FR3044737A1 - Embout de connexion d'une conduite flexible et procede de montage associe - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un embout de connexion d'une conduite flexible (10) de transport de fluide. La conduite flexible (10) comprend au moins une gaine tubulaire (20) et au moins une couche (24, 25) d'amures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire (20), la couche d'armures (24, 25) comprenant une pluralité d'éléments d'armure (29) filiformes. L'embout comporte : - au moins un tronçon d'extrémité de chaque élément d'armure, - une voûte d'extrémité et un capot fixé sur la voûte d'extrémité, la voûte d'extrémité et le capot délimitant entre eux une chambre de réception de chaque tronçon d'extrémité, la chambre de réception étant remplie d'un matériau de remplissage. Le matériau de remplissage est une résine polymérique thermodurcissable comprenant des charges.

Description

Embout de connexion d'une conduite flexible et procédé de montage associé

La présente invention concerne un embout de connexion d’une conduite flexible de transport de fluide, la conduite flexible comprenant au moins une gaine tubulaire et au moins une couche d’amures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire, la couche d’armures comprenant une pluralité d’éléments d’armure filiformes, l’embout comportant : - au moins un tronçon d’extrémité de chaque élément d’armure, - une voûte d’extrémité et un capot fixé sur la voûte d’extrémité, la voûte d’extrémité et le capot délimitant entre eux une chambre de réception de chaque tronçon d’extrémité, la chambre de réception étant remplie d’un matériau de remplissage.

La conduite est en particulier une conduite flexible de type non liée (« unbonded ») destinée au transport d’hydrocarbures à travers une étendue d'eau, tel qu'un océan, une mer, un lac ou une rivière, ou à l’injection d’eau pour la stimulation de puits.

Une telle conduite flexible est par exemple réalisée suivant les documents normatifs API 17J (Spécification for Unbonded Flexible Pipe) et API RP 17B (Recommended Practice for Flexible Pipe) établis par l’American Petroleum Institute.

La conduite est généralement formée d’un ensemble de couches concentriques et superposées. Elle est considérée comme « non liée » au sens de la présente invention dès lors qu’au moins une des couches de la conduite est apte à se déplacer longitudinalement par rapport aux couches adjacentes lors d’une flexion de la conduite. En particulier, une conduite non liée est une conduite dépourvue de matériaux liants raccordant des couches formant la conduite.

La conduite est généralement disposée à travers une étendue d'eau, entre un ensemble de fond, destiné à recueillir le fluide exploité dans le fond de l’étendue d’eau et un ensemble de surface flottant destiné à collecter et à distribuer le fluide. L’ensemble de surface peut être une plateforme semi-submersible, un FPSO ou un autre ensemble flottant.

Dans certains cas, pour l’exploitation de fluides en eaux profondes, la conduite flexible présente une longueur supérieure à 800 m. Les extrémités de la conduite présentent des embouts pour le raccordement à l'ensemble de fond et à l'ensemble de surface.

Ces conduites subissent des efforts très élevés en traction axiale, notamment lorsque l’étendue d’eau dans laquelle est disposée la conduite est très profonde.

Dans ce cas, l’embout supérieur reliant la conduite à l’ensemble de surface doit reprendre une tension axiale très importante, qui peut atteindre plusieurs centaines de tonnes. Ces efforts sont transmis à l’embout par l’intermédiaire des couches d’armures de traction s’étendant le long de la conduite.

La tension axiale présente non seulement une valeur moyenne élevée, mais aussi des variations permanentes en fonction des mouvements verticaux de l’ensemble de surface et de la conduite, sous l’effet de l'agitation de l’étendue d’eau provoquée par la houle ou par les vagues.

Les variations de tension axiale peuvent atteindre plusieurs dizaines de tonnes et se répéter continuellement durant la durée de service de la conduite. En 20 ans, le nombre de cycles peut ainsi atteindre plus de 20 millions.

