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1 - SOLUTIONS TECHNOLOGIQUES

2 - APPLICATIONS ACTUELLES ET EN DÉVELOPPEMENT

3 - CARACTÉRISTIQUES PAR RAPPORT AUX SOLUTIONS MÉTALLIQUES

4 - ASPECTS RÉGLEMENTAIRES ET NORMATIFS

Article de référence | Réf : AM5530 v1

Solutions technologiques
Réservoirs haute pression en composites

Auteur(s) : Patricia KRAWCZAK

Date de publication : 10 avr. 2002

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NOTE DE L'ÉDITEUR

Les normes ISO 11119-1 d'août 2012, ISO 11119-2 de juillet 2012 et ISO 11119-2/A1 d'août 2014, et ISO 11119-3 d'avril 2013 citées dans cet article ont été remplacées par ISO 11119-1 : Bouteilles à gaz - Conception, construction et essais des tubes et bouteilles à gaz rechargeables en matériau composite
- Partie 1: Tubes et bouteilles à gaz frettés, en matériau composite renforcé par des fibres, d'une contenance allant jusqu'à 450 l
- Partie 2: Tubes et bouteilles à gaz entièrement bobinés en matériau composite renforcés de fibres et d'une contenance allant jusqu'à 450 l avec liners métalliques structuraux
- Partie 3: Tubes et bouteilles à gaz entièrement bobinés en matériau composite renforcés de fibres d'une contenance allant jusqu'à 450 l avec liners non métalliques ou métalliques non structuraux, ou sans liners (Révision novembre 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2011 (Décembre 2020).

28/04/2021

La norme ASTM E1067 de juillet 2011 citée dans cet article a été remplacée par la norme ASTM E1067/E1067M Révision 2018 "Pratique normalise pour le contrôle par émission
acoustique des réservoirs et de récipients en résine plastique renforcée de fibres"

Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1803 (avril 2018).

20/12/2018

Auteur(s)

  • Patricia KRAWCZAK : Professeur - Responsable du département Technologie des polymères et composites de l’École des mines de Douai - Responsable scientifique « Polymères et Composites » du Pôle national d’expertise en appareils à pression

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INTRODUCTION

A l’image de ce qui se fait en Amérique du Nord (États-Unis, Canada) depuis près de deux décennies, la réglementation française autorise, depuis le milieu des années 1990, l’homologation et la mise sur le marché d’appareils à haute ou très haute pression non métalliques, constitués de matériaux composites, dont les pressions de service s’échelonnent de 10 à 550 bar et les volumes de moins de 1 litre à plus de 200 litres.

Cet article présente un bilan des solutions technologiques actuellement adoptées, des marchés associés actuels et émergents, des facteurs de développements et avantages par rapport aux solutions métalliques traditionnelles, ainsi que des aspects réglementaires et normatifs afférents.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am5530


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1. Solutions technologiques

Les appareils à pression, actuellement utilisés ou développés, diffèrent par les matériaux constitutifs choisis, le mode de conception adopté et les procédés de fabrication retenus.

1.1 Matériaux constitutifs

D’une manière générale, les réservoirs en composites sont constitués d’une enveloppe interne étanche appelée liner, renforcée totalement ou partiellement par un matériau associant des fibres de renforcement, apportant résistance et rigidité, et une matrice en matière plastique, jouant le rôle de liant et définissant la tenue chimique et thermique de la structure. Un revêtement extérieur peut les protéger des agressions environnementales.

Les liners utilisés sont soit métalliques (acier, aluminium), soit thermoplastiques (polyéthylène, polyamide). On notera que les réservoirs sans liner sont extrêmement rares. Quant au renforcement en matériau composite, peuvent être utilisés différents types de fibres (verre, carbone, aramide, [29] [30] [31] dans ce traité) et de matrices (résine thermodurcissable : époxyde, polyester insaturé, vinylester, polyimide, bismaléimide [32] [33] [34] [35] [36] dans ce traité ou polymère thermoplastique : polyamide [37]). Enfin, les revêtements de protection les plus utilisés sont le caoutchouc, le polyuréthane [38] ou des associations époxyde-polyuréthane.

HAUT DE PAGE

1.2 Conceptions

En matière de conception, deux grandes familles de réservoirs peuvent être distinguées selon leur géométrie, cylindro-sphérique ou non, avec différentes variantes par famille.

  • Le mode de conception le plus fréquent est le réservoir cylindro-sphérique, renforcé circonférentiellement ou totalement par du composite. On notera que le renforcement circonférentiel est réservé aux réservoirs à liner métallique, comportant soit un fond hémisphérique à une ou deux ouvertures (figure 1a ), soit un fond plat (figure 1b ). À côté de ces réservoirs à renforcement circonférentiel, usuellement baptisés...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - DÜREN (C.), Von HAGEN (I.), JUNKER (G.), LANGE (E.W.), RASCHE (C.) -   Faserverstärkte Stahlbehälter als wirtschaftlichere Lösung zum Transport von Wasserstoff (Réservoirs en acier renforcé de fibres en tant que solution économique de transport d'hydrogène).  -  Stahl und Eisen, vol. 112, no 6, p. 105-111 (1992).

  • (2) - DÜREN (C.), Von HAGEN (I.), JUNKER (G.), KULGEMEYER (A.), RASCHE (C.) -   Sicherheitsaspekte von Composite-Druckbehältern für den Transport von Wasserstoff auf Trailern und Erdgastanks von Fahrzeugen (Aspects de sécurité des appareils à pression en composites pour le transport d'hydrogène sur trailers et de gaz naturel comprimé sur véhicules).  -  3R International, no 6, p. 302-309 (1994).

  • (3) - SIROSH (S.N.) -   Application of advanced composites for efficient on-board storage of fuel in natural gas vehicles (Application des composites avancés pour un stockage efficace de carburant sur véhicules au gaz naturel).  -  Enercomp'95, 8-10 mai 1995, Montréal, Québec, Canada, Technomic Publ., p. 793-800 (1995).

  • (4) -   Un réservoir GPL en matériaux composites.  -  Composites, no 28, p. 57-58 (1998).

  • ...

1 À lire également dans nos bases

GUILLON (D.) - Fibres de verre de renforcement. - [A 2 110] Archives matériaux (1995).

LUYCKX (J.) - Fibres de carbone. - [A 2 210] Archives matériaux (1994).

PINZELLI (R.) - Fibres aramides pour matériaux composites. - [A 3 985] Archives matériaux (1995).

BARDONNET (P.) - Résines époxydes (EP). Composants et propriétés. - [A 3 465] Traité Plastiques et Composites (1992).

CANARD (P.) - Polyesters insaturés UP. - [A 3 445] Archives matériaux (1993).

SCHNEIDER (G.) - Résines vinylesters. - [A 3 450] Archives matériaux (1993).

MARAIS (C.) - Polyimides PMR. - [AM 3 486] Traité Plastiques et Composites (1999).

CARREGA (M.) - Polybismaléimides. - [A 3 485] Archives matériaux (1992).

GUERIN (B.) - Polyamides PA. - [A 3 360] Traité Plastiques...

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