FR3111178A1 - Cuve étanche et thermiquement isolante intégrée dans une structure porteuse - Google Patents

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Abstract

Une paroi de cuve comporte une barrière thermiquement isolante fixée sur la paroi porteuse et une membrane étanche portée par ladite barrière thermiquement isolante, la paroi porteuse porte des organes de retenue (21, 22) coopérant avec des bords des panneaux isolants (3) de la rangée, les organes de retenue comportant des premiers organes de retenue (21) disposés au niveau de premiers bords parallèles à la première direction, les premiers organes de retenue (21) étant disposés au droit des virures (12) disposées à cheval sur la rangée et les rangées adjacentes, les organes de retenue comportant des deuxièmes organes de retenue (22) disposés au niveau de deuxièmes bords parallèles à la deuxième direction, les deuxièmes organes de retenue (22) étant disposés à distance des coins des panneaux isolants de la rangée et au droit de ladite ou chaque virure (11) qui repose entièrement sur la rangée. Fig. 1

Description

Cuve étanche et thermiquement isolante intégrée dans une structure porteuse
L'invention se rapporte au domaine des cuves étanches et thermiquement isolantes intégrées dans une structure porteuse pour contenir un fluide froid, notamment aux cuves à membrane pour contenir des gaz liquéfiés, en particulier des gaz combustibles.
Des cuves étanches et thermiquement isolantes peuvent être utilisées dans différentes industries pour stocker des produits froids. Par exemple, dans le domaine de l'énergie, le gaz naturel liquéfié (GNL) est un liquide à forte teneur en méthane qui peut être stocké à pression atmosphérique à environ -163°C dans des cuves de stockage terrestres ou dans des cuves embarquées dans des structures flottantes. Le Gaz de Pétrole Liquéfié (GPL) peut être stocké à une température comprise entre -50°C et 0°C.
Dans le cas d’un ouvrage flottant, la cuve peut être destinée au transport du gaz liquéfié ou à recevoir du gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l’ouvrage flottant.
On connaît des cuves étanches et thermiquement isolantes, à membranes, intégrées la double coque d’un navire. Par exemple la publication WO-A-2014096600 enseigne une telle cuve dans laquelle une barrière thermiquement isolante comporte un ensemble d'éléments calorifuges de forme générale parallélépipédique juxtaposés sur la structure porteuse pour former une surface de support sensiblement uniforme pour la membrane étanche, et des organes de retenue attachés à la structure porteuse entre les éléments calorifuges juxtaposés et coopérant avec les éléments calorifuges pour retenir les éléments calorifuges contre la structure porteuse. Chaque élément calorifuge est retenu par quatre coupleurs mécaniques disposés au niveau des coins des éléments calorifuges.
Cette publication indique que le gradient thermique au sein des éléments calorifuges peut provoquer des phénomènes de dilatation différentielle au sein des assemblages collés de mousse polymère avec d’autres matériaux rigides, par exemple bois contreplaqué, susceptibles de provoquer des contraintes tendant à fléchir les éléments calorifuges.
Un but de l’invention est de concevoir une structure de paroi de cuve, et en particulier une structure de barrière isolante, offrant des propriétés avantageuses quant à l’isolation thermique, la résistance mécanique et le supportage d’une membrane étanche tendue.
Pour cela, l’invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolante intégrée dans une structure porteuse, ladite cuve comportant une paroi de cuve fixée sur une paroi porteuse de la structure porteuse,
dans laquelle la paroi de cuve comporte une barrière thermiquement isolante fixée sur la paroi porteuse et une membrane étanche portée par ladite barrière thermiquement isolante,
dans laquelle la barrière thermiquement isolante comporte une pluralité de rangées parallèles à une première direction, une rangée comportant une pluralité de panneaux isolants parallélépipédiques juxtaposés, les rangées étant juxtaposées dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction selon un motif répété,
dans laquelle la membrane étanche comporte une pluralité de virures métalliques parallèles à la première direction, une virure comportant une portion centrale plane reposant sur une surface supérieure des panneaux isolants et deux bords relevés faisant saillie vers l’intérieur de la cuve par rapport à la portion centrale, les virures étant juxtaposées dans la deuxième direction selon un motif répété et soudées ensemble de manière étanche au niveau des bords relevés,
dans laquelle la dimension du motif répété des rangées est un multiple entier supérieur ou égal à deux de la dimension du motif répété des virures dans la deuxième direction, les virures qui reposent sur une rangée étant agencées de manière qu’au moins une dite virure repose entièrement sur ladite rangée et au moins deux virures sont disposées à cheval sur la rangée et deux rangées adjacentes situées de part et d’autre de ladite rangée, les bords relevés desdites virures étant décalés dans la deuxième direction par rapport aux bords de ladite rangée,
et dans laquelle la paroi porteuse porte des premiers et deuxièmes organes de retenue coopérant avec des premiers et deuxièmes bords des panneaux isolants de ladite rangée pour retenir les panneaux isolants de ladite rangée sur la paroi porteuse, les premiers organes de retenue étant disposés au niveau de premiers bords, les premiers bords étant parallèles à la première direction, les premiers organes de retenue étant disposés au droit des virures disposées à cheval sur la rangée et les rangées adjacentes, les deuxièmes organes de retenue étant disposés au niveau de deuxièmes bords, les deuxièmes bords étant parallèles à la deuxième direction, les deuxièmes organes de retenue étant disposés à distance des coins des panneaux isolants de la rangée et au droit de ladite ou chaque virure qui repose entièrement sur ladite rangée.
