FR3084277A1 - Reservoirs ultra leger haute pression et structures de fusees, notamment reservoirs cryogeniques, se detruisant lors d'une rentree atmospherique - Google Patents

Reservoirs ultra leger haute pression et structures de fusees, notamment reservoirs cryogeniques, se detruisant lors d'une rentree atmospherique Download PDF

Info

Publication number
FR3084277A1
FR3084277A1 FR1800814A FR1800814A FR3084277A1 FR 3084277 A1 FR3084277 A1 FR 3084277A1 FR 1800814 A FR1800814 A FR 1800814A FR 1800814 A FR1800814 A FR 1800814A FR 3084277 A1 FR3084277 A1 FR 3084277A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
tanks
carbon
fibers
high pressure
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR1800814A
Other languages
English (en)
Inventor
Max Sardou
Patricia Sardou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to FR1800814A priority Critical patent/FR3084277A1/fr
Publication of FR3084277A1 publication Critical patent/FR3084277A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/02—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising combinations of reinforcements, e.g. non-specified reinforcements, fibrous reinforcing inserts and fillers, e.g. particulate fillers, incorporated in matrix material, forming one or more layers and with or without non-reinforced or non-filled layers
    • B29C70/021—Combinations of fibrous reinforcement and non-fibrous material
    • B29C70/025—Combinations of fibrous reinforcement and non-fibrous material with particular filler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/42—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
    • F02K9/60—Constructional parts; Details not otherwise provided for
    • F02K9/605—Reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/02—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge involving reinforcing arrangements
    • F17C1/04—Protecting sheathings
    • F17C1/06—Protecting sheathings built-up from wound-on bands or filamentary material, e.g. wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/04—Polymers of ethylene
    • B29K2023/06—PE, i.e. polyethylene
    • B29K2023/0658—PE, i.e. polyethylene characterised by its molecular weight
    • B29K2023/0683—UHMWPE, i.e. ultra high molecular weight polyethylene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0872—Prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0872—Prepregs
    • B29K2105/0881—Prepregs unidirectional
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2007/00—Flat articles, e.g. films or sheets
    • B29L2007/007—Narrow strips, e.g. ribbons, tapes, bands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3097—Cosmonautical vehicles; Rockets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7154—Barrels, drums, tuns, vats
    • B29L2031/7156—Pressure vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/056—Small (<1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0604—Liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0614—Single wall
    • F17C2203/0619—Single wall with two layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/066—Plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/0663—Synthetics in form of fibers or filaments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/016—Noble gases (Ar, Kr, Xe)
    • F17C2221/017—Helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/01—Improving mechanical properties or manufacturing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04—Reducing risks and environmental impact
    • F17C2260/048—Refurbishing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0186—Applications for fluid transport or storage in the air or in space
    • F17C2270/0194—Applications for fluid transport or storage in the air or in space for use under microgravity conditions, e.g. space
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0186—Applications for fluid transport or storage in the air or in space
    • F17C2270/0197—Rockets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Afin de contenir de l'hélium sous pression, du xénon et des ergols pressurisés à température ambiante, on utilise pour les fusées et satellites des réservoirs à haute pression, soit en titane soit en composite fibre de carbone-époxy avec liner titane. En ce qui concerne les ergols cryogéniques tel l'oxygène, le méthane, l'hydrogène, on a utilisé des structures en aluminium ; toutefois, afin d'améliorer la performance des lanceurs une tendance forte consiste à envisager désormais l'emploi de composites notamment : carbone- époxy. Il est fait appel à des réservoirs à haute pression pour réaliser le stockage de gaz comprimés, que ce soit pour les besoins industriels ou les transports. Par transports on comprend, l'automobile, les cars et bus, les autorails, les camions, les bateaux, les avions, les fusées, les véhicules spatiaux. Les gaz à stocker sous pression, peuvent-être de l'air comprimé, du gaz naturel, toute sorte de gaz industriel et en particulier de l'hydrogène, ou de l'hélium, ces derniers ont la particularité d'être particulièrement fugaces, cela implique donc des réservoirs parfaitement étanches. Un grave problème, lors de la rentrée atmosphérique incontrôlée d'un satellite ou d'un lanceur, et qu'il ne brule pas complétement et que des débits peuvent atteindre le sol et blesser des civils. En particulier, lors d'une rentrée atmosphérique, les réservoirs métalliques (en général en titane) ou les liners métalliques arrivent intact au sol ; il est à noter que les réservoirs à enveloppe composite réalisée avec des fibres de carbone ne brulent également pas durant la rentrée atmosphérique. Ceci est un grave problème de sécurité publique ! De plus les solutions actuelles sont lourdes : ainsi par exemple la structure des boosters composite carbone-époxy de la fusée ARIANE 6 a une masse de 8 300Kg ; réalisée suivant l'invention, elle aurai une masse de seulement 6 472Kg et donc pour les 4 boosters, de la configuration maximale prévue pour ARIANE 6 version A64, on économiserai une masse totale de 7 313 Kg soit l'équivalent d'un booster supplémentaire !

