WO2024104916A1 - Paroi pour une cuve étanche et thermiquement isolante - Google Patents

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WO2024104916A1
WO2024104916A1 PCT/EP2023/081477 EP2023081477W WO2024104916A1 WO 2024104916 A1 WO2024104916 A1 WO 2024104916A1 EP 2023081477 W EP2023081477 W EP 2023081477W WO 2024104916 A1 WO2024104916 A1 WO 2024104916A1
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plate
wall
thermally insulating
pillar
thickness
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PCT/EP2023/081477
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Guillaume SALMON LEGAGNEUR
Bruno Deletre
Guillaume De Combarieu
Benoît MOREL
Benjamin FAUBRY
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Gaztransport Et Technigaz
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Definitions

  • the invention relates to the field of waterproof and thermally insulating membrane tank walls.
  • the invention relates to the field of sealed and thermally insulating tank walls for the storage, transport and/or use as fuel of liquefied gas at low temperature, such as tanks intended to include liquefied gas. liquid hydrogen which is at approximately -253°C at atmospheric pressure.
  • tanks intended to include liquefied gas. liquid hydrogen which is at approximately -253°C at atmospheric pressure.
  • these tanks can be installed on land or on a floating structure.
  • the tank may be intended for the transport of liquefied gas or for the use of liquefied gas as fuel for the propulsion of the floating structure.
  • the sealing membrane is subjected to strong thermomechanical stresses, for example during loading, unloading and during transport of the liquefied gas contained in the tank, for example in the event of sloshing during transport. at sea, also called “sloshing” phenomenon, which generates waves of liquefied gas that break against the waterproof membrane from inside the tank.
  • stresses are the cause of numerous damage problems to tank walls.
  • the sealing membrane is not stressed uniformly.
  • the thermally insulating barrier is discontinuous, that is to say that it is made up for example of heat-insulating elements juxtaposed with each other and each supporting a plurality of flat zones of the membrane.
  • waterproofing its behavior is not homogeneous when the waterproofing membrane deforms under the effect of thermal and mechanical stresses, indicated previously.
  • hydrodynamic pressures due to the “sloshing” phenomenon are exerted locally in certain flat areas of the waterproofing membrane and are only taken up by the heat-insulating element(s) which support said flat areas.
  • thermal insulation performance of tanks of the aforementioned type is until now insufficient to allow them to store a liquefied gas at very low temperature, such as liquid hydrogen, unless it is very significantly increased. the thickness of thermally insulating barriers, which is not desirable.
  • An idea behind the invention is to solve the aforementioned problems.
  • An idea underlying the invention is to propose a waterproof and thermally insulating tank wall comprising a modular structure making it possible to more evenly distribute the forces exerted on the waterproof membrane of the tank wall.
  • Another idea underlying the invention is to propose a wall for a waterproof and thermally insulating tank comprising supporting elements capable of resisting the forces exerted transversely to the direction of thickness of the wall.
  • the invention provides a wall for a sealed and thermally insulating tank for storing a liquefied gas, the wall comprising successively, in a direction of thickness of the wall, a thermally insulating barrier intended to be anchored , directly or indirectly, to a supporting structure and a waterproofing membrane which rests against the thermally insulating barrier, the thermally insulating barrier comprising: - at least one support element and - a modular structure located between the at least one support element and the sealing membrane, the modular structure being fixed against the at least one support element, the sealing membrane resting against the modular structure and being fixed to said modular structure, the modular structure comprising at least a first plate and a second plate, the sealing membrane comprises a first zone fixed to the first plate and a second zone fixed to the second plate, the first plate being linked to the second plate by a connection which has a degree of freedom in translation in a direction perpendicular to the direction of thickness of the wall in order to authorize contraction of the sealing membrane and a degree of connection according to
  • the first plate and the second plate of the modular structure on which the first zone and the second zone of the sealing membrane are fixed can carry out relative movements in the direction perpendicular to the direction of thickness of the wall.
  • the sealing membrane in particular, and particularly when it has undulations, to contract when the tank is cooled and to expand when the tank is heated, for example when the tank is emptied. More precisely, when the temperature drops in the tank, the material making up the waterproofing membrane contracts, and to compensate for the waves the waterproofing membrane deploys. This means that the waves are more open at a cold temperature, for example when the tank is cold, than at a warmer temperature. When the tank is heated, for example when the tank is emptied, it is the opposite.
  • connection of the first plate to the second plate in the direction of thickness of the wall allows the dynamic pressures exerted on one of the first and second plates to also be taken up by the other plate, which ensures better distribution of stresses exerted on the wall.
  • This connection also makes it possible to eliminate or at least limit the differences in height or walking phenomena between the support surfaces of the waterproofing membrane, which limits the fatigue stresses on the waterproofing membrane.
  • such a wall may include one or more of the following characteristics.
  • connection is formed by direct contact between a side portion of the first plate and a side portion of the second plate. That is to say that the first plate and the second plate touch each other without an intermediate piece to connect them.
  • the lateral portion of the first plate comprises at least a first rectilinear tongue and an external tongue respectively located on either side in the direction of thickness of the wall of a respective portion of the lateral portion of the second plate.
  • the lateral portion of the first plate comprises a second rectilinear tongue
  • the external tongue being positioned between the first and the second rectilinear tongues
  • the lateral portion of the second plate comprises a first external tongue, a second external tongue and a rectilinear tab positioned between the first outer tab and the second outer tab of the side portion of the second plate
  • the first and second rectilinear tabs of the side portion of the first plate extending in a rectilinear manner and the first and second second external tongues of the side portion of the second plate being offset in the direction of thickness of the wall and positioned respectively outside the rectilinear tongue of the side portion of the second plate
  • the rectilinear tongue of the side portion of the second plate extending in a rectilinear manner and the external tongue of the side portion of the first plate being offset in the direction of thickness of the wall and positioned outside the rectilinear tongue of the side portion of the second plate .
  • the first plate is linked directly by contact to the second plate while allowing movement in the direction perpendicular to the direction of thickness of the wall. Said movement in the direction perpendicular to the direction of thickness of the wall is carried out without the connection of the first plate with the second plate breaking.
  • connection by direct contact is a pinching of the lateral portion of the first plate with the lateral portion of the second plate. That is, the first plate clamps the second plate.
  • This pinching makes it possible in particular to maintain direct contact of the first plate with the second plate in the presence of thermodynamic stress while allowing a slide-type movement, in translation in the direction perpendicular to the direction of thickness of the wall.
  • the side portion of the first plate cooperates by interlocking in shape with the side portion of the second plate and forms a nesting zone.
  • the nesting zone has a through passage which passes through, in the direction perpendicular to the direction of thickness of the wall, the lateral portion of the first plate and the lateral portion of the second plate, the through passage being formed by at least one opening provided in the lateral portion of the first plate corresponding to at least one opening provided in the lateral portion of the second plate, a rod being housed in said through passage so that the first plate and the second plate have a degree of connection in the direction of thickness of the wall.
  • the rod is rectilinear.
  • the section along the width of the rod has a circular, square, rectangular or oblong shape.
  • the rod is metallic or made of rigid composite material.
  • the rod has a sufficient length to be housed in the at least one opening provided in the side portion of the first plate and in the at least one opening provided in the side portion of the second plate.
  • the rod has a length equal to or greater than the length of the through passage.
  • the rod has a height chosen so that there is no play depending on the direction of thickness of the wall between the rod and the through passage.
  • the rod has at one end a stop in the form of a base in order to maintain the rod in the through passage.
  • the through passage is formed by a plurality of oblong-shaped openings.
  • the width of the through passage is less than the width of the rod in order to allow freedom in translation in the direction perpendicular to the direction of thickness of the wall.
  • the lateral portion of the first plate comprises a tenon projecting towards the second plate, said tenon being received by a mortise arranged in the lateral portion of the second plate.
  • the lateral portion of the first plate comprises a second tenon projecting towards the second plate, said second tenon being received by a second mortise arranged in the lateral portion of the second plate.
  • the lateral portion of the first plate comprises a third tenon projecting towards the second plate, said third tenon being received by a third mortise arranged in the lateral portion of the second plate.
  • the first, second and third tenons each have identical or different dimensions and correspond respectively to the first, second and third mortises which each have identical or different dimensions in order to receive the corresponding tenon.
  • the modular structure comprises a third plate, a fourth plate and a fifth plate, the sealing membrane comprising a third zone fixed to the third plate, a fourth zone fixed to the fourth plate and a fifth zone fixed to the fifth plate, the first plate being linked to the third, fourth and fifth plates by connections which have a degree of freedom in translation in a direction perpendicular to the direction of thickness of the wall and a degree of connection in the direction d thickness of the wall.
  • the first plate is linked to the third, fourth and fifth plates via respectively a first side portion, a second side portion, a third side portion and a fourth side portion of said first plate.
  • the modular structure comprises a plurality of plates, for example sixteen plates, in which each of the plates of the plurality of plates is at least linked to another plate, and preferably each of the plates is linked to at least two other plates, for example three other plates or four other plates.
  • the modular structure increases the distribution of the different stresses in a homogeneous manner, on the wall support element(s). Thus, local damage to the wall is limited.
  • the modular structure comprises a third plate, a fourth plate and a fifth plate, the sealing membrane comprising a third zone fixed to the third plate, a fourth zone fixed to the fourth plate and a fifth zone fixed to the fifth plate, the first plate being connected to the second, third, fourth and fifth plates via respectively a first side portion, a second side portion, a third side portion and a fourth side portion of said first plate.
  • the first plate has the general shape of a polygon, for example a quadrilateral and preferably a square or rectangle.
  • each side of the polygon corresponds respectively to a lateral portion.