Il est donc nécessaire d’assurer une fixation particulièrement robuste entre les couches d’armures de traction et le corps de l’embout. WO 2014/173874 décrit un embout du type précité. L’ancrage des armures est assuré généralement par les frottements entre les fils d’armure et la résine époxy coulée dans la chambre délimitée par la voûte et le capot.

Cependant, les contraintes engendrées par les efforts de traction des armures entraînent une dégradation de la résine époxy. A terme, des fissures peuvent apparaître dans la résine fragilisant l’ancrage des armures.

Un but de l’invention est d’obtenir un embout d’une conduite flexible présentant une reprise en tension axiale efficace, dans lequel le risque de défaillance en fatigue est fortement diminué. A cet effet, l’invention a pour objet un embout du type précité, caractérisé en ce que le matériau de remplissage est une résine polymérique thermodurcissable comprenant des charges. L’embout selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : - la résine est de type epoxy, - les charges sont des élastomères, - les charges sont choisies parmi le styrène-butadiène (SBR), les butadiène-acrylonitrile (NBR), les éthylène-propylène-diène monomères (EPDM), le tétrafluoroéthylène-proppylène (FEPM), les perfluoroélastomères (FFKM) et les caoutchouc fluorocarbonés (FKM), - les charges sont des matériaux thermoplastiques, - les charges sont choisies parmi les polyéthylènes (PE), les polyéthylènes haute densité (HDPE), les polyéthylènes de masse molaire très élevée (UHMPE), les polyamides (PA), et le polytétrafluoroéthylène (PTFE), - les charges sont des matériaux thermodurcissables, notamment des polyuréthanes, - les charges sont choisies parmi des nanotubes monofeuillets (SWNT), des nanotubes multifeuillets (MWNT), des nanofibres (NF), des nanotubes doubles feuillets (DWNT) et des nanoparticules, - les nanotubes, les nanofibres ou les nanoparticules sont en carbone, - les charges sont des fibres d’aramide, - les charges sont un mélange formé d’une pluralité d’éléments parmi : des élastomères, des matériaux thermoplastiques, des matériaux thermodurcissables, des nanotubes monofeuillets (SWNT), des nanotubes multifeuillets (MWNT), des nanofibres (NF), des nanotubes doubles feuillets (DWNT), des nanoparticules et/ou des fibres d’aramide, - les charges sont un mélange composé de fibres d’aramide et de nanotubes de carbone, - les charges sont réticulées ou ramifiées, et - la résine polymérique thermodurcissable présente une concentration massique en charges comprise entre 0,1% et 20%. L’invention a également pour objet une conduite flexible de transport de fluide, comprenant : - une gaine tubulaire, - au moins une couche d’armures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire, la couche d’armures de traction comprenant une pluralité d’éléments d’armure filiformes, - un embout tel que décrit précédemment, monté à l’extrémité de la gaine tubulaire. L’invention a aussi pour objet un procédé de montage d’un embout d’une conduite flexible de transport de fluide, comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’une gaine tubulaire, - disposition d’au moins une couche d’armures de traction à l’extérieur de la gaine tubulaire, la couche d’armures de traction comprenant une pluralité d’éléments d’armure filiformes, chaque élément d’armure comprenant un tronçon d’extrémité, - mise en place d’une voûte d’extrémité et d’un capot fixé sur la voûte d’extrémité, la voûte d’extrémité et le capot délimitant entre eux une chambre de réception du tronçon d’extrémité, - introduction d’un matériau de remplissage dans la chambre de réception pour noyer le tronçon d’extrémité, et - le matériau de remplissage est une résine polymérique thermodurcissable comprenant des charges. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à tire d’exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective partiellement écorchée d’un tronçon d’une conduite flexible sur laquelle est monté un embout selon l’invention ; et - la figure 2 est une vue schématique simplifiée, prise en coupe suivant un plan axial médian, des parties pertinentes d'un embout d'une conduite flexible selon un mode de réalisation de l'invention.