Description

RESERVOIRS ULTRA LEGER HAUTE PRESSION ET STRUCTURES DE FUSEES, NOTAMMENT RESERVOIRS CRYOGENIQUES, SE DETRUISANT LORS D'UNE RENTREE ATMOSPHERIQUE
Domaine de l'invention :
a) afin de contenir de l'hélium sous pression, du xénon et des ergols pressurisés, à température ambiante, on utilise, pour les fusées et satellites des réservoirs à haute pression, soit en titane soit en composite à fibre de carbone, d'aramide, avec liner titane. En ce qui concerne les ergols cryogéniques tel l'oxygène, le méthane, l'hydrogène, on a utilisé de grandes structures en aluminium, toutefois, afin d'améliorer la performance des lanceurs une tendance forte consiste à envisager désormais l'emploi de composites notamment : carbone- époxy.
b) il est fait appel à des réservoirs à haute pression pour réaliser le stockage de gaz comprimés, que ce soit pour les besoins industriels ou les transports ; par transports on comprend, l'automobile, les cars et bus, les autorails, les camions, les bateaux, les avions, les fusées, les véhicules spatiaux. Le gaz à stocker sous pression, peut-être de l'air comprimé, du gaz naturel, toute sorte de gaz industriel et en particulier de l'hydrogène, ou de l'hélium, ces derniers gaz ont la particularité d'être extrêmement fugaces, cela implique donc des réservoirs parfaitement étanches. L'avenir de la mobilité routière passe par l'usage de l'hydrogène, plutôt que par celui des batteries électriques, il faut donc envisager des technologies de production des réservoirs à pression de faible coût et de grande fiabilité.
Etat de l'art : Un grave problème, lors de la rentrée atmosphérique incontrôlée d'un satellite ou d'un lanceur, est qu'il ne brûle pas complètement et que des débits peuvent atteindre le sol et blesser des civils. En particulier, lors d'une rentrée atmosphérique, les réservoirs métalliques (en général en titane) ou les liners métalliques arrivent intact au sol ; il est à noter que les réservoirs à enveloppe composite réalisée avec des fibres de carbone ne brûlent également pas durant la rentrée atmosphérique. Ceci est un grave problème de sécurité publique !
Les réservoirs : On utilise couramment des réservoirs métalliques qui présentent un inconvénient de masse considérable dans le cadre de leur acheminement et à plus forte raison s'ils sont utilisés dans les transports. Afin de réduire la masse des réservoirs une tendance importante, dans les transports, et d'utiliser des réservoirs composites confectionnés par un système : fibres-résine bobinés par enroulement filamentaire. Les fibres étant soit des fibres de carbone soit des assemblables hybrides fibres de carbone, fibres de verre. La matrice étant soit une matrice époxy, vinylester, ou polyester. Par souci de simplification, on désigne par réservoir, dans la suite du texte toute enceinte composite telle que réservoir haute pression, structure de fusée (par exemple à poudre), ou structure de fusée cryogénique.
LA PRESENTE INVENTION A POUR BUT : 1) D'AMELIORER LA SECURITE :
a) Décomposition lors d'un retour atmosphérique incontrôlé : Les fibres que nous revendiquons dans le cadre de la présente invention sont les fibres dites HMPE (HighModulus Polyethylene fibers = fibres polyéthylène à haut module) elles sont obtenu à partir de molécules de polyéthylène, (-CHz-)n, à très haute masse moléculaire (Mw) (ultra-high molecular weight polythylene [UHMWPE]), typiquement Mw > 106 g/ mol. Encore appelées DYNEEMA ® (ces fibres sont produites par la société DSM). Ces fibres sont egalement produite sous licence par Honeywell Specialty Materials aux USA sous le nom de Spectra® et au Japon par Toyobo Co sous le nom de Izanas™. En particulier nous considérons le grade DM20 du DYNEEMA® qui présente l'avantage stratégique de ne pas fluer sous charge. La fibre DYNEEMA® fond à 150°C et se décompose chimiquement des 300°C (ce qui favorise sa parfaite disparition lors d'une rentrée dans l'atmosphère). Dans la suite du texte toutes ces fibres et en particulier le grade DM20 du DYNEEMA® sont désignées sous le nom de DYNEEMA®.
b) Tenue aux impacts : sur orbite basse autour de la terre, c'est à dire à 800 km d'altitude un objet, tel un réservoir, a une probabilité de 10'3 sur une période de 25 ans d'être percuté à une vitesse moyenne de 14km/s par une particule de 1 cm de diamètre. Le DYNEEMA® est employé pour réaliser des protection anti balistiques (gilets pare-balles, gants anti coupures). Contrairement au carbone, Le DYNEEMA® DM 20 est donc particulièrement adapté à la réalisation de réservoirs à pression exposés dans l'espace, à des impacts.
c) Marge de sécurité : lors de missions interplanétaires, les réservoirs à enveloppe composite carbone doivent être extrêmement fiable car leur explosion peut détruire une mission. Ils sont donc en général calculés de manière à fonctionner à 67% de la pression nominale de dessin, pression nominale qui n'est, elle-même, qu'à 66% de la pression d'explosion .... On utilise donc des réservoirs à seulement 45% de ladite pression d'explosion, ce qui est navrant I Ceci est dû au fait que les fibres de carbone ont un allongement à la rupture très faible de l'ordre du pourcent. Le moindre défaut aléatoire de fabrication, la moindre dilatation ou micro déformation locale du réservoir peut localement atteindre la limite de rupture et briser des fibres, ce qui aboutit progressivement à la rupture totale du réservoir. Grâce à son allongement ultime de 3% à 3.5%, le DYNEEMA® DM20 est nettement moins sensible à ces phénomènes, on peut donc réduire la marge de sécurité prise par rapport à la rupture appliquée au réservoir.
