TITRE : Procédé de fabrication d’une bande de matériau composite destinée à former une structure tubulaire et installation correspondante

La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une bande de matériau composite destinée à former une structure tubulaire, le procédé comprenant les étapes suivantes :

- application bout à bout de régions d’extrémité de parties de bande disjointes, chaque partie de bande étant formée d’une matrice en polymère et de fibres ou d’un film noyés dans la matrice,

- application de chaleur et de pression pour réaliser une jonction par soudure entre les régions d’extrémité.

Une telle bande de matériau composite est par exemple destinée à former une structure tubulaire d’une conduite, notamment d’une conduite thermoplastique composite (« Thermoplastic Composite Pipe » ou TCP), ou d’une conduite flexible hybride (« Hybrid Flexible Pipe » ou HFP).

De telles structures tubulaires sont fabriquées notamment en enroulant au moins une bande de matériau composite autour d’un support, et en soudant les enroulements successifs de bande entre eux avec une soudure à haute température, par exemple réalisée à l’aide d’un laser.

Une telle technique est notamment adaptée lorsque la bande composite comprend une matrice en polyetheretherketone (PEEK) qui fournit aux structures tubulaires d’excellentes propriétés mécaniques, en conjonction avec les fibres de renfort qu’elle contient.

De telles conduites présentent ainsi l’avantage d’être légères, tout en étant très résistantes à la pression interne située dans la conduite, ou à la pression externe s’appliquant dans la conduite.

Les bandes de composite destinées à la formation de telles structures internes sont actuellement réalisées en fabriquant plusieurs parties de bande d’un seul tenant, puis en soudant bout à bout les parties de bande entre elles, pour réaliser une bande de plus grande longueur, qui est compatible avec la longueur de la conduite à réaliser.

Une jonction par soudure est formée entre les extrémités libres des parties de bande successives. A cet égard, WO2021/094718 décrit un procédé pour réaliser des soudures sur des parties de bandes composites. Les régions d’extrémité des parties de bande sont amenées bout à bout et sont soudées l’une contre l’autre après application d’un chauffage.

Même si la soudure est réalisée avec grand soin, toute variation significative d’épaisseur au niveau de la jonction peut conduire, lors de l’exposition au laser des enroulements de la bande en vue de réaliser la structure tubulaire, à une augmentation de température locale au niveau de la jonction, qui peut atteindre plus de 550°C.

A cette température, des phénomènes de flash ou de combustion locale peuvent apparaitre. Des débris de combustion, des contaminants, ou des trous sont alors formés autour de la jonction. En outre, des amorces de fissures et/ou des défauts d’adhésion peuvent apparaitre dans cette zone.

Ces phénomènes se produisant aux jonctions entre les parties de bande sont donc gênants, dans la mesure où la longueur maximale réalisable d’une partie de bande unitaire est généralement de l’ordre de 500 m, ce qui implique plusieurs jonctions le long de la bande, si celle-ci présente une longueur substantielle.

Un but de l’invention est donc de fournir un procédé de fabrication d’une bande de matériau composite à partir de parties unitaires de bande assemblées bout à bout, sans adhésif, ni colle, dans lequel le soudage ultérieur de la bande composite pour former une structure tubulaire n’est pas substantiellement affecté par la présence des jonctions entre les parties unitaires de bande.

A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de fabrication tel que défini plus haut, caractérisé en ce qu’au moins une région d’extrémité présente une zone arrière dans laquelle les bords latéraux de la partie de bande sont parallèles l’un à l’autre, et une zone avant saillante à partir de la zone arrière, la zone avant étant délimitée par deux bords latéraux présentant chacun au moins un point, en particulier au moins un segment, placé à l’écart d’un prolongement respectif de chaque bord latéral de la zone arrière, entre les prolongements respectifs de chaque bord latéral de la zone arrière, la zone avant d’une région d’extrémité d’une première partie de bande étant située en regard d’une région d’extrémité d’une deuxième partie de bande lors de l’application bout à bout des régions d’extrémité.

Le procédé selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles :

- l’application de chaleur et de pression comporte le chauffage par induction d’une région de chauffe d’un support métallique sur laquelle sont disposées les régions d’extrémité des parties de bande ; - le procédé comprend la disposition d’une bobine d’induction en regard de la région de chauffe du support métallique, et la circulation d’un courant électrique variable dans la bobine d’induction pour engendrer de la chaleur par effet Joule par des courants induits dans la région de chauffe ;

- le procédé comprend le déplacement d’une cale d’application de pression sur la région de chauffe, et l’application d’une pression sur les régions d’extrémité des parties de bande entre le support métallique et la cale ;

- lors de l’application bout à bout des régions d’extrémité, au moins un bord latéral de la zone avant est un bord latéral incliné, l’angle d’inclinaison du bord latéral incliné par rapport à l’axe longitudinal de la partie de bande dans la région d’extrémité est compris entre 20° et 80°, en particulier entre 30° et 60°, encore plus en particulier entre 35° et 55° ;

- lors de l’application bout à bout des régions d’extrémité, la zone avant de la région d’extrémité comprend un bord latéral incliné et un bord latéral additionnel incliné, le bord latéral additionnel incliné étant incliné par rapport à l’axe longitudinal de la partie de bande d’un l’angle d’inclinaison opposé à l’angle d’inclinaison du bord latéral incliné par rapport à l’axe longitudinal de la partie de bande ;

- le bord latéral additionnel incliné est sécant avec le bord latéral incliné en un point d’extrémité de la partie de bande ;

- chaque région d’extrémité présente une zone arrière dans laquelle les bords latéraux de la partie de bande sont parallèles l’un à l’autre, et une zone avant saillante à partir de la zone arrière, la zone avant étant délimitée par deux bords latéraux présentant chacun au moins un point, en particulier au moins un segment, placé à l’écart d’un prolongement respectif de chaque bord latéral de la zone arrière, entre les prolongements respectifs de chaque bord latéral de la zone arrière, la zone avant d’une région d’extrémité d’une première partie de bande étant située en regard de la zone arrière d’une région d’extrémité d’une deuxième partie de bande lors de l’application bout à bout des régions d’extrémité ;

- l’application de chaleur et de pression pour souder les régions d’extrémité entre elles est effectuée sans application de matière, en particulier sans application d’un film à la surface de chaque région d’extrémité ;

- lors de l’application bout à bout des régions d’extrémité, le recouvrement entre la région d’extrémité d’une première partie de bande et la région d’extrémité d’une deuxième partie de bande, mesuré le long de l’axe longitudinal de chaque région d’extrémité, est supérieur à 10 mm, et est compris notamment entre 15 mm et 30 mm ;

- la matrice est réalisée en un polymère choisi parmi le PEK (polyéthercétone), le PEEK (polyétheréthercétone), le PEEKK (polyétheréthercétonecétone), le PEKK (polyéthercétonecétone), le PEKEKK (polyéthercétoneéthercétonecétone), le PAI (polyamide-imide), le PEI (polyéther-imide), le PSU (polysulfone), le PPSU (polyphénylsulfone), le PES (polyéthersulfone) , le PAS (polyarylsulfone), le PPE (polyphénylèneéther), le PPS (polysulfure de phénylène) les LCP (polymères à cristaux liquides), le PPA (polyphtalamide), leurs copolymères et/ou leurs mélanges, et dans lequel les fibres sont choisies parmi des fibres de carbone, des fibres de verre, des fibres d’aramide, ou/et des fibres de basalte, les fibres formant avantageusement un mat, ou dans lequel le film est un fil de polycétone, en particulier de PEEK (polyétheréthercétone) non chargé.