Dans tout ce qui suit, les termes « extérieur >> et « intérieur >> s’entendent généralement de manière radiale par rapport à un axe A-A’ de la conduite, le terme « extérieur >> s’entendant comme relativement plus éloigné radialement de l’axe A-A’ et le terme « intérieur >> s’étendant comme relativement plus proche radialement de l’axe A-A’ de la conduite.

Les termes « avant >> et « arrière >> s’entendent de manière axiale par rapport à un axe A-A’ de la conduite, le terme « avant >> s’entendant comme relativement plus éloigné du milieu de la conduite et plus proche d’une de ses extrémités, le terme « arrière » s’entendant comme relativement plus proche du milieu de la conduite et plus éloigné d’une de ses extrémités. Le milieu de la conduite est le point de la conduite situé à égale distance des deux extrémités de cette dernière.

Une première conduite flexible 10 selon l’invention est illustrée partiellement par la figure 1.

La conduite flexible 10 comporte un tronçon central 12 illustré en partie sur la figure 1. Elle comporte, à chacune des extrémités axiales du tronçon central 12, un embout d’extrémité 14 (non visible sur la Figure 1) dont les parties pertinentes sont représentées sur la figure 2.

En référence à la figure 1, la conduite 10 délimite un passage central 16 de circulation d’un fluide, avantageusement d’un fluide pétrolier. Le passage central 16 s’étend suivant un axe A-A’, entre l’extrémité amont et l’extrémité aval de la conduite 10. Il débouche à travers les embouts 14.

La conduite flexible 10 est destinée à être disposée à travers une étendue d’eau (non représentée) dans une installation d’exploitation de fluide, notamment d’hydrocarbures. L’étendue d’eau est par exemple, une mer, un lac ou un océan. La profondeur de l’étendue d’eau au droit de l’installation d’exploitation de fluide est par exemple comprise entre 500 m et 3000 m. L’installation d’exploitation de fluide comporte un ensemble de surface notamment flottant et un ensemble de fond (non représentés) qui sont généralement raccordés entre eux par la conduite flexible 10.

La conduite flexible 10 est de préférence une conduite « non liée » (désignée par le terme anglais « unbonded »).

Au moins deux couches adjacentes de la conduite flexible 10 sont libres de se déplacer longitudinalement l’une par rapport à l’autre lors d’une flexion de la conduite. Avantageusement, toutes les couches de la conduite flexible sont libres de se déplacer l’une par rapport à l’autre. Une telle conduite est par exemple décrite dans les documents normatifs publiés par l’American Petroleum Institute (API), API 17J, et API RP17B.

Comme illustré par la figure 1, la conduite 10 délimite une pluralité de couches concentriques autour de l’axe A-A’, qui s’étendent continûment le long du tronçon central 12 jusqu’aux embouts 14 situés aux extrémités de la conduite.

Selon l’invention, la conduite 10 comporte au moins une première gaine tubulaire 20 à base de matériau polymère constituant avantageusement une gaine de pression.

La conduite 10 comporte en outre au moins une couche d’armures de traction 24, 25 disposée extérieurement par rapport à la première gaine 20.

Avantageusement, et selon l’utilisation souhaitée, la conduite 10 comporte en outre une carcasse interne 26 disposée à l’intérieur de la gaine de pression 20, une voûte de pression 28 intercalée entre la gaine de pression 20 et la ou les couches d’armures de traction 24, 25 et une gaine externe 30, destinée à la protection de la conduite 10.

De manière connue, la gaine de pression 20 est destinée à confiner de manière étanche le fluide transporté dans le passage 16. Elle est formée en matériau polymère, par exemple à base d’un polyoléfine tel que du polyéthylène, à base d’un polyamide tel que du PA11 ou du PA12, ou à base d’un polymère fluoré tel que du polyfluorure de vinylidène (PVDF). L’épaisseur de la gaine de pression 20 est par exemple comprise entre 5 mm et 20 mm.

La carcasse 26, lorsqu’elle est présente, est formée par exemple d’un feuillard métallique profilé, enroulé en spirale. Les spires du feuillard sont avantageusement agrafées les unes aux autres, ce qui permet de reprendre les efforts radiaux d’écrasement.