53,04% composite concentration en volume de fibres
Type de fibres Densité du composite % en densité
Dyneema DM20 1,09 100%
Carbone 1,54 141%
Advantex 1,97 180%
Module d'YOUNG axial Module d'YOUNG transverse Contrainte ultime axiale Module de cisaillement
Dyneema 68 933 9 726 2 912 3 748
Carbone 129 671 9 880 3 197 3 795
Advantex 44 271 9 547 2 992 3 693
SPECIFIQUE^ valeur / densité SPECIFIQUE AXIAL YOUNG COMPOSITE SPECIFIQUE PERPENDICULAIRE YOUNG COMPOSITE SPECIFIQUE ULITIME CONTRAINTE COMPOSITE AXIALE SPECIFIQUE MODULE DE CISAILLEMENT
Dyneema 63 119 8 906 2 666 3 432
Carbone 84 331 6 426 2 079 2 468
Advantex 22 504 4 853 1521 1877
POURCENTAGE de performance par rapport au DYNEEMA
Dyneema 100% 100% 100% 100%
Carbone 134% 72% 78% 72%
Advantex 36% 54% 57% 55%
2) D'AMELIORER LA QUALITE ET LA PERFORMANCE :
a) Allégement : d'une densité de 0.97 le grade DM20 du DYNEEMA® permet de réaliser un composites ayant une densité de seulement 1.09 lorsqu'on règle le taux de fibre à son optimum en fatigue soit 53% en volume de fibres, que ce soit pour réaliser des réservoirs ou des structures de lanceur, notamment récupérables ,ceci permet de confectionner des enveloppes 22% plus légères que leurs homologue carbone à iso marge de sécurité, comme le montre le tableau précèdent (or nous avons vu antérieurement qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser des marges aussi conservatrices avec le DYNEEMA®).... Ainsi, par exemple, la structure des boosters composite carbone époxy de la fusée ARIANE 6 a une masse de
300Kg ; alors que réalisée en DYNEEMA®, elle aurai une masse de seulement 6 472Kg et donc pour les 4 boosters de la configuration maximale prévue, on économiserai une masse totale de 7 313 Kg soit l'équivalent d'un booster complémentaire !
b) Micro renforcement de la matrice = EPOSIL®
La matrice composite, permettant de réaliser les réservoirs objet de l'invention, est constituée d'un mélange comprenant :
Au moins une résine, organique
Au moins un durcisseur
Au moins des agrégats de silice fonctionnalisés.
• La surface spécifique desdits agrégats doit avoir des dimensions comprises entre 10 mètres carrés par gramme et 250 mètres carré par gramme.
• Lesdits agrégats dendritiques fonctionnalisés sont constitués de nano patatoïdes de silice agrégés de diamètres compris entre 10 à 50 nanomètres.
• Les nano patatoïdes sont fortement reliés entre eux par des liaisons covalentes pour former ainsi des dendrites, circonscrites dans un volume de 500 à 10 000 nanomètres de diamètre.
• Lesdits agrégats dendritiques fonctionnalisés sont recouverts, de façon uniforme, d'un agent de fonctionnalisation disposé en une couche mono-moléculaire sur toute la surface accessible de l'agrégat dendritique. L'agent de fonctionnalisation porte un site époxy. Cet agent est préférentiellement un éposilane, ou tout produit équivalent connu de l'homme de l'art
c) Comportement sous contraintes et en cryogénique de l'EPOSIL® :
EPOSIL® a fait l'objet du brevet PCTWO 2013/107959A1 du 28 juillet 2013, de l'auteur. EPOSIL® est obtenu lorsqu'on disperse entre 5% et 15% d'EPOSIL® (et préférentiellement 6.25%) dans de l'époxy organique (exemple DGEBA). EPOSIL® augmente d'un facteur 10 la tenue en fatigue d'une structure fortement stressée. EPOSIL® augmente le module d'YOUNG de 30%, les propriétés en cisaillement de 22% (ILSS)et réduit de 20% la dilatation thermique. Lors de la polymérisation, un système contenant EPOSIL®, dégage moins d'enthalpie qu'un système équivalent, on peut donc réaliser des structures épaisses sans surchauffe. EPOSIL® augmente considérablement la densité de réticulation et ne présente, grâce à ce phénomène, pratiquement pas de perte de « TG Onset » entre la matrice « sèche » et « humide » ; nous avons fait des tests extrêmement concluants à moins 190°C en vue de réaliser des structures cryogéniques (lanceurs oxygène-méthane). EPOSIL® entrave l'apparition et la propagation des microfissures améliorant donc l'étanchéité des réservoirs à pression et des réservoirs cryogéniques, spécialement s'ils sont recyclables I
d) Comportement cryogénique du DYNEEMA®
Le DYNEEMA® ayant un coefficient de dilatation thermique négatif de -12 (ppm/K) il est donc particulièrement bien adapté pour réaliser des structures cryogéniques, car il va accompagner efficacement, en se contractant, le retrait thermique de la matrice I ce phénomène permet de maintenir la structure sous compression !