  • the first plate has the following dimensions: - a length between 20 and 300 centimeters (cm); - a width of between 20 and 300 cm; - a thickness of between 4 and 30 millimeters (mm).
  • the first plate is a metal plate, preferably comprising an alloy of iron and nickel.
  • the first plate is a plate made of composite material.
  • the composite material plate comprises a metal plate to allow welding of the sealing membrane on said metal plate.
  • the characteristics defining the first side portion of the first plate can also apply to the other side portions of the first plate, such as the second side portion, the third side portion and the fourth side portion.
  • the characteristics defining the side portion of the second plate can also apply to the other side portions of the second plate.
  • the first plate has an axis of symmetry.
  • the first side portion and the fourth side portion respectively have an axis of symmetry with the second side portion and the third side portion.
  • the axis of symmetry passes through a diagonal of the first plate.
  • the first side portion, the second side portion, the third side portion and the fourth side portion of the first plate each have identical or different characteristics.
  • the first plate is fixed against the at least one support element via a first fixing located in the center of the first plate
  • the second plate is fixed against the at least one support element via a second fixing located in the center of the second plate.
  • the central binding ensures better balancing of the binding.
  • the first fixing and the second fixing is a screw-nut system or riveting.
  • the aforementioned characteristics for the first plate also apply to the other plates of the modular structure, for example to the second plate, the third plate, the fourth plate and/or the fifth plate.
  • the aforementioned characteristics for the second plate also apply to the other plates of the modular structure, for example to the first plate, the third plate, the fourth plate and/or the fifth plate.
  • the at least one support element is a thermally insulating panel comprising a layer of self-supporting insulating foam sandwiched between an internal rigid plate and an external rigid plate, preferably the layer of insulating foam is a polymer foam.
  • the modular structure is fixed to the internal rigid plate.
  • the internal rigid plate is equipped with metal plates intended for anchoring the modular structure.
  • the at least one support element is an insulating box comprising a bottom plate, a cover plate and supporting sails extending, in the direction of thickness of the wall between the bottom plate and the cover plate and delimiting at least one compartment filled with a thermally insulating gasket.
  • an insulating box is for example described in document WO2012127141.
  • the thermally insulating lining is chosen from: perlite, glass wool and rock wool.
  • the at least one support element comprises a layer of flexible material in contact with the modular structure.
  • the flexible material has a Young's modulus in compression in the direction of thickness of the tank wall of between 0.25 and 25 MPa, for example in felt.
  • the flexible material has a Young's modulus in compression lower than the Young's modulus of the self-supporting insulating foam layer of the thermally insulating panel. That is to say that the flexible material is more flexible than said layer of self-supporting insulating foam of the thermally insulating panel.
  • the ratio between the Young's modulus in compression of the flexible material and the Young's modulus in compression of said layer of self-supporting insulating foam of the thermally insulating panel is less than or equal to 1/5, preferably included in 1/5 and 1/20.
  • the flexible material has a Young's modulus in compression lower than the Young's modulus of the material, such as plywood, in which at least one of the bottom plate, the cover plate and the sails carrying the insulating box.
  • the ratio between the Young's modulus in compression of the flexible material and the Young's modulus in compression of said material in which at least one of the bottom plate, the cover plate and the supporting sails is made is less than or equal to 1/5, preferably between 1/5 and 1/20.
  • the layer of flexible material extends in the direction perpendicular to the direction of thickness of the wall.
  • the thermally insulating barrier comprises a first support element and a second support element, the first support element being a first pillar and the second support element being a second pillar, the first pillar and the second pillar extending along the thickness direction of the wall, the first pillar being fixed to the first plate and the second pillar being fixed to the second plate.
  • the modular structure comprises: a first sleeve fixed between an internal end of the first pillar and the first plate, a second sleeve fixed between an internal end of the second pillar and the second plate, and a metal beam connecting the first sleeve and the second sleeve by a sliding junction in the direction perpendicular to the direction of thickness of the wall.
  • the metal beam has a rectilinear shape. According to one embodiment, the metal beam has the shape of a rectangular parallelepiped.
  • the sleeve has a cylindrical or cubic shape.
  • the sleeve has a through notch, preferably in the shape of a cross.
  • the thermally insulating barrier comprises a third support element, the third support element being a third pillar extending in the direction of thickness of the wall, in which the first pillar, the second pillar and the third pillar are aligned.
  • the modular structure comprises a third plate and a third sleeve fixed between an internal end of the third pillar and the third plate, the sealing membrane comprising a third zone fixed to the third plate, in which, the metal beam connects the third sleeve.
  • each sleeve is fixed by fitting inside the internal end of the pillar.
  • each sleeve is fixed by interlocking outside the internal end of the pillar.
  • the internal end of the pillar is the end of the pillar being closest to the waterproof membrane intended to be in contact with the liquefied gas contained in the tank.
  • the first sleeve and the second sleeve comprise a through opening in the direction perpendicular to the direction of thickness of the wall in order to receive the metal beam.
  • the third sleeve comprises a through opening in the direction perpendicular to the direction of thickness of the wall in order to receive the metal beam.
  • the modular structure comprises a metal beam connecting the first plate and the second plate by a sliding junction in the direction perpendicular to the direction of thickness of the wall.
  • the metal beam has an “I” shaped cross section.
  • the joist is a normal profile “I” profile, also called an “IPN” joist.
  • the beam with an "I" shaped cross section has a first and a second lateral grooves extending in the longitudinal direction of the beam, the first lateral groove receives a lateral portion of the first plate and the second lateral groove receives a lateral portion of the second plate.
  • the beam with an "I" shaped cross section blocks the rotation of the first plate and the second plate relative to axes parallel to the direction of thickness of the wall. Consequently, the surface of the modular structure at the first and second plates is flat and rigid.
  • the first lateral groove and the second lateral groove of the beam each receive a plurality of lateral portions of plates of the modular structure.
  • each pillar is made of a composite material comprising fibers and a matrix, which makes it possible to obtain satisfactory compressive strength for a limited conductive section.
  • the fibers are chosen from glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, flax fibers, basalt fibers and mixtures thereof.
  • the matrix is chosen from polyethylene, polypropylene, poly(ethylene terephthalate), polyamide, polyoxymethylene, polyetherimide, polyacrylate, polyaryletherketone, polyetheretherketone, copolymers thereof , polyester, vinyl ester, epoxy and polyurethane.
  • the pillars are made of an epoxy resin reinforced with glass fibers.
  • each pillar has a tubular section.
  • each pillar has one or more through orifices opening into an internal space of said pillar.
  • each pillar has an internal space which is lined with an insulating lining of open-cell porous material, for example chosen from an open-cell insulating polymer foam, such as open-cell polyurethane foam, wool glass, rock wool, melamine foam, polyester wadding, polymer aerogels, such as polyurethane-based airgel, in particular marketed under the Slentite ® brand, and silica aerogels.
  • open-cell insulating polymer foam such as open-cell polyurethane foam, wool glass, rock wool, melamine foam, polyester wadding
  • polymer aerogels such as polyurethane-based airgel, in particular marketed under the Slentite ® brand
  • silica aerogels such as silica aerogels.
  • the first plate is linked to an internal end of the first pillar via a connecting device which retains the first plate to the first pillar in the thickness direction, the connecting device having: - a degree of freedom in rotation around a first axis which is perpendicular to the direction of thickness of the wall, and - a degree of freedom in rotation around a second axis which is perpendicular to the direction of thickness of the wall and orthogonal to the first axis.
  • connection of the connecting device between the sealing membrane and the pillar allows relative movement between them and thus forms a damping device which attenuates the forces which are likely to be transmitted to the pillar, particularly when the waterproofing membrane is subject to the sloshing phenomenon.
  • the bending moments acting on the pillar are thus reduced.
  • the lifespan of the support element and therefore of the tank wall is thus increased compared to a tank wall not having the aforementioned characteristics.
  • the second plate is linked to an internal end of the second pillar via a second connecting device which retains the second plate to the second pillar in the thickness direction, the second connecting device having: - a degree of freedom in rotation around a first axis which is perpendicular to the direction of thickness of the wall, and - a degree of freedom in rotation around a second axis which is perpendicular to the direction of thickness of the wall and orthogonal to the first axis.
  • connection device has: - a degree of connection in translation along the first axis, and - a degree of connection in translation along the second axis.
  • connection device has a degree of rotational connection in the direction of thickness of the wall.
  • the connecting device has a degree of freedom in translation in the direction of thickness which is limited to a translation of a determined maximum distance, preferably a distance less than 3 cm.
  • the connecting device comprises a support fixed to the internal end of the first pillar.
  • the support comprises a sleeve which is fitted with the internal end of the pillar.
  • the sleeve is fixed against a longitudinal surface of the pillar.
  • the sleeve extends beyond the internal end of the pillar.
  • the pillar is hollow.
  • the sealing membrane is welded to the first metal plate.
  • the support comprises a closing plate fixed to the internal end of the first pillar and covering the internal end of the first pillar.
  • the closure plate is metallic.
  • connection device comprises a ball joint cup and a ball joint head housed in said ball joint cup, one of the ball joint cup and the ball joint head being integral with the first plate and the other being integral with the support.
  • ball joint head and “ball joint bowl” are respectively defined within the meaning of this text as being the protuberance and the receiving cavity of a ball joint connection.
  • the connecting device is arranged so as to press the ball joint head and the ball joint cup against each other.
  • the connecting device comprises a rod passing through the ball joint head and the ball joint cup.
  • the rod of the connecting device has a first end fixed to an element among the support and the first plate.
  • said rod of the connecting device has a second end fixed to the other element among the support and the first plate.
  • said rod of the connecting device has a first end equipped with a stop.
  • said rod of the connecting device has a second end equipped with a stop.