On agence ainsi des organes de retenue au droit de chacune des virures qui reposent sur la rangée, à savoir les premiers organes de retenue au droit des deux virures disposées à cheval sur la rangée et les deux rangées adjacentes et les deuxièmes organes de retenue au droit de chaque virure qui repose entièrement sur la rangée. Cet agencement des organes de retenue permet d’uniformiser la distribution des efforts exercés sur les panneaux isolants et de limiter les défauts de planéité de la surface de support qu’ils forment pour la membrane étanche. Ces défauts de planéité peuvent avoir diverses causes, en particulier la déformation de la coque sous chargement des ballasts. De plus, la dilatation thermique différentielle ou contraction thermique différentielle est susceptible de créer des légères déformations des panneaux isolants en flexion, comme décrit dans WO-A-2014096600, lorsque la paroi de cuve est soumise à un gradient de température dans la direction d’épaisseur. En agençant au moins les deuxièmes organes de retenue à distance des coins, plutôt qu’aux coins du panneau isolant, on limite la longueur disponible pour subir une flexion, ce qui limite la flèche, c’est-à-dire le déplacement qui résulte de cette flexion dans la direction d’épaisseur de la paroi de cuve. Cette répartition des organes de retenue permet ainsi de réduire la déformation des panneaux isolants et les marches verticales entre panneaux isolants adjacents.
Cet agencement des organes de retenue peut être appliqué à une rangée ou à chaque rangée ou à un sous-ensemble des rangées, par exemple à une rangée sur deux au sein de la barrière thermiquement isolante.
Selon des modes de réalisation, une telle cuve peut comporter une ou plusieurs des dispositions suivantes.
De préférence, les premiers organes de retenue sont disposés à distance des coins des panneaux isolants de la rangée.
De même, en agençant les premiers organes de retenue à distance des coins, plutôt qu’aux coins du panneau isolant, on limite la longueur disponible pour subir une flexion, ce qui limite la flèche, c’est-à-dire le déplacement qui résulte de cette flexion dans la direction d’épaisseur de la paroi de cuve.
Selon un mode de réalisation, les bords relevés desdites virures sont décalés dans la deuxième direction d’une distance égale à la moitié de la dimension du motif répété des virures par rapport aux bords de la rangée, les deuxièmes organes de retenue étant distants des coins des panneaux isolants d’une distance égale à la dimension du motif répété des virures ou à un multiple entier de cette dimension.
Ainsi les organes de retenue disposés au niveau des deuxièmes bords des panneaux isolants sont au droit d’une ligne médiane des virures reposant entièrement sur la rangée, ce qui uniformise la distribution des efforts exercés sur les panneaux isolants.
Selon un mode de réalisation, la dimension du motif répété des rangées est deux fois la dimension du motif répété des virures dans la deuxième direction, les deuxièmes organes de retenue étant agencés au milieu des deuxièmes bords.
Selon un autre mode de réalisation, la dimension du motif répété des rangées est supérieure à deux fois la dimension du motif répété des virures dans la deuxième direction, et dans laquelle plusieurs deuxièmes organes de retenue mutuellement espacés d’une distance égale à la dimension du motif répété des virures sont agencés le long d’un deuxième bord.
Selon un mode de réalisation, les panneaux isolants parallélépipédiques de la rangée sont juxtaposés selon un motif répété dans la première direction, la dimension du motif répété dans la première direction est deux fois la dimension du motif répété des virures dans la deuxième direction, et les premiers organes de retenue sont agencés au milieu des premiers bords.