Dans cet exemple, la carcasse 26 est disposée à l’intérieur de la gaine de pression 20. La conduite est alors désignée par le terme anglais « rough bore » en raison de la géométrie de la carcasse 26

En variante (non représentée), la conduite flexible 10 est dépourvue de carcasse interne 26, elle est alors désignée par le terme anglais « smooth bore ». L’enroulement hélicoïdal du feuillard métallique profilé formant la carcasse 26 est à pas court, c’est-à-dire qu’il présente un angle d’hélice de valeur absolue proche de 90°, typiquement compris entre 75° et 90°.

Dans cet exemple, la voûte de pression 28 est destinée à reprendre les efforts liés à la pression régnant à l’intérieur de la gaine de pression 20. Elle est par exemple formée d’un fil profilé métallique entouré en hélice autour de la gaine 20. Le fil profilé présente généralement une géométrie complexe, notamment en forme de Z, de T, de U, de K, de X ou de I.

La voûte de pression 28 est enroulée en hélice à pas court autour de la gaine de pression 20, c’est-à-dire avec un angle d’hélice de valeur absolue proche de 90°, typiquement compris entre 75° et 90°.

La conduite flexible 10 selon l’invention comprend au moins une couche d’armures 24, 25 formée d’un enroulement hélicoïdal d’au moins un élément d’armure 29 allongé.

Dans l’exemple représenté sur la figure 1, la conduite flexible 10 comporte une pluralité de couches d’armures 24, 25, notamment une couche d’armures intérieure 24, appliquée sur la voûte de pression 28 (ou sur la gaine 20 lorsque la voûte 28 est absente) et une couche d’armures extérieure 25 autour de laquelle est disposée la gaine extérieure 30.

Chaque couche d’armures 24, 25 comporte des éléments d’armure 29 longitudinaux enroulés à pas long autour de l’axe A-A’ de la conduite.

Par « enroulé à pas long », on entend que la valeur absolue de l’angle d’hélice est inférieure à 60°, et est typiquement comprise entre25° et 55°.

Les éléments d’armure 29 d’une première couche 24 sont enroulés généralement suivant un angle opposé par rapport aux éléments d’armure 29 d’une deuxième couche 25. Ainsi, si l’angle d’enroulement des éléments d’armure 29 de la première couche 24 est égal à + a, a étant compris entre 25° et 55°, l’angle d’enroulenœnt des éléments d’armure 29 de la deuxième couche d’armure 25 disposée au contact de la première couche d’armures 24 est par exemple égal à - a°.

Les éléments d’armure 29 sont par exemple formés par des fils métalliques, notamment des fils en acier, ou par des rubans en matériau composite, par exemple des rubans renforcés de fibres de carbone.

Comme on le verra plus bas, les éléments d'armure 29 présentent chacun un tronçon d'extrémité 32 introduit dans l'embout 14. Le tronçon d'extrémité 32 s'étend jusqu'à une extrémité libre disposée dans l'embout 14. Il présente avantageusement une trajectoire hélicoïdale ou pseudo-hélicoïdale d’axe A-A’ dans l’embout 14.

La gaine externe 30 est destinée à empêcher la perméation de fluide depuis l’extérieur de la conduite flexible vers l’intérieur. Elle est avantageusement réalisée en matériau polymère, notamment à base d’un polyoléfine, tel que du polyéthylène, à base d’un polyamide, tel que du PA11 ou du PA12, ou à base d’un polymère fluoré tel que du polyfluorure de vinylidène (PVDF). L’épaisseur de la gaine externe 30 est par exemple comprise entre 5 mm et 15 mm.