  • the connecting device further comprises at least one elastic member or a spherical washer mounted on the rod and disposed between the stop and one of the ball joint cup and the ball joint head so as to press the ball joint ball head and the ball joint cup against each other.
  • the connecting device comprises an elastic member or a spherical washer mounted on the rod and disposed between the stop and the ball joint cup and further comprises an elastic member or a spherical washer mounted on the rod and disposed between the stop and the ball head, so as to press the ball joint head and the ball joint cup against each other.
  • said rod of the connecting device has a first end fixed to an element among the support and the first plate and a second end equipped with a stop
  • the connecting device further comprises at least one elastic member or a spherical washer mounted on the rod and disposed between the stop and one of the ball joint cup and the ball joint head so as to press the ball joint head and the ball joint cup against each other.
  • the connecting device comprises a rod comprising a first end which is fixed to a first element among the first plate and the support and a second end comprising a stop, said rod passing through a second element among the first plate and the support, the connecting device further comprising at least one elastic member or a spherical washer mounted on the rod and positioned between the first plate and the support so as to press the second element against the abutment surface.
  • the elastic member is dimensioned to limit the free movement in translation in the direction of thickness.
  • the elastic member comprises a Belleville washer.
  • the elastic member comprises a plurality of Belleville washers, preferably 2 or 3 Belleville washers.
  • the rod is a screw comprising a screw head and the stop is the screw head.
  • the connecting device comprises a plurality of rods spaced from each other and a plurality of elastic members, each rod comprising a first end which is fixed to a first element among the first plate and the support and a second end comprising a stop, said rod passing through a second element among the first plate and the support, each elastic member mounted on one of the rods and positioned between the first plate and the support so as to press the second element against the surface of stop.
  • the plurality of rods comprises three rods distributed so that the three segments of the straight lines connecting the rods in pairs form an equilateral triangle.
  • the stop is positioned in a recess provided in the ball joint head or the ball joint cup, the elastic member or the spherical washer being located in the recess between the screw head and a bottom of the recess.
  • the support element comprises: - an external plate which is linked to an external end of the first pillar via an external connection device which retains the external plate to the first pillar in the direction of thickness, the secondary sealing membrane being fixed to the external plate, the external connection device having: - a degree of freedom in rotation around a first axis which is perpendicular to the direction of thickness of the wall, and - a degree of freedom in rotation around a second axis which is perpendicular to the direction of thickness of the wall and orthogonal to the first axis.
  • the external connection device is similar to the connection device, that is to say it may include one or more of the characteristics of the connection device which is arranged at the external end of the first pillar.
  • the external connection device comprises a support fixed to the external end of the first pillar and comprises a ball joint cup and a ball joint housed in said ball joint cup, one of the ball joint cup and the ball head being secured to the external plate and the other being secured to the support.
  • the external plate is metallic.
  • the secondary sealing membrane is welded to the external metal plate.
  • the secondary thermally insulating barrier comprises the support element.
  • the secondary thermally insulating barrier comprises a plurality of support elements.
  • the primary thermally insulating barrier comprises the aforementioned support element.
  • the primary thermally insulating barrier comprises a plurality of support elements.
  • the secondary thermally insulating barrier and the primary thermally insulating barrier each comprise the support element.
  • the primary thermally insulating barrier and the secondary thermally insulating barrier comprise a plurality of support elements.
  • the primary sealing membrane comprises a first series of corrugations having first corrugations parallel to each other and a second series of corrugations having second corrugations parallel to each other and perpendicular to the first corrugations
  • the primary waterproofing membrane comprises a plurality of flat zones which are each defined between two first adjacent corrugations and between two second adjacent corrugations, the plurality of flat zones of the primary sealing membrane comprising a first flat zone which is welded against the first plate of the support element.
  • the secondary sealing membrane comprises a first series of corrugations having first corrugations parallel to each other and a second series of corrugations having second corrugations parallel to each other and perpendicular to the first corrugations, the secondary waterproofing membrane comprising a plurality of flat zones which are each defined between two first adjacent corrugations and between two second adjacent corrugations, the plurality of flat zones of the secondary sealing membrane comprising a first flat zone which is welded against the external plate of the support element.
  • the invention also provides a waterproof and thermally insulating tank comprising at least a first and a second wall as mentioned above.
  • the first wall and the second wall form a corner of the tank, and the first wall and the second wall each comprise a row of support elements supporting the sealing membrane which extends parallel at the edge, in which the row includes the support element.
  • the first wall and the second wall comprise: - a first row of support elements supporting the waterproofing membrane which extends parallel to the edge and which is located near the corner of the tank, and - a second row of support elements supporting the waterproofing membrane which extends parallel to the edge and which is adjacent to the first row, in which the second row comprises the support element.
  • the waterproofing membrane is a corrugated waterproofing membrane comprising a first series of corrugations having first corrugations parallel to each other and a second series of corrugations having second corrugations parallel to each other and perpendicular to the first undulations, the sealing membrane comprising a plurality of flat zones which are each defined between two adjacent first undulations and between two adjacent second undulations, in which the first zone and the second zone correspond to two adjacent planar zones.
  • the primary thermally insulating barrier comprises at least a first row of pillars comprising successively, in a direction parallel to the first undulations, at least the first, the second and the third pillars which are fixed to the secondary thermally insulating barrier and which rise according to the thickness direction of the wall, the first, the second and the third pillars being respectively fixed to the first, the second and the third plates, in which the first, the second and the third pillars are respectively located at a flat area.
  • the primary thermally insulating barrier comprises at least a second row of pillars comprising a fourth, a fifth and a sixth pillars which are fixed to the secondary thermally insulating barrier and which rise in the direction of thickness of the wall, the fourth, the fifth and the sixth pillars being aligned in a direction parallel to the second undulations and being respectively fixed to a fourth, a fifth and a sixth plates, in which the fourth, the fifth and the sixth pillars are respectively located at the level of a flat area.
  • the primary thermally insulating barrier comprises both support elements which are aligned parallel to the first undulations of the primary sealing membrane and support elements which are aligned parallel to the second undulations of the primary sealing membrane.
  • the waterproofing membrane is fixed to the modular structure by welding.
  • the thermally insulating barrier is a primary thermally insulating barrier and the sealing membrane is a primary sealing membrane which is intended to be in contact with the liquefied gas contained in the tank, the wall comprising a barrier secondary thermally insulating barrier intended to rest against the supporting structure, a secondary waterproofing membrane which rests against the secondary thermally insulating barrier, the primary thermally insulating barrier resting against the secondary waterproofing membrane and the primary waterproofing membrane resting against the barrier primary thermally insulating.
  • the secondary thermally insulating barrier rests against the supporting structure.
  • the first series of corrugations and the second series of corrugations of the secondary waterproofing membrane project inwards, in the opposite direction to the supporting structure.
  • the primary thermally insulating barrier has a gas phase placed at negative pressure relative to atmospheric pressure.
  • the thermal insulation properties of the primary thermally insulating barrier are increased.
  • the gas phase is placed at an absolute pressure less than 1 Pa, advantageously less than 10 -1 Pa, preferably less than 10 –2 Pa and for example of the order of 10 –3 Pa. This makes it possible to increase the thermal insulation performance of the primary thermally insulating barrier.
  • the secondary thermally insulating barrier has a gas phase under vacuum, preferably at an absolute pressure less than 1 Pa.
  • the primary sealing membrane comprises a plurality of corrugated metal sheets, each corrugated metal sheet having edges which are each lap welded to an edge of an adjacent corrugated metal sheet.
  • the secondary thermally insulating barrier comprises insulating panels anchored to the supporting structure.
  • the insulating panels are made from: glass wool, rock wool, polyester wadding, open-cell polymer foams, such as open-cell polyurethane foam or melamine foams.
  • each insulating panel comprises a layer of insulating polymer foam sandwiched between an internal plate and an external plate, for example made of plywood or made in a polymer matrix reinforced by fibers, such as glass fibers. .
  • the internal plate of the insulating panels is equipped with metal plates intended for anchoring the modular structure on the insulating panels and/or for anchoring the waterproof membrane on the insulating panels.
  • the internal plate of the insulating panels is equipped with metal plates intended for anchoring the edges of the corrugated metal sheets of the secondary waterproofing membrane on the insulating panels.
  • the liquefied gas is hydrogen
  • the invention also provides a waterproof and thermally insulating tank comprising a plurality of aforementioned walls.
  • the sealed and thermally insulating tank contains liquefied hydrogen.
  • the tank can be made using different techniques, notably in the form of an integrated membrane tank.
  • the tank is a polyhedral tank.
  • Such a tank can be part of a land storage installation or be installed in a floating, coastal or deep water structure, in particular a liquid hydrogen transport vessel, that is to say a hydrogen tanker, a floating unit storage and regasification unit (FSRU), a floating production and remote storage unit (FPSO) and others.
  • a tank can also be used as a fuel tank in any type of ship.
  • a ship for transporting liquefied gas comprises a double hull and a aforementioned tank placed in the double hull.
  • the invention also provides a transfer system for a liquefied gas, the system comprising the aforementioned ship, insulated pipes arranged so as to connect the sealed and thermally insulating tank installed in the hull of the ship to an installation floating or land storage and a pump to drive a flow of liquefied gas through insulated pipelines from or to the floating or land-based storage facility to or from the vessel's watertight and thermally insulating tank.
  • the invention also provides a method of loading or unloading such a vessel, in which a liquefied gas is conveyed through insulated pipes from or to a floating or terrestrial storage installation to or from the tank waterproof and thermally insulating the vessel.
  • FIG. 1 There is a cutaway and schematic perspective view of a supporting structure intended to support a waterproof and thermally insulating tank for storing a liquefied gas.
  • FIG. 1 There is a partial perspective view of a wall of a waterproof and thermally insulating tank according to a first embodiment.