L’invention a aussi pour objet une utilisation d’au moins une bande en matériau composite réalisée par le procédé de fabrication tel que défini plus haut pour former, avantageusement par enroulement et chauffage, une structure tubulaire, en particulier une structure tubulaire d’une conduite flexible.

L’invention a également pour objet une installation de fabrication d’une bande de matériau composite destinée à former une structure tubulaire, l’installation comprenant : un poste de fourniture ou de fabrication propre à fournir des parties de bande disjointes, chaque partie de bande étant formée d’une matrice en polymère et de fibres noyées dans la matrice, un poste de soudure comportant un support présentant une région de chauffe destinée à l’application bout à bout des régions d’extrémité, et un dispositif d’application de chaleur et de pression pour réaliser une jonction par soudure entre les régions d’extrémité, caractérisée en ce que le poste de fourniture et de fabrication comporte un appareil de découpe configuré pour former au moins une région d’extrémité présentant une zone arrière dans laquelle les bords latéraux de la partie de bande sont parallèles l’un à l’autre, et une zone avant saillante à partir de la zone arrière, la zone avant étant délimitée par deux bords latéraux présentant chacun au moins un point, en particulier au moins un segment, placé à l’écart d’un prolongement respectif de chaque bord latéral de la zone arrière, entre les prolongements respectifs de chaque bord latéral de la zone arrière.

L’installation selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles :

- le support est un support métallique, le dispositif d’application de chaleur et de pression étant propre à chauffer par induction la région de chauffe du support métallique sur laquelle sont disposées les régions d’extrémité des parties de bande, le dispositif d’application de chaleur et de pression comprenant une bobine d’induction placée en regard de la région de chauffe du support métallique, et une source de courant électrique variable propre à alimenter la bobine d’induction pour engendrer de la chaleur par effet Joule par des courants induits dans la région de chauffe ;

- le dispositif d’application de chaleur et de pression comprend une cale mobile d’application de pression sur la région de chauffe, propre à appliquer une pression sur les régions d’extrémité des parties de bande entre le support métallique et la cale ;

- l’appareil de découpe comporte un socle définissant une rainure de réception d’une partie de bande, et une cale de découpe, montée mobile par rapport au socle entre une position de chargement/déchargement d’une partie de bande et une position de découpe de la partie de bande, l’appareil de découpe comportant avantageusement des guides de déplacement de la cale de découpe.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :

- [Fig. 1] La figure 1 est une vue schématique d’une bande en matériau composite obtenue par le procédé de fabrication selon l’invention ;

- [Fig. 2] La figure 2 est une vue schématique de deux parties de bande composite destinées à être soudées entre elles bout à bout lors de la mise en œuvre du procédé selon l’invention, chaque partie de bande présentant une région d’extrémité libre en forme de pointe ;

- [Fig. 3] La figure 3 est une vue schématique en perspective partielle d’un poste de soudure d’une première installation de fabrication de bandes composites selon l’invention ;

- [Fig. 4] La figure 4 est une vue schématique d’un diagramme bloc représentant une installation de fabrication d’une conduite flexible incluant une structure tubulaire fabriquée à partir de la bande composite de la figure 1 ;

- [Fig. 5] La figure 5 est une vue schématique d’un poste de soudure laser de la bande composite fabriquée par le procédé selon l’invention ;

- [Fig. 6] La figure 6 est une vue en perspective partiellement éclatée d’un exemple de conduite flexible comportant une structure tubulaire réalisée à partir d’une pluralité de bandes composites obtenues par le procédé selon l’invention ; et

- [Fig. 7] La figure 7 est une vue schématique en perspective d’un appareil de découpe pour la réalisation de parties de bandes de composite destinées à être soudées entre elles.

Un procédé selon l’invention est destiné à fabriquer une bande 2 en matériau composite dont un exemple est représenté partiellement sur la figure 1 et qui sera désignée par la suite par le terme « bande composite ». La bande composite 2 est destinée à être enroulée et soudée pour réaliser une structure tubulaire 4, notamment une structure tubulaire interne 4 d’une conduite flexible 10 de transport de fluide, dont un exemple est visible sur la figure 6.

La conduite flexible 10 est par exemple une conduite composite thermoplastique (« Thermoplastic Composite Tube » ou TCP) ou une conduite flexible hybride (« Hybrid Flexible Pipe » ou HFP) dans l’exemple de la figure 6.

La structure tubulaire est par exemple une structure tubulaire 4 de renfort de la conduite flexible 10.

La conduite flexible 10 comporte un tronçon central 12 illustré en partie sur la figure 6. Elle comporte, à chacune des extrémités axiales du tronçon central 12, un embout d’extrémité (non visible).

En référence à la figure 6, la conduite 10 délimite un passage interne 13 de circulation d’un fluide, avantageusement d’un fluide pétrolier. Le passage interne 13 s’étend suivant un axe A-A’, entre l’extrémité amont et l’extrémité aval de la conduite 10. Il débouche à travers les embouts

La conduite flexible 10 est destinée à être disposée à travers une étendue d’eau dans une installation d’exploitation de fluide, notamment d’hydrocarbures. L’étendue d’eau est par exemple, une mer, un lac ou un océan. La profondeur de l’étendue d’eau au droit de l’installation d’exploitation de fluide est par exemple comprise entre 500 m et 4000 m. L’installation d’exploitation de fluide comporte un ensemble de surface et un ensemble de fond (non représentés) ou deux ensembles de surface qui sont avantageusement raccordés entre eux par la conduite flexible 10.

L’ensemble de surface est par exemple flottant. Il est avantageusement formé par une unité flottante de production, de stockage et de déchargement appelée FPSO (« Floating Production, Storage and Offloading » en langue anglaise), une unité flottante dédiée au gaz naturel liquéfié appelée FLNG (« Floating Liquified Natural Gas » en langue anglaise), une plate-forme semi-submersible ou une bouée de déchargement. En variante, l’ensemble de surface est une structure rigide fixe de type « jacket » ou une structure oscillante assujettie au fond de la mer pouvant être par exemple un TLP (« Tension Leg Platform » en langue anglaise).

Dans cet exemple, la conduite flexible 10 est une conduite flexible montante (« riser » en anglais) partiellement ou totalement immergée qui raccorde l’ensemble de fond à l’ensemble de surface. En variante, la conduite flexible 10 est totalement immergée dans l’étendue d’eau et raccorde par exemple deux ensembles de fond (non représentés) entre eux. Une autre variante consiste en une conduite flexible 10 partiellement immergée dans l’étendue d’eau et raccordant par exemple deux ensembles de surface (typiquement une bouée de déchargement et un FPSO). Ceci est notamment le cas des lignes flexibles de type OOL (« Oil Offloading Line » en langue anglaise).