Comme illustré par la figure 2, chaque embout 14 comporte une voûte d’extrémité 50 et un capot extérieur de liaison 51 faisant saillie axialement vers l’arrière à partir de la voûte 50. Le capot 51 délimite, avec la voûte d’extrémité 50, une chambre 52 de réception des extrémités libres 32 des éléments d'armure 29. L’embout 14 comporte en outre un ensemble avant 54 d'étanchéité autour de la gaine de pression 20, représenté schématiquement sur la figure 2, et un ensemble arrière (non représenté) d'étanchéité autour de la gaine extérieure 30. L’embout 14 comprend avantageusement un organe annulaire 80 de maintien des couches d’armures 24, 25 situé dans la zone arrière de l’embout.

Dans cet exemple, la voûte d’extrémité 50 est destinée à raccorder la conduite 10 à un autre embout de connexion 14 ou à des équipements terminaux, avantageusement par l’intermédiaire d’une bride d’extrémité (non représentée).

La voûte 50 présente un alésage central destiné à recevoir l’extrémité de la première gaine 20 et à permettre l’écoulement du fluide circulant à travers le passage central 16 vers l’extérieur de la conduite 10.

Le capot 51 comporte une paroi périphérique 70 tubulaire s'étendant autour de l'axe A-A'. La paroi périphérique 70 présente un bord avant (non représenté) fixé sur la voûte d'extrémité 50, à l'écart radialement des couches d'armures 24, 25 et un bord arrière (non représenté) s'étendant axialement vers l'arrière au-delà de la voûte d’extrémité 50.

Le capot 51 délimite la chambre 52 radialement vers l'extérieur. Une face arrière (non visible) de la voûte d'extrémité 50 délimite axialement la chambre 52 vers l’avant.

Le volume de la chambre 52 varie selon la taille de l’embout. Par exemple, pour une conduite de 6”, soit environ 15,2 cm, le volume de la chambre 52 sera environ de 30L, et pour une conduite de 16”, soit environ 40,6 cm, le volume de la chambre 52 sera environ de 60L L'ensemble avant d'étanchéité 54 est avantageusement situé à l'avant de l'embout 14, en contact avec la voûte 50, en étant décalé axialement vers l'avant par rapport à l’organe annulaire 80 de maintien, et par rapport à l'ensemble arrière d'étanchéité.

La voûte 50 est fixée par des moyens de fixation conventionnels, tels qu’une vis, à l’ensemble d’étanchéité 54.

De manière connue, il comporte une bague avant de sertissage, destinée à venir en prise sur la gaine de pression 20.

Dans l'exemple représenté sur la figure 1, dans lequel la conduite 10 comporte une voûte de pression 28, l'ensemble avant 54 comporte en outre une bague intermédiaire d'arrêt de la voûte de pression 28. L'ensemble arrière d'étanchéité est disposé à l'arrière de l’organe annulaire de maintien 80. Il comporte au moins une bague arrière de sertissage sertissant la gaine externe 30.

En référence à la figure 2, l'organe annulaire de maintien 80 est disposé autour des éléments d'armure 29 de la couche d’armures 25, au niveau de la partie arrière de l’embout 14. A l’emplacement de l’organe annulaire de maintien 80, les éléments d’armure 29 des couches d’armure 24, 25 sont enroulés hélicoïdalement avec le même rayon d’hélice que celui qu’ils ont au niveau du tronçon central 12. La zone au niveau de laquelle les couches d’armures 24, 25 s’écartent de manière hélicoïdale de l’axe A-A’ de la conduite pour venir recouvrir l’ensemble avant d’étanchéité 54 et la voûte d’extrémité 50 est située entre l’organe annulaire de maintien 80 et l’avant de l’embout 14. L’organe annulaire de maintien 80 se présente sous la forme d’un collier, et ne contribue pas significativement à la reprise des efforts de tension. Sa fonction est notamment d’empêcher la désorganisation des couches d’armure 24, 25 pendant le montage de l’embout 14, comme cela sera exposé plus loin. L’embout 14 comporte en outre un matériau 82 de remplissage solide. Le matériau de remplissage 82 est disposé dans la chambre 52 autour de l’organe annulaire de maintien 80, de la voûte 50, et des tronçons d'extrémité 32 des éléments d'armure 29.

Avantageusement, le matériau de remplissage 82 remplit totalement la chambre 52.

