pour le bobinage composite, puis redéposé. L'essai par lots du revêtement doit alors être réexécuté.

b) Essai d'éclatement par lots Une bouteille doit être soumise à essai conformément aux prescriptions du paragraphe 7.4 b) ci-dessus.

c) Essai périodique de cyclage en pression Sur une bouteille, l'embout de l'ogive doit être soumis à un essai de torsion de 500 Nm conformément à la méthode d'essai décrite au paragraphe A.25 de l'appendice A à la présente annexe. La bouteille doit ensuite être soumise à un cyclage en pression conformément aux procédures indiquées au paragraphe 7.4 c). À la suite du cyclage en pression requis, la bouteille doit être soumise à un essai de fuite conformément à la méthode décrite au paragraphe A.10 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes.

10.7. Essais de qualification des types de bouteilles

10.7.1. Généralités

Les essais de qualification des types de bouteilles doivent être réalisés conformément aux prescriptions des paragraphes 8.6, 10.7.2, 10.7.3 et 10.7.4 de la présente annexe. L'essai de fuite avant rupture du paragraphe 8.6.10 ci-dessus n'est cependant pas requis.

10.7.2. Essai de torsion sur l'ogive

Une bouteille doit être soumise à cet essai conformément au paragraphe A.25 de l'appendice A à la présente annexe.

10.7.3. Essai de perméabilité

Une bouteille doit être soumise à l'essai de perméabilité conformément au paragraphe A.21 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes.

10.7.4. Essai de cyclage du gaz naturel

Une bouteille finie doit être soumise à cet essai conformément au paragraphe A.27 de l'appendice A à la présente annexe et doit répondre aux prescriptions correspondantes.

11. MARQUAGE

11.1. Réalisation du marquage

Le fabricant doit effectuer sur chaque bouteille un marquage permanent et clairement visible d'une hauteur de 6 mm au minimum. Le marquage doit être réalisé au moyen d'étiquettes incorporées dans les revêtements en résine, d'étiquettes fixées par adhésif, de poinçons à faible contrainte utilisés sur les ogives renforcées des bouteilles de type GNC-1 et GNC-2, ou d'une combinaison des éléments précédents. Les étiquettes adhésives et leur application doivent être conformes à la norme ISO 7225, ou à une norme équivalente. Il est autorisé d'utiliser plusieurs étiquettes. Dans ce cas, il convient de les placer de manière à ce qu'elles ne soient pas masquées par les supports de fixation. Sur chaque bouteille conforme à la présente annexe doivent figurer les inscriptions suivantes:

a) Mentions obligatoires: i) «GNC SEULEMENT»; ii) «NE PAS UTILISER APRÈS XX/XXXX», «XX/XXXX» indiquant le mois et l'année d'expiration (2); iii) identification du fabricant; iv) identification de la bouteille (numéro de référence applicable et numéro de série unique pour chaque bouteille); v) pression maximale de fonctionnement et température; vi) numéro du règlement CEE, type de bouteille et numéro d'enregistrement de certification; vii) les dispositifs et/ou soupapes de surpression qualifiés pour une utilisation avec la bouteille, ou les moyens permettant d'obtenir les renseignements concernant les systèmes qualifiés de protection contre le feu; viii) en cas d'utilisation d'étiquettes, les bouteilles doivent systématiquement porter un numéro d'identification unique, poinçonné sur une surface métallique visible, afin de permettre leur identification en cas de destruction de l'étiquette;

b) Mentions facultatives Les renseignements suivants, facultatifs, peuvent être fournis sur une ou plusieurs étiquettes distinctes: i) plage de températures du gaz, par exemple de – 40 °C à 65 °C; ii) capacité nominale en eau de la bouteille, jusqu'à deux chiffres significatifs, par exemple 120 l; iii) date du premier essai de pression (mois et année). Les inscriptions doivent être placées dans l'ordre indiqué, mais leur position peut varier suivant l'espace disponible sur l'étiquette. L'exemple ci-dessous, qui montre les mentions obligatoires, est conforme: GNC SEULEMENT NE PAS UTILISER APRÈS …/… Fabricant/Numéro de référence/Numéro de série 20 MPa/15 °C CEE R 110 GNC-2 (no d'enregistrement …) «Utiliser uniquement une soupape de surpression agréée par le fabricant»

