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MODES DE DETECTION ET D’ACTION D’UN FUSIBLE THERMIQUE (TPRD) PERMETTANT LA PROTECTION D’UN RESERVOIR COMPOSITE CONTRE UN FEU LOCALISE

IP.com Disclosure Number: IPCOM000201030D
Publication Date: 2010-Nov-05
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MODES DE DETECTION ET D’ACTION D’UN FUSIBLE THERMIQUE (TPRD) PERMETTANT LA PROTECTION D’UN RESERVOIR COMPOSITE CONTRE UN FEU LOCALISE

1-      Quel est le problème que l'invention se propose de résoudre ?

Dans de nombreux cas et surtout dans les applications mobiles de l’hydrogène énergie, les bouteilles ou réservoirs sont équipées d’un dispositif permettant de vider le contenu gazeux de la bouteille, lorsque celle-ci risque d’éclater du fait d’une exposition à une source de chaleur, entraînant soit une augmentation de pression interne, soit la perte de résistance de ses parois.
Dans le cadre de stockage sous très haute pression d’hydrogène gazeux, il est nécessaire de mettre en oeuvre des bouteilles ou réservoirs capables de supporter de très grandes contraintes mécaniques, tout en restant le plus léger possible. C’est pourquoi ce type d’applications fait généralement appel à la technologie des matériaux composites. Aussi, les dernières générations de bouteilles de gaz en matériaux composites (appelées type III ou IV) sont formées :
- d’un liner métallique (type III, en aluminium) ou en matériau polymère (type IV, essentiellement du polyamide) dont le rôle est d’assurer l’étanchéité de l’emballage vis à vis de la nature du gaz stocké
- d’une enveloppe extérieure en fibres de carbone le plus souvent, noyé dans de la résine époxy dont le rôle est d’assurer la résistance mécanique de l’emballage vis à vis de la pression du gaz stocké
- d’une embase métallique dont le rôle est de permettre la connexion de la bouteille avec un robinet ou robinet à détente intégrée assurant l’interfaçage avec l’application.
Contrairement aux réservoirs conçus entièrement en métal (acier ou aluminium, appelées type I), les bouteilles dont la résistance mécanique est assurée par un bobinage de carbone et résine, sont très isolantes et perdent leurs caractéristiques mécaniques lorsque celles-ci se retrouvent piégées dans un incendie. De ce fait, les dispositifs de sécurité par détection de surpression (disques de rupture) ne fonctionnent pas car leur temps de résistance au feu est inférieur au temps qu’il faut à la température interne pour augmenter significativement et donc à la pression pour arriver au seuil de rupture du disque. Pour une bouteille de type I, au contraire, la structure complètement métallique, beaucoup plus conductrice de chaleur, résiste bien mieux aux flammes et par conséquent tolère une élévation de pression suffisante pour déchirer le disque de rupture bien avant l’éclatement.

2-      Quelles sont les solutions existantes, leurs inconvénients et insuffisances?

Il existe plusieurs types de dispositif de sécurité permettant d’éviter l’éclatement:
- En détectant directement les surpressions, système de protection souvent mis en oeuvre par des disques de rupture, membranes métalliques minces dont la fonction est de décha...