FR2720142A1 - Structure légère PA-12-carbone pour le stockage de fluides sous pression. - Google Patents

Structure légère PA-12-carbone pour le stockage de fluides sous pression. Download PDF

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Abstract

- Structure légère pour contenir des fluides sous pression, comportant une gaine composée d'un matériau composite résistant à la pression différentielle existant entre la pression du milieu extérieur environnant la structure et la pression du fluide sous pression, la gaine reste étanche jusqu'à une pression très proche de la pression d'éclatement de la structure légère. - Le matériau de la gaine est notamment composé d'une matrice en polyamide 12 et de fibres de carbone noyées dans la matrice résistant aux composantes longitudinales et transversales de la pression différentielle.

Description

La présente invention concerne une structure creuse de faible poids
unitaire capable de résister à des fluides ayant des pressions élevées.
La structure selon l'invention s'applique, notamment dans le domaine des transports de fluides sous pression, o il s'avère souhaitable d'avoir des tubes
conciliant à la fois la légèreté et la résistance à la pression.
Ainsi, la structure réalisée selon l'invention peut être un tube utilisé pour le transport de fluides caloporteurs, par exemple, mais non exclusivement dans le
domaine de la géothermie.
Un autre domaine d'utilisation concerne les risers permettant le transfert des fluides ou effluents pétroliers d'une source, par exemple vers un lieu de
traitement ou servant de relais.
La structure trouve notamment son application, par exemple, en tant que
réservoir destiné à stocker des fluides ayant des pressions élevées.
De tels réservoirs pour être aisément manipulables doivent présenter des caractéristiques particulières, notamment être léger et en même temps posséder
une résistance suffisante à la pression.
En effet, les réservoirs ou structures contenant des fluides sous pression, sont soumis à des efforts résultant, notamment, de la différence de pression entre le fluide stocké dans le réservoir et le milieu environnant dans lequel se trouve placé le réservoir. La différence de pression a pour effet de déformer le réservoir en entraînant des contraintes qui s'opposent à la déformation. Ces contraintes résultent notamment des composantes radiale, longitudinale et circonférentielle
de la pression différentielle.
Les réservoirs décrits dans l'art antérieur, décrivent des structures comportant des bouteilles le plus souvent en acier dont le poids à vide
représente au minimum l'équivalent du poids du fluide transporté.
Une des améliorations apportées aux bouteilles en acier a consisté à réaliser des réservoirs légers utilisant, notamment, les propriétés des matériaux composites associant la haute ténacité de fibres continues avec les propriétés d'étanchéité des résines organiques utilisées comme liant de ces fibres. De tels réservoirs sont, par exemple décrits dans l'article de J.L. TISNE, de l'Aérospatiale, paru dans la revue COMPOSITES NO 3 de Mai-Juin 1986 (pages 121 à 128), et offrent potentiellement un poids d'environ 20% à 25 % du poids d'un réservoir en acier de même capacité. Malheureusement ces matériaux composites sont soumis au phénomène de la micro-fissuration, entraînant ce que l'on appelle le phénomène de *perlage" ou pleurage du matériau qui apparaît pour des pressions très largement inférieures à la pression d'éclatement escomptée et conduit à une perte d'étanchéité du réservoir qui limite ainsi leur utilisation, par exemple à une pression inférieure à la pression de pleurage, cette pression étant d'environ 5 à 25 fois plus faible que la pression d'éclatement. L'apparition des composites à fibres continues et matrices thermoplastiques telles que le verre- polypropylène, n'a pas permis d'obtenir des récipients sous pression ne "pleurant pas". En effet, en l'absence de sous couche d'étanchéité, ces récipients présentent toujours une pression de pleurage très inférieure à la pression d'éclatement mesurée en présence d'une
sous couche d'étanchéité.
L'utilisation d'une sous couche d'étanchéité peut paraître simple, mais, en
fait, soulève de nombreux problèmes.
