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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

Caractéristiques par rapport aux solutions métalliques
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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3. Caractéristiques par rapport aux solutions métalliques

Si les marchés potentiels des réservoirs à haute et très haute pression en composites sont nombreux et diversifiés, la concurrence des réservoirs métalliques subsiste dans tous les cas. Il est par conséquent intéressant de considérer, à fonctionnalité analogue, les facteurs susceptibles d’assurer le développement des solutions composites.

3.1 Performances

  • Légèreté

    Une analyse comparée des masses par unité de volume de différents types de réservoirs (figure 8) montre qu’un réservoir en composite présente une masse inférieure de 25 à 75 % à celle d’un réservoir tout acier de même volume. De la même manière, un réservoir en composite à liner plastique (type 4) permet de gagner 50 à 70 % en masse par rapport à ses homologues à liner métallique (types 2 ou 3) pour un volume identique, avec cependant un coût sensiblement plus important, de l’ordre de 25 % (tableaux 1 et 2).

  • Facteur de performances

    Une comparaison des indices de performances (ratio pression de service × volume/masse) met également en évidence des écarts en faveur des solutions en composites de 50 % à plus de 270 % (figure 9), voire près de 400 % pour certaines applications (tableau 3).

    La performance se décline également en termes d’autonomie d’utilisation dans le cas particulier des appareils respiratoires autonomes : Il apparaît que, à volume équivalent (tableau 3), les solutions mixtes liner métal/renfort composite (type 3) permettent d’accroître l’autonomie de plus de 50 % (40 min au lieu de 26) par rapport aux bouteilles entièrement métalliques, les versions « tout composite » (c’est-à-dire type 4), conduisant à un gain supplémentaire de 33 % (60 min au lieu de 45).

  • Résistance à la corrosion

    Les réservoirs en composites, que ce soit la partie renforcée extérieure ou le liner interne, présentent une tenue satisfaisante aux agressions environnementales (UV, eau, acides, huiles,...

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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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