Selon l’invention, le matériau de remplissage 82 est une résine polymérique thermodurcissable comprenant des charges.

Le matériau de remplissage est, par exemple, composée d’une résine polymérique thermoplastique de type polyimide (PI), polysulfone (PS), polyetheretherketone (PEEK), ou polyphenylene sulfite (PPS).

La résine est de type époxy, c’est-à-dire un polymère thermodurcissable obtenu par polymérisation de monomère époxyde.

La résine époxy possède un module de Young compris entre 3 000 MPa et 8 000 MPa et une résistance à la compression compris entre 80 MPa et 130 MPa.

La résine est préférentiellement un polymère thermodurcissable, possédant notamment une résistance à la chaleur, des propriétés mécaniques, une résistance chimique et une adhésion des armures meilleures comparées à celles des thermoplastiques.

La résine polymérique thermodurcissable présente une concentration massique en charges comprise entre 0,1 et 20%, préférentiellement comprise entre 0,1 et 4%.

La concentration varie en fonction de la nature des charges et en fonction de la composition de la résine, notamment des durcisseurs.

Pour une concentration massique en charges supérieure à 0.1%, la ténacité et la résistance à la compression, à la traction et au cisaillement de la résine augmentent.

Pour une concentration massique en charges supérieure à 20%, la résine est plus fragile et la viscosité de la résine est trop élevée.

Les charges sont sous forme solide ou liquide, et préférentiellement sous forme solide. Elles sont avantageusement réticulées ou ramifiées.

Dans un premier mode de réalisation, les charges sont des élastomères. Les charges sont choisies parmi le styrène-butadiène (SBR), les butadiène-acrylonitrile (NBR), les éthylène-propylène-diène monomères (EPDM), le tétrafluoroéthylène-proppylène (FEPM), les perfluoroélastomères (FFKM) et les caoutchouc fluorocarbonés (FKM).

Dans un second mode de réalisation, les charges sont des matériaux thermoplastiques. Les charges sont choisies parmi les polyéthylènes (PE), les polyéthylènes haute densité (HDPE), les polyéthylènes de masse molaire très élevée (UHMPE), les polyamides (PA), et le polytétrafluoroéthylène (PTFE).

En variante, les charges sont des matériaux thermodurcissables, par exemple, des polyuréthanes.

Alternativement, les charges sont choisies parmi des nanotubes monofeuillets (SWNT), des nanotubes multifeuillets (MWNT), des nanotubes doubles feuilles (DWNT), des nanofibres (NF) et des nanoparticules.

Les nanoparticules sont des particules de graphite ou de graphène.

Les nanotubes, les nanofibres ou les nanoparticules sont en carbone.

Les nanotubes multifeuillets (MWNT) sont des nanotubes possédant un diamètre compris entre 8 nm et 50 nm et une longueur comprise entre 1 pm et 50 pm.

Dans un autre mode de réalisation, les charges sont des fibres d’aramide, tels que des fibres de para aramide, du type Kevlar®, ou des copolymères de para aramide.

Les fibres d’aramides possèdent un diamètre compris entre 150 pm et 190 pm et une longueur comprise entre 0,25 mm et 6 mm.

Alternativement, les charges sont une combinaison des composés précédemment cités. Les charges sont un mélange formé d’une pluralité d’éléments parmi : des élastomères, des matériaux thermoplastiques, des matériaux thermodurcissables, des nanotubes monofeuillets (SWNT), des nanotubes multifeuillets (MWNT), des nanofibres (NF), des nanotubes doubles feuillets (DWNT), des nanoparticules et/ou des fibres d’aramide.

Les charges sont, par exemple, un mélange composé de fibres d’aramide et de nanotubes de carbone.

Le matériau 82 remplit sensiblement totalement la chambre 52. Il est de préférence injecté de manière fluide dans la chambre 52 et se solidifie dans celle-ci, en liant les tronçons d'extrémité 32 des éléments d'armure 29 à la voûte 50 et/ou au capot 51. L'assemblage de l'embout 14 selon l'invention est réalisé comme suit.