Un des problèmes, lorsque la sous couche est métallique et parfaitement étanche, concerne sa tenue en fatigue. En effet, son allongement élastique est très inférieur à celui du composite qui constitue la couche résistante, et la tenue en fatigue de la sous-couche est notablement inférieure à celle de la couche mécaniquement résistante en composite. C'est pour pallier à de tels problèmes que, par exemple, il a été proposé dans les brevets et demande de brevet FR 2.661.477, et FR 2.669.396 du demandeur, d'utiliser une gaine ou feuille, comportant des ondulations et permettant de dissocier totalement les couches circonférentielles des couches polaires. De tels dispositifs présentent néanmoins toujours un problème dû au poids de la feuille d'étanchéité qui se révèle être un
paramètre non négligeable.
Un autre moyen pour combattre les problèmes de perte d'étanchéité dus à la micro-fissuration est de placer à l'intérieur des réservoirs ou récipients une feuille étanche souple, telle qu'une feuille de caoutchouc ou de thermoplastique afin d'éviter le passage du fluide vers la paroi externe du réservoir. Ce genre de feuille présente néanmoins une perméabilité dont la valeur dépend du matériau utilisé et qui peut conduire à des pertes de fluide. Pour réduire à la plus faible valeur possible ces pertes, la solution la plus simple consiste à donner à cette feuille une épaisseur importante, d'une valeur de plusieurs millimètres,
typiquement de 5 mm, parfois plus.
Pour une valeur donnée du volume du réservoir, cela revient à placer les couches résistantes plus loin de l'axe du réservoir, et par suite, pour maintenir les contraintes à une valeur identique, il faut une épaisseur de couche résistante plus élevée, ce qui conduit à un poids d'enveloppe supérieur et donc à un
réservoir de poids plus élevé.
Par ailleurs, le fluide stocké peut se dissoudre en partie dans la paroi d'étanchéité, et, en cas de décompression rapide pour une raison quelconque, le fluide dissous peut se libérer au coeur de ladite paroi d'étanchéité, en
entraînant la formation de cloques qui mettent en péril l'intégrité de cette paroi.
L'adjonction d'une feuille assurant l'étanchéité, se fait donc dans la plupart des cas, au détriment de la légèreté recherchée, sa présence contribuant
à augmenter le poids de l'ensemble.
Concilier les propriétés de légèreté et de tenue ou résistance à la pression, d'un réservoir est un problème difficile car les solutions permettant d'alléger le réservoir et celles qui contribuent à augmenter sa résistance à la
pression vont, souvent, à l'encontre l'une de l'autre.
Il a été découvert et c'est l'objet de la présente invention qu'il est possible de fabriquer et d'utiliser des structures, légères et résistantes à des valeurs de pression relativement élevées, en combinant de façon judicieuse la forme, la manière de fabriquer cette structure et le matériau utilisé pour sa fabrication. Un tel agencement des éléments précités permet, notamment d'éviter les phénomènes de micro- fissurations, d'assurer l'étanchéité de la structure et
d'éviter ainsi d'éventuelles fuites du fluide qu'elle contient.
Une telle structure est particulièrement bien adaptée pour le transport des gaz comprimés ou des liquides sous pression tels que le gaz butane ou le propane liquéfié. La légèreté qui lui est conférée facilite la manutention et minimise les frais de transport, par exemple des réservoirs vides après usage qui sont, du même ordre de grandeur que ceux occasionnés par le transport des
réservoirs pleins.
La présente invention trouve aussi son usage dans divers domaines o les structures contenant des fluides sous pression, notamment mais non exclusivement les réservoirs destinés au stockage de fluides sous pression, sont souvent déplacées, ou dans des endroits o le poids des structures de stockage
peut être un inconvénient, par exemple sur des plates-formes marines.