Comme illustré par la figure 6, la conduite 10 délimite une pluralité de couches concentriques autour de l’axe A-A’, qui s’étendent continûment le long du tronçon central 12 jusqu’aux embouts situés aux extrémités de la conduite.

Dans l’exemple de la figure 6, la conduite 10 comporte au moins une gaine interne tubulaire 20 à base de matériau polymère constituant avantageusement une gaine de pression, et la structure tubulaire 4 de renfort, appliquée autour de la gaine tubulaire 20 en étant liée à celle-ci. En variante, la conduite 10 est dépourvue de gaine interne tubulaire 20, la structure tubulaire de renfort 4 étant alors étanche.

La conduite 10 comporte en outre avantageusement une pluralité de nappes d’armures de traction 24, 25 disposées extérieurement par rapport à la structure tubulaire de renfort 4 en étant non liées à la structure tubulaire de renfort 4.

Avantageusement, et selon l’utilisation souhaitée, la conduite 10 comporte en outre des couches anti-usure 26, interposées entre la structure tubulaire de renfort 4 et les nappes d’armures de traction 24, 25, ainsi qu’au sein des nappes d’armures de traction 24, 25. Elle comporte en outre avantageusement un ruban de renfort 28, enroulé autour des nappes d’armures de traction 24, 25 et une gaine externe 30, destinée à la protection de la conduite 10.

De manière connue, la gaine tubulaire 20 est destinée à confiner de manière étanche le fluide transporté dans le passage 13. La gaine tubulaire 20 a aussi pour fonction de protéger la structure tubulaire de renfort 4 contre l’abrasion liée à la présence de particules abrasives, par exemple du sable, au sein du fluide transporté dans le passage 13.

La gaine tubulaire 20 est formée en matériau polymère, de préférence thermoplastique. Par exemple, le polymère formant la gaine tubulaire 20 est à base d’une polyoléfine telle que du polyéthylène, à base d’un polyamide tel que du PA11 ou du PA12, ou à base d’un polymère fluoré tel que du polyfluorure de vinylidène (PVDF).

En variante, la gaine tubulaire 20 est formée à base d’un polymère haute performance tel que le PEK (polyéthercétone), le PEEK (polyétheréthercétone), le PEEKK (polyétheréthercétonecétone), le PEKK (polyéthercétonecétone), le PEKEKK (polyéthercétoneéthercétonecétone), le PAI (polyamide-imide), le PEI (polyéther-imide), le PSU (polysulfone), le PPSU (polyphénylsulfone), le PES (polyéthersulfone) , le PAS (polyarylsulfone), le PPE (polyphénylèneéther), le PPS (polysulfure de phénylène) les LCP (polymères à cristaux liquides), le PPA (polyphtalamide) et/ou leurs mélanges ou encore en mélange avec le PTFE (polytétrafluoroéthylène) ou le PFPE (perfluoropolyéther).

L’épaisseur de la gaine tubulaire 20 est par exemple comprise entre 1 mm et 20 mm.

La gaine tubulaire 20 est formée d’un tube en matériau polymère, d’une bande en matériau polymère assemblé, ou d’un mat de polymère imprégné.

Lorsque la gaine tubulaire 20 est formée d’un tube, elle est avantageusement obtenue par extrusion d’un tube thermoplastique choisi notamment parmi les polymères mentionnés ci-dessus.

Lorsque la gaine tubulaire 20 est formée d’une bande en matériau polymère assemblé, elle est réalisée avantageusement par extrusion et enroulement de bandes thermoplastiques d’un polymère tel que décrit plus haut. De préférence, les spires d’une première couche sont jointives (bord à bord sans recouvrement) et les spires d’une couche supérieure sont disposées de façon à avoir un recouvrement de deux bandes adjacentes inférieures assurant l’étanchéité de la gaine tubulaire 20.

Selon le mode préféré de réalisation, la conduite flexible 10 est dépourvue de carcasse interne, et elle est désignée par le terme anglais « smooth bore ». La surface interne de la gaine tubulaire 20 délimite directement le passage interne 13.

Selon une variante non représentée, la conduite flexible comporte une carcasse interne située à l’intérieur de la gaine tubulaire 20, et elle est désignée par le terme anglais « rough bore ». La carcasse interne a pour fonction d’augmenter la résistance à l’écrasement de la conduite flexible, et elle est formée par exemple d’un feuillard métallique profilé, enroulé en spirale. Les spires du feuillard sont avantageusement agrafées les unes aux autres, ce qui permet de reprendre les efforts d’écrasement.

Dans l’exemple représenté sur la figure 6, la conduite flexible 10 comporte une nappe d'armures interne 24, et une nappe d'armures externe 25 autour de laquelle est disposée la gaine extérieure 30.

Chaque nappe d’armures 24, 25 comporte des éléments d’armure 50 longitudinaux enroulés à pas long autour de l’axe A-A’ de la conduite.

Par « enroulé à pas long », on entend que la valeur absolue par rapport à l’axe A- A’ de l’angle d’hélice est inférieure à 50°, et est typiquement comprise entre 25° et 45°.

Les éléments d’armure 50 d’une première nappe 24 sont enroulés généralement suivant un angle opposé par rapport aux éléments d’armure 50 d’une deuxième nappe 25. Ainsi, si l’angle d’enroulement par rapport à l’axe A-A’ des éléments d’armure 50 de la première nappe 24 est égal à + cp, cp étant compris entre 25° et 45°, l’angle d’enroulement par rapport à l’axe A-A’ des éléments d’armure 50 de la deuxième nappe 25 disposée au contact de la première nappe 24 est par exemple de - cp, avec (p compris entre 25° et 45°.

Les éléments d’armure 50 sont par exemple formés par des fils métalliques. En variante, les éléments d’armure 50 sont formés par des fils ou rubans plats en composite renforcés avec des fibres de carbone.

La structure tubulaire de renfort 4 pouvant présenter une résistance à la traction faible et ayant tendance à s’allonger sous l’effet d’efforts axiaux, les nappes d’armures 24, 25 reprennent les efforts axiaux et préviennent ainsi l’allongement de la structure tubulaire de renfort 4.

La gaine externe 30 est destinée à empêcher la perméation de fluide depuis l’extérieur de la conduite flexible 10 vers l’intérieur. Elle est avantageusement réalisée en matériau polymère, notamment à base d’une polyoléfine, telle que du polyéthylène, à base d’un polyamide, tel que du PA11 ou du PA12, ou à base d’un polymère fluoré tel que du polyfluorure de vinylidène (PVDF).

L’épaisseur de la gaine externe 30 est par exemple comprise entre 5 mm et 15 mm.

