Tube PVC pour réalisation d'un ROV

[monsieur_rouge]

Bonjour à tous,

Je suis actuellement en train de réaliser un ROV, mais il me manque la pièce maitresse : le tube central qui résiste à la pression. Je souhaite réaliser ça dans un tube PVC pression ou forage d’un diamètre extérieur de 125mm.
Malheureusement ces tubes ne sont trouvables qu’en longueur de 6 mètres, donc le prix est beaucoup trop élevé.

Auriez-vous une idée d’où je pourrais trouver une chute d’un peu moins de 1 metre de ce genre de tube ?

Par la même occasion je souhaiterais calculer la résistance à la pression de ce tube (en fonction de son épaisseur) existe-t-il des formules particulières ou un logiciel simplifié ?

Merci d’avance !
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[Jaunin]

Bonjour, Monsieur_rouge,
Encore bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Pourriez vous nous donner plus de détail sur un ROV, je ne vois pas bien de quoi il sagit, peut être aussi un croquis avec les pressions.
Cordialement.
Jaunin__

http://forums.futura-sciences.com/te...s-jointes.html

[monsieur_rouge]

Bonjour Jaunin,
effectivement je n'ai pas été très précis.
Un ROV (ou remotely operated vehicule) est un "sous marin" filoguidé permettant de filmer, prélever, étudier les fonds marins. Dans mon projet la partie étanche sera constitué d'un tube en pvc (ce que je recherche et qui bloque pour le moment mon projet) d'un diamètre extérieur de 125mm et de 5mm d’épaisseur minimum. ce tube est bouché d'un coté par un épais (minimum 10mm) bouchon plat, et de l'autre par un dôme en Acrylique de 5mm d’épaisseur.
Le but est de descendre à 100m.
Les pressions sont donc :
intérieur du tube : 0 (atmosphère).
Extérieur du tube : 10 bar.
Je sais qu'un tube à une très bonne résistance à la pression du moment ou il reste parfaitement cylindrique. mais je ne connais pas du tout les formules permettant de calculer les efforts en jeu. Je sais qu'il existe des logiciels permettant de le faire mais je n'arrive pas a retrouver leur nom.

Merci d'avance pour l'aide !

[Jaunin]

Bonjour, Monsieur_rouge,
Ci-joint quelques liens qui pourront déjà vous orienter.
Cordialement.
Jaunin__

ftp://ftp2.dodoland.re/dodoland/bpbat/016.pdf

http://www.pats.ch/formulaire/resmat/resmat5.aspx

http://www.google.ch/url?sa=t&rct=j&...l_DhKjG8Z7Ligg

http://www.crdp-montpellier.fr/ressources/examens/sujets/05/320/2540100/E4/U41-3codes.pdf

http://www.empa.ch/plugin/template/empa/*/32191/---/l=1

http://www.canalisation.org/sommaire...anique?start=3

[A voir en vidéo sur Futura]

[polo974]

Globalement, un tube résiste aussi bien en pression qu'en compression.

en regardant les caractéristiques de la fiche donnée par Jaunin (le 016.pdf), on voit que la contrainte permanente acceptable est d'environ un quart à un cinquième du R (résistance à la traction).

bref, il "suffit" que le rapport suivant soit supérieur (ou égal) à 1:

(R(Mpa) / k_secu) * (épaisseur(mm) / rayon_interne(mm)) / (profondeur(m) / 100)

avec R=45Mpa, k_secu=4.5, le 125 5 sera un poil faible (il doit pourtant être donné pour 10 bar, donc un R meilleur).
le 110 5.3 du document est dans les clous.

maintenant pour l'approvisionner, demander au distributeur d'eau s'il n'a pas une chute qui traine...

et en fait le pb sera peut-être plus à la liaison aux extrémités (concentrations de contrainte et déformations différentes...)

un truc à voir serait d'embarquer une cartouche de CO₂ (voir du coté des tireuses de bière) et d'équilibrer les pressions.
mais attention, joujou avec la pression égale danger...