La structure légère ainsi conçue trouve aussi son application dans le domaine des transports, centre de préoccupation actuelle relative aux sources d'énergie et de pollution, pour lequel le poids d'un réservoir peut constituer une charge inutile. Ainsi, dans le cadre de l'utilisation grandissante des énergies de substitution, pour des raisons notamment économiques et de pollution découlant entre autre des normes de plus en plus sévères, une structure selon l'invention est particulièrement bien adaptée au stockage d'hydrocarbures tels que les gaz de pétrole liquéfié (GPL), ou le gaz naturel, ce dernier pouvant se présenter sous forme gazeuse ou liquide, et sous des pressions élevées. Cette structure peut se présenter sous la forme d'un réservoir unique ou de plusieurs tubes agencés
pour former un réservoir disposé sur un véhicule utilitaire ou individuel.
L'objet de la présente invention concerne une structure légère permettant de contenir des fluides sous pression. Elle est caractérisée en ce qu'elle comporte une gaine composée d'un matériau composite résistant à la pression différentielle existant entre le milieu extérieur environnant la structure et la pression du fluide et en ce que la gaine reste étanche jusqu'à une pression très
proche de la pression d'éclatement du réservoir.
Le matériau de la gaine est composé d'une matrice en polyamide et de fibres de carbone noyées dans la matrice résistant aux composantes
longitudinales et transversales de la pression différentielle.
Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, la matrice de la
gaine est composée de polyamide 12.
La structure peut être exempte de gaine interne d'étanchéité.
La gaine peut comporter au moins une première couche de matériau déposée sous forme de bandes bobinées de manière polaire et au moins une seconde couche de matériau déposée sous forme de bandes bobinées de manière circonférentielles, la première couche et la seconde couche étant
déposées de manière alternée.
Dans un autre mode de réalisation, la gaine peut comporter une première épaisseur de matériau formée par des bandes de matériau déposées de manière polaire et une seconde épaisseur de matériau formée par des bandes déposées de manière circonférentielle autour de la zone cylindrique résultant du
dépôt polaire.
La gaine peut comprendre une première épaisseur de matériau formée par des bandes dudit matériau déposées de manière circonférentielle et une seconde épaisseur formée par des bandes dudit matériau déposées de manière
polaire autour de la première épaisseur.
Les bandes de matériau déposées de manière circonférentielle, comportent, par exemple, plusieurs couches du matériau, chaque couche ayant
une longueur qui diminue en s'éloignant de l'axe de la structure.
La structure légère ainsi formée peut être un tube utilisé, par exemple,
pour le transport de fluides sous pression.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la structure ainsi formée peut
être un riser utilisé pour le transport d'effluents pétroliers.
Dans le domaine, par exemple de stockage de fluides sous pression, la structure selon l'invention est, par exemple, un réservoir ou récipient permettant
le stockage de tels fluides.
Par rapport à l'art antérieur, la structure selon l'invention présente notamment les avantages suivants: Le remplacement de deux éléments distincts, à savoir, une gaine interne et une enveloppe externe habituellement utilisés pour leur propriété de tenue à la pression, d'étanchéité dans les réservoirs de l'art antérieur par une gaine ou enveloppe unique capable de tenir aux pressions internes d'un fluide sous pression et d'être étanche procure une structure ayant un poids de 40 à 50 %
inférieur au poids des structures de rart antérieur.
De plus, le matériau utilisé pour réaliser ce type de structure est dans la
plupart des cas résistant aux agressions chimiques des fluides stockés.
La présente invention sera mieux comprise et d'autres buts caractéristiques, détails et avantages de cette dernière apparaîtront plus
clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence
aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple, illustrant différents modes de réalisation dans lesquels: - la figure 1 décrit une structure légère ou réservoir de stockage de fluides telle qu'obtenue par le procédé de l'invention, - les figures 2A, 2B, 2C et 2D montrent différents agencements des couches de matériau constituant un réservoir selon l'invention, et
- la figure 3 montre un exemple de tube de structure légère selon l'invention.
La figure 1 montre une structure légère pour le stockage de fluide sous pression, par exemple, un réservoir ou récipient 1 constitué par exemple d'une gaine comportant une zone cylindrique 2, prolongée par deux fonds 3, 4
constitués du même matériau que celui de la zone cylindrique, par exemple.