  • FIG. 1 There is a perspective view of a plate of a modular structure according to one embodiment.
  • FIG. 1 There is a perspective view of a modular structure formed by four plates linked together according to the embodiment of the .
  • FIG. 1 There is a perspective view of a wall according to another embodiment, comprising a modular structure.
  • FIG. 1 There is a perspective view of a plate of the modular structure of the .
  • FIG. 1 There is a perspective view of a connection of a first plate with a second plate, of the modular structure of the .
  • FIG. 1 There is a schematic, partial and perspective view of a wall comprising a modular structure according to another embodiment.
  • FIG. 1 There is a schematic, partial and perspective view of a wall comprising a modular structure according to another embodiment.
  • FIG. 1 There is a schematic, partial and sectional view of a wall comprising a modular structure according to another embodiment.
  • FIG. 1 There is a schematic, partial and perspective view of a wall comprising the modular structure according to the embodiment of the , in which the waterproofing membrane has been deliberately omitted.
  • the liquefied gas intended to be stored in the tank may in particular be liquid hydrogen which has the particularity of being stored at approximately -253°C at atmospheric pressure.
  • the invention applies to any other liquefied gas, for example liquefied natural gas.
  • a tank 1 intended to receive a liquefied gas.
  • the tank 1 comprises a supporting structure formed by the internal hull (not shown) of a double-hulled ship (not shown).
  • the tank 1 has a general polyhedral or prismatic shape.
  • the tank 1 has a first transverse wall 2 and a second transverse wall 3, here of octagonal shape.
  • the first transverse wall 2 is only partially shown in order to allow visualization of the internal space of the tank 1.
  • the tank 1 also includes a ceiling wall 4, a bottom wall 5, lower chamfer walls 6 , side walls 7 and upper chamfer walls 8.
  • the ceiling wall 4, the bottom wall 5, the lower chamfer walls 6, the side walls 7, and the upper chamfer walls 8 extend in the direction longitudinal of the ship, connect the first and second transverse walls 2, 3 at the level of transverse edges 9, and meet at the level of longitudinal edges 10.
  • Each wall of the tank successively presents, in a direction of thickness of the wall, a thermally insulating barrier intended to rest against a supporting structure and a sealing membrane which rests against the thermally insulating barrier.
  • each wall of the tank has a multi-layer structure comprising, from the outside towards the inside of the tank, a secondary thermally insulating barrier comprising a plurality of secondary insulating panels, intended to be anchored, directly or indirectly , to a supporting structure, a secondary waterproof membrane resting against the secondary thermally insulating barrier, a primary thermally insulating barrier comprising a plurality of primary insulating panels or a plurality of primary pillars, resting against the secondary waterproof membrane and a primary waterproof membrane intended to be in contact with the liquefied gas contained in the tank.
  • the primary sealed membrane defines an internal space intended to receive liquefied gas, such as hydrogen.
  • the wall 11 for a sealed and thermally insulating tank for storing a liquefied gas has a multilayer structure comprising, in the direction of thickness of the wall 11, from the outside towards the inside, a secondary thermally insulating barrier 12 intended to rest against a supporting structure 23, a secondary sealing membrane 13, a primary thermally insulating barrier 14 and a primary sealing membrane 15 intended to be in contact with the liquefied gas contained in the tank.
  • the secondary thermally insulating barrier 12 comprises a plurality of insulating panels 16 anchored to the supporting structure 23.
  • the insulating panels 16 each comprise a layer of insulating polymer foam 17 sandwiched between an internal plate 18 and an external plate 19.
  • the internal plates 18 and external 19 are, for example, plywood plates glued to said layer of insulating polymer foam 17.
  • the internal 18 and external 19 plates are made in a polymer matrix reinforced by fibers, such as fibers of glass.
  • the insulating polymer foam may in particular be a polyurethane-based foam.
  • the polymer foam is advantageously reinforced with fibers, such as glass fibers, helping to reduce its thermal contraction.
  • the insulating panels 16 are anchored to the supporting structure 23 by means of secondary anchoring devices, not shown.
  • Each insulating panel 16 is, for example, fixed to at least each of its four corners.
  • Each secondary anchoring device comprises a stud welded to the supporting structure 23 as well as a support member which is fixed on the stud and which bears against a support zone of the insulating panels 16.
  • the external plate 19 of the insulating panels 16 projects beyond the layer of insulating polymer foam 17, at least at the corners of the insulating panel 16, so as to form the support zones of the insulating panels 16 cooperating with the members of the insulating panels 16.
  • Elastic members such as Belleville washers, are advantageously threaded onto the stud, between a nut mounted on the stud and the support member, which ensures elastic anchoring of the insulating panels 16 on the supporting structure 23 .
  • portions of putty 20 are interposed between the external plate 19 of the insulating panels 16 and the supporting structure 23.
  • the portions of putty 20 thus contribute to compensating for the surface irregularities of the supporting structure 23.
  • the portions of mastic 20 adhere to the external plate 19 of the insulating panels 16 and to the supporting structure 23.
  • the portions of mastic 20 thus participate in the anchoring of the insulating panels 16 on the supporting structure 23.
  • secondary anchoring devices are optional.
  • the insulating panels 16 have substantially the shape of a rectangular parallelepiped and are juxtaposed in parallel rows and separated from each other by gaps 21 guaranteeing functional assembly clearance.
  • the gaps 21 are filled with a heat-insulating filling, not shown, such as glass wool, rock wool or flexible open-cell polymer foam, for example.
  • the gaps can also be filled with insulating plugs, as described in applications WO2019155157 or WO2021028624, for example.
  • the internal face of the insulating panels 16 has two series of grooves 22 perpendicular to each other and intended to receive undulations, projecting towards the outside of the tank, formed on the corrugated metal sheets of the secondary sealing membrane 13.
  • Each of the series of grooves 22 is parallel to two opposite sides of the insulating panels 16.
  • the grooves 22 pass entirely through the thickness of the internal plate 18 as well than an internal portion of the layer of insulating polymer foam 17.
  • the grooves 22 have a shape complementary to those of the undulations of the secondary sealing membrane 13.
  • the internal plate 18 of the insulating panels 16 is equipped with metal plates intended for anchoring the edges of the corrugated metal sheets of the secondary waterproofing membrane 13 on the insulating panels 16.
  • the metal plates extend in two directions perpendiculars which are each parallel to two opposite sides of the insulating panels 16.
  • the metal plates are fixed on the internal plate 18 of the insulating panels 16, by screws, rivets or staples, for example.
  • the metal plates are placed in recesses made in the internal plate 18 such that the internal surface of the metal plates is flush with the internal surface of the internal plate 18.
  • the insulating panels 16 have relaxation slots 27 which make it possible to reduce their stiffness so that the secondary thermally insulating barrier 12 deforms in the most homogeneous manner possible. This makes it possible to obtain the most uniform deformations possible of the undulations of the secondary sealing membrane 13.
  • the insulating panels 16 have relaxation slots 27 at least opposite each of the undulations 24 of the membrane. secondary sealing 13.
  • a relaxation slot 27 extends from the bottom of each of the grooves 22 towards the external plate 19 of the insulating panels 16.
  • the insulating blocks 16 also include relaxation slots which open onto the external face of the insulating panels 16. Such relaxation slots are then not arranged facing an undulation of the secondary sealing membrane 13 but halfway between two parallel undulations of the sealing membrane secondary 13.
  • the secondary sealing membrane 13 comprises a plurality of corrugated metal sheets each having a substantially rectangular shape.
  • Corrugated metal sheets are, for example, made of Invar®: that is to say an alloy of iron and nickel whose expansion coefficient is typically between 1.2.10 -6 and 2.10 -6 K -1 , or in an iron alloy with a high manganese content whose expansion coefficient is typically of the order of 7.10 -6 K -1 .
  • corrugated metal sheets can also be made from stainless steel or aluminum.
  • corrugated metal sheets are overlap welded along their edges in order to ensure the tightness of the secondary sealing membrane 13. Furthermore, the corrugated metal sheets are arranged offset relative to the insulating panels 16 of the barrier secondary thermally insulating material 12 such that each of said corrugated metal sheets extends jointly over several adjacent insulating panels 16. In order to ensure the anchoring of the secondary waterproofing membrane 13 on the secondary thermally insulating barrier 12, the edges of the corrugated metal sheets are welded to the metal plates, for example by spot welds.
  • the secondary sealing membrane 13 has undulations and more particularly a first series of undulations extending parallel to a first direction and a second series of undulations extending parallel to a second direction.
  • the directions of the series of undulations are perpendicular to each other.
  • Each of the series of corrugations is parallel to two opposite edges of the corrugated metal sheet.
  • the undulations here project towards the outside of the tank, that is to say in the direction of the supporting structure 23.
  • the secondary sealing membrane 13 comprises, between the undulations, a plurality of flat zones.
  • the undulations of the secondary waterproofing membrane 13 are housed in the grooves 22 provided in the internal face of the insulating panels 16 and in the gaps 21 provided between the adjacent insulating panels 16.
  • each primary anchoring device aimed at ensuring the anchoring of the support elements of the primary thermally insulating barrier 14 on the insulating panels 16 of the thermally insulating barrier.
  • Each primary anchoring device comprises a stud, not shown, which passes through the secondary sealing membrane in a watertight manner.
  • the primary thermally insulating barrier 14 comprises a plurality of pillars 30 which extend in the direction of thickness of the wall 11.
  • the pillars 30 make it possible to support the primary sealing membrane 15 and, consequently, to take up the forces due to the hydrostatic and dynamic pressures exerted, on the primary sealing membrane 15, by the liquefied gas contained inside the tank.