[monsieur_rouge]

Merci beaucoup pour vos réponses ! (et merci pour la simplification polo974 car j'avoue que j'étais noyé dans les calculs ^^)
Effectivement le 125 est donné pour 10 bars mais il existe aussi des modèles 16 bars.
Par contre je pensais jusqu’à présent que la résistance en compression (pression extérieur) était supérieure à la résistance en "pression" (pression intérieure), comme quoi il faut se méfier des idées reçues!
Pour l'approvisionnement je pense effectivement faire le tour des installateurs/plombiers mais je préfère d'abord m'assurer que je n'ai pas d'autre solution, (un lecteur du forum pourrait avoir une chute qui traine suite à un forage par exemple, ) pour ne pas trop déranger ces travailleurs!

Pour compenser la pression intérieure, j'y est également pensé. je pensai plutôt "gonfler" à l'air le tube aux alentours de 5 bar (par exemple) ce qui me donnerai une réserve conséquente puisque l'équipression serait atteinte à 50m. Le problème de cette solution est l’électronique qui sera embarqué avec notamment les condensateurs électrochimique (et les quartz) qui, je pense, ne supporterons pas une forte pression.

Merci !

[cardan]

Bonjour

Il existe évidemment des formules permettant de calculer la contrainte dans une enveloppe mince: c'est le cas de votre tube, on peut utiliser une formule du type:

Sigma = Pression * Diamètre / (2 * épaisseur)

Si la pression est exprimée en M.Pa vous aurez une contrainte en M.Pa qui est une unité conventionnelle en RDM. Au niveau du diamètre il s'agit du diamètre extérieur bien évidemment.

Cordialement

[polo974]

...
Pour compenser la pression intérieure, j'y est également pensé. je pensai plutôt "gonfler" à l'air le tube aux alentours de 5 bar (par exemple) ce qui me donnerai une réserve conséquente puisque l'équipression serait atteinte à 50m. Le problème de cette solution est l’électronique qui sera embarqué avec notamment les condensateurs électrochimique (et les quartz) qui, je pense, ne supporterons pas une forte pression.

Merci !

Bof, 5 bars sur de si petits composants, ça fait pas très lourd...

Allez, on prend les tuyaux 16bar, on gonfle à 15 et on descend à 300m . . .
Trop cool... (ou coule (si pb))

Attention, pour ce qui est de trop) gonfler à l'air, ça transforme l'objet en bombe, donc fausse bonne idée...

[Jaunin]

Bonjour, Monsieur_rouge,
Je n'ai pas réussi à mettre en évidence un écrasement sur votre tube, seulement quelques dixième de millimètre.
Par contre j'ai des risques de fissures aux niveau des bouchons.
Cordialement.
Jaunin__

[Zozo_MP]

Bonjour à tous et toutes

Un tube pvc ca ne rouille pas mais un tube inox non plus c'est autrement plus solide notamment au choc. Ce n'est pas forcément plus lourd puisque l'épaisseur est moindre.
Si vous avez un doute sur la pression vous pouvez faire comme les sous-marins (qui vont allègrement en dessous des 500 mètres) mettre une double coque et entre les deux coques vous laissez rentre de l'eau jusqu'à vingt mètres puis vous bouchez (valve tarée). Ainsi vous aurez deux fois moins de pression sur les deux tubes.
Vous pouvez faire la même manip avec des tubes PVC et éviter ainsi l'effet bombe évoqué par polo974;

Cordialement

[monsieur_rouge]

Bonjour!
Merci à tous de nouveau pour vos réponse, et désolé pour le retard sur le retour.
Pour le gonflage effectivement cela peut être dangereux. si je le réalise ce sera sur de petite pression (maximum 3 bar) est uniquement pour rajouter une marge (et permettre une détection instantanée des grosses fuites) de toute façon monter dans des pressions importantes serait compliqué (un compresseur conventionnel fourni environ 7bar).
Pour les bouchons, d'un coté ce sera une demi-sphere en PMMA de 5mm d’épaisseur, normalement la forme sphérique devrait assurer une bonne tenue. Pour le bouchon arrière, il est prévu de l'usiner dans du pvc de 30mm d’épaisseur, donc une grosse marge par rapport au 5-6mm du tube.
Pour la matière du tube, c'est pour l'usinage que le pvc est choisi. usiner de l'inox est beaucoup plus compliqué quand on a pas le matériel pour. pour le systeme de double coque, ce serait compliqué a mettre en oeuvre, mais effectivement c'est une solution.
Merci à tous pour l’intérêt porté a mon post!
Je vais essayer de faire un tour chez des plombiers/installateurs pour trouver une chute de tube!