Chaque couche anti-usure 26 est formée par exemple de PA (polyamide), PE (polyéthylène), PVDF (polyfluorure de vinylidène), PEEK (polyétheréthercétone), PEKK (polyéthercétonecétone). Une couche anti-usure 26 est disposée entre la structure tubulaire de renfort 4 et la première nappe d’armures de traction 24. Une autre couche anti-usure 26 est placée entre chaque paire de nappe d’armures 24, 25, avantageusement comme indiqué dans la Norme API 17J, 4e édition Mai 2014.

Le ruban de renfort 28 est formé par exemple d’une couche anti-flambement de résistance élevée. Cette couche est par exemple en aramide. Le ruban est enroulé autour de la nappe d’armures 25 située la plus à l’extérieur, entre la nappe d’armures 25 et la gaine externe 30, avantageusement comme indiqué dans la Norme AP1 17J, 4e édition Mai 2014.

Dans cet exemple, la structure tubulaire de renfort 4 est appliquée directement sur la gaine tubulaire 20. Elle est assemblée sur la gaine tubulaire 20 pour former un ensemble lié avec la gaine tubulaire 20.

La structure tubulaire de renfort 4 est ici une structure composite. Elle comporte au moins une, de préférence une pluralité de couches composites de renfort laminées, et éventuellement, une couche anti-délamination interposée entre au moins deux couches de renfort.

Chaque couche de renfort laminée comporte une superposition de couches composites de renfort. L’épaisseur de chaque couche composite est généralement comprise entre 0,10 mm et 0,30 mm, par exemple entre 0,12 mm et 0,17 mm, ou entre 0,22 mm et 0,27 mm. Dans l’exemple représenté sur la figure 6, chaque couche composite de renfort comporte une matrice en polymère 40 et des fibres de renfort 42 noyées dans la matrice 40. En variante, au moins une couche composite de renfort comporte un film noyé dans la matrice en polymère 40.

De préférence, la matrice 40 est formée d’un polymère, notamment d’un polymère thermoplastique. Le polymère de la gaine tubulaire 20 est avantageusement de même nature que celui de la matrice 40. Par « de même nature », on entend au sens de la présente invention que le polymère de la gaine tubulaire 20 et le polymère de la matrice 40 sont propres à fondre et à former un mélange intime, sans séparation de phase, après refroidissement.

Par exemple, le polymère formant la matrice 40 est à base d’une polyoléfine telle que du polyéthylène, à base d’un polyamide tel que du PA11 ou du PA12, ou à base d’un polymère fluoré tel que du polyfluorure de vinylidène (PVDF)

En variante, la matrice 40 est formée à base d’un polymère haute performance tel que le PEK (polyéthercétone), le PEEK (polyétheréthercétone), le PEEKK (polyétheréthercétonecétone), le PEKK (polyéthercétonecétone), le PEKEKK (polyéthercétoneéthercétonecétone), le PAI (polyamide-imide), le PEI (polyéther-imide), le PSU (polysulfone), le PPSU (polyphénylsulfone), le PES (polyéthersulfone) , le PAS (polyarylsulfone), le PPE (polyphénylèneéther), le PPS (polysulfure de phénylène) les LCP (polymères à cristaux liquides), le PPA (polyphtalamide) et/ou leurs mélanges ou encore en mélange avec le PTFE (polytétrafluoroéthylène) ou le PFPE (perfluoropolyéther).

Les fibres de renfort 42 sont par exemple des fibres de carbone, des fibres de verre, des fibres d’aramide, ou/et des fibres de basalte.

Les fibres de renfort 42 présentent généralement une résistance à la traction maximale supérieure à 2 GPa, avantageusement supérieure à 3 GPa et comprise par exemple entre 3 GPa et 6 GPa, telle que mesurée à 23° C selon la Norme ASTM D885M - 10A(2014)e1.

Dans la présente demande, les termes « résistance à la traction maximale » et « résistance à la traction » ont la même signification et désignent la limite à la rupture en traction (« ultimate tensile strength » en langue anglaise) mesurée lors d’un essai de traction appliquée selon la direction longitudinale des fibres de renfort.

En outre, les fibres de renfort 42 présentent avantageusement un module de traction supérieur à 50 GPa , compris par exemple entre 70 GPa et 500 GPa , notamment entre 50 GPa et 100 GPa pour les fibres de verre, entre 100 GPa et 500 GPa pour les fibres de carbone et entre 50 GPa et 200 GPa pour les fibres d’aramide, tel que mesuré à 23°C selon la Norme ASTM D885M - 10A(2014)e1 . Dans la présente demande, les termes « module de traction », « module d’Young » et « module d’élasticité en traction » ont la même signification et désignent le module d’élasticité mesuré lors d’un essai de traction.

La densité des fibres de renfort 42 est généralement comprise entre 1 ,4 g/cm ³ et 3,0 g/cm ³ .

Les fibres de renfort 42 sont par exemple agencées de manière unidirectionnelle dans la matrice 40. Elles sont alors parallèles les unes aux autres. En variante, les fibres de renfort 42 sont croisées suivant deux directions orthogonales, ou encore sont disposées de manière aléatoire dans la matrice (non représenté).

Le diamètre des fibres de renfort 42 est par exemple inférieur à 100 microns, et est notamment compris entre 4 microns et 10 microns pour des fibres de renfort en carbone.

De préférence, chaque couche composite de renfort de la structure tubulaire 4 est formée d’un enroulement d’au moins une bande composite 2 fabriquée par le procédé selon l’invention et dont un exemple est visible sur la figure 1 .

Chaque bande composite 2 présente plusieurs couches de fibres 42 noyées dans une matrice 40 allongée. Elle présente une longueur supérieure à au moins 10 fois sa largeur et à au moins 10 fois son épaisseur.

Par exemple, la longueur de chaque bande composite 2 est supérieure à 100 m et est généralement comprise entre 100 m et 4500 m. La largeur de chaque bande composite 2 est notamment comprise entre 6 mm et 50 mm. L’épaisseur de chaque bande composite 2 est avantageusement comprise entre 0,1 mm et 1 mm.

Chaque bande composite 2 présente ainsi à 23°C, un module de traction supérieur à 10 MPa , notamment compris entre 30 GPa et 170 GPa, tel que mesuré par la Norme NE EN 2561 , Janvier 1996, une élongation à la rupture supérieure à 0,3 %, notamment comprise entre 1 % et 5%, telle que mesurée par la Norme NE EN 2561 , Janvier 1996, et une résistance à la traction maximale supérieure à 100 MPa , et notamment comprise entre 350 MPa et 3500 MPa telle que mesurée par la Norme NE EN 2561 , Janvier 1996.

Avantageusement, chaque bande composite 2 comporte une matrice en PEEK ou en PVDF renforcée par des fibres de carbone unidirectionnelles orientées parallèlement à l’axe longitudinal de la bande.

Comme on le verra plus bas, lors de la réalisation de chaque couche de renfort, la ou chaque bande composite 2 est enroulée en hélice autour de l’axe A-A’ de la gaine tubulaire 20, et est chauffée pour provoquer la fusion partielle de la matrice 40, et la liaison avec les spires successives de la bande composite 2, et/ou avec les couches adjacentes qui peuvent être d’autres couches de renfort, des couches anti-délamination ou la gaine tubulaire 20. La valeur absolue de l’angle d’hélice d’enroulement y de chaque bande composite 2 par rapport à l’axe A-A’ de la conduite 10 est par exemple comprise entre 50° et 85°, préférentiellement entre 55° et 80°. Ceci assure une élongation du composite sous l’effet de la pression interne, et une coopération adéquate avec les nappes d’armures 24, 25.