Selon un autre mode de réalisation, les panneaux isolants parallélépipédiques de la rangée sont juxtaposés selon un motif répété dans la première direction, la dimension du motif répété dans la première direction est un multiple entier supérieur à deux de la dimension du motif répété des virures dans la deuxième direction, et plusieurs premiers organes de retenue mutuellement espacés d’une distance égale à la dimension du motif répété des virures sont agencés le long d’un premier bord.
Grace à ces dispositions, les organes de retenue peuvent être distribués sous la forme d’un réseau régulier sur la paroi porteuse, par exemple sous la forme d’un réseau de la famille cubique à face centrée, ce qui facilite la construction et uniformise la distribution des efforts exercés sur les panneaux isolants et sur la membrane étanche qu’ils supportent.
Les panneaux isolants parallélépipédiques peuvent présenter diverses structures. Selon un mode de réalisation, les panneaux isolants parallélépipédiques présentent une forme carrée. Selon un mode de réalisation, un panneau isolant comporte une plaque de fond reposant contre la paroi porteuse, par exemple par l’intermédiaire de cordons de mastic polymérisable, une plaque de couvercle parallèle à la plaque de fond et une couche de mousse polymère isolante prise en sandwich entre la plaque de fond et la plaque de couvercle. Selon un mode de réalisation, une plaque intermédiaire parallèle à la plaque de fond est intercalée dans l’épaisseur de la couche de mousse polymère isolante et divise celle-ci en deux couches. Une telle structure est avantageuse en ce qu’elle permet de limiter les efforts de flexion engendrés par la contraction différentielle des matériaux du panneau isolant.
Grâce aux cordons de mastic polymérisable, la planéité du panneau isolant parallélépipédique est améliorée et son portage est assuré. Selon un mode de réalisation, une feuille non adhésive est insérée entre la paroi porteuse et les cordons de mastic polymérisable pour empêcher les cordons de mastic polymérisable d’adhérer à la paroi porteuse. Inversement dans un autre mode de réalisation cette feuille non adhésive est omise pour que les panneaux isolants parallélépipédiques soient collés sur la paroi porteuse au moyen des cordons de mastic polymérisable.
Les organes de retenue peuvent être réalisés de différentes manières. Selon un mode de réalisation, le deuxième organe de retenue comporte une tige d’axe fixée perpendiculairement sur la paroi porteuse dans un interstice entre deux panneaux isolants parallélépipédiques de la rangée et une pièce d’attachement allongée présentant une partie centrale montée pivotante sur la tige d’axe et deux parties d’extrémité s’étendant transversalement à la tige d’axe de part et d’autre de celle-ci, la pièce d’attachement étant pivotable entre une position de libération dans laquelle la pièce d’attachement est orienté parallèlement à la deuxième direction et une position de retenue dans laquelle la pièce d’attachement est orienté parallèlement ou obliquement à la première direction, lesdits deux panneaux isolants parallélépipédiques présentant des logements latéraux pour recevoir les parties d’extrémité de la pièce d’attachement dans la position de retenue, de sorte que la pièce d’attachement dans la position de retenue arrête les deux panneaux isolants parallélépipédiques dans la direction d’épaisseur de la paroi de cuve.
Selon un mode de réalisation, le premier organe de retenue comporte une tige d’axe fixée perpendiculairement sur la paroi porteuse dans un interstice entre deux rangées et une pièce d’attachement allongée présentant une partie centrale montée pivotante sur la tige d’axe et deux parties d’extrémité s’étendant transversalement à la tige d’axe de part et d’autre de celle-ci, la pièce d’attachement étant pivotable entre une position de libération dans laquelle la pièce d’attachement est orienté parallèlement à la première direction et une position de retenue dans laquelle la pièce d’attachement est orienté parallèlement ou obliquement à la deuxième direction, deux panneaux isolants parallélépipédiques situées de part et d’autre de l’interstice présentant des logements latéraux pour recevoir les parties d’extrémité de la pièce d’attachement dans la position de retenue, de sorte que la pièce d’attachement dans la position de retenue arrête les deux panneaux isolants parallélépipédiques dans la direction d’épaisseur de la paroi de cuve.
Selon un mode de réalisation, les parties d’extrémité de la pièce d’attachement dans la position de retenue coopèrent avec une surface supérieure d’une plaque de fond des panneaux isolants parallélépipédiques.
Selon un mode de réalisation, la tige d’axe porte en outre un écrou vissé sur une portion d’extrémité de la tige d’axe opposée à la paroi porteuse et des rondelles élastique agencées entre l’écrou et la partie centrale de la pièce d’attachement.