  • the pillars 30 are aligned in rows which are parallel to the direction of the undulations of the first series of undulations 45a and in rows parallel to the direction of the undulations of the second series of undulations 45b.
  • the pillars 30 each comprise an external base, an internal base and a rod extending between the external base and the internal base.
  • the external base and the internal base can be made of metal, such as stainless steel, or of a composite material, such as an epoxy resin loaded with glass fibers, for example.
  • the external base and the internal base can be fixed to the rod by any means and in particular by gluing.
  • the rod as well as the external base and the internal base forming the pillar 30 are formed in one piece, by molding for example.
  • the pillars have a tubular shape, preferably with a circular section.
  • the primary waterproof membrane 15 for its part is obtained in a manner similar to the secondary waterproof membrane by assembling a plurality of corrugated metal sheets 44.
  • the corrugated metal sheets 44 each have a substantially rectangular shape.
  • the corrugated metal sheets 44 are, for example, made of Invar®: that is to say an alloy of iron and nickel whose expansion coefficient is typically between 1.2.10 -6 and 2.10 -6 K -1 , or in an iron alloy with a high manganese content whose expansion coefficient is typically of the order of 7.10 -6 K -1 .
  • the corrugated metal sheets 44 can also be made of stainless steel or aluminum.
  • the corrugated metal sheets 44 are overlap welded along their edges in order to ensure the tightness of the primary sealing membrane 15.
  • the primary sealing membrane 15 comprises undulations 45. More particularly, it comprises a first series of corrugations 45a extending parallel to a first direction and a second series of corrugations 45b extending parallel to a second direction.
  • the directions of the series of corrugations 45a, 45b are perpendicular and are parallel or perpendicular to the rows of pillars 30.
  • Each of the series of corrugations 45a, 45b is parallel to two opposite edges of the corrugated metal sheets 44.
  • the corrugations 45 project towards inside the tank, that is to say in the opposite direction to the supporting structure 23.
  • Each corrugated metal sheet 44 has between the corrugations 45, a plurality of flat zones 46.
  • Each flat zone 46 of the primary sealing membrane 15 is located opposite, in the direction of thickness of the wall 11, a flat zone of the secondary sealing membrane 13.
  • the wall 11 comprises a modular structure 50 located between a plurality of pillars 30 and the primary sealing membrane 15.
  • the primary sealing membrane 15 is fixed on the modular structure 50 by welding at the level of the flat zones 46. According to one embodiment, each of the flat zones 46 of the primary sealing membrane 15 is fixed on a respective plate of the modular structure 50. According to another embodiment, the primary sealing membrane 15 is only welded to the modular structure along the edges of the corrugated metal sheets 44.
  • the modular structure 50 comprises a first plate 51, a second plate 52 and a third plate 53.
  • the second plate 52 is linked to the first plate 51 via a first connection 54 located at a lateral portion of the first plate 51 and a side portion of the second plate 52.
  • the second plate is also connected via a second connection 55 to the third plate 53 via another side portion of the second plate and a side portion of the third plate.
  • the first connection 54 and the second connection 55 are such that they allow a degree of freedom in translation in a direction X which is perpendicular to the direction of thickness of the wall and is parallel to the direction of one of the series of undulation 45a, 45b of the primary sealing membrane 15.
  • the modular structure 50 is fixed to the pillars 30 by bolts. That is to say that each plate is respectively fixed to a pillar 30 for example via a screw and nut system 82.
  • a plate according to the embodiment of the is illustrated in more detail on the .
  • the plate of the is named first plate 51.
  • the second plate 52 and the third plate 53 of the have identical characteristics.
  • the first plate 51 has the general shape of a square presenting a first side portion 101, a second side portion 102, a third side portion 103 which is opposite the first side portion 101 and a fourth side portion 104.
  • the first lateral portion 101 and the second lateral portion 102 each have a first rectilinear tongue 105, a second rectilinear tongue 105 and an external tongue 107 located between the first rectilinear tongue 105 and the second rectilinear tongue 105.
  • the third lateral portion 103 and the fourth lateral portion 104 each have a rectilinear tongue 105 located between a first external tongue 107 and a second external tongue 107.
  • the external tongues 107 are each offset in a direction of thickness Y of the wall, towards the outside of the tank, relative to the rectilinear tongues 105.
  • the first side portion 101 and the second side portion 102 are complementary to the third side portion 103 and the fourth side portion 104.
  • first side portion 101 and the second side portion 102 can each be linked with any of the third side portions 103 and fourth side portions 104 of a neighboring plate.
  • Such a first plate 51 is manufactured for example by stamping or folding a metal sheet.
  • the modular structure 50 allows the uniform distribution of the forces exerted on the pillars 30 but also allows, in the event of damage to a pillar 30, to maintain the support of the primary waterproofing membrane 15.
  • Such a modular structure 50 comprising a plurality of plates identical to the first plate 51 is illustrated in particular in Figures 5 and 6.
  • the modular structure 50 includes: - a first plate 51 linked to a second plate 52 by contact of the fourth lateral portion 104 of the first plate 51 with the second lateral portion 102 of the second plate 52.
  • the first plate 51 being further linked to a third plate 56 by contact of the first lateral portion 101 of the first plate 51 with the third lateral portion 103 of the third plate 56.
  • the fourth plate 57 being further linked to a third plate 56 by contact of the second lateral portion 102 of the fourth plate 57 with the fourth lateral portion 104 of the third plate 56.
  • This hole 60 aims to avoid a superposition of material causing difficulties in assembling the modular structure.
  • the wall 111 for a sealed and thermally insulating tank for storing a liquefied gas comprises a support element 130 which can be: - a thermally insulating panel comprising a layer of self-supporting insulating polymer foam sandwiched between an internal plywood plate and an external plywood plate; Or - an insulating box filled with a thermally insulating gasket.
  • the support element further comprises a layer of flexible material 31 positioned against the panel or the insulating box 130, the modular structure 50 being positioned and fixed against the layer of flexible material 31.
  • each plate has in its center a circular recess 83 comprising a through hole 84 intended to receive a fixing.
  • the fixing to freeze each plate in the direction of thickness Y of the wall 111 is carried out at a single point, for example in the center of the plate, for example by bolts.
  • the plates of the modular structure 50 collaborate with each other via connections at the level of the lateral portions which allow movement in the direction perpendicular X to the direction of thickness of the wall 111. That is to say, when the waterproof membrane (not shown on the ) contracts or expands in response to thermal constraints, the plates of the modular structure 50 are each free to slide in translation in the direction X.
  • the layer of flexible material 31 makes it possible to increase the load distribution effect.
  • the modular structure 150 comprises a plurality of plates linked together via a mortise-tenon system illustrated in more detail in Figures 8 and 9.
  • Plate 58 of the present similarly to plate 51 of the , a general shape of a square having a first side portion 201, a second side portion 202, a third side portion 203 which is opposite the first side portion 201 and a fourth side portion 204.
  • the plate 58 has a symmetry along the axis S passing through a diagonal of said plate 58.
  • the first side portion 201 and the second side portion 202 each have a first and a second rectangular tenon 205 and a cylindrical tenon 206 projecting respectively from the first side portion 201 of the plate 58 and from the second side portion 202 of the plate 58 .
  • the third lateral portion 203 and the fourth lateral portion 204 each have a first and a second rectangular mortise 207 and a cylindrical mortise 208 hollowed out respectively in the third lateral portion 203 of the plate 58 and in the fourth lateral portion 204 of the plate 58.
  • the dimensions of the mortises are adapted to allow the reception of the corresponding tenons.
  • each plate of the modular structure 150 has the characteristics of the plate 58.
  • first side portion 201 and the second side portion 202 can each be linked with any of the third side portions 203 and fourth side portions 204 of a neighboring plate.
  • the first and second rectangular tenons 205 and the cylindrical tenon 206 of the first lateral portion 201 are respectively linked to the first and second rectangular mortises 207 and to the cylindrical mortise 208 of the third lateral portion 203 of the adjacent plate.
  • the second side portion 202 is linked to the fourth side portion 204 of the adjacent plate via the first and second rectangular tenons 205 and the cylindrical tenon 206 of the second side portion 201 which fit into the first and second mortises rectangular 207 and the cylindrical mortise 208 of the fourth lateral portion 203 of the adjacent plate.
  • the width dimensions of the first tenon 205 are less than the width dimensions of the first mortise 207 in order to allow movement of the first tenon 205 in the first mortise 207, in directions X1 and X2 perpendicular to the direction of thickness of the wall.
  • This difference in dimensions makes it possible in particular to authorize a slide movement in response to contraction or thermal expansion without completely breaking the connection. That is to say that the dimensions are also chosen with regard to the estimated thermal contraction and expansion so that the tenon does not come completely out of the mortise.
  • the modular structure 450 comprises a plurality of plates 451 linked together via an interlocking system as illustrated in Figures 13 and 14.
  • the modular structure 450 comprises a plurality of plates 451, four of which are illustrated on the which are fitted together by complementarity of shape between a side portion of a plate 451 and a side portion of another adjacent plate 451.
  • the complementary shapes of the two nested plates 451 each have openings 452 which extend in a direction perpendicular for example have an oblong shape.
  • a rectilinear rod 453 is housed in the consecutive through openings 452 and passes through said consecutive through openings 452 in order to maintain a degree of connection in the thickness direction Y of the wall of the interlocking plates.
  • the transverse dimension of the rectilinear rod 453, measured perpendicular to the thickness direction, is less than the corresponding transverse dimension of said through openings 452.
  • the rectilinear rod 453 is mounted with clearance in a transverse direction perpendicular to the longitudinal direction of the rectilinear rod 453 and the thickness direction Y of the wall, which makes it possible to authorize the relative movements of the plates with respect to each other in the plane orthogonal to the thickness direction of the wall .