La combinaison d’un angle y d’enroulement des bandes composites 2 de valeur absolue comprise entre 50° et 85°, avantageusement entre 55° et 80°, de préférence entre 60° et 80°, avec un angle (p d’enroulement des éléments d’armure 50 de valeur absolue comprise entre 25° et 45°, empêche l’élongation de la structure tubulaire de renfort 4 par effet de compensation produit par les nappes d’armures 24, 25.

La combinaison optimale entre les angles y, p d’enroulement réduit drastiquement les contraintes dans l’ensemble tubulaire formé par la gaine interne 20 et la structure tubulaire de renfort 4, et donc l’épaisseur nécessaire pour résister aux efforts de flexion, de pression interne ou/et d’écrasement (« collapse »).

En outre, grâce à la raideur axiale de la structure tubulaire de renfort 4, les nappes d’armures de traction 24, 25, en coopération avec la structure tubulaire de renfort 4, résistent mieux à la compression axiale sous les conditions de pression externe du grand fond.

De plus, l’angle (p d’enroulement des éléments d’armure 50 de valeur absolue comprise entre 25° et 45°, pris en combinaison avec l’angle y d’enroulement des bandes composites 2 de valeur absolue comprise entre 50° et 85 ° autorise une compression de la structure tubulaire de renfort 4, réduisant le rayon de courbure minimal (« minimal bending radius » ou « MBR » en anglais).

La déformation admissible en traction à l’extrados de l’ensemble tubulaire formé par la gaine interne 20 et la structure tubulaire de renfort 4 est supérieure à 1 %, avantageusement supérieure à 2%, préférentiellement supérieure à 3%. Cette déformation induit le rayon d’enroulement compatible avec la plupart des équipements de fabrication et de pose.

Selon l’invention, en référence à la figure 1 , la bande composite 2 est formée d’une pluralité de parties de bande 60A, 60B qui sont assemblées entre elles bout à bout par soudure pour réaliser une jonction 62.

Le nombre de parties de bande 60A, 60B jointes bout à bout pour former une bande 2 est par exemple supérieur ou égal à 2, et est notamment compris entre 2 et 20.

Le nombre de parties de bandes 60A, 60B peut être égal à 2, notamment lors d’une casse de la bande 2 en cours de fabrication ou si un défaut visible de la bande 2 est remarqué lorsque la machine est à l’arrêt. Le nombre de parties de bandes 60A, 60B peut être supérieur, notamment lors d’une fabrication de bande 2 de grande longueur, par exemple supérieure à 350 m, et en particulier de l’ordre de 1000 m. Dans ce cas, au moins 3 parties de bandes 60A, 60B de l’ordre de 300 m sont assemblées.

Comme illustré par la figure 2, chaque partie de bande 64A, 64B comporte une matrice en polymère 40, et des fibres de renfort 42, tels que décrits plus haut.

Chaque partie de bande 60A, 60B présente une région d’extrémité 64A, 64B destinée à être appliquée sur la région d’extrémité 64B, 64A d’une autre partie de bande 60B, 60A pour former la jonction 62 par soudure.

Dans l’exemple illustré par la figure 2, chaque région d’extrémité 64A, 64B comprend une zone avant 66A, 66B mâle présentant au moins un bord 68, 70 incliné par rapport à un axe longitudinal F-F’ de la partie de bande 60A, 60B. Elle présente en outre une zone arrière 72A, 72B présentant des bords latéraux 74, 76 parallèles entre eux et parallèles à l’axe F-F’, la zone arrière 72A, 72B étant destinée à être mise en contact avec la zone avant 66B, 66A d’une autre partie de bande 60B, 60A.

Comme on le verra plus bas, la superposition de deux régions d’extrémités 64A, 64B ayant une zone avant 66A, 66B mâle permet d’une manière surprenante, malgré l’augmentation d’épaisseur par rapport à un raboutage mâle-femelle d’obtenir néanmoins un assemblage qui conserve une souplesse adéquate pour l’enroulement et le déroulement de la bande 2.

La surépaisseur est distribuée d’une manière symétrique et atteint son maximum à une ligne fictive 71 qui est intersection des deux zones avant mâles 66A et 66B. Cette surépaisseur est cependant bien inférieure au cas d’un chevauchement de régions d’extrémité sans biseau. Par ailleurs, la contrainte de cisaillement diminue vers la ligne fictive 71 et augmente jusqu’à la pointe de la zone avant 66A, 66B.

Dans cet exemple, la longueur de la région d’extrémité 64A, 64B est supérieure à 5 mm, notamment supérieure à 10 mm, et est par exemple comprise entre 15 mm et 25 mm. Cette longueur correspond à la longueur de la jonction 62 sur la bande composite 2 obtenue après soudure.

De préférence, chaque zone avant 66A, 66B présente une longueur H comprise entre 1/3 de la largeur L de la zone arrière 72A, 72B et la largueur L de la zone arrière 72A, 72B.

Cette longueur H est notamment comprise entre 5 mm et 15 mm, notamment entre 8 mm et 12 mm.

La largeur L est avantageusement comprise entre 10 mm et 30 mm, notamment 12 mm, 18 mm, 22 mm ou 25 mm. Ainsi, chaque jonction 62 présente une surépaisseur minimale en préservant suffisamment la tenue en traction de maintien et la courbure à la pose.

Comme on le verra plus bas, une telle configuration garde sensiblement constante l’énergie du faisceau laser destiné à l’assemblage de la structure tubulaire de renfort 4 malgré une surépaisseur locale.

Ceci évite d’une manière inattendue de varier l’énergie du faisceau laser suite à un changement d’épaisseur de la bande 2 et donc d’engendrer une variation de la température de chauffe de la bande 2 qui peut atteindre de manière récurrente 550°C.

Les problèmes liés à une surchauffe ou à une sous chauffe sont donc largement évités. Il est connu que la moindre surchauffe peut générer des flashs, ou à l’inverse, la moindre sous chauffe peut engendrer une insuffisance de fusion de la bande (non consolidé ou collée, donc délaminage ou bullage).

Un autre avantage surprenant de la superposition des régions d’extrémités 64A, 64B présentant des zones avant mâles 66A, 66B est que les fibres de renfort 42 sont liées sur une longueur suffisante pour tenir des efforts. Le surplus de matrice 40 remplit et imprègne les fibres 42 plus courtes sur la largeur en s’éloignant du centre, comme s’il n’y avait pas de jonction. D’une manière surprenante, des coupes micrographiques de la jonction 62 ne montrent aucune singularité.

Chaque zone avant 66A, 66B est saillante à partir de la zone arrière 72A, 72B respective. Elle est délimitée par deux bords latéraux 68, 70 présentant chacun au moins un point, en particulier au moins un segment, placé à l’écart du prolongement respectif de chaque bord latéral 74, 76 de la zone arrière 72A, 72B.