12. PRÉPARATION D'UNE EXPÉDITION

Avant toute expédition depuis l'atelier du fabricant, l'intérieur de chaque bouteille doit être nettoyé et séché. Les bouteilles qui ne sont pas obturées directement par un raccord de vanne, et les dispositifs de sécurité éventuellement, doivent être munis de bouchons sur toutes les ouvertures afin d'éviter la pénétration de l'humidité et de protéger les filetages. Un inhibiteur de corrosion (contenant de l'huile, par exemple) doit être vaporisé dans toutes les bouteilles et tous les liners en acier avant leur expédition.

La déclaration de service du fabricant et tous les renseignements nécessaires pour la manutention, l'utilisation et le contrôle en service adéquats de la bouteille doivent être fournis à l'acheteur. La déclaration de service doit être établie comme indiqué à l'appendice D de la présente annexe.

(1) Non requis en cas d'utilisation de la méthode d'essai pour les bouteilles défectueuses présentée au paragraphe A.7 de l'appendice A à la présente annexe.

(2) La date d'expiration ne doit pas dépasser la date limite correspondant à la durée de service spécifiée. Elle peut être indiquée sur la bouteille au moment de l'expédition, à condition que la bouteille ait été stockée dans un lieu sec, sans pression interne.

Appendice A MÉTHODES D'ESSAI A.1. ESSAI DE TRACTION, ACIER ET ALUMINIUM Un essai de traction doit être effectué sur du matériau prélevé sur la partie cylindrique de la bouteille finie en formant une éprouvette rectangulaire conformément à la méthode décrite dans la norme ISO 9809 pour l'acier et la norme ISO 7866 pour l'aluminium. Pour les bouteilles munies d'un liner en acier inoxydable soudé, un essai de traction doit aussi être effectué sur du matériau prélevé sur les soudures conformément à la méthode décrite au paragraphe 8.4 de la norme EN 13322-2. Les deux faces de l'éprouvette, représentant les surfaces interne et externe de la bouteille, ne doivent pas être usinées. L'essai de traction doit être effectué conformément à la norme ISO 6892. Note — Il est nécessaire de prêter attention à la méthode de mesurage de l'élongation décrite dans la norme ISO 6892, particulièrement dans les cas où l'éprouvette est conique, ce qui se traduit par un point de fracture éloigné du centre de la longueur du calibre. A.2. ESSAI AU CHOC, BOUTEILLES EN ACIER ET LINERS EN ACIER L'essai au choc doit être effectué sur du matériau prélevé sur la partie cylindrique de la bouteille finie, sur trois éprouvettes, conformément à la norme ISO 148. Les éprouvettes d'essai doivent être prélevées dans la direction indiquée au tableau 6.2 de l'annexe 3A, sur la paroi de la bouteille. Pour les bouteilles munies d'un liner en acier inoxydable soudé, un essai au choc doit aussi être effectué sur du matériau prélevé sur les soudures conformément à la méthode décrite au paragraphe 8.6 de la norme EN 13322-2. L'entaille doit être perpendiculaire à la face de la paroi de la bouteille. Pour les essais longitudinaux, les éprouvettes doivent être entièrement usinées (sur les six faces); si l'épaisseur de la paroi ne permet pas d'obtenir une largeur finale de l'éprouvette de 10 mm, la largeur doit être la plus proche possible de l'épaisseur nominale de la paroi de la bouteille. Les éprouvettes prélevées dans la direction transversale doivent être usinées sur quatre faces seulement, les faces interne et externe de la paroi de la bouteille n'étant pas usinées. A.3. ESSAI DE FISSURATION SOUS CONTRAINTE AU SULFURE, ACIER Sauf indication contraire ci-après, l'essai doit être effectué conformément à la méthode d'essai de traction normalisée A-NACE, telle que décrite dans la norme NACE TM0177-96. L'essai doit être réalisé sur au moins trois éprouvettes de traction ayant un diamètre de calibre de 3,81 mm (0,15 pouce), usinées à partir de la paroi d'une bouteille ou d'un liner