Initialement, les différentes couches de la conduite 10 sont coupées à la bonne longueur pour faire apparaître, sur la voûte 28, un tronçon d'extrémité libre 32 de chaque élément d'armure 29 des couches d'armures 24, 25.

Puis, l'organe annulaire 80 dans une configuration expansée est introduit autour de la couche d’armures 25, avant d’être serré autour de cette dernière.

Ceci étant fait, les tronçons d'extrémité 32 des éléments d'armure 29 sont repliés vers l'arrière autour de l'organe annulaire de maintien 80. La voûte d’extrémité 50 et l'ensemble avant d'étanchéité 54 sont ensuite mis en place.

Puis, chaque tronçon d'extrémité 32 de la couche d'armures intérieure 24 est déplié vers l'avant.

Les tronçons d’extrémité 32 sont espacés d’une distance de l’ordre de quelques millimètres.

Les tronçons d’extrémité 32 possèdent des extrémités en forme de vagues ou de crochets favorisant leur ancrage au sein du matériau de remplissage.

Les tronçons d’extrémité 32 comportent éventuellement un revêtement, par exemple une résine époxy, permettant de limiter l’usure des tronçons d’extrémités.

Les tronçons d’extrémité 32 comportent des organes d’espacement en caoutchouc ou en élastomère, par exemple, ce qui permet notamment de favoriser la surface de contact entre les tronçons et la résine.

Le capot 51 est ensuite mis en place et fixé à la voûte 50.

Le capot 51 est espacé des tronçons d’extrémité 32 d’une distance comprise entre 5 mm et 16 mm. L'ensemble arrière d'étanchéité est ensuite mis en place et est fixé au capot 51.

Le matériau de remplissage 82 est alors introduit dans la chambre 52, avantageusement sous forme fluide. Le matériau de remplissage 82 est injecté sous pression au sein de la chambre 52 par des orifices placés au sein du capot 51. Il y a généralement entre 4 et 6 orifices avec un diamètre sensiblement égal à 14 mm.

Le matériau 82 remplit la chambre 52 et se solidifie entre la voûte 50 et le capot 51 autour des tronçons d'extrémité 32 des éléments d'armures 29. La résine époxy se solidifie à température ambiante, correspondant à la température à l’intérieur de l’embout, et pression atmosphérique. Lorsque la température est inférieure à 5°C, un isolant est enroulé autour de l’embout.

Le temps de solidification est de l’ordre de quelques heures, plus particulièrement de 3h à 6h.

Les tronçons d'extrémité 32 sont alors noyés dans le matériau de remplissage 82.

En fonctionnement, lorsque l'embout 14 est raccordé à un autre embout ou à un ensemble de surface, la tension axiale transmise par les couches d’armures 24, 25 résultant du poids de la conduite 10 est reprise par les tronçons 32 noyés dans le matériau de remplissage 82.

La présence de charges dans la résine du matériau de remplissage est destinée à améliorer les propriétés mécaniques de la résine, notamment la résistance au cisaillement, à la traction, à la compression et la ténacité à la fracture.

En effet, l’ajout de 0,5% de MWCT permet d’améliorer les propriétés d’une résine avec une augmentation de la ténacité de 87%, une augmentation de l’élongation à la rupture de 94% et une augmentation de la résistance à la traction de 25%.

On observe également une augmentation de la température de transition vitreuse.

Ceci prévient ou limite la propagation de fissures dans la résine. Un meilleur ancrage des armures est assuré au sein de la résine.