La zone avant 66A, 66B présente ainsi à son extrémité libre une largeur strictement inférieure à celle de la zone arrière 72A, 72B. Avantageusement, la largeur de la zone avant 66A, 66B décroit continûment depuis la zone arrière 72A, 72B vers l’extrémité libre.

Avantageusement, chaque zone avant 66A, 66B comporte un bord incliné 68 et un bord incliné additionnel 70 qui s’étendent de part et d’autre de l’axe longitudinal F-F’. Dans cet exemple, le bord incliné 68 et le bord incliné additionnel 70 sont sécants sur la partie de bande 60A, 60B et définissent ensemble un point d’extrémité 78 de la partie de bande 60A, 60B. La zone avant 66A, 66B présente ainsi une forme triangulaire ayant pour sommet le point d’extrémité 68.

L’angle d’inclinaison 0 du bord incliné 68 par rapport à l’axe longitudinal F-F’ est par exemple compris entre 20° et 80°, en particulier entre 30° et 60°, encore plus en particulier entre 35° et 55°.

Le bord incliné additionnel 70 présente avantageusement un angle d’inclinaison -0 opposé à l’angle d’inclinaison 0 du bord incliné 68. L’angle d’inclinaison -0 du bord incliné additionnel 70 est par exemple compris entre -20° et -80°, en particulier entre -30° et -60°, encore plus en particulier entre -35° et -55°.

La longueur H de la zone avant 66A, 66B, prise le long de l’axe F-F’ entre le point d’extrémité 78 et la projection sur l’axe F-F’ des points d’intersection des bords inclinés 68, 70 avec les bords latéraux 74, 76 respectifs, est égale à la longueur de la zone arrière 72A, 72B destinée à recevoir la zone avant 66B, 66A de l’autre partie de bande 60B, 60A.

Le procédé de fabrication de la bande 2 est mis en œuvre dans une installation de fabrication représentée schématiquement sur la figure 3.

L’installation comporte avantageusement un poste 82 de fourniture ou de fabrication de parties de bande 60A, 60B, comprenant si nécessaire un appareil 84 de découpe de chaque bord incliné 68, 70. L’installation comporte un poste de soudure 86 destiné à souder entre elles les régions d’extrémité 64A, 64B ainsi formées.

Le poste de fourniture ou de fabrication 82 est propre à fournir ou à fabriquer des parties de bande 60A, 60B en matériau composite présentant une matrice 40 et des fibres 42 telles que décrites plus haut.

La longueur maximale des parties de bande 60A, 60B formées dans le poste 82 est par exemple inférieure à 5000 m. Cette longueur est par exemple supérieure à 350 m et notamment comprise entre 500 m et 1500 m.

Dans un mode de réalisation, le contour des parties de bande 60A, 60B initialement fournies ou fabriquées par le poste 82 est rectangulaire. L’appareil de découpe 84 est alors propre à réaliser par découpe chaque bord incliné 68, 70 dans la région d’extrémité 64A, 64B de chaque partie de bande 60A, 60B. La découpe est effectuée avec une lame ou/et par découpe laser.

Dans l’exemple illustré par la figure 7, l’appareil de découpe 84 comporte un socle 200 définissant une rainure 202 de réception d’une partie de bande, une cale de découpe 204, montée mobile par rapport au socle 200 entre une position de chargement/déchargement d’une partie de bande 60A, 60B et une position de découpe de la partie de bande 60A, 60B. L’appareil de découpe 84 comporte avantageusement des guides 206 de déplacement de la cale de découpe 204.

Le socle 200 présente une extrémité 208 de découpe de contour identique au contour de la zone avant 66A, 66B de chaque région d’extrémité 64A, 64B.

La cale de découpe 204 présente également une extrémité 210 de découpe de contour identique au contour de la zone avant 66A, 66B de chaque région d’extrémité 64A, 64B. L’extrémité de découpe 210 est munie d’au moins une lame 211 faisant saillie vers le socle 200 le long du contour de l’extrémité de découpe 210. Les guides de déplacement 206 sont par exemple formés par des tiges parallèles 212 faisant saillie à partir du socle 200. Chaque tige 212 est reçue dans un passage traversant complémentaire 214 ménagé à travers la cale de découpe 204.

Pour réaliser la découpe, une partie de bande 60A, 60B initialement fournie ou fabriquée par le poste 82 avec un contour rectangulaire est introduite dans la rainure 202 du socle 200, la cale de découpe 204 occupant sa position de chargement/déchargement.

La cale de découpe 204 est ensuite passée dans sa position de découpe au voisinage du socle 200. Les lames 211 situées à l’extrémité de découpe 210 découpent les bords latéraux 68, 70 de la zone avant 66A, 66B, le long du contour de l’extrémité de découpe 208 du socle 200.

En variante, les parties de bande 60A, 60B fournies ou fabriquées par le poste 82 présentent le ou chaque bord incliné 68, 70 dans la région d’extrémité 64A, 64B de chaque partie de bande 60A, 60B. L’installation est alors dépourvue de poste de découpe 84.

Comme illustré par la figure 3, le poste de soudure 86 comporte un support métallique 88, destiné à être chauffé de préférence par induction, et avantageusement, au moins une bobine d’induction 90 destinée à être placée en regard d’une région de chauffe 91 du support métallique 88, et au moins une cale mobile 92 d’application de pression.

En variante, le poste de soudure 86 comporte un dispositif de chauffe non inductif.

La cale 92 est mobile par rapport au support métallique 88 entre une position escamotée de mise en place des régions d’extrémité 64A, 64B des parties de bande 60A, 60B et une position d’application de pression sur les régions d’extrémité 64A, 64B des parties de bande 60A, 60B.

Le support métallique 88 présente une surface supérieure 94 destinée à recevoir en appui chaque partie de bande 60A, 60B et à mettre les régions d’extrémité 64A, 64B en superposition l’une sur l’autre dans la région de chauffe 91 en regard de la bobine d’induction 90.

Le support métallique 88 est par exemple réalisé en aluminium ou en acier d’outillage.

La bobine d’induction 90 est propre à être alimentée par un courant électrique variable à partir d’une source (non représentée), pour engendrer dans la région de chauffe 91 du support métallique 88, située en regard de la bobine 90, des courants induits propres à chauffer le support métallique 88 par effet Joule.

L’épaisseur du support métallique 88 jusqu’à la surface 94, prise dans la région de chauffe 91 en regard de la bobine d’induction 90 est par exemple inférieure à 5 mm, et est notamment comprise entre 1 mm et 3 mm. Les courants induits par la bobine 90 dans la région de chauffe 91 sont propres à augmenter la température du support métallique 88 dans la région de chauffe 91 jusqu’à une température supérieure à la température de fusion du polymère soit 340 °C et notamment à une température comprise entre 345°C et 360°C pour une matrice PEEK. Le chauffage par courants induits, permet de préférence d’obtenir un gradient de montée en température supérieur à 15°C/s, notamment compris entre 17°C/s et 25°C/s.