e) Compliance de la liaison fibre matrice :
Le DYNEEMA® DM 20 étant « apolaire » il doit subir un pré-traitement connu de l'homme de l'art tel le traitement CORONA.
Post-traitement : Dans le cadre de la présente invention, nous revendiquons pour toute fibres l'emploi d'un type innovant d'agents élastiques de pontage. Cet agent de pontage est destiné à relier élastiquement une matrice organique à un substrat et à permettre de réaliser des pièces techniques composite, fortement stressées, tolérantes aux dommages. Cet agent élastique permet de moins stresser localement les fibres et évite donc les surchargées et ruptures locales. Cet agent élastique consiste à mettre en œuvre un mélange constitué :
a. D'une part un « EPOSILANE », à chaîne carbonées, dont le nom chimique est : « glycidyl-3 oxypropyl-trimethoxysilane », dont la formule chimique est :
« CgH2oOsSi » et dont le numéro CAS est : « 2530-83-8 »,
b. Et d'autre part un « EPOSILOXANE® », comprenant :
i. Une terminaison active portant un « oxygène ponté » sur une liaison carbonecarbone dénommée « oxacycloalcane » de formule chimique : (-C2H3O) à une extrémité ii. Et d'un à trois groupes de terminaisons fonctionnelles active, à l'autre extrémité, dit coté hydroxyle, lesdites terminaisons fonctionnelles peuvent être choisi dans l'un des trois groupes suivants : le groupe méthyle (-CH3) qui est un alkyle, le groupe éthyle (-C2H5) qui est un alkyle, le groupe hydroxyle (-OH) iii. La partie centrale, attachée du côté hydroxyle est une chaîne élastique « siloxane », ladite chaîne siloxane est composés à base d'une chaîne d'atomes de silicium et d'oxygène ayant pour formule, en particulier, l'une des deux solutions suivantes : [-Si(CH3)2O-]n (poly(diméthylsiloxane))dont le numéro CAS est : 6314862-9 et [-Si(OCH3)2O-]n (poly(diméthoxysiloxane)) dont le numéro CAS est : 25498-02-6 avec n compris entre 4 et 12 iv. La partie centrale attachée à la chaîne siloxane et la reliant à oxacycloalcane est une chaîne carbonée qui peut être choisi parmi l'une des 4 compositions suivantes : (-CfhOfCfDm-), (-CH2O-), (-CHP-), (-O-), avec m compris entre 1 et 4 et p compris entre 1 et 2.
La composition du mélange d'agents élastique de pontage tels que décrits précédemment, consiste, en fonction de l'application visée, à procéder au mélange d'une quantité « q » d'éposilane et d'une quantité (1-q) d'EPOSILOXANE®, q variant de 0 à 95%.
f) Qualité macroscopique de la structure :
De façon à maîtriser parfaitement la santé matière et obtenir une parfaite maîtrisé de la qualité nous préconisons :
• D'utiliser des rubans préimprégnés dont on peut régler avec précision, le taux de fibres et la position des fibres dans la matrice. En effet, lors de la réalisation du réservoir, dans la mesure de variation de tension raisonnable appliquée sur le ruban, les fils ne « coulent » pas dans le ruban préimprégné, car la matrice a une cohésion, une viscosité et une résistance au cisaillement suffisante.
• De mettre en œuvre des rubans à structure dite « RUBAN PREIMPREGNE THERMODURCISSABLE ANTI FISSURATION », une telle structure évite la propagation de fisures améliore les propriétés en cisaillement de la structure et améliorent son étanchéité, le concept est le suivant : Le (ou les) ruban(s) préimprégné(s) est (sont) constitué(s) d'un arrangement bidimensionnel en section, comprenant préférentiellement plusieurs couches de stratifils empilées en quinconce les unes sur les autres et comprenant également plusieurs couches de stratifiés disposées côte à côte, pour former le dit ruban, un stratifil ayant une épaisseur comprise entre 0.05 mm et 0.5 mm et une largeur comprise entre 0.5 mm et 15 mm ; de façon à obtenir la structure en quinconce, sur une couche « complète » comprenant « X » stratifils de largeur « L » on dépose une couche « partielle » comprenant « X-l » stratifils de largeur « L », en son milieu et à chaque extrémité, de la dite couche, sont déposés de chaque côté de celle-ci un stratifil de largeur « L/2 » ; et ainsi de suite en alternant les couches « complètes » et « partielles ».