Bonne journée à tous!

[polo974]

Ah, au fait, je viens de me rappeler d'un pb (classique) qui va se poser:
Le sous-marin étant plus compressible que l'eau, plus il descend, plus il voudra descendre tout seul...
glou glou glou ...

[monsieur_rouge]

Bonjour,
effectivement la flottabilité varie avec la profondeur, mais la variation n'est pas énorme.
le ROV aura de toute façon une flottabilité légèrement positive (en surface), et elle deviendra peut être légèrement négative au fond. mais les propulseurs seront largement suffisant pour compenser.
au pire si la flottabilité est trop négative au fond un système de ballast à grenaille de fer largable peut être envisagé (système utilisé sur le sous marins le nautile de l'ifremer il me semble) la grenaille de fer étant (à petite dose) inoffensive pour le milieu marin.
Bonne journée à tous!

p.s : je suis aller voir quelques piscinistes, mais ils ne possèdent pas de PVC 125mm. la recherche continu

[chatelot16]

le pvc se deforme beaucoup plus sous la charge que de l'acier pour une epaisseur donnant la même resistance

pour des forte epaisseur la resistance a la pression interieur et exterieure sont les même , par contre avec les matiere trop souple la resistance a la pression exterieure ça peut plier et quiter la forme cylindrique a une pression plus faible que la pression d'eclatement

le PVC ne m'inspire vraiment pas confiance

l'acier est tellement plus pratique : on peut faire des soudure solide , on peut faire des assemblage a vis solide ... ça peut rouiller mais la peinture existe ... il y a aussi l'inox

pour celui qui prefer quand même le plastique il y a le polyester et fibre de verre : ça permet de realiser la partie cylindrique et le fond bombé en une seule piece , avec un nombre de couche de fibre de verre suffisant pour une solidité largement suffisante : avoir toute liberté sur le choix des dimension , au lieu d'etre obligé de prende la dimension de tube PVC disponible

au lieu de faire une forme cylindrique , une forme genre ballon de rugby a moins de risque de s'aplatir

il faut quand même voir que c'est l'acier qui est le moins deformable et qui aura le plus faible effet du genre plus c'est profond plus ça coule

[polo974]

C'est sûr que trouver une bouteille genre gaz propane de 35kg (de mémoire) peut régler le pb...
Il faut juste la remplir d'eau avant toute tentative de découpe.

[chatelot16]

les bouteille 35kg sont trop grosse si c'est du tube PVC de 125mm qui l'interresse

les bouteille de propane on une pression de service de 15 bar ... ce n'est pas glorieux pour resister a une compression a 10 bar

une tube en acier de diametre 125 peut etre largement plus solide qu'une bouteille de gaz

une bouteille de gaz est assez fine : elle flotte largement dans l'eau : inutile de faire l'engin avec de l'acier pas assez epais et devoir mettre du poid pour l'empecher de flotter : autant choisir la bonne epaisseur pour que ça ne flotte pas trop

[monsieur_rouge]

Si l'on souhaitait des profondeurs plus importantes (de l'ordre de 200 -300m et plus), je pense effectivement que l'acier serait plus recommandé. Beaucoup de caissons étanches (lampe de plongée, Rov, caisson de caméra...) amateurs sont réalisés avec du PVC pression et tiennent très bien sans problème des profondeurs de 80m.
L'assemblage est plus aisé (collage), c'est plus léger, et surtout les usinages sont plus faciles. (sur le matériel dont on dispose, on ne pourrait pas usiner de l'acier sur de si grosse section).
En plus le PVC pression étant donné pour 16bars, ça laisse quand même 6 bars de marge par rapport à notre profondeur maximale visée.
Pour le poids, il vaut mieux être un peu léger est devoir lester (en bas, ça permet d'abaisser le centre de gravité et de stabiliser l'engin) plutôt que de devoir créer un flotteur non compressible (surtout qu'il y aura déjà 5 kilos de batteries).

Tout cela explique le pourquoi du PVC.

[chatelot16]

pour eviter d'acheter un tube entier de 6m il faut chercher une societé qui creuse des tranché pour adduction d'eau , il ont forcement a la fin de chaque chantier des chutes qui te conviendrait