Cette température est suffisante pour engendrer la fusion au moins partielle de la matrice en polymère 40 des régions d’extrémité 64A, 64B.

La cale 92 définit intérieurement une empreinte 96 de volume parallélépipédique et de largeur correspondant à la largeur de la bande 2 prise entre les bords latéraux 74, 76 parallèles.

La cale 92 est mobile par rapport à la surface supérieure 94 du support métallique 88 entre la position escamotée et la position appliquée sur le support métallique 88.

Lorsqu’elle est appliquée sur la surface 94, la cale 92 applique une pression sur les régions d’extrémités 64A, 64B en superposition, assurant le mélange entre les matrices polymères 40 et les fibres de renfort 42 de chacune des régions d’extrémité 64A, 64B pour réaliser la jonction 62 après refroidissement.

Un procédé de fabrication de la bande composite 2 dans l’installation va maintenant être décrit.

Initialement, les parties de bande 60A, 60B sont fabriquées séparément les unes des autres et/ou sont fournies dans le poste de fourniture ou/et de fabrication 82.

Dans le cas où les parties de bande 60A, 60B présentent initialement un contour rectangulaire, les régions d’extrémité 64A, 64B sont amenées dans l’appareil de découpe 84 pour y être découpées et former le bord incliné 68 et le bord incliné additionnel 70, avec l’angle d’inclinaison 0 ou -0 défini plus haut.

Ceci étant fait, les parties de bande 60A, 60B sont disposées sur la surface supérieure 94 du support métallique 88.

Dans la région de chauffe 91 , la zone avant 66A d’une région d’extrémité 64A d’une première partie de bande 60A est disposée au contact de la zone arrière 72B d’une région d’extrémité 64B d’une deuxième partie de bande 60B, au-dessus de celle-ci.

De ce fait, la zone avant 66B de la région d’extrémité 64B de la deuxième partie de bande 60B est disposée au-dessous de la zone arrière 72A de la région d’extrémité 64A de la première partie de bande 60A.

Ceci étant fait, le poste de soudure 86 est activé pour former la jonction 62. A cet effet, un courant alternatif est fourni à la bobine d’induction 90, qui engendre des courants induits dans le support métallique 88, et un chauffage de la surface supérieure 94 par effet Joule.

Ce chauffage provoque la fusion au moins partielle de la matrice polymère 40 des régions d’extrémité 64A, 64B.

La cale mobile 92 est alors déplacée de sa position escamotée à sa position appliquée sur les régions d’extrémité 64A, 64B des parties de bande 60A, 60B. Les matrices en polymère 40 des régions d’extrémité 64A, 64B se mélangent et forment la jonction 62.

Puis, l’alimentation électrique de la bobine 90 étant coupée, la matrice en polymère 40 dans la région de la jonction 62 refroidit et de solidifie pour former la jonction 62.

Il est à noter que la trace des bords inclinés 68, 70 de chaque région d’extrémité 64A, 64B reste avantageusement visible sur la surface extérieure de la bande 2, même après soudure.

La bande 2 est ensuite éventuellement enroulée sur une bobine, pour pouvoir être utilisée dans une installation 98 de fabrication de la conduite flexible 10, représentée schématiquement sur la figure 4.

L’installation 98 comporte un poste 100 de fourniture de la gaine 20, éventuellement un poste 102 de pré-compactage, un poste 104 de formation de la structure tubulaire 4 et éventuellement un poste 106 de post-compactage.

L’installation 98 comporte avantageusement un poste 108 d’enroulement des couches d’armure 24, 25 et un poste 1 10 de formation de la gaine externe 30.

Le poste de fourniture 100 de la gaine 20 est propre à fabriquer et/ou à dérouler la gaine 20 le long d’un axe longitudinal A-A’, en vue de son introduction dans les postes 102, 104, 106 successifs. La gaine 20 définit ainsi une surface externe 112 cylindrique (voir notamment figure 5) sur laquelle la structure tubulaire 4 est formée.

Le poste de formation 104 est illustré schématiquement sur la figure 5. Il comporte un bâti 120 délimitant un passage central 122 de circulation de la gaine 20 le long d’un axe central A-A’, un appareil 124 d’enroulement parallèle d’une pluralité de bandes 2 sur la surface externe 112 définie ici par la gaine 20, et au moins un appareil 126 de chauffage des bandes 2.

Le poste de formation 104 comporte en outre un dispositif de compactage 128.

Le bâti 120 comporte ici une structure fixe fixée sur le sol, au moins un élément de support rotatif formé par une cage mobile 132 montée mobile en rotation sur une structure fixe autour de l’axe central A-A’, et un mécanisme 134 d’entraînement en rotation de la cage mobile 132 par rapport à la structure fixe.

La cage mobile 132 comporte un tambour 136 rotatif autour de l’axe central A-A’ et un support 138 porté par le tambour 136 à l’écart de l’axe central A-A’. Le passage central 122 traverse le tambour 136.

L’appareil d’enroulement 124 est monté sur le support 138 de la cage mobile 132 pour être entraîné en rotation conjointement avec la cage mobile 132 autour de l’axe A-A’.

L’appareil d’enroulement 124 comporte une pluralité de dérouleurs 142, et des éléments (non représentés) de guidage des bandes 2 issues de chaque dérouleur 142 pour les guider vers la surface externe 1 12 en les maintenant parallèles.

Chaque dérouleur 142 est propre à dérouler respectivement au moins une bande 2 destinée à former une couche de renfort.

Chaque dérouleur 142 comporte au moins une bobine sur laquelle est enroulée au moins une bande 2.

Les éléments de guidage comportent des guides d’alignement des bandes 2 parallèlement les unes aux autres le long d’un axe incliné par rapport à l’axe central A-A’ d’un angle égal à l’angle d’hélice y, pour permettre l’enroulement en hélice des bandes 2 issues de chaque dérouleur 142 autour de la surface externe 1 12 lors de la rotation de la cage mobile 132 autour de l’axe A-A’.

L’appareil de chauffage 126 est également porté par le support 138 de la cage mobile 132. Il est placé en regard de la surface externe 1 12, au niveau de la région d’application des bandes 2 sur la surface externe 112. Il comporte par exemple un laser, une lampe, notamment une lampe xénon, une lampe infrarouge, un dispositif à lumière pulsée, un dispositif de soudure ultrasons et/ou un dispositif de soufflage d’air chaud.

L’appareil de chauffage 126 est propre à ramollir, avantageusement à faire fondre, la matrice thermoplastique 40 de la bande 2 pour permettre son application complémentaire sur la surface externe 112.

Dans cet exemple, le dispositif de compactage 128 comporte un bâti commun avec le bâti 120 du poste de formation 104. Il comporte au moins un train de galets 150 porté par la cage mobile 132 pour être entraîné conjointement en rotation avec la cage mobile 132 autour de l’axe central A-A’ par rapport à la surface externe 112. Le dispositif de compactage 128 comporte en outre un mécanisme d’approche 152, propre à déplacer chaque train de galets 150 vers l’axe central A-A’.