g) Liner non métallique :
Nous préconisons de supprimer les liners métalliques en utilisant un liner thermoplastique produit par extrusion puis par soufflage dans un moule, le liner, du réservoir est constitué d'une enveloppe thermoplastique constitué, soit d'un empilement concentrique d'au moins deux couches structurales thermoplastiques prenant en sandwich une couche de matériau dit barrière, tel soit I' EVOH (copolymère d'alcool vinylique) (cette technologie est utilisée pour réaliser des bouteilles de « ketchup » afin de protéger leur contenu de l'oxygène atmosphérique), le PVCD ( chlorure de polyvinylidéne), le PAN (polyacrylonitrile) soit une fine couche d'un métal ductile tel l'aluminium, notons que l'on peut également appliquer directement la couche du dit matériau barrière dans l'alésage du liner thermoplastique par roto enduction de dit matériau sous forme liquide ; ou que l'on peut, dans le cas d'application spéciales, procéder à une métallisation de l'alésage par toute technique connue de l'homme de l'art tel la PVD (déposition en phase vapeur).
h) Renforcement du raccordement cylindre zones polaires des réservoirs :
Grâce au tack des rubans préimprégnés, on peut donner, une plus grande liberté dans le choix des trajectoires d'enroulement polaire des dit rubans, on peut donc s'écarter si nécessaire des sacro saintes géodésiques, et surtout, dans le cas de l'enroulement équatorial, le tack permet de descendre le long des épaules sans glisser, et donc renforcer efficacement cette zone qui est particulièrement fragile lorsqu'on réalise les réservoirs en mettant en œuvres des fibres imprégnées en voie humide.
Remarques :
il est précisé que les adverbes préférentiellement, et optionnellement signifient que l'on peut de préférence utiliser une solution (par exemple cette forme est terminée préférentiellement par des boucles de fixation) ou que l'on peut ne pas l'utiliser (c'est-à-dire ne pas utiliser lesdites boucles) tout en restant dans le cadre de l'invention.
Il est aussi précisé que la présente description représente essentiellement un mode de réalisation de l'objet, selon l'invention, mais qu'il peut exister d'autres modes de réalisation, qui répondent à la définition de cette invention. Il est en outre précisé que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte au moins un élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. Réciproquement, si le mode de réalisation de l'objet selon l'invention, tel qu'illustré, comporte plusieurs éléments de fonction identique et si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l'objet de l'invention pourra être défini comme comportant au moins un de ces éléments.
Il est enfin précisé que lorsque, dans la présente description, une expression définit à elle seule, sans mention particulière spécifique la concernant, un ensemble de caractéristiques structurelles, ces caractéristiques peuvent être prises, pour la définition de l'objet de la protection demandée, quand cela est techniquement possible, soit séparément, soit en combinaison totale et/ou partielle.
Il est de même précisé que, dans la présente description, si l'adverbe sensiblement est associé à un qualificatif d'un moyen donné, ce qualificatif doit être compris au sens strict ou approché.
En résumé :
Réservoirs ultra léger à haute pression et structures de fusées, notamment réservoirs cryogéniques, se détruisant de façon contrôlée lors d'une rentrée atmosphérique, réservoirs haute pression destiné également au transport tel avion, poids lourds, trains, automobiles, le dit réservoir étant confectionné par soit un ruban, soit par des rubans, qui constituent sa structure, les dits rubans sont confectionnés avec un composite préimprégné fibres-matrice, la matrice contenant des microagrégats de silice, d'une taille comprise entre 0.5 et 10 microns, lesdits micro-agrégats étant fonctionnalisés époxy grâce à l'emploi d'un surfactant de type éposilane ou tout agent chimique équivalent connu de l'homme de l'art et étant dispersés de façon homogène dans la matrice à raison de 5 à 15% en masse par rapport à la masse de la dite matrice.
Les fibres de renforcement constituant le réservoir sont constituées, par ordre préférentiel décroisant : les fibres de renforcement constituant le réservoir sont constituées, par ordre préférentiel décroisant :
a. De fibres de DYNEEMA’ (HMPE) obtenues à partir de molécules de polyéthylène, (-CH2-)n, à très haute masse moléculaire (Mw) (ultra-high molecular weight polythylene [UHMWPE]), typiquement Mw > 106 g/ mol et notamment par le grade DYNEEMA’ DM20,
b. De fibres de carbone,
c. De fibres d'aramides,
d. De fibres de verre.