Chacun des fonds comporte, par exemple, au moins une ouverture 5, 6, située à I'extrémité du réservoir. Il est bien entendu qu'un des fonds peut être exempt d'ouverture.
Les ouvertures 5, 6 peuvent être équipées d'une vanne de type classique.
La zone cylindrique 2 et les fonds 3, 4 sont formés d'un même matériau, par exemple, un matériau composite présentant des caractéristiques telles qu'il est capable de résister à la pression différentielle existant entre le milieu extérieur dans lequel se trouve la structure et la pression du fluide qu'elle contient. Le matériau est composé, par exemple, d'une matrice polyamide comprenant des fibres. Le matériau utilisé de la matrice est, par exemple un
polyamide et les fibres des fibres de carbone.
Le polyamide utilisé est de préférence un polyamide 12 et le matériau est
habituellement nommé PAl 2 carbone.
De manière avantageuse, le pourcentage en volume des fibres de carbone incluses dans la matrice en polyamide 12 est, par exemple, compris
entre 25 et 60 %.
Le matériau se présente, par exemple, sous forme de bandes déposées selon un agencement spécial de manière à obtenir une structure possédant les propriétés précitées de légèreté et de tenue à la pression. Il est possible de déposer ces bandes de diverses façons, notamment selon les séquences décrites en relation aux figures 2A, 2B et 2D explicitées ciaprès, de manière à
former la gaine ou réservoir.
Les fonds 3, 4 ont, de préférence, une forme hémisphérique ou ellipsoïdale de manière à conférer au réservoir obtenu une bonne tenue à la
pression et donc à la pression élevée du fluide stocké à l'intérieur du réservoir.
Les forces de pression résultant du fluide stocké ont au moins une composante longitudinale et une composante transversale qui sont reprises, notamment, en quasi-totalité par la manière d'agencer les bandes de PAl12 carbone formant le réservoir. L'utilisation du PA12 carbone permet la fabrication d'une gaine unique jouant le rôle de la gaine interne ou liner et de la gaine externe habituellement rencontrées dans les structures de l'art antérieur. La structure peut ainsi ne pas
comporter de gaine interne d'étanchéité.
La figure 1 schématise un réservoir constitué par un agencement de
couches tels que celui décrit aux figures 2A et 2B.
Les techniques de fabrication des réservoirs sont connues et décrites, par exemple, dans l'article précité de J.L. TISNE, de l'Aérospatiale, elles sont
rappelées brièvement en relation avec les figures 2A, 2B, 2C et 2D.
Pour réaliser un réservoir ou un récipient fermé, le mandrin jouant un rôle de support est, par exemple, un mandrin soluble pouvant être retiré en fin de fabrication de la structure. Ce mandrin peut être en sable lié par une solution de sucre et équipé de bouchons d'extrémité comportant des filetages adaptés à réaliser les ouvertures nécessaires à la communication du réservoir avec l'extérieur. La forme du mandrin est telle, par exemple, qu'il comporte une zone cylindrique et deux fonds, de préférence de forme ellipsoidale, la taille ou dimension de ce mandrin étant choisie en fonction de celle du réservoir final demandé, et la forme extérieure dudit mandrin correspondant à la forme
intérieure du réservoir à former.
Pour la fabrication de structure creuse, tel qu'un tube servant au transport de fluide sous pression, le mandrin est, par exemple, de type classique
habituellement utilisé dans la fabrication de tubes.
Dans l'exemple donné à la figure 2A, pour fabriquer la gaine, on dépose des bandes de carbone PAl 2 en couches alternées comportant, par exempte, un premier type de couches C1 résultant d'un enroulement polaire de bandes de PA12 carbone et d'un second type de couches C2 résultant d'un enroulement circonférentiel de bandes de carbone PAl 2 autour de la zone cylindrique du
mandrin support.
