Domaines d'application
Enceintes sous-marines en matériaux composites

L'utilisation d'enceintes en matériaux composites soumis à des pressions internes est bien connue [AM5530]. Par contre, les applications d'enceintes en matériaux composites sous l'eau, et donc soumis à des pressions externes, sont moins courantes. Cependant, ces applications se multiplient pour plusieurs raisons. En premier lieu, les propriétés spécifiques de ces matériaux conviennent particulièrement bien à ce type d'environnement, surtout avec un renfort en fibre de carbone (tableau 1) [2].

Les valeurs de module d'Young et de limite élastique en compression spécifique (c'est-à-dire normalisée par la densité) s'avèrent très élevées par rapport à celles des matériaux métalliques employés traditionnellement, ce qui entraîne un gain de masse permettant d'augmenter la charge utile de la structure. D'autres avantages proviennent de l'absence de corrosion, même s'il faut tenir compte du vieillissement des matrices polymères, et de la facilité de mise en forme des matériaux composites surtout pour les structures cylindriques. Enfin, le coût d'un cylindre en verre/époxy peut être nettement inférieur (jusqu'à 50 %) à celui d'une réalisation en alliage métallique.

Les applications sous-marines actuelles des enceintes en matériaux composites peuvent être scindées en trois catégories :

• océanographie (enceintes d'instrumentation, profileurs) ;

• véhicules sous-marins (submersibles, sous-marins) ;

• offshore (risers, conteneurs, séparateurs).

• Dans le cas des applications océanographiques, on utilise des enceintes en verre/époxy fabriquées par enroulement filamentaire (§ 4) depuis de nombreuses années, (figure 1). Typiquement de diamètre interne de 100 à 200 mm et d'une longueur de 500 mm, l'épaisseur peut atteindre 20 mm pour une application jusqu'à 6 000 m.

  Plus récemment, des cylindres composites de diamètre interne ˜100 mm et d'1 m de long ont été...