Les fibres DYNEEMA’ doivent être prétraitées par effet corona ou tout procédé équivalent connu de l'homme de l'art, ce traitement et suivi préférentiellement par la mise en œuvre d'un surfactant contenant notamment, pour toutes les fibres, un mélange :
c. D'une part un « éposilane », à chaîne carbonées, dont le nom chimique est : « glycidyl3 oxypropyl-trimethoxysilane », dont la formule chimique est : « CghhoOsSi » et dont le numéro CAS est : « 2530-83-8 »,
d. Et d'autre part un « EPOSILOXANE ® », comprenant :
i. Une terminaison active portant un « oxygène ponté » sur une liaison carbonecarbone dénommée « oxacycloalcane » plus souvent abrégé en « oxiranes » de formule chimique : (-C2H3O) à une extrémité ii. Et d'un à trois groupes de terminaisons fonctionnelles actives, à l'autre extrémité, dit coté hydroxyle, lesdites terminaisons fonctionnelles peuvent être choisi dans l'un des trois groupes suivants : le groupe méthyle (-CH3) qui est un alkyle, le groupe éthyle (-C2H5) qui est un alkyle, le groupe hydroxyle (-OH) iii. La partie centrale, attachée du côté hydroxyle, est une chaîne élastique « siloxane », ladite chaîne siloxane est composés à base d'une chaîne d'atomes de silicium et d'oxygène ayant pour formule, en particulier, l'une des deux solutions suivantes : [-Si(CH3)2O-]n (poly(diméthylsiloxane) dont le numéro CAS est : 6314862-9 et [-Si(OCH3)2O-]n (poly(diméthoxysiloxane)) dont le numéro CAS est : 2549802-6 avec n compris entre 4 et 12 iv. La partie centrale attachée à la chaîne siloxane et la reliant à oxacycloalcane est une chaîne carbonée qui peut être choisi parmi l'une des 4 compositions suivantes : (-CH2O(CH2)m-), (-CH2O-), (-CHP-), (-O-), avec m compris entre 1 et 4 et p compris entre 1 et 2.
c. le mélange composé d'une quantité « q » d'éposilane et d'une quantité « 1-q » d'EPOSILOXANE® peut être adapté à l'application, q variant de 0 à 95%.
Le (ou les) ruban(s) préimprégné(s) est (sont) constitué(s) d'un arrangement bidimensionnel en section, comprenant préférentiellement plusieurs couches de stratifils empilées en quinconce les unes sur les autres et comprenant également plusieurs couches de stratifiés disposées côte à côte, pour former le dit ruban, un stratifil ayant une épaisseur comprise entre 0.05 mm et 0.5 mm et une largeur comprise entre 0.5 mm et 15 mm, de façon à obtenir la structure en quinconce, sur une couche « complète » comprenant « X » stratifils de largeur « L » on dépose une couche « partielle » comprenant « X-l » stratifils de largeur « L », en son milieu et à chaque extrémité, de la dite couche, sont déposés de chaque côté de celle-ci un stratifil de largeur « L/2 » ; et ainsi de suite en alternant les couches « complètes » et « partielles ».
Le (ou les) ruban(s) préimprégné(s) est (sont) constitué(s) d'un arrangement bidimensionnel en section, comprenant préférentiellement plusieurs couches de stratifils empilées les unes sur les autres et comprenant, également préférentiellement, plusieurs couches de stratifiés disposées côte à côte, pour former le dit ruban, un stratifil ayant une épaisseur comprise entre 0.05 mm et 0.5 mm et une largeur comprise entre 0.5 mm et 15 mm.
Le liner du réservoir est :
• Soit constitué d'une enveloppe thermoplastique monolithique dite barrière, • Soit constitué, d'un empilement concentrique d'au moins deux couches structurales thermoplastiques prenant en sandwich une couche de matériau dit barrière, tel soit l'EVOH (copolymère d'alcool vinylique), le PVCD (chlorure de polyvinylidéne) le PAN (polyacrylonitrile), le polyamide 11 (polyundécanamide), le PEEK (PolyEtherEtherKetone), le KAPTON® (polyimide=poly (4,4'-oxydiphenylene-pyromellitimide)), Polyvinyl fluoride ((PVF) ou (CH2CHF)n- ), EPN2P2, • Soit constitué d'une fine couche d'un métal malléable et ductile tel l'aluminium, le cuivre, l'or, l'argent, notons que l'on peut également appliquer directement la couche du dit matériau barrière dans l'alésage du liner thermoplastique par roto enduction de dit matériau sous forme liquide, ou pulvérulente, enfin on peut procéder à la métallisation de l'alésage du liner par tout procédé connu de l'homme de l'art tel la PVD.
• Soit constituer d'un liner massif, c'est à dire d'un dessin classique et qui peut être confectionné par ordre de préférence : en aluminium, en magnésium.

Claims (6)

  1. REVENDiCATSONS
    1 Réservoirs ultra léger haute pression et structures de fusées, notamment réservoirs cryogéniques, se détruisant de façon contrôlée tors d'une rentrée atmosphérique, réservoirs haute pression destiné également au transport tel avion, poids lourds, trains, automobiles, le dit réservoir étant caractérisé par le fait que soit le ruban, soit les rubans, qui constituent sa structure, sont confectionnés avec un composite préimprégné fibres-matrice, la matrice contenant des micro-agrégats de silice, d'une taille comprise entre 0.5 et 10 microns, lesdits micro-agrégats étant fonctionnalisés époxy :grâce à l'emploi d'un surfactant de type éposilane, ou tout agent chimique de foncttonnalisatton équivalent connu de l'homme de l'art, lesdits micro-agrégats étant dispersés de façon homogène dans la matrice à raison de 5% à 15% en masse par rapport à la masse de la dite matrice.