  • the rectilinear rod 453 has, at one end, a stop in the form of a base 454 in order to maintain the rectilinear rod 453 housed in the through passage.
  • the pillars 30 of the are organized in rows, similar to the pillars 30 presented on the .
  • the modular structure 250 comprises a plurality of plates 251 linked together via metal beams capable of sliding in one of the directions X1, X2 perpendicular to the direction thickness of the wall parallel to one of the series of corrugations of the corrugation series 45a, 45b of the primary sealing membrane 15.
  • the modular structure 250 further comprises a plurality of sleeves 252 which are each positioned on an internal end of a pillar 30.
  • Each sleeve 252 has two through openings forming a cross-shaped notch.
  • a plurality of continuous metal beams 253 each pass through a series of sleeves 252 aligned via their respective notch, in a first direction X1, perpendicular to the direction of thickness of the wall.
  • first direction X1 perpendicular to the direction of thickness of the wall.
  • the continuous metal beams 253 are capable of carrying out a sliding movement in the first direction X1.
  • a plurality of discontinuous metal beams 254 each connect, in a second direction X2 which is perpendicular to the direction of thickness of the wall and which is perpendicular to the first direction X1, a first sleeve 252 of a first pillar 30 with a second sleeve 252 of a second pillar 30 adjacent to the first pillar 30 via their respective notch.
  • the discontinuous metal beams 254 are able to perform a sliding movement in the second direction X2.
  • Each plate 251 is fixed, for example by means of rivets 85, to a pillar 30 via a sleeve 252.
  • the modular structure 250 also allows a uniform distribution of the forces exerted on the pillars 30 but also allows, in the event of damage to a pillar 30, to maintain the support of the primary waterproof membrane.
  • the supporting element is an insulating panel in place of the pillars 30 and the sleeves 252 are distributed on an internal surface of the insulating panel and the continuous and discontinuous metal beams are distributed in a manner similar to the .
  • the 350 modular structure differs from the 250 modular structure of the in that it comprises sleeves 352 of cubic shape and in that it comprises a plurality of discontinuous metal beams 254, in a first direction X1 and in the second direction X2, connecting two adjacent sleeves 352.
  • the supporting element is an insulating panel in place of the pillars 30 and the sleeves 352 are distributed on an internal surface of the insulating panel and the discontinuous metal beams are distributed in a manner similar to the .
  • Figures 25 and 26 show another alternative embodiment of a wall for a waterproof and thermally insulating tank for storing a liquefied gas.
  • the 550 modular structure differs from the 250 modular structure of the in that the metal beams 153, 154 are positioned at the level of the gap between two adjacent plates 151, for example in a gap along two plates on either side of the gap as is illustrated in the . There illustrates in particular a sectional view of a metal beam 153 located opposite an undulation of the sealing membrane 15.
  • the metal beams 153, 154 have an "I" shape comprising two grooves which each receive at least one lateral portion of a plate 151.
  • the metal beams 153 extend in the first direction X1 perpendicular to the thickness direction of Wall.
  • the metal beams 154 extend in a second direction X2 which is perpendicular to the direction of thickness of the wall and which is perpendicular to the first direction X1.
  • the metal beams 153 and 154 form a network of metal beams making it possible to block the adjacent plates from rotating and therefore make it possible to maintain the flatness and rigidity of the modular structure 550.
  • Figures 15 to 24 represent embodiments of the connecting device linking the modular structure to the pillar.
  • the connection of the first plate to the second plate is deliberately omitted in order to facilitate understanding of the illustrations.
  • the identical or similar elements of Figures 15 to 24 bear the same reference numbers incremented by a multiple of 100. Note that if these figures represent a connecting device for connecting the modular structure to a single pillar, a connecting device identical is advantageously used for several or all of the other pillars.
  • the support element 120 comprises a pillar 121 which is hollow, a first plate 122 and a connecting device 130 which allows the connection of the first plate 122 to the internal end of the pillar 121.
  • the connecting device 130 comprises a support 131 which is a metal sleeve fitted into the internal end of the pillar 121 and glued via a layer of glue 191 against an internal longitudinal surface of the pillar 121.
  • the sleeve extends beyond the the internal end of the pillar 121 by forming a receiving collar 132 which has a diameter greater than the external diameter of the pillar 121.
  • the connecting device 130 comprises three threaded rods 133, designated screws in the remainder of the description, and only one of which is present in the cutting plane of the .
  • the three screws 133 are regularly positioned on a geometric circle concentric with the longitudinal axis of the pillar 121. In other words, the three screws 133 are distributed in such a way that the three segments of the straight lines connecting the rods two by two form an equilateral triangle.
  • the screws 133 pass through the first plate 122 and each have an internal end 134 screwed into a tapped hole 135 which is positioned in the receiving flange 132.
  • the screws 133 further comprise, at the level of the internal end 136, a head screw which is positioned in a countersink 123 made in the internal surface 124 of the first plate 122.
  • the connecting device 130 further comprises an elastic member 137 which is a spring washer, also called an elastic washer or Belleville washer.
  • the elastic member 137 is mounted on the screw 133, between the first plate 122 and the receiving flange 132 so as to press the first plate 122 against the screw head 136.
  • the elastic crushing properties of the elastic member 137 allow a rotational movement of the first plate 122 along a first axis X3 which is perpendicular to the direction of thickness of the wall and along a second axis X4 which is perpendicular to the direction of thickness Y of the wall and orthogonal to the first axis X3.
  • the elastic member 137 returns to its initial shape and the first plate 122 returns to its initial positioning.
  • the elastic properties of the elastic member 137 allow a translation movement of the first plate 122, in the thickness direction Y of the wall. Such a movement brings the first plate 122 closer to the fixing flange 132, reducing the distance between the first plate 122 and the fixing flange 132 by a distance less than or equal to the distance represented by the elastic crushing capacity of the elastic member 137.
  • the elastic member 137 returns to its initial shape and the first plate 122 to its initial position.
  • the support element 520 differs from that of the in that the support 531 is a closing plate, for example made of metal, which covers the opening of the hollow pillar 521.
  • the closing plate has a diameter similar or identical to the diameter of the pillar 521.
  • the support element 520 comprises three rods 533, only one of which is visible in the cutting plane of the , the rods 533 each pass through the first plate 522 and each have an external end 534 fixed in a hole 535 which is provided in the closing plate and an internal end 536 fixed in a recess 525 having a bottom 526. Fixing the rods 533 to the support 531 is for example carried out via a threading and tapping system. The screws 533 can be adjusted by screwing into the tapped hole 535 in order to adjust the height of the first plate 522.
  • the connecting device 530 comprises four Belleville washers 537 superimposed and mounted on each rod 533, between the first plate 522 and the closing plate.
  • the three rods 533 are distributed around the periphery of the closing plate 531 so that the three segments of the straight lines connecting the rods two by two form an equilateral triangle.
  • the support element 820 differs from the in that it comprises a first metal part 840 positioned against the external surface 827 of the first plate 822 and fixed against the external surface 827 via fixing screws 841.
  • the support element 820 further comprises a second metal part 860 located opposite the first metal part 840.
  • the second metal part 860 is positioned against the internal surface of the receiving flange 832 and fixed against the receiving flange 832 via fixing screws 844.
  • the support element comprises a central threaded rod 833 which passes through the hole 835 which is provided in the second metal part 860.
  • the threaded rod 833 has an external end 834 which is fixed via an abutment against an external surface of the second metal part 860 at the level of the hole 835.
  • the threaded rod further comprises an internal end 836 fixed via a stop in a recess 825 comprising a bottom 826 located in the first metal part 840.
  • the fixing of the rod 833 to the first metal part 840 and to the second metal part 860 is for example produced via a screw and nut system.
  • the Belleville 837 washers can be adjusted, for example constrained via tightening or loosening the nuts mounted on the 833 rod.
  • the support element 220 differs from that of the in that the connecting device 230 comprises a ball head 238 housed in a ball joint cup 239.
  • the ball joint cup 239 is formed in the receiving flange 232, at the center of the diameter of the receiving flange 232.
  • ball head 238 is formed by a protuberance projecting from the first plate 222 and has a shape complementary to that of the ball joint cup 239.
  • the connecting device 230 comprises a screw 233 which passes through the first plate 222, the ball head 238 and the ball joint cup 239.
  • the external end 234 of the screw 233 is fixed in a hole 235 made in the ball joint cup 239 and the internal end of the screw 233 comprises a screw head 236 which is positioned in a recess 225 formed in the internal surface 224 of the first plate 222, the recess 225 comprising a bottom 226.
  • the elastic member 237 is located in the recess 225 between the screw head 233 and the bottom 226 of the recess 225 so as to press the first plate 222 against the receiving flange 232, while allowing a degree of freedom in rotation around the first axis X3 and a degree of freedom rotating around the second axis X4.
  • the support element 320 differs from that of the in that the metal sleeve 331 does not have a receiving collar, and in that the ball head 338 projects from a metal part 340 positioned against the external surface 327 of the first plate 322.
  • the metal part 340 has a diameter greater than the external diameter of pillar 321.
  • the metal part 340 is fixed to the first plate 322 via fixing screws 341 located on the periphery of the metal part 340.
  • the fixing screws 341 pass through the first plate 322 and the metal part 340.
  • the fixing screws 341 each comprise a external end 342 which is fixed to the metal part 340, for example by riveting, and an internal end 343 which includes a screw head which is housed in a countersink 323 formed in the internal surface 324 of the first plate 322.
  • the support element 420 differs from that of the in that it comprises a first metal part 440 positioned against the external surface 427 of the first plate 422 and fixed against the external surface 427 via fixing screws 441.
  • the support element 420 further comprises a second metal part 460 located opposite the first metal part 440.