Selon un mode de réalisation, des ailes d’ancrage ancrées aux panneaux isolants et parallèles à la première direction sont agencées entre les virures juxtaposées pour retenir la membrane étanche sur la barrière isolante.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante est une barrière isolante secondaire et la membrane étanche est une membrane étanche secondaire, la paroi de cuve comportant en outre une membrane étanche primaire destinée à être en contact avec un produit contenu dans la cuve et une barrière isolante primaire agencée entre la membrane étanche primaire et la membrane étanche secondaire.
Selon un mode de réalisation, les premiers et deuxièmes organes de retenue sont des premiers et deuxièmes organes de retenue secondaires, la cuve comportant en outre des organes de retenue primaires placés sur les panneaux isolants de ladite rangée à des emplacements situés sur au moins l’une parmi une première ligne parallèle à la première direction et située au droit d’au moins un dit deuxième organe de retenue secondaire et une deuxième ligne parallèle à la deuxième direction et située au droit d’au moins un dit premier organe de retenue secondaire. Les organes de retenue primaires sont de préférence placés aux intersections des premières et deuxièmes lignes.
Une telle cuve peut faire partie d’une installation de stockage terrestre, une installation de stockage posée sur un fond marin, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres.
Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d’un produit liquide froid comporte une double coque et une cuve précitée intégrée dans la double coque. Selon un mode de réalisation, la double coque comporte une coque interne formant la structure porteuse de la cuve.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d’un tel navire, dans lequel on achemine un produit liquide froid à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue de dessus schématique d’une paroi de cuve selon un premier mode de réalisation.
La figure 2 est une vue agrandie en perspective d’un coupleur mécanique de la paroi de cuve de la figure 1 dans une position de retenue.
La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 montrant le coupleur mécanique dans une position de libération.
La figure 4 est une vue en perspective d’une paroi de cuve selon un deuxième mode de réalisation, la membrane étanche étant omise.
La figure 5 est une vue écorchée en perspective d’une paroi de cuve selon un troisième mode de réalisation.
La figure 6 est une représentation schématique écorchée d’une cuve de navire méthanier et d’un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
La figure 1 représente une paroi de cuve 1 étanche et thermiquement isolante en vue de dessus pour montrer la structure de cette paroi. Une telle structure peut être mise en œuvre sur des surfaces étendues ayant diverses orientations, par exemple pour recouvrir des parois de fond, de plafond et de côté d’une cuve polyédrique. L’orientation de la figure 1 n’est donc pas limitative à cet égard.
La paroi de cuve 1 est attachée à une paroi porteuse 2. Par convention, on appellera « au-dessus » une position située plus près de l’intérieur du réservoir et « en dessous » une position située plus près de la paroi porteuse 2, quelle que soit l’orientation de la paroi de cuve par rapport au champ de gravité terrestre.
La paroi de cuve comporte au moins une barrière isolante et une membrane étanche 10 (qui est représentée partiellement transparente sur la figure 1 par mesure didactique) retenue sur le dessus de la barrière isolante. La barrière isolante est constituée d'une pluralité de panneaux isolants 3 parallélépipédiques qui sont disposés côte à côte, sous la forme de plusieurs rangées A, B parallèles entre elles, de manière à recouvrir sensiblement la surface interne de la paroi porteuse 2. Pour permettre la planéité de la membrane étanche 10, des cordons de mastic 29 (représentés sur la figure 4) sont installés entre la paroi porteuse 2 et la surface inférieure des panneaux isolants 3. Ces cordons de mastic 29 sont par exemple collés sur la surface inférieure du panneau isolant 3. Selon un mode de réalisation, les cordons de mastic peuvent être des cordons ondulés tels que décrits dans FR-A-2931535. Des cales non représentées peuvent également être prévues sur la paroi porteuse 2 pour supporter les coins des panneaux isolants 3.
Le panneau isolant 3 comporte par exemple un bloc de mousse 42 en polymère à haute densité, notamment polyuréthane avec ou sans de fibres de verre, pris en sandwich entre deux plaques planes par exemple en bois contreplaqué, à savoir plaque de fond 41 et plaque de couvercle 44. Par exemple, le bloc de mousse présente une densité de l’ordre de 130 kg/m3. D’autres structures sont également possibles.
Les rangées A et B des panneaux isolants 3 s’étendent dans une première direction et sont séparées par un interstice 4 qui s’étend également dans la première direction. Au sein de la rangée B, les panneaux isolants 3 sont séparés de manière sensiblement régulière par des interstices 5 qui s’étendent selon une deuxième direction. Les panneaux isolants 3 ont deux bords parallèles à la première direction et le long desquels sont disposés les premiers organes de retenue 21. Les panneaux isolants 3 ont deux bords parallèles à la deuxième direction et le long desquels sont disposés les deuxièmes organes de retenue 22.