  2. 2 Réservoir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les fibres de renforcement constituant le réservoir sont constituées, par ordre préférentiel décroisant :
    a. De fibres de DYNEEMA (HMPE) obtenues à partir de molécules de polyéthylène, (-CHrk à très haute masse moléculaire (Mw) (ultra-high molecular weight polythylene [UHMWPE]), typiquement Mw > 10s g/ mol et notamment par le grade DYNEEMA” DM20,
    b. De fibres de carbone,
    c. De fibres d’aramides,
    d. De fibres de verre.
  3. 3 Réservoir selon au moins l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le prétraitement, par effet corona des fibres de DYNEEMA, et tout procédé équivalent connu de l'homme de l'art le dit prétraitement étant suivi préférentiellement par la mise en œuvre d'un surfactant contenant notamment, pour toutes les fibres, un mélange :
    a) D'une part un « éposilane », à chaîne carbonées, dont le nom chimique est : « glycidyl-3 oxypropyl-trlmethoxysilane », dont la formule chimique est : « C9H20O5SÎ » et dont le numéro CAS est : « 2530-83-8 »,
    b) Et d'autre part un « EPOSILOXANE ® », comprenant :
    I. Une terminaison active portant un « oxygène ponté » sur une liaison carbone-carbone dénommée « oxacycloalcane » plus souvent abrégé en « oxiranes » de formule chimique : (-C2H3O) à une extrémité
    II. Et d’un à trois groupes de terminaisons fonctionnelles actives, à l'autre extrémité, dit coté hydroxyle, lesdites terminaisons fonctionnelles peuvent être choisi dans l'un des trois groupes suivants : le groupe méthyle (-CH3) qui est un alkyle, le groupe éthyle (-C2H5) qui est un alkyle, le groupe hydroxyle (-OH)
    III. La partie centrale, attachée du côté hydroxyle, est une chaîne élastique « siloxane », ladite chaîne siloxane est composés à base d’une chaîne d'atomes de silicium et d'oxygène ayant pour formule, en particulier, l'une des deux solutions suivantes : [-Sî(CH3)2O-]„ (poly(diméthylsiloxane) dont le numéro CAS est : 63148-62-9 et [-SKOCHfehO-Jn (poly(diméthoxysiloxane)) dont le numéro CAS est : 25498-02-6 avec n compris entre 4 et 12
    IV. La partie centrale attachée à la chaîne siloxane et la reliant à oxacydoalcane est une chaîne carbonée qui peut être choisi parmi l'une des 4 compositions suivantes : (-CHîOCCHzjm-), (-CH2O-), (~CHP-), (-O-), avec m compris entre : 1 et 4, et p compris entre : 1 et 2.
    c) Le mélange composé d'une quantité « q » d'éposilane et d'une quantité « 1-q » d'EPOSILOXANE® peut être adapté à l'application, q variant de 0 à 95%.
  4. 4 Réservoir selon au moins l'une des revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que le ruban préimprégné est constitué d'un arrangement bidimensionnel en section, comprenant préférentiellement plusieurs couches de stratifiis empilées en quinconce les unes sur les autres et comprenant également plusieurs couches de stratifiés disposées côte à côte, pour former le dit ruban, un stratifil ayant une épaisseur comprise entre 0.05 mm et 0,5 mm et une largeur comprise entre 0.5 mm et 15 mm, de façon à obtenir la structure en quinconce, sur une couche « complète » comprenant « X » stratifiis de largeur « L » on dépose une couche « partielle » comprenant « X-l » stratifiis de largeur « L », en son milieu et à chaque extrémité, de la dite couche, sont déposés de chaque côté de celle-ci un stratifil de largeur « L/2 » ; et ainsi de suite en alternant les couches « complètes » et « partielles ».
  5. 5 Réservoir selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le ruban préimprégné est constitué d’un arrangement bidimensionnel en section, comprenant préférentiellement plusieurs couches de stratifiis empilées les unes sur les autres et comprenant, également préférentiellement, plusieurs couches de stratifiés disposées côte à côte, pour former le dit ruban, un stratifil ayant une épaisseur comprise entre 0.05 mm et 0.5 mm et une largeur comprise entre 0.5 mm et 15 mm.
  6. 6 Réservoir selon au moins l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le liner du réservoir est :
    « Soit constitué d’une enveloppe thermoplastique monolithique dite barrière, ® Soit constitué, d'un empilement concentrique d'au moins deux couches structurales thermopiastiques prenant en sandwich une couche de matériau dit barrière, tel soit l'EVOH (copolymère d’alcool vinylique), le PVCD (chlorure de polyvinylidéne) le PAN (polyacrylonitrile), le polyamide 11 (polyundécanamide), le PEEK (PolyEtherEtherKetone), le KAPTON® (polyimide=poly (4,4!-oxydiphenylenepyromellitimide)), Polyvinyl fluoride ((PVF) ou -(CH2CHF)n~- ), EPN2P2, « Soit constitué d'une fine couche d'un métal malléable et ductile tel l'aluminium, le cuivre, l’or, l’argent, notons que l'on peut également appliquer directement la couche du dit matériau barrière dans l’alésage du liner thermoplastique par roto enduction de dît matériau sous forme liquide, ou pulvérulente, enfin on peut procéder à la métallisation de l'alésage du liner par tout procédé connu de l'homme de l’art tel la PVD.