finis. Les éprouvettes doivent être placées sous une charge de traction constante égale à 60 % de la limite d'élasticité minimale spécifiée de l'acier et immergées dans une solution d'eau distillée tamponnée avec 0,5 % (fraction massique) de trihydrate d'acétate de sodium et ajustée à un pH initial de 4,0 à l'aide d'acide acétique. La solution doit être continuellement saturée à la température et à la pression ambiantes avec 0,414 kPa (0,06 psi absolu) de sulfure d'hydrogène (bilan azoté). Les éprouvettes ne doivent pas se fissurer au bout des 144 h que dure l'essai. A.4. ESSAIS DE CORROSION, ALUMINIUM Les essais de corrosion pour les alliages d'aluminium doivent être effectués conformément à l'annexe A de la norme ISO/DIS 7866 et doivent répondre aux prescriptions correspondantes. A.5. ESSAI DE FISSURATION SOUS CHARGE, ALUMINIUM L'essai de fissuration sous charge doit être effectué conformément à l'annexe D de la norme ISO/DIS 7866 et doit répondre aux prescriptions correspondantes. A.6. ESSAI DE FUITE AVANT RUPTURE Trois bouteilles finies doivent être soumises à un cyclage en pression entre une pression inférieure ou égale à 2 MPa et une pression supérieure ou égale à 30 MPa, à une vitesse ne dépassant pas 10 cycles par minute. Les trois bouteilles doivent céder par fuite. A.7. ESSAI DE CYCLAGE EN PRESSION À TEMPÉRATURE EXTRÊME Plusieurs bouteilles finies, dont le bobinage composite est dénué de tout revêtement de protection, doivent être soumises à l'essai comme suit sans qu'apparaissent des signes de rupture, de fuite ou de délaminage: a) conditionner les bouteilles pendant 48 h à la pression zéro, à 65 °C ou plus et à 95 % d'humidité relative ou plus. Pour satisfaire à cette prescription, on peut projeter de l'eau sous forme de jet fin ou de brume dans une pièce maintenue à 65 °C; b) soumettre les bouteilles à un cyclage en pression hydrostatique 500 fois par année de service spécifiée, entre 2 MPa au plus et 26 MPa au moins, à 65 °C ou plus et à 95 % d'humidité; c) stabiliser les bouteilles à la pression zéro et à la température ambiante; d) les soumettre ensuite à un cyclage en pression entre 2 MPa au plus et 20 MPa au moins, 500 fois par année de service spécifiée, à – 40 °C ou moins. La cadence du cyclage prescrit au point b) ne doit pas dépasser 10 cycles par minute. Celle du cyclage prescrit au point d) ne doit pas dépasser 3 cycles par minute, sauf si un capteur de pression est installé directement à l'intérieur de la bouteille. Des appareils d'enregistrement adaptés doivent être utilisés pour s'assurer que la température minimale du fluide est maintenue au cours du cyclage à basse température. À la suite du cyclage en pression à température extrême, les bouteilles doivent être mises sous pression hydrostatique conformément aux prescriptions de l'essai d'éclatement hydrostatique et atteindre une pression d'éclatement minimale égale à 85 % de la pression d'éclatement minimale nominale. Pour les bouteilles de type GNC-4, il convient de vérifier l'étanchéité, conformément au paragraphe A.10 ci-après, avant d'effectuer l'essai d'éclatement hydrostatique. A.8. ESSAI DE DURETÉ BRINELL L'essai de dureté Brinell doit être effectué sur la paroi parallèle, au centre et à une extrémité en forme d'ogive de chaque bouteille ou liner, conformément à la norme ISO 6506. Il doit être réalisé après le traitement thermique final. Les valeurs de dureté ainsi déterminées doivent être comprises dans la plage spécifiée à la conception. A.9. ESSAIS DU REVÊTEMENT [OBLIGATOIRES EN CAS D'APPLICATION DU PARAGRAPHE 6.12 c) DE L'ANNEXE 3A] A.9.1. Essais d'évaluation des propriétés du revêtement Les revêtements doivent être évalués en appliquant les méthodes d'essai suivantes ou les normes nationales équivalentes: a) essai d'adhésion, conformément à la norme ISO 4624, en appliquant la méthode A ou B