  • the second metal part 460 is positioned against the internal surface of the receiving flange 432 and fixed against the receiving flange 432 via fixing screws 444.
  • the first metal part 440 comprises a ball head 438 forming a protuberance from the external surface 445 and the second metal part 460 comprises a base 462 projecting from the internal surface 461 of the second metal part 460, the base comprising the cup of ball joint 439.
  • the ball joint head 438 is housed in the ball joint cup 439.
  • the first metal part 440, the second metal part 460 and the receiving flange 432 have for example an identical or similar diameter.
  • the screw 433 passes through the first plate 422, the first metal part 440, the ball head 438, the ball joint cup 439 and the second metal part 460.
  • the screw 433 has an external end which is fixed in the second metal part 460.
  • the elastic member 437 is replaced by a spherical washer located in the recess 425 between the screw head 436 and the bottom 426 of the recess 425.
  • the spherical washer has two parts which cooperate with each other via spherical surfaces , which allows mobility of the screw head 436 relative to the first plate 422.
  • the support element 620 differs from that in that the support is a closing plate 631.
  • the ball joint cup 639 is formed in the closing plate 632, at the level of the center of the diameter of the closing plate 632.
  • the fixing rod 633 passes through the first plate 622, the metal part 640 and the closing plate 632.
  • the rod 633 has an outer end 634 fixed in a hole 635 which is provided at the level of the center of the diameter of the closing plate 632 and an inner end fixed via a rod head 636 in the recess 625 made in the first plate 622.
  • the support element 920 differs from that in that it does not include the ball head 438 and the base 452 illustrated on the and in that the elastic member 837 is positioned between the first metal part 940 and the second metal part 960.
  • the fixing of the threaded rod 933 to the first metal part 940 and to the second metal part 960 is for example carried out in a manner similar to the embodiment illustrated via the , that is to say via screw-nut systems.
  • connection device as illustrated with Figures 15 to 23 can be applied to the tank walls of Figures 2 to 11.
  • the bolts comprising the nuts 82 illustrated on the can be replaced by a connecting device of the embodiments illustrated with Figures 15 to 23.
  • the aforementioned wall 11, comprising one or more aforementioned supporting elements, is intended to be integrated into a sealed and thermally insulating tank for storing a liquefied gas.
  • the liquefied gas intended to be stored in the tank may in particular be liquid hydrogen which has the particularity of being stored at approximately -253°C at atmospheric pressure.
  • Such a tank is fixed against a supporting structure 1 as illustrated with the .
  • the tank comprises a first tank wall 111 and a second tank wall 211 forming an angle of the tank, the first and second walls 111, 211 being connected in a connection zone 92.
  • the first and second tank walls can have the aforementioned characteristics.
  • the secondary sealing membrane 113 of the first tank wall 111 is connected to the secondary sealing membrane of the second tank wall 211 in the connection zone 92.
  • the primary sealing membrane 115 of the first tank wall 111 is connected to the primary sealing membrane of the second tank wall 211 in the connection zone 92.
  • the first tank wall 111 and the second tank wall 211 each comprise, at the level of the primary thermally insulating barrier, a first row 95 of support elements supporting the primary sealing membrane which extends parallel to the edge formed at the intersection between the first and the second walls and whose support elements extend in the direction of thickness of their respective wall, between the secondary sealing membrane 113 and the primary sealing membrane 115.
  • the first tank wall 111 and the second tank wall 211 each further comprise, at the level of the primary thermally insulating barrier, a second row 96 of support elements, parallel to the first row, the support elements of which also extend according to the direction of thickness of their respective wall.
  • the support elements of each second row 96 comprise carrying elements 720 comprising for example the characteristics of a support element as illustrated in one of Figures 1 to 23.
  • a cutaway view of a ship 70 for transporting liquefied gas shows a waterproof and thermally insulating tank 71 of generally prismatic shape mounted in the double hull 72 of the ship.
  • the wall of the tank 71 comprises a primary sealing membrane intended to be in contact with the liquefied gas, for example LNG, contained in the tank, a secondary sealing membrane arranged between the primary sealing membrane and the double hull 72 of the ship, and two thermally insulating barriers arranged respectively between the primary sealing membrane and the secondary sealing membrane and between the secondary sealing membrane and the double hull 72.
  • loading/unloading pipes 73 arranged on the upper deck of the ship can be connected, by means of appropriate connectors, to a maritime or port terminal to transfer a cargo of LNG from or to the tank 71.
  • the loading and unloading station 75 is a fixed off-shore installation comprising a movable arm 74 and a tower 78 which supports the movable arm 74.
  • the movable arm 74 carries a bundle of insulated flexible pipes 79 which can connect to the loading/unloading pipes 73.
  • the adjustable movable arm 74 adapts to all ship templates 70.
  • a connection pipe not shown extends inside the tower 78.
  • the loading and unloading station 75 allows the loading and unloading of the ship 70 from or to the onshore installation 77.
  • the underwater pipe 76 allows the transfer of the liquefied gas between the loading or unloading station 75 and the installation on land 77 over a long distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the ship 70 at a long distance from the coast during loading and unloading operations.
  • pumps on board the ship 70 and/or pumps fitted to the on-shore installation 77 and/or pumps fitted to the loading and unloading station 75 are used.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne une paroi (11) comportant une barrière isolante (14) destinée à reposer contre une structure porteuse et une membrane d'étanchéité (15) qui repose contre la barrière isolante, la barrière isolante comporte : un élément de support (30), et une structure modulaire située entre l'élément de support et la membrane d'étanchéité, la structure modulaire étant fixée contre l'élément de support, la membrane d'étanchéité reposant contre la structure modulaire et étant fixée à ladite structure modulaire, la structure modulaire comportant une première et une deuxième plaques, la membrane d'étanchéité comprend une première zone fixée à la première plaque et une deuxième zone fixée à la deuxième plaque, la première plaque étant liée à la deuxième plaque par une liaison qui présente un degré de liberté en translation selon une direction perpendiculaire à la direction d'épaisseur de la paroi et un degré de liaison selon la direction d'épaisseur de la paroi.

Description

Paroi pour une cuve étanche et thermiquement isolante
L’invention se rapporte au domaine des parois de cuves étanches et thermiquement isolantes à membranes.
En particulier, l’invention se rapporte au domaine des parois de cuves étanches et thermiquement isolantes pour le stockage, le transport et/ou l’utilisation en tant que carburant de gaz liquéfié à basse température, telles que des cuves destinées à comporter de l’hydrogène liquide qui est à environ -253°C à pression atmosphérique. Ces cuves peuvent être installées à terre ou sur un ouvrage flottant. Dans le cas d’un ouvrage flottant, la cuve peut être destinée au transport de gaz liquéfié ou à l’utilisation du gaz liquéfié en tant que carburant pour la propulsion de l’ouvrage flottant.
 Arrière-plan technologique
Il est connu dans l’état de la technique des cuves étanches et thermiquement isolantes de stockage d’un gaz liquéfié, notamment les cuves dans lesquelles les parois présentent successivement, dans la direction d’épaisseur de la paroi, depuis l’extérieur vers l’intérieur, une structure porteuse, une barrière thermiquement isolante et une membrane d’étanchéité qui repose contre la barrière thermiquement isolante et qui est destinée à être en contact avec le gaz liquéfié.
Dans ce type de cuve, la membrane d’étanchéité est soumise à de fortes sollicitations thermomécaniques, par exemple lors du chargement, du déchargement et durant le transport du gaz liquéfié contenu dans la cuve, par exemple en cas de ballotement lors d’un transport en mer, également appelé phénomène de « sloshing », qui génère des vagues de gaz liquéfié qui se brisent contre la membrane étanche depuis l’intérieur de la cuve. Ces sollicitations sont la cause de nombreux problèmes d’endommagement des parois de cuve.
Résumé
La demanderesse a constaté que, dans une paroi de cuve du type précité, la membrane d’étanchéité n’est pas sollicitée de manière uniforme. En particulier, dans la mesure où la barrière thermiquement isolante est discontinue, c’est-à-dire qu’elle est constituée par exemple d’éléments calorifuges juxtaposés les uns aux autres et supportant chacun une pluralité de zones planes de la membrane d’étanchéité, son comportement n’est pas homogène lorsque la membrane d’étanchéité se déforme sous l’effet des sollicitations thermiques et mécaniques, indiquées précédemment. En outre, des pressions hydrodynamiques dues au phénomène de « sloshing » s’exercent localement dans certaines zones planes de la membrane d’étanchéité et ne sont reprises que par le ou les éléments calorifuges qui supportent lesdites zones planes. Or, il est important, d’assurer une répartition la plus uniforme possible des contraintes de la membrane d’étanchéité et la barrière thermiquement isolante, notamment en vue d’optimiser leur durée de vie. Cet inconvénient est d’autant plus critique que la température de stockage du gaz liquéfié est faible et qu’en conséquence les sollicitations thermiques s’exerçant sur la membrane d’étanchéité et la barrière thermiquement isolante sont importantes.
Par ailleurs, les performances d’isolation thermique des cuves du type précité sont jusqu’à ce jour insuffisantes pour leur permettre le stockage d’un gaz liquéfié à très faible température, tel que l’hydrogène liquide, à moins d’augmenter très sensiblement l’épaisseur des barrières thermiquement isolantes, ce qui n’est pas souhaitable.
Une idée à la base de l’invention est de résoudre les problèmes susmentionnés.
Une idée à la base de l’invention est de proposer une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante comprenant une structure modulaire permettant de répartir de manière plus homogène les efforts exercés sur la membrane étanche de la paroi de cuve.