Selon un mode de réalisation, les cordons de mastic 29 n’adhèrent pas à la paroi porteuse 2. Pour cela un film non représenté, par exemple en papier kraft ou en plastique, est interposé entre les cordons de mastic 29 et la paroi porteuse 2. Les organes de retenue 21 et 22 sont ici agencés au nombre de quatre par panneau isolant 3 et servent à retenir les panneaux isolants 3 à la paroi porteuse 2. Ils peuvent être réalisés de différentes manières.
Selon un autre mode de réalisation, les cordons de mastic 29 adhèrent également à la paroi porteuse 2 pour retenir les panneaux isolants 3 par collage. Dans ce cas, les organes de retenue 21 et 22 servent à retenir les panneaux isolants 3 à la paroi porteuse 2 de manière redondante avec le collage précité, mais surtout pendant la durée de polymérisation du mastic lors de la fabrication de la cuve.
La membrane étanche 10 comporte une nappe continue de virures 11, 12, métalliques, à bord relevés, dont la longueur correspond à la première direction et dont la largeur correspond à la deuxième direction. Les virures 11, 12 sont soudées par leurs bords relevés sur des supports de soudure non représentés qui sont fixés dans les rainures 13 ménagées sur les plaques de couvercle 44 des panneaux isolants 3. Les virures 21 sont, par exemple, réalisées en Invar ® : c’est-à-dire un alliage de fer et de nickel dont le coefficient de dilatation est typiquement compris entre 1,2.10-6et 2.10-6K-1. Il est aussi possible d’utiliser des alliages de fer et de manganèse dont le coefficient de dilatation est typiquement de l’ordre de 7 à 9.10-6K-1.
La barrière isolante peut être construite sur des surfaces de toutes dimensions en répétant périodiquement les rangées de panneaux isolants A, B et les virures métalliques 11 et 12 dans la deuxième direction. Dans la première direction, les rangées de panneaux isolants A, B et les virures métalliques 11 et 12 peuvent s’étendre sur une longueur quelconque, selon les besoins. Comme la dimension du motif périodique des rangées A, B est égale à deux fois la largeur d’une virure 11, 12 et que les bords longitudinaux des virures 11, 12 sont décalés d’une demi-largeur dans la deuxième direction par rapport aux bords des rangées A, B, il s’ensuit qu’une rangée A est recouverte par une virure 11 qui repose entièrement sur elle et deux virures 12 qui reposent à cheval sur la rangée A et les deux rangées adjacentes. Seulement la rangée adjacente B est représentée ici.
En variante, le décalage des virures 11, 12 pourrait être différent d’une demi-largeur, mais ce décalage ne peut pas être nul pour pouvoir réaliser les rainures 13.
En plaçant les organes de retenue 21 et 22 au milieu des quatre bords des panneaux isolants 3, qui présentent ici une section carrée, on obtient l’avantage qu’un nombre sensiblement égal d’organes de retenue se trouve au droit de chacune des virures 11 et 12.
De plus, par rapport à un ancrage réalisé aux quatre coins du panneau isolant 3, l’ancrage par les organes de retenue 21 et 22 agencés au milieu des bords du panneau isolant 3 présente l’avantage de limiter la longueur de panneau susceptible de fléchir sous l’effet du chargement des ballasts et/ou du gradient thermique. Cette longueur est ici limitée à la distance entre un organe de retenue 21 ou 22 et un coin, soit la demi-longueur du côté. A contrario la distance entre deux organes de retenue est l’entière longueur du côté si les organes de retenue sont agencés au niveau des coins du panneau isolant 3.
Si la dimension du panneau isolant 3 dans la deuxième direction (direction de largeur des virures 11, 12) est plus grande, par exemple augmentée d’une largeur de virure, il se trouvera une deuxième virure 11 reposant entièrement sur la rangée. On peut prévoir dans ce cas plusieurs organes de retenue 22 mutuellement espacés le long du bord du panneau isolant 3, afin de positionner toujours un organe de retenue 22 au droit de chacune des virures 11 reposant entièrement sur la rangée.
En référence aux figures 2 et 3, on décrit ci-dessous un mode de réalisation des organes de retenue 21 et 22 sous la forme d’un coupleur mécanique.
Ce coupleur mécanique comporte une tige filetée 31 qui s’étend perpendiculairement à la paroi porteuse 2 et dont l’extrémité inférieure est logée dans une douille 30, formant éventuellement une rotule, elle-même soudée sur la paroi porteuse 2. La tige filetée 31 pourrait aussi être directement soudée sur la paroi porteuse 2.