Le dispositif de compactage 128 est par exemple du type décrit dans la demande de brevet FR3079162 de la Demanderesse.

Un procédé de fabrication d’une structure tubulaire 4 selon l’invention dans l’installation 98 va maintenant être décrit, dans l’exemple de la réalisation d’une conduite flexible 10.

Initialement, la gaine 20 est fabriquée et/ou est fournie dans le poste de fourniture

100. Elle est amenée jusqu’au poste 104 de formation de la structure 4, et est déplacée en translation à travers le poste de formation 104 de la structure 4 le long de l’axe A-A’, par un dispositif d’entrainement en translation.

Avantageusement, avant le poste 104, la gaine 20 passe dans le poste de précompactage 102. La gaine 20 passe d’abord dans un appareil de chauffage 126, pour amener sa surface externe 1 12 à une température supérieure à 100°C, et notamment comprise entre 100 °C et 350 °C.

Des trains de galets 150 sont entraînés en rotation autour de la gaine 20. Les galets s’appliquent sur la surface externe 112 pour la rendre la plus cylindrique possible.

Puis, la gaine 20 s’introduit dans le passage central 122 du poste de formation 104.

Dans ce poste 104, une pluralité de couches de renfort sont formées à partir des bandes 2.

Pour chaque couche de renfort, une pluralité de bandes 2 sont déroulées en parallèle à partir des dérouleurs 142 de l’appareil d’enroulement 124. Les éléments de guidage maintiennent les bandes 2 parallèles entre elles, avec un jeu contrôlé.

Les bandes 2 parallèles passent devant l’appareil de chauffage 126, où elles sont chauffées avantageusement à une température comprise entre 150°C et 450°C, ladite température dépendant de la nature du polymère thermoplastique constituant la matrice 40 des bandes 2.

Lorsque la matrice 40 des bandes 2 est en PEEK (point de fusion de l’ordre de 350°C), la température de chauffage des bandes 2 par l’appareil de chauffage 126 est avantageusement comprise entre 350°C et 450°C, préférentiellement comprise entre 380°C et 420°C. Lorsque la matrice 40 des bandes 2 est en PVDF (point de fusion de l’ordre de 180°C), la température de chauffage des bandes 2 par l’appareil de chauffage 126 est avantageusement comprise entre 180°C et 280°C, préférentiellement comprise entre 200°C et 250°C. Ceci entraine avantageusement la fusion au moins partielle de la matrice 40.

La cage mobile 132 étant entraînée en rotation autour de l’axe A-A’, et la gaine 20 se déplaçant en translation le long de l’axe A-A’, les bandes 2 s’enroulent en hélice autour de la surface externe 1 12 définie par la gaine 20 ou définie par une couche formée autour de la gaine 20, avec un angle d’hélice égal à y.

Juste après leur enroulement, le train de galets 150 entraîné en rotation conjointement avec la cage mobile 132 s’applique sur les bandes 2.

Puis, la structure tubulaire 4 ainsi formée passe dans le poste 106 de postcompactage. La surface externe 112 de la structure tubulaire 4 est alors ramollie au passage dans un appareil de chauffage, puis est à nouveau compactée par des trains de galets 150 rotatifs. Les galets des trains de galets 150 roulent suivant une trajectoire en hélice le long des bandes 2 respectives, assurant une désorganisation minimale des fibres de renfort 42.

Avantageusement, les opérations de pré-compactage (poste 102), de formation de la structure tubulaire (poste 104) et de post-compactage (poste 106) sont répétées (boucle 101 sur la figure 2) pour former d’autres couches de renfort avec d’autres bandes 2, comme décrit précédemment.

La structure tubulaire 4 est ainsi fabriquée couche par couche en ajoutant à chaque passage dans le poste 104 une nouvelle couche extérieure d’épaisseur sensiblement égale à celle d’une bande 2. Ces opérations peuvent être répétées plusieurs dizaines de fois, notamment lorsque la ou les bandes 2 présentent une épaisseur nettement inférieure à l’épaisseur finale de la paroi de la structure tubulaire 4.

De plus, les caractéristiques des bandes 2 et/ou les paramètres de pose et/ou de compactage peuvent être modifiés à chaque fois qu’une nouvelle couche est ajoutée. Par exemple, il est possible de modifier l’angle d’hélice des bandes 2, notamment pour croiser les fibres de deux couches superposées.

Ensuite, la structure tubulaire 4 passe dans le poste d’enroulement 108, pour permettre la mise en place des nappes d’armures 24, 25.

Les éléments d’armure 50 des nappes d’armures de traction 24, 25 sont enroulés autour de la structure tubulaire de renfort 4, de manière non liée avec la structure tubulaire de renfort 4. Avantageusement une couche anti-usure 26 est interposée entre la structure tubulaire de renfort 4 et la première nappe d’armures de traction 24, et entre chaque paire de nappes d’armures de traction 24, 25.

Puis, avantageusement, un ruban de renfort 28 est enroulé autour de la nappe d’armures de traction 25 la plus à l’extérieur.

Ensuite, dans le poste de formation de la gaine externe 1 10, la gaine externe 30 est formée autour des nappes d’armures 24, 25.

Les bandes composites 2 fabriquées par le procédé selon l’invention sont donc particulièrement adaptées pour être utilisées dans la formation d’une structure tubulaire 4 de conduite flexible 10 dans un poste 104 comprenant un appareil de chauffage 126 par exemple laser.

Pour la fabrication de la bande 2, l’utilisation d’un poste de soudure 86 fonctionnant par induction, associé à l’utilisation de parties de bande 60A, 60B disjointes présentant une région d’extrémité 64A, 64B ayant au moins un bord incliné 68, 70 permet de réaliser une jonction par soudure 62 entre des parties de bande 60A, 60B qui est robuste, tout en présentant une faible raideur, et une tenue en tension adéquate pour être déroulée de chaque dérouleur 142 et enroulé sur la surface externe 112. La présence des jonctions 62 réalisées par soudure entre les parties des bande 60A, 60B à l’aide d’un chauffage par induction évite de produire localement des températures élevées lors du passage dans le poste 104, notamment lorsque ce poste comprend un appareil de chauffage 126 laser. Aucun effet de flash ou de combustion n’est observé au niveau de la jonction 62.

La jonction 62 entre les parties de bande 60A, 60B reste simple et rapide à réaliser, et ne produit pas de trous, de débris, ou de zones présentant des décollements.

Les régions d’extrémités 64A, 64B des parties de bande 60A, 60B peuvent être facilement préparées par simple découpe, en vue de leur soudure. L’application de chaleur et de pression pour souder les régions d’extrémité 64A, 64B entre elles est effectuée sans application d’un film à la surface de chaque région d’extrémité 64A, 64B.

Il est ainsi possible de réaliser une bande continue de grande longueur, directement utilisable pour la fabrication de structures tubulaires 4, notamment au sein d’une conduite flexible 10 destinée aux grandes profondeurs.

Dans une variante (non représentée), au moins une région d’extrémité 64A, 64B présente une zone avant 66A, 66B mâle non nécessairement triangulaire.