L'enroulement des bandes de carbone PAl12 s'effectue, par exemple, de façon que les bandes se superposent sur une certaine largeur, et pour que lors de la superposition d'une bande sur une bande préalablement enroulée sur le mandrin sur une certaine largeur, on réalise à l'aide d'un dispositif approprié une fusion partielle de la surface de la bande de manière à souder les deux bandes entre elles pour conférer au réservoir une bonne étanchéité et une bonne tenue à la pression. La fusion partielle se fait, de manière classique pour l'homme de métier de préférence en un point situé par exemple, à quelques millimètres du point de contact, de façon que la surface soit encore en fusion lorsque la bande en cours de pose vient en contact de la bande sous-jacente déjà posée lors de
l'enroulement précédent.
Le PA12 carbone peut se présenter sous forme de bandes d'épaisseurs
comprises, par exemple, entre 0,1 et 0,5 millimètres.
On dépose tout d'abord une couche de type C1 en bobinant, par exemple
de manière polaire une bande de PA12 carbone.
Il est ensuite possible de déposer une couche de type C2 autour de la couche C1 formée précédemment et de réitérer ces deux opérations jusqu'à obtenir l'épaisseur voulue pour le réservoir, cette épaisseur étant choisie en fonction des valeurs de pressions des fluides à stocker et de la légèreté
demandée pour le réservoir qui dépend de rutilisation du réservoir.
La figure 2A schématise un agencement de réservoir comportant plusieurs couches de type C1 pour former une couche d'épaisseur el, puis une première couche C21 (Fig. 2B) de type C2 sur une longueur Il sensiblement égale à la longueur de la zone cylindrique définie par la zone cylindrique du mandrin entourée des couches de type C1 d'épaisseur el, puis une seconde couche C22 sur une longueur 12 inférieure à la longueur I1 de la première couche autour de la première couche C21, la différence de longueur étant telle qu'elle permet d'obtenir une forme arrondie, par exemple ayant une zone de type hémisphérique suivant sensiblement la forme sensiblement hémisphérique du mandrin de manière à former en final un réservoir dont la forme est de préférence hémisphérique. L'enroulement de couches de type C2 s'effectue
jusqu'à obtenir une épaisseur e2.
On dépose ensuite sur une épaisseur e'1 un autre ensemble de couches de type Ci sur rl'ensemble précédemment constitué, puis sur une épaisseur e'2 un autre ensemble de couches de type C2 et on réitère les opérations d'enroulement précédemment décrites autant de fois qu'il est nécessaire pour obtenir un réservoir dont les données de résistance à la pression et légèreté sont définies au préalable en fonction du fluide sous pression devant être stocké. Les
épaisseurs el, e'1, e2 et e'2 peuvent être identiques ou différentes.
Selon une variante de réalisation de l'invention, représentée sur la figure 2C, le dépôt des différentes couches constituées par les bandes de PA12 carbone est réalisée en déposant, par exemple, autour du mandrin plusieurs couches de type C1 sur une épaisseur totae tl, puis plusieurs couches de type C2 sur une épaisseur t2, les couches de type C2 étant déposées autour de y l'ensemble formé par les couches de type Ci et de façon que la longueur de
chaque couche C2i diminue lorsque l'on s'éloigne de l'axe du mandrin c'est-à-
dire que la longueur Il de la couche C21 est supérieure à la longueur 12 de la couche C22 et ainsi de suite. Il est ensuite possible d'enrouler une couche de PA12 carbone autour de l'ensemble comme couche de finition ayant notamment
comme rôle, un rôle de protection et de finition.
Les épaisseurs tl et t2 sont déterminées en fonction des données du réservoir à obtenir et notamment la résistance à la pression et la légèreté qui sont, par exemple, définies au préalable en fonction du fluide sous pression à stocker. Une autre façon de procéder consiste, Figure 2D, à déposer autour du mandrin les couches de type C2, pour former une épaisseur Pl, les couches
étant déposées de manière identique à celle exposée précédemment, c'està-
dire que la longueur de chaque couche va en diminuant au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'axe du mandrin et ensuite à déposer de manière polaire les
couches de type Ci sur une épaisseur P2.