Sur la tige 31 sont engagés successivement une pièce de retenue 32, pivotante, des rondelles élastiques 34 et un écrou 33, réalisé sous la forme d’un écrou fendu pour éviter son desserrage par les vibrations. Sur la figure 3, la pièce de retenue 32 est orientée parallèlement à l’interstice 4 ou 5 dans lequel le coupleur est disposé, et elle ne coopère donc pas avec les panneaux isolants 3. Dans la position de retenue illustrée sur la figure 2, la pièce de retenue 32 a été pivotée d’environ 90° autour de la tige 31, qui constitue un axe engagé à travers la partie centrale 36, de sorte que la patte d’extrémité 35 de la pièce de retenue 32 est entrée dans un logement 43 du panneau isolant 3 pour arrêter celui-ci dans la direction d’épaisseur. Si la pièce de retenue 32 est symétrique comme représentée, la deuxième patte d’extrémité 35 de la pièce de retenue 32 peut réaliser le même effet pour un deuxième panneau isolant 3 (non représenté) situé de l’autre côté de l’interstice.
Ici le logement 43 est une rainure usinée dans le bloc de mousse 42 et qui découvre une surface supérieure du panneau de fond 41. Ainsi la patte d’extrémité 35 présente une forme plate parallèle avec le panneau de fond 41 et peut entrer en prise avec celui-ci sur une surface suffisante pour éviter de le dégrader par poinçonnement.
En référence à la figure 4, on a représenté un deuxième mode de réalisation de la barrière isolante. Ici les logements pour accueillir les pattes d’extrémité 35 de la pièce de retenue 32 sont réalisés sous la forme de puits 143 traversant toute l’épaisseur du bloc de mousse 42 et de la plaque de couvercle 44. Ainsi, le verrouillage du panneau isolant 3 est ici effectué, non par pivotement de la pièce de retenue 32, mais en amenant celle-ci depuis le dessus sur la tige 31. Le puits 143 permet ensuite d’amener et de serrer l’écrou 33 sur la tige 31.
La figure 4 montre aussi une série de cordons de mastic 29 disposés sur la paroi porteuse 2 à l’emplacement d’un panneau isolant 3. Cette représentation est didactique et ne correspond pas forcément à la manière dont les cordons de mastic 29 sont montés dans la cuve.
La technique décrite ci-dessus pour réaliser une paroi de cuve présentant une seule membrane étanche peut aussi être utilisée dans différents types de réservoirs, par exemple pour constituer une cuve à double membrane pour gaz naturel liquéfié (GNL) dans une installation terrestre ou dans un ouvrage flottant comme un navire méthanier ou autre. Dans ce contexte, on peut considérer que la membrane étanche 10 illustrée sur les figures précédentes est une membrane étanche secondaire, et qu’une barrière isolante primaire ainsi qu’une membrane étanche primaire, non représentées, doivent encore être ajoutées sur cette membrane étanche secondaire. De cette manière, cette technique peut également être appliquée aux cuves présentant une pluralité de barrière thermiquement isolante et de membranes étanches superposées.
Pour cela, la figure 4 et la figure 1 montrent aussi des organes de retenue primaires 46 qui peuvent être prévus, optionnellement, sur les panneaux de couvercle 44 pour pouvoir fixer la barrière isolante primaire. Plus précisément, la Fig. 4 montre une première ligne I parallèle à la première direction et située au droit des organes de retenue 22 et une deuxième ligne II parallèle à la deuxième direction et située au droit des organes de retenue 21. Comme illustré, les organes de retenue primaires 46 sont situés de préférence sur les panneaux de couvercle 44 à l’intersection des lignes I et II. On comprendra qu’une série de lignes I parallèles peuvent être tracées de la même façon sur plusieurs rangées successives. On comprendra qu’une série de lignes II parallèles peuvent être tracées de la même façon sur plusieurs panneaux isolants successifs d’une rangée.
Alternativement les organes de retenue primaires peuvent être positionnés à un autre emplacement sur les panneaux isolants 3, par exemple sur les lignes I ou sur les lignes II.
Un troisième mode de réalisation de la paroi plane de cuve, plus particulièrement adapté à une cuve à double membrane, va maintenant être décrit en référence à la figure 5.
Sur la figure 5, on a représenté en vue écorchée la structure multicouche d’une paroi de cuve 101 étanche et thermiquement isolante. Les éléments analogues ou identiques aux modes de réalisation précédents portent le même chiffre de référence et ne seront pas décrits à nouveau.