selon le cas. Le revêtement doit indiquer un taux d'adhésion de 4A ou 4B, selon la méthode employée; b) essai de flexibilité, conformément à la norme ASTM D522 (Mandrel Bend Test of Attached Organic Coatings), en appliquant la méthode d'essai B avec un mandrin de 12,7 mm (0,5 pouce), à l'épaisseur spécifiée et à – 20 °C. Des échantillons doivent être préparés conformément à la même norme. Il ne doit y avoir aucune fissure apparente; c) essai de résistance aux chocs, conformément à la norme ASTM D2794 [Test Method for Resistance of Organic Coatings to the Effects of Rapid Deformation (Impact)]. Le revêtement, exposé à température ambiante, doit subir un essai de choc avant de 18 J (160 in-lbs); d) essai de résistance aux produits chimiques, conformément à la norme ASTM D1308 (Effect of Household Chemicals on Clear and Pigmented Organic Finishes). Cet essai doit être effectué en appliquant la méthode de l'échantillon découvert et en observant une exposition de 100 h à une solution d'acide sulfurique à 30 % (acide d'accumulateurs ayant une densité spécifique de 1,219) et une exposition de 24 h à du polyalkylène glycol (liquide de frein, par exemple). Il ne doit y avoir aucune trace de soulèvement, de boursouflure ou d'amollissement du revêtement. L'adhésion doit atteindre le niveau 3 si l'essai est effectué conformément à la norme ASTM D3359; e) essai d'exposition de 1 000 h au minimum selon la norme ASTM G53 [Practice for Operating Light- and Water-Exposure Apparatus (Fluorescent W-Condensation Type) for Exposure of Non-metallic Materials]. Il ne doit y avoir aucune trace de boursouflure, et l'adhésion doit atteindre le niveau 3 si l'essai est effectué conformément à la norme ISO 4624. La perte de brillance maximale autorisée est de 20 %; f) essai d'exposition de 500 h au minimum selon la norme ASTM B117 [Test Method of Salt Spray (Fog) Testing]. La diminution de l'épaisseur inférieure ne doit pas dépasser 3 mm à la marque, il ne doit y avoir aucune trace de boursouflure et l'adhésion doit atteindre le niveau 3 si l'essai est effectué conformément à la norme ASTM D3359; g) essai de résistance à l'écaillage à température ambiante, conformément à la norme ASTM D3170 (Chipping Resistance of Coatings). Le revêtement doit atteindre le niveau 7A ou plus et il ne doit y avoir aucune exposition du substrat. A.9.2. Essais par lots du revêtement a) Épaisseur du revêtement L'épaisseur du revêtement doit satisfaire aux prescriptions de la conception lorsque l'essai est effectué conformément à la norme ISO 2808. b) Adhésion du revêtement Le pouvoir adhésif du revêtement doit être mesuré conformément à la norme ISO 4624 et doit atteindre le niveau 4 au minimum s'il est mesuré en appliquant la méthode A ou B selon le cas. A.10. ESSAI D'ÉTANCHÉITÉ Les bouteilles de type GNC-4 doivent subir un essai d'étanchéité selon la procédure suivante (ou toute autre procédure acceptable): a) les bouteilles doivent être minutieusement séchées, puis mises sous pression, à la pression maximale de fonctionnement, avec de l'air sec ou de l'azote, et elles doivent contenir un gaz détectable tel que l'hélium; b) toute fuite, mesurée en un point quelconque, dépassant la norme de 0,004 cm3/h, doit entraîner la mise au rebut. A.11. ESSAI HYDRAULIQUE L'une des deux options suivantes doit être choisie. Option 1: essai de mesure de l'expansion volumétrique a) La bouteille doit faire l'objet d'un essai hydrostatique à 1,5 fois la pression maximale de fonctionnement au moins. En aucun cas la pression d'essai ne doit dépasser la pression d'autofrettage. b) La pression doit être maintenue pendant un laps de temps suffisamment long (au moins 30 secondes) pour qu'il y ait une expansion complète. Toute pression interne appliquée après l'autofrettage et avant l'essai hydrostatique ne doit pas dépasser 90 % de la pression d'essai hydrostatique. Si