Le dépôt des couches de type C2 de manière circonférentielle autour de la zone cylindrique du mandrin ou de l'ensemble des couches polaires déposées sur le mandrin se fait de préférence de façon que la longueur des différentes couches va en diminuant au fur et à mesure que l'on s'éloigne de raxe du
mandrin (voir détail de la figure 2B).
Dans les exemples de réalisation décrits en relation avec les figures 2A à 2D, la liaison entre les différentes bandes de PAl 2 carbone s'effectue selon une technique de fusion classique et connue de l'homme de métier de manière à conférer à la structure ou réservoir obtenu une étanchéité supérieure à celle que
l'on obtiendrait en réalisant un enroulement serre.
Il est possible, sans sortir du cadre de l'invention, d'utiliser le PA 12 carbone sous forme de plaques minces, par exemple, pour former les couches de matériau déposées de manière circonférentielle décrites dans les figures 2A à2D. Des essais de tenue en pression et d'étanchéité ont été réalisés sur des réservoirs selon l'invention et sur des récipients réalisés en divers matériaux et présentant des structures différentes, comportant par exemple une gaine ou liner interne et une enveloppe extérieure. La résistance en fatigue du liner métallique
présent dans certains récipients a été relevée.
Les résultats sont regroupés dans le tableau ci-dessous Réservoir (1) (2) (3) (4) (5) liner ou gaine acier acier acier pas de liner acier interne inoxydable inoxydable inoxydable 0,8 mm gaine épaisseur fissurée enveloppe ou composite composite PAl 2 enveloppe acier gaine externe verre- carbone carbone unique époxy époxy PA 12 :_____ _____ _________ ___carbone Poids 24.5 18.5 16.7 10.2 64.8 daN Nombre de 495 cycles 5500 > 40 000 > 100 000 > 100 000 cycles (*)
P= 250 250 250 250 200
Pression essai bars
P% 46 % 46 % 46 % 46 % 36 %
(Pression éclatement) (*) nombre de cycles de compression/décompression sans apparition de perte d'étanchéité. Le poids indiqué dans le tableau ci-dessus correspond au poids total
résultant de l'enveloppe, de la gaine d'étanchéité et des embouts.
Pour les récipients de type (4) en carbone PAl 2 obtenus selon l'invention la structure est constituée d'une enveloppe unique jouant le rôle de liner et d'enveloppe. ll Les résultats mentionnés ci-dessus montrent une performance largement supérieure pour les réservoirs comportant une gaine réalisée en PA 12 carbone
selon l'un des modes de réalisation décrit aux figures 2A à 2D.
Ainsi le poids de la structure réalisée selon l'invention est au moins divisé par un facteur 2, et 6 par rapport au poids d'un réservoir en acier. De plus, les cycles de compression-décompression montrent que la structure a une tenue à la fatigue en pression au moins supérieure à environ 20 fois la tenue en pression offerte par les réservoirs de l'art antérieur (1), (2), à
l'exception du réservoir en acier qui présente un poids nettement plus élevé.
Ces résultats montrent clairement les avantages conciliés de légèreté et
de tenue à la pression offerts par des structures réalisées en PA 12 carbone.
En effet, - pour un réservoir de type (1) constitué par exemple, d'une gaine interne en acier comportant des fonds hémisphériques et de couches de composite verre-époxy, déposées, par exemple, en bobinant des couches alternées, polaires et circonférentielles le réservoir a perdu son étanchéité au bout de
495 cycles de compression -décompression.
- le réservoir de type (2) renforcé par le composite carbone époxy a montré une
résistance pendant 5500 cycles.
- les essais effectués sur le réservoir de type (3) constitué d'un liner interne en acier sur lequel était enroulé des couches de PAl12 carbone, prouvent qu'au bout de 40 000 cycles le réservoir était toujours étanche malgré une fissure
de la gaine interne en acier révélée par des techniques appropriées.