    « Soit constituer d'un liner massif, c'est à dire d'un dessin classique et qui peut être confectionné par ordre de préférence : en aluminium, en magnésium.
FR1800814A 2018-07-25 2018-07-25 Reservoirs ultra leger haute pression et structures de fusees, notamment reservoirs cryogeniques, se detruisant lors d'une rentree atmospherique Pending FR3084277A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1800814A FR3084277A1 (fr) 2018-07-25 2018-07-25 Reservoirs ultra leger haute pression et structures de fusees, notamment reservoirs cryogeniques, se detruisant lors d'une rentree atmospherique

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1800814 2018-07-25
FR1800814A FR3084277A1 (fr) 2018-07-25 2018-07-25 Reservoirs ultra leger haute pression et structures de fusees, notamment reservoirs cryogeniques, se detruisant lors d'une rentree atmospherique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3084277A1 true FR3084277A1 (fr) 2020-01-31

Family

ID=65031174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1800814A Pending FR3084277A1 (fr) 2018-07-25 2018-07-25 Reservoirs ultra leger haute pression et structures de fusees, notamment reservoirs cryogeniques, se detruisant lors d'une rentree atmospherique

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3084277A1 (fr)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060280873A1 (en) * 2004-06-15 2006-12-14 Siemens Power Generation, Inc. Seeding of HTC fillers to form dendritic structures
WO2013107959A1 (fr) 2012-01-18 2013-07-25 Sa Sardou Matrice composite comportant des nanofractales et procede de realisation de cette matrice
US20160223269A1 (en) * 2015-02-04 2016-08-04 Outlast Technologies, LLC Thermal management films containing phase change materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060280873A1 (en) * 2004-06-15 2006-12-14 Siemens Power Generation, Inc. Seeding of HTC fillers to form dendritic structures
WO2013107959A1 (fr) 2012-01-18 2013-07-25 Sa Sardou Matrice composite comportant des nanofractales et procede de realisation de cette matrice
US20160223269A1 (en) * 2015-02-04 2016-08-04 Outlast Technologies, LLC Thermal management films containing phase change materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1292652B1 (fr) Barriere de protection
US10138340B2 (en) Low volatility, high efficiency gas barrier coating for cryo-compressed hydrogen tanks
EP3268451A1 (fr) Composition et pre-impregne thermoplastiques, materiau composite a base dudit pre-impregne et utilisations dudit materiau composite
FR3099409A1 (fr) Structure multicouche pour le transport ou le stockage de l’hydrogene
EP1393884B1 (fr) Nouveaux produits composites et articles moulés obtenus à partir desdits produits
EP3063226B1 (fr) Matériau et dispositif pour le confinement de liquides cryogéniques
FR3084277A1 (fr) Reservoirs ultra leger haute pression et structures de fusees, notamment reservoirs cryogeniques, se detruisant lors d&#39;une rentree atmospherique
WO2021152255A1 (fr) Structure multicouche pour le transport ou le stockage de l&#39;hydrogene
WO2021209718A1 (fr) Structure multicouche pour le transport ou le stockage de l&#39;hydrogene
FR2697518A1 (fr) Procédé et système de protection contre l&#39;oxydation d&#39;un matériau oxydable.
WO2023275465A1 (fr) Structure multicouche pour le transport ou le stockage de l&#39;hydrogene
EP2560879B1 (fr) Materiau de protection thermique optimise
EP1258669B1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;un réservoir haute pression notamment pour engin spatial et réservoir obtenu
CA3163652A1 (fr) Structure multicouche pour le transport ou le stockage de l&#39;hydrogene
EP4097387A1 (fr) Structure multicouche pour le transport ou le stockage de l&#39;hydrogene
WO2014096685A2 (fr) Composition comprenant une résine phénolique, matériau composite comprenant une telle composition et procédé de préparation d&#39;un matériau composite
EP4353472A1 (fr) Matériau multicouches souple résistant à l&#39;explosion d&#39;une batterie électrique
WO2022069826A1 (fr) Structure multicouche pour le stockage de l&#39;hydrogene
EP4371134A1 (fr) Câble haute tension a ame composite pour basse temperature d&#39;exploitation
WO2022214753A1 (fr) Structure multicouche pour le transport ou le stockage de l&#39;hydrogene
FR2624504A1 (fr) Article en materiau composite a matrice en verre renforcee par des fibres
FR2961941A1 (fr) Conteneur destine au stockage et au transport de produits radioactifs : solutions de materiaux composites et procedes associes en vue d&#39;un gain de poids et/ou de l&#39;amelioration de proprietes physiques specifiques.

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20200131

RX Complete rejection

Effective date: 20200529