la pression d'essai ne peut pas être maintenue à cause d'une défaillance de l'appareillage d'essai, il est possible de répéter l'essai à une pression augmentée de 700 kPa. Deux essais supplémentaires sont admis. c) Le fabricant doit définir la limite appropriée d'expansion volumétrique permanente pour la pression d'essai utilisée. Toutefois, cette expansion ne doit en aucun cas dépasser 5 % de l'expansion volumétrique totale mesurée à la pression d'essai. Pour les bouteilles de type GNC-4, l'expansion élastique doit être établie par le fabricant. Les bouteilles qui ne satisfont pas aux critères d'acceptation établis doivent être mises au rebut, puis détruites ou bien utilisées pour réaliser des essais par lots. Option 2: essai de maintien de la pression La pression hydrostatique dans la bouteille doit être augmentée graduellement et régulièrement jusqu'à ce que la pression d'essai, égale à au moins 1,5 fois la pression maximale de fonctionnement, soit atteinte. La pression d'essai de la bouteille doit être maintenue pendant une période suffisamment longue (au moins 30 secondes) pour s'assurer qu'elle ne tend pas à diminuer et que l'étanchéité est assurée. A.12. ESSAI D'ÉCLATEMENT À LA PRESSION HYDROSTATIQUE a) La mise sous pression ne doit pas se faire à plus de 1,4 MPa par seconde (200 psi/s) aux pressions dépassant de 80 % la pression d'éclatement nominale. Si la mise sous pression, aux pressions dépassant de 80 % la pression d'éclatement nominale, dépasse 350 kPa/s (50 psi/s), il faut placer la bouteille schématiquement entre la source de pression et le dispositif de mesurage de la pression, ou bien laisser s'écouler 5 secondes à la pression d'éclatement minimale nominale. b) La pression d'éclatement minimale requise (calculée) doit être d'au moins 45 MPa et ne doit en aucun cas être inférieure à la valeur nécessaire pour respecter les prescriptions relatives au rapport de contraintes. La pression d'éclatement effective doit être enregistrée. La rupture peut se produire soit dans le cylindre, soit dans la partie conique de la bouteille. A.13. CYCLAGE EN PRESSION À TEMPÉRATURE AMBIANTE Le cyclage en pression doit être effectué conformément à la procédure suivante: a) remplir la bouteille devant faire l'objet de l'essai avec un liquide non corrosif tel que de l'huile, de l'eau inhibée ou du glycol; b) soumettre la bouteille au cyclage entre une pression de 2 MPa au plus et 26 MPa au moins, à une cadence ne dépassant pas 10 cycles par minute. Le nombre de cycles jusqu'à la défaillance ainsi que l'emplacement et la description de la défaillance doivent être consignés. A.14. ESSAI EN ENVIRONNEMENT ACIDE Sur une bouteille finie, il convient d'appliquer la procédure d'essai suivante: a) exposer une zone de 150 mm de diamètre à la surface de la bouteille, pendant 100 h, à une solution d'acide sulfurique à 30 % (acide d'accumulateurs ayant une densité de 1,219) tout en maintenant la bouteille à 26 MPa; b) la bouteille doit alors être éclatée conformément à la procédure définie au paragraphe A.12 ci-dessus et fournir une pression d'éclatement dépassant 85 % de la pression d'éclatement minimale par conception. A.15. ESSAI AU FEU À L'AIR LIBRE A.15.1. Généralités Les essais au feu à l'air libre sont conçus pour démontrer que les bouteilles finies, équipées du système de protection contre l'incendie (robinet, limiteur de pression et/ou isolation thermique intégrale) spécifié lors de la conception, n'éclatent pas lorsqu'elles sont soumises aux conditions d'incendie prévues. Il est nécessaire de prendre d'infinies précautions lors de l'essai au feu à l'air libre du fait de la rupture possible de la bouteille. A.15.2. Disposition des bouteilles Les bouteilles doivent être placées horizontalement. Le fond de la bouteille doit se trouver à environ 100 mm au-dessus du foyer. Des écrans de