En effet un contrôle effectué après découpe du réservoir, a montré que la gaine interne ou paroi métallique était ouverte, la taille de rouverture prouvant que cette ouverture avait commencé bien avant les 40 000 cycles. Ceci montrait que la structure résistante elle même était restée étanche dans des conditions dans lesquelles toutes les structures composites utilisées par ailleurs avaient "pleuré". Les essais ont pu être menés jusqu'à plus de 40 000 cycles, alors que la fuite par rupture en fatigue de la couche métallique était
attendue entre 1 000 et 5 000 cycles, au niveau d'allongement utilisé.
- Le dernier réservoir de type (4) en PA12-Carbone de même dimension, fabriqué sur un mandrin soluble, a résisté dans les mêmes conditions d'essai à 100 000 cycles de fatigue, sans feuille d'étanchéité, et sans perte d'étanchéité. Selon un autre mode de réalisation, la structure légère obtenue par la présente invention et décrite à la figure 3 est un tube réalisé en agençant des couches de PA 12 carbone sur un mandrin classiquement utilisé pour la
fabrication de tube et selon l'une des figures 2A à 2D.
Ce tube est employé, par exemple, pour le transport des fluides sous pression, notamment dans les domaines o de tels tubes doivent présenter des
caractéristiques de résistance à la pression et de légèreté.
Ainsi, de manière avantageuse, il peut former un riser ou un satellite de riser permettant le transfert des fluides ou effluents pétroliers qui possèdent souvent une pression élevée, par exemple lorsqu'ils proviennent de gisements
possédant une pression élevée.
Une telle structure peut aussi être utilisée notamment pour ses propriétés d'étanchéité et de résistance à la pression comme conduit interne ou gaine interne à une structure. Sa légèreté permet cette utilisation puisqu'elle conduit à
une faible augmentation de poids.
Un tel type d'application est souvent présent dans le domaine pétrolier o
les risers comportent des chemisages internes.

Claims (11)

REVENDICATIONS
1) Structure légère (1) pour contenir des fluides sous pression, caractérisée en ce qu'elle comporte une gaine (2, 3, 4) composée d'un matériau composite résistant à la pression différentielle existant entre le milieu extérieur environnant la structure et la pression du fluide et en ce que la gaine reste étanche jusqu'à
une pression très proche de la pression d'éclatement du réservoir.
2) Structure légère selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau de la gaine (2, 3, 4) est composé d'une matrice en polyamide et de fibres de carbone noyées dans la matrice résistant aux contraintes résultant des composantes longitudinales, transversales et radiales de la pression
différentielle.
3) Structure légère selon la revendication 2, caractérisée en ce que la matrice de
la gaine est composée de polyamide 12.
4) Structure selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle ne comporte
pas de gaine interne d'étanchéité.
) Structure selon les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la gaine (2, 3,
4) comporte un ensemble comportant au moins une première couche (Ci) formée par des bandes dudit matériau déposées de manière polaire et au moins une seconde couche (C2) de matériau formée par des bandes dudit matériau déposées de manière circonférentielles, la première couche et la seconde
couche étant déposées de manière alternée.
6) Structure selon les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la gaine (2, 3,
4) comporte une première épaisseur de matériau formée par des bandes dudit matériau déposées de manière polaire et une seconde épaisseur de matériau formée par des bandes dudit matériau déposées de manière circonférentielle
autour de la zone cylindrique résultant du dépôt polaire.
7) Structure selon les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la gaine
comporte une première épaisseur de matériau formée par des bandes dudit matériau déposées de manière circonférentielle et une seconde épaisseur formée par des bandes dudit matériau déposées de manière polaire autour de la
première épaisseur.
8) Structure selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que les
bandes de matériau déposées de manière circonférentielle, comportent plusieurs couches dudit matériau, chaque couche ayant une longueur telle
qu'elle diminue en s'éloignant de l'axe de la structure.
9) Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que
la structure est un tube utilisé pour le transport de fluides sous pression.
) Structure selon la revendication 9, caractérisée en ce que la structure est un
riser utilisée pour le transport d'effluents pétroliers.
11) Structure selon l'une des revendications de 1 à 8, caractérisée en ce que la
structure (1) est un réservoir permettant de stocker des fluides sous pression.
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