Claims (16)

1. REVENDICATIONS

   1, - Embout (14) de connexion d’une conduite flexible (10) de transport de fluide, la conduite flexible (10) comprenant au moins une gaine tubulaire (20) et au moins une couche (24, 25) d’amures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire (20), la couche d’armures (24, 25) comprenant une pluralité d’éléments d’armure (29) filiformes, l’embout comportant : - au moins un tronçon d’extrémité (32) de chaque élément d’armure, - une voûte d’extrémité (50) et un capot (51) fixé sur la voûte d’extrémité, la voûte d’extrémité (50) et le capot (51) délimitant entre eux une chambre de réception (52) de chaque tronçon d’extrémité, la chambre de réception étant remplie d’un matériau de remplissage (82), caractérisé en ce que le matériau de remplissage (82) est une résine polymérique thermodurcissable comprenant des charges.
2. 2, - Embout de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine est de type epoxy.
3. 3. - Embout de connexion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les charges sont des élastomères.
4. 4, - Embout de connexion selon la revendication 3, caractérisé en ce que les charges sont choisies parmi le styrène-butadiène (SBR), les butadiène-acrylonitrile (NBR), les éthylène-propylène-diène monomères (EPDM), le tétrafluoroéthylène-proppylène (FEPM), les perfluoroélastomères (FFKM) et les caoutchouc fluorocarbonés (FKM).
5. 5. - Embout de connexion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les charges sont des matériaux thermoplastiques.
6. 6. - Embout de connexion selon la revendication 5, caractérisé en ce que les charges sont choisies parmi les polyéthylènes (PE), les polyéthylènes haute densité (HDPE), les polyéthylènes de masse molaire très élevée (UHMPE), les polyamides (PA), et le polytétrafluoroéthylène (PTFE).
7. 7. - Embout de connexion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les charges sont des matériaux thermodurcissables, notamment des polyuréthanes.
8. 8. - Embout de connexion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les charges sont choisies parmi des nanotubes monofeuillets (SWNT), des nanotubes multifeuillets (MWNT), des nanofibres (NF), des nanotubes doubles feuillets (DWNT) et des nanoparticules.
9. 9. - Embout de connexion selon la revendication 8, caractérisé en ce que les nanotubes, les nanofibres ou les nanoparticules sont en carbone.
10. 10. - Embout de connexion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les charges sont des fibres d’aramide.
11. 11. - Embout de connexion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les charges sont un mélange formé d’une pluralité d’éléments parmi : des élastomères, des matériaux thermoplastiques, des matériaux thermodurcissables, des nanotubes monofeuillets (SWNT), des nanotubes multifeuillets (MWNT), des nanofibres (NF), des nanotubes doubles feuillets (DWNT), des nanoparticules et/ou des fibres d’aramide.
12. 12. Embout de connexion selon la revendication 11, caractérisé en ce que les charges sont un mélange composé de fibres d’aramide et de nanotubes de carbone.
13. 13. - Embout de connexion selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les charges sont réticulées ou ramifiées.
14. 14. - Embout de connexion selon l’une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que la résine polymérique thermodurcissable présente une concentration massique en charges comprise entre 0,1% et 20%.
15. 15. - Conduite (10) flexible de transport de fluide, comprenant : - une gaine tubulaire (20), - au moins une couche d’armures (24, 25) de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire (20), la couche d’armures (24, 25) de traction comprenant une pluralité d’éléments d’armure filiformes (29), - un embout (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes, monté à l’extrémité de la gaine tubulaire (20).
16. 16.- Procédé de montage d’un embout (14) d’une conduite (10) flexible de transport de fluide, comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’une gaine tubulaire (20), - disposition d’au moins une couche d’armures (24, 25) de traction à l’extérieur de la gaine tubulaire (20), la couche d’armures de traction (24, 25) comprenant une pluralité d’éléments d’armure filiformes (29), chaque élément d’armure (29) comprenant un tronçon d’extrémité (32), - mise en place d’une voûte d’extrémité (50) et d’un capot (51) fixé sur la voûte d’extrémité (50), la voûte d’extrémité (50) et le capot (51) délimitant entre eux une chambre de réception (52) du tronçon d’extrémité (32), - introduction d’un matériau de remplissage (82) dans la chambre de réception (52) pour noyer le tronçon d’extrémité (32), caractérisé en ce que le matériau de remplissage (82) est une résine polymérique thermodurcissable comprenant des charges.