protection métalliques doivent être utilisés pour empêcher que les flammes n'entrent en contact direct avec les robinets des bouteilles, les fixations et/ou les dispositifs de surpression. Les écrans de protection métalliques ne doivent pas être en contact direct avec le système de protection contre l'incendie spécifié (les dispositifs de surpression et le robinet des bouteilles). Toute défaillance se produisant au cours de la mise à essai d'un robinet, d'une fixation ou d'un tube ne faisant pas partie du système de protection prévu pour la conception, doit en annuler le résultat. A.15.3. Foyer Un foyer uniforme de 1,65 m de longueur doit permettre un contact direct des flammes avec la surface de la bouteille sur tout le diamètre. Tout combustible peut être utilisé pour alimenter le feu à condition qu'il fournisse une chaleur uniforme suffisant à maintenir les températures d'essai spécifiées jusqu'à ce que la bouteille soit vidée. Il convient de prendre en considération les problèmes de pollution lors de la sélection d'un combustible. La disposition du feu doit être enregistrée avec assez de détails pour pouvoir s'assurer que le niveau de chaleur appliqué à la bouteille pourra être reproduit. Toute défaillance ou incohérence relative à la source du feu au cours de l'essai en annule le résultat. A.15.4. Mesurage de la température et de la pression Les températures à la surface doivent être surveillées par au moins trois thermocouples placés sur le fond de la bouteille et espacés de 0,75 m au plus. Des écrans de protection métalliques doivent être utilisés pour éviter tout contact direct des flammes avec les thermocouples. Une autre méthode consiste à insérer les thermocouples dans des blocs de métal d'une taille inférieure à 25 mm2. La pression à l'intérieur de la bouteille doit être mesurée au moyen d'un capteur de pression sans modifier la configuration du système soumis à l'essai. Les températures des thermocouples et la pression des bouteilles doivent être enregistrées toutes les 30 secondes au moins au cours de l'essai. A.15.5. Prescriptions générales relatives aux essais Les bouteilles doivent être mises sous pression avec du gaz naturel et mises à l'essai en position horizontale: a) à la pression maximale de fonctionnement; b) à 25 % de la pression maximale de fonctionnement. Juste après l'allumage, le feu doit entrer en contact avec la surface de la bouteille sur toute sa longueur (1,65 m) ainsi que sur le diamètre de celle-ci. Dans les 5 minutes suivant l'allumage, un thermocouple au moins doit indiquer une température de 590 °C au minimum. Cette température minimale doit être maintenue jusqu'à la fin de l'essai. A.15.6. Bouteilles de 1,65 m de longueur ou moins Le centre de la bouteille doit être placé au-dessus du centre du foyer. A.15.7. Bouteilles d'une longueur supérieure à 1,65 m Si la bouteille est équipée d'un dispositif de surpression à l'une de ses extrémités, le foyer doit être allumé à l'autre extrémité. Si elle est équipée d'un dispositif de surpression à ses deux extrémités, ou à plus d'un emplacement sur toute sa longueur, le centre du foyer doit être placé à mi-distance entre les dispositifs de surpression séparés par la plus grande distance horizontale. Si la bouteille est également protégée par une isolation thermique, deux essais au feu à la pression de service doivent être effectués, l'un avec le foyer centré sur la longueur de la bouteille et l'autre avec le feu débutant à l'une des extrémités de la bouteille. A.15.8. Résultats acceptables La bouteille doit se vider par un dispositif de surpression. A.16. ESSAI DE PÉNÉTRATION Une bouteille mise sous pression à 20 MPa ± 1 MPa avec du gaz comprimé doit être pénétrée par une balle perforante ayant un diamètre de 7,62 mm ou plus. La balle doit complètement pénétrer au moins une des parois latérales de la bouteille. Pour