Une barrière isolante primaire 53 constituée de panneaux isolants primaires 54 a été ajoutée sur la membrane secondaire formée des virures 11, 12 et des supports de soudure 55. Une membrane étanche primaire 51 a été ajoutée sur la barrière isolante primaire 53. D’autres détails de la barrière isolante primaire 53 et/ou de la membrane étanche primaire 51 peuvent être trouvés par exemple dans la publication WO-A-2019234360.
En référence à la figure 6, une vue écorchée d’un navire méthanier 70 montre une cuve 71 étanche et isolée de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72. Dans une variante simplifiée, le navire comporte une simple coque.
De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de gaz liquéfié depuis ou vers la cuve 71.
La figure 6 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.
Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en œuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L’usage de l’article indéfini « un » ou « une » pour un élément ou une étape n’exclut pas, sauf mention contraire, la présence d’une pluralité de tels éléments ou étapes.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (17)

  1. Cuve étanche et thermiquement isolante intégrée dans une structure porteuse, ladite cuve comportant une paroi de cuve (1, 101) fixée sur une paroi porteuse (2) de la structure porteuse,
    dans laquelle la paroi de cuve comporte une barrière thermiquement isolante fixée sur la paroi porteuse et une membrane étanche portée par ladite barrière thermiquement isolante,
    dans laquelle la barrière thermiquement isolante comporte une pluralité de rangées (A, B, C) parallèles à une première direction, une rangée comportant une pluralité de panneaux isolants parallélépipédiques (3) juxtaposés, les rangées étant juxtaposées dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction selon un motif répété,
    dans laquelle la membrane étanche comporte une pluralité de virures (11, 12) métalliques parallèles à la première direction, une virure (11, 12) comportant une portion centrale plane reposant sur une surface supérieure des panneaux isolants et deux bords relevés faisant saillie vers l’intérieur de la cuve par rapport à la portion centrale, les virures étant juxtaposées dans la deuxième direction selon un motif répété et soudées ensemble de manière étanche au niveau des bords relevés,
    dans laquelle la dimension du motif répété des rangées est un multiple entier supérieur ou égal à deux de la dimension du motif répété des virures dans la deuxième direction, les virures qui reposent sur une rangée étant agencées de manière qu’au moins une dite virure (11) repose entièrement sur ladite rangée et au moins deux virures (12) sont disposées à cheval sur la rangée et deux rangées adjacentes situées de part et d’autre de ladite rangée, les bords relevés desdites virures étant décalés dans la deuxième direction par rapport aux bords de ladite rangée,
    et dans laquelle la paroi porteuse porte des premiers et deuxièmes organes de retenue (21, 22) coopérant avec des premiers et deuxièmes bords des panneaux isolants (3) de ladite rangée pour retenir les panneaux isolants de ladite rangée sur la paroi porteuse, les premiers organes de retenue (21) étant disposés au niveau des premiers bords, les premiers bords étant parallèles à la première direction, les premiers organes de retenue (21) étant disposés au droit des virures (12) disposées à cheval sur la rangée et les rangées adjacentes, les deuxièmes organes de retenue (22) étant disposés au niveau des deuxièmes bords, les deuxièmes bords étant parallèles à la deuxième direction, les deuxièmes organes de retenue (22) étant disposés à distance des coins des panneaux isolants de la rangée et au droit de ladite ou chaque virure (11) qui repose entièrement sur ladite rangée.
  2. Cuve selon la revendication 1, dans laquelle les premiers organes de retenue (21) sont disposés à distance des coins des panneaux isolants (3) de la rangée.
  3. Cuve selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les bords relevés desdites virures (11, 12) sont décalés dans la deuxième direction d’une distance égale à la moitié de la dimension du motif répété des virures par rapport aux bords de la rangée, les deuxièmes organes de retenue (22) étant distants des coins des panneaux isolants d’une distance égale à la dimension du motif répété des virures ou à un multiple entier de cette dimension.
  4. Cuve selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle la dimension du motif répété des rangées (A, B, C) est deux fois la dimension du motif répété des virures (11, 12) dans la deuxième direction, les deuxièmes organes de retenue (22) étant agencés au milieu des deuxièmes bords.
  5. Cuve selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle la dimension du motif répété des rangées est supérieure à deux fois la dimension du motif répété des virures dans la deuxième direction, et dans laquelle plusieurs deuxièmes organes de retenue mutuellement espacés d’une distance égale à la dimension du motif répété des virures sont agencés le long d’un deuxième bord.
  6. Cuve selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle les panneaux isolants parallélépipédiques (3) de la rangée sont juxtaposés selon un motif répété dans la première direction, dans laquelle la dimension du motif répété dans la première direction est deux fois la dimension du motif répété des virures (11, 12) dans la deuxième direction, et dans laquelle les premiers organes de retenue (21) sont agencés au milieu des premiers bords.
  7. Cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle les panneaux isolants parallélépipédiques (3) présentent une forme carrée.
  8. Cuve selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle le deuxième organe de retenue (22) comporte une tige d’axe (30, 31) fixée perpendiculairement sur la paroi porteuse (2) dans un interstice (5) entre deux panneaux isolants parallélépipédiques (3) de la rangée et une pièce d’attachement (32) allongée présentant une partie centrale (36) montée pivotante sur la tige d’axe et deux parties d’extrémité (35) s’étendant transversalement à la tige d’axe de part et d’autre de celle-ci, la pièce d’attachement (32) étant pivotable entre une position de libération dans laquelle la pièce d’attachement est orienté parallèlement à la deuxième direction et une position de retenue dans laquelle la pièce d’attachement est orienté parallèlement ou obliquement à la première direction, lesdits deux panneaux isolants parallélépipédiques (3) présentant des logements latéraux (43, 143) pour recevoir les parties d’extrémité (35) de la pièce d’attachement dans la position de retenue, de sorte que la pièce d’attachement (32) dans la position de retenue arrête les deux panneaux isolants parallélépipédiques dans la direction d’épaisseur de la paroi de cuve.
  9. Cuve selon l’une des revendications 1 à 8, dans laquelle le premier organe de retenue (21) comporte une tige d’axe (30, 31) fixée perpendiculairement sur la paroi porteuse (2) dans un interstice (4) entre deux rangées (A, B) et une pièce d’attachement (32) allongée présentant une partie centrale (36) montée pivotante sur la tige d’axe et deux parties d’extrémité (35) s’étendant transversalement à la tige d’axe de part et d’autre de celle-ci, la pièce d’attachement étant pivotable entre une position de libération dans laquelle la pièce d’attachement (32) est orienté parallèlement à la première direction et une position de retenue dans laquelle la pièce d’attachement est orienté parallèlement ou obliquement à la deuxième direction, deux panneaux isolants parallélépipédiques (3) situées de part et d’autre de l’interstice (4) présentant des logements latéraux (43, 143) pour recevoir les parties d’extrémité (35) de la pièce d’attachement dans la position de retenue, de sorte que la pièce d’attachement (32) dans la position de retenue arrête les deux panneaux isolants parallélépipédiques dans la direction d’épaisseur de la paroi de cuve.
  10. Cuve selon l’une quelconque des revendications 8 et 9, dans laquelle les parties d’extrémité (35) de la pièce d’attachement dans la position de retenue coopèrent avec une surface supérieure d’une plaque de fond (41) des panneaux isolants parallélépipédiques (3).
  11. Cuve selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, dans laquelle la tige d’axe (30, 31) porte en outre un écrou (33) vissé sur une portion d’extrémité de la tige d’axe opposée à la paroi porteuse et des rondelles élastiques (34) agencées entre l’écrou (33) et la partie centrale (36) de la pièce d’attachement.
  12. Cuve selon l’une des revendications 1 à 11, dans laquelle des ailes d’ancrage (51) ancrées aux panneaux isolants et parallèles à la première direction sont agencées entre les virures (11, 12) juxtaposées pour retenir la membrane étanche sur la barrière isolante.
  13. Cuve selon l’une des revendications 1 à 12, dans laquelle la barrière thermiquement isolante est une barrière isolante secondaire et la membrane étanche est une membrane étanche secondaire, la paroi de cuve comportant en outre une membrane étanche primaire (51) destinée à être en contact avec un produit contenu dans la cuve et une barrière isolante primaire (53) agencée entre la membrane étanche primaire et la membrane étanche secondaire (10).
  14. Cuve selon la revendication 13, dans laquelle les premiers et deuxièmes organes de retenue (21, 22) sont des premiers et deuxièmes organes de retenue secondaires, la cuve comportant en outre des organes de retenue primaires placés sur les panneaux isolants (3) de ladite rangée à des emplacements situés sur au moins l’une parmi une première ligne (A) parallèle à la première direction et située au droit d’un dit deuxième organe de retenue secondaire (22) et une deuxième ligne (B) parallèle à la deuxième direction et située au droit d’un dit premier organe de retenue secondaire (21).
  15. Navire (70) pour le transport d’un fluide, le navire comportant une double coque (72) et une cuve (71) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14 intégrée dans la double coque (72).
  16. Système de transfert pour un fluide, le système comportant un navire (70) selon la revendication 15, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (71) du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entrainer un fluide à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
  17. Procédé de chargement ou déchargement d’un navire (70) selon la revendication 15, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve (71) du navire.
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