les bouteilles de type GNC-2, GNC-3 et GNC4, le projectile doit atteindre la paroi latérale selon un angle d'environ 45°. La bouteille ne doit comporter aucune trace de défaut dû à une fragmentation. La perte de petites pièces de matériau ne pesant pas plus de 45 g chacune ne doit pas constituer une cause d'échec à l'essai. La taille approximative des orifices d'entrée et de sortie ainsi que leur emplacement doivent être consignés. A.17. ESSAI DE RÉSISTANCE À L'ENTAILLE DANS LE COMPOSITE Pour les bouteilles de type GNC-2, GNC-3 et GNC-4 uniquement, des entailles doivent être pratiquées dans la direction longitudinale du matériau composite d'une bouteille finie équipée d'un revêtement de protection. Les entailles doivent dépasser les limites de l'inspection visuelle telles qu'elles sont spécifiées par le fabricant. La bouteille entaillée doit alors être soumise à un cyclage entre une pression de 2 MPa au plus et 26 MPa au moins pendant 3 000 cycles suivis de 12 000 cycles supplémentaires à température ambiante. La bouteille ne doit pas fuir ni rompre pendant les 3 000 premiers cycles, mais elle peut présenter une fuite au cours des 12 000 derniers. Toutes les bouteilles soumises à cet essai doivent être détruites. A.18. ESSAI DE FLUAGE À TEMPÉRATURE ÉLEVÉE Cet essai doit être réalisé pour toutes les bouteilles de type GNC-4 et toutes les bouteilles de type GNC-2 et GNC-3 pour lesquelles la température de transition vitreuse de la matrice en résine ne dépasse pas la température maximale nominale de la matière indiquée au paragraphe 4.4.2 de l'annexe 3A d'au moins 20 °C. Une bouteille finie doit être soumise à l'essai comme suit: a) la bouteille doit être mise sous pression à 26 MPa et maintenue à une température de 100 °C pendant 200 h au minimum; b) après l'essai, la bouteille doit répondre aux prescriptions des paragraphes A.11 (essai hydraulique), A.10 (essai d'étanchéité) et A.12 (essai d'éclatement à la pression hydrostatique) ci-dessus. A.19. ESSAI DE FLUAGE ACCÉLÉRÉ Pour les bouteilles de type GNC-2, GNC-3 et GNC-4 uniquement, une bouteille ne comportant aucun revêtement de protection doit être immergée dans de l'eau à 65 °C et mise sous pression hydrostatique à 26 MPa. La bouteille doit être maintenue à cette pression et à cette température pendant 1 000 h. La bouteille doit alors être mise sous pression pour éclater conformément à la procédure définie au paragraphe A.12 ci-dessus, sauf que la pression d'éclatement doit dépasser de 85 % la pression d'éclatement minimale nominale. A.20. ESSAI DE CHOC Une ou plusieurs bouteilles finies doivent être soumises à un essai de chute à température ambiante, sans mise sous pression interne et sans robinets attachés. La surface sur laquelle les bouteilles sont lâchées doit être horizontale et bétonnée. Une bouteille doit être lâchée en position horizontale, le fond étant à 1,8 m au-dessus de la surface sur laquelle se produit la chute. Une bouteille doit être lâchée verticalement sur chaque extrémité, à une hauteur suffisante au-dessus du sol ou du plan pour que l'énergie potentielle soit de 488 J; en aucun cas, cependant, la hauteur de l'extrémité inférieure ne doit dépasser 1,8 m. Une bouteille doit être lâchée sur une ogive à un angle de 45° et d'une hauteur telle que le centre de gravité soit à 1,8 m; toutefois, si l'extrémité inférieure se trouve à moins de 0,6 m du sol, l'angle du lâcher doit être modifié de façon à maintenir une hauteur minimale de 0,6 m et un centre de gravité de 1,8 m. Après le choc dû à la chute, les bouteilles doivent être soumises à un cyclage entre une pression de 2 MPa au plus et 26 MPa au moins, 1 000 fois par année de service spécifiée. Les bouteilles peuvent fuir au cours du cyclage, mais elles ne doivent pas rompre. Toutes les bouteilles soumises à l'essai de cyclage doivent être détruites. A.21. ESSAI