Une autre idée à la base de l’invention est de proposer une paroi pour une cuve étanche et thermiquement isolante comportant des éléments porteurs aptes à résister aux efforts s’exerçant transversalement à la direction d’épaisseur de la paroi.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une paroi pour une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié, la paroi comportant successivement, selon une direction d’épaisseur de la paroi, une barrière thermiquement isolante destinée à être ancrée, directement ou indirectement, à une structure porteuse et une membrane d’étanchéité qui repose contre la barrière thermiquement isolante, la barrière thermiquement isolante comportant :
- au moins un élément de support et
- une structure modulaire située entre l’au moins un élément de support et la membrane d’étanchéité, la structure modulaire étant fixée contre l’au moins un élément de support, la membrane d’étanchéité reposant contre la structure modulaire et étant fixée à ladite structure modulaire, la structure modulaire comportant au moins une première plaque et une deuxième plaque, la membrane d’étanchéité comprend une première zone fixée à la première plaque et une deuxième zone fixée à la deuxième plaque, la première plaque étant liée à la deuxième plaque par une liaison qui présente un degré de liberté en translation selon une direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi afin d’autoriser une contraction de la membrane d’étanchéité et un degré de liaison selon la direction d’épaisseur de la paroi.
Grâce à ces caractéristiques, la première plaque et la deuxième plaque de la structure modulaire sur lesquelles sont fixées la première zone et la deuxième zone de la membrane d’étanchéité peuvent effectuer des mouvements relatifs selon la direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi.
Ceci permet notamment à la membrane d’étanchéité, et particulièrement lorsque celle-ci présente des ondulations, de se contracter lorsque la cuve est mise en froid et de se déployer lors du réchauffement de la cuve, par exemple lorsque la cuve est vidée. Plus précisément, lorsque la température chute dans la cuve, la matière composant la membrane d’étanchéité se contracte, et pour compenser les ondes de la membrane d’étanchéité se déploient. C’est à dire que les ondes sont davantage ouvertes à une température froide, par exemple lorsque la cuve est mise en froid qu’à une température plus chaude. Lorsqu’on réchauffe la cuve, par exemple lorsque la cuve est vidée, c’est l’inverse.
En outre, les déformations de la structure modulaire selon la direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi, ne seront que peu reportées sur la membrane d’étanchéité.
En outre, la liaison de la première plaque à la deuxième plaque selon la direction d’épaisseur de la paroi permet que les pressions dynamiques s’exerçant sur l’une des première et deuxième plaques soient également reprises par l’autre plaque, ce qui permet d’assurer une meilleure répartition des contraintes s’exerçant sur la paroi. Cette liaison permet également de supprimer ou pour le moins de limiter les dénivelés ou phénomènes de marche entre les surfaces de support de la membrane d’étanchéité, ce qui limite les sollicitations en fatigue de la membrane d’étanchéité.
Selon des modes de réalisation, une telle paroi peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, la liaison est formée par un contact direct entre une portion latérale de la première plaque et une portion latérale de la deuxième plaque. C’est-à-dire que la première plaque et la deuxième plaque se touchent sans pièce intermédiaire pour les relier.
Selon un mode de réalisation, la portion latérale de la première plaque comporte au moins une première languette rectiligne et une languette externe respectivement situées de part et d’autre selon la direction d’épaisseur de la paroi d’une portion respective de la portion latérale de la deuxième plaque.
Selon un mode de réalisation, la portion latérale de la première plaque comporte une deuxième languette rectiligne, la languette externe étant positionnée entre la première et la deuxième languettes rectilignes et la portion latérale de la deuxième plaque comporte une première languette externe, une deuxième languette externe et une languette rectiligne positionnée entre la première languette externe et la deuxième languette externe de la portion latérale de la deuxième plaque, la première et la deuxième languettes rectilignes de la portion latérale de la première plaque s’étendant de manière rectiligne et la première et la deuxième languettes externes de la portion latérale de la deuxième plaque étant décalées selon la direction d’épaisseur de la paroi et positionnées respectivement à l’extérieur de la languette rectiligne de la portion latérale de la deuxième plaque, la languette rectiligne de la portion latérale de la deuxième plaque s’étendant de manière rectiligne et la languette externe de la portion latérale de la première plaque étant décalées selon la direction d’épaisseur de la paroi et positionnée à l’extérieur de la languette rectiligne de la portion latérale de la deuxième plaque.
Grâce à ces caractéristiques, la première plaque est liée directement par contact à la deuxième plaque tout en autorisant un mouvement selon la direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi. Ledit mouvement selon la direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi est effectué sans pour autant que la liaison de la première plaque avec la deuxième plaque ne se rompt.
Selon un mode de réalisation, la liaison par contact direct est un pincement de la portion latérale de la première plaque avec la portion latérale de la deuxième plaque. C’est-à-dire que la première plaque serre la deuxième plaque. Ce pincement permet notamment de maintenir le contact direct de la première plaque avec la deuxième plaque en présence de contrainte thermodynamique tout en permettant un mouvement de type glissière, en translation selon la direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi.
Selon un mode de réalisation, la portion latérale de la première plaque coopère par emboîtement de forme avec la portion latérale de la deuxième plaque et forme une zone d’emboîtement.
Selon un mode de réalisation, la zone d’emboitement présente un passage traversant qui traverse, selon la direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi, la portion latérale de la première plaque et la portion latérale de la deuxième plaque,
le passage traversant étant formé par au moins une ouverture ménagée dans la portion latérale de la première plaque correspondant avec au moins une ouverture ménagée dans la portion latérale de la deuxième plaque,
une tige étant logée dans ledit passage traversant pour que la première plaque et la deuxième plaque présentent un degré de liaison selon la direction d’épaisseur de la paroi.
Selon un mode de réalisation, la tige est rectiligne.
Selon un mode de réalisation, la section selon la largeur de la tige présente une forme circulaire, carrée, rectangulaire ou oblongue.
Selon un mode de réalisation, la tige est métallique ou en matériau composite rigide.
Selon un mode de réalisation, la tige présente une longueur suffisante pour être logée dans l’au moins une ouverture ménagée dans la portion latérale de la première plaque et dans l’au moins une ouverture ménagée dans la portion latérale de la deuxième plaque.
Selon un mode de réalisation, la tige présente une longueur égale ou supérieure à la longueur du passage traversant.
Selon un mode de réalisation, la tige présente une hauteur choisie afin qu’il n’y ait pas de jeu selon la direction d’épaisseur de la paroi entre la tige et le passage traversant.
Selon un mode de réalisation, la tige présente au niveau d’une extrémité une butée sous la forme d’une embase afin de maintenir la tige dans le passage traversant.
Selon un mode de réalisation, le passage traversant est formé par une pluralité d’ouvertures de forme oblongue.
Selon un mode de réalisation, la largeur du passage traversant est inférieure à la largeur de la tige afin de permettre une liberté en translation selon la direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi.
Selon un mode de réalisation, la portion latérale de la première plaque comporte un tenon faisant saillie en direction de la deuxième plaque, ledit tenon étant réceptionné par une mortaise agencée dans la portion latérale de la deuxième plaque.
Selon un mode de réalisation, la portion latérale de la première plaque comporte un deuxième tenon faisant saillie en direction de la deuxième plaque, ledit deuxième tenon étant réceptionné par une deuxième mortaise agencée dans la portion latérale de la deuxième plaque.
Selon un mode de réalisation, la portion latérale de la première plaque comporte un troisième tenon faisant saillie en direction de la deuxième plaque, ledit troisième tenon étant réceptionné par une troisième mortaise agencée dans la portion latérale de la deuxième plaque.
Selon un mode de réalisation, les premier, deuxième et troisième tenons présentent chacun des dimensions identiques ou différentes et correspondent respectivement aux première, deuxième et troisième mortaises qui présentent chacune des dimensions identiques ou différentes afin de réceptionner le tenon correspondant.
Selon un mode de réalisation, la structure modulaire comprend une troisième plaque, une quatrième plaque et une cinquième plaque, la membrane d’étanchéité comprenant une troisième zone fixée à la troisième plaque, une quatrième zone fixée à la quatrième plaque et une cinquième zone fixée à la cinquième plaque, la première plaque étant liée aux troisième, quatrième et cinquième plaques par des liaisons qui présentent un degré de liberté en translation selon une direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi et un degré de liaison selon la direction d’épaisseur de la paroi.
Selon un mode de réalisation, la première plaque est liée aux troisième, quatrième et cinquième plaques via respectivement une première portion latérale, une deuxième portion latérale, une troisième portion latérale et une quatrième portion latérale de ladite première plaque.
Selon un mode de réalisation, la structure modulaire comprend une pluralité de plaques, par exemple seize plaques, dans laquelle chacune des plaques de la pluralité de plaques est au moins liée à une autre plaque, et préférentiellement chacune des plaques est liée à au moins deux autres plaques, par exemple à trois autres plaques ou quatre autres plaques.
Grâce à ces caractéristiques, la structure modulaire accroit la répartition des différentes contraintes de manière homogène, sur le ou les éléments du support de la paroi. Ainsi, un endommagement local de la paroi est limité.
Selon un mode de réalisation, la structure modulaire comprend une troisième plaque, une quatrième plaque et une cinquième plaque, la membrane d’étanchéité comprenant une troisième zone fixée à la troisième plaque, une quatrième zone fixée à la quatrième plaque et une cinquième zone fixée à la cinquième plaque, la première plaque étant liée aux deuxième, troisième, quatrième et cinquième plaques via respectivement une première portion latérale, une deuxième portion latérale, une troisième portion latérale et une quatrième portion latérale de ladite première plaque.
Selon un mode de réalisation, la première plaque présente une forme générale d’un polygone, par exemple un quadrilatère et de préférence d’un carrée ou d’un rectangle. Selon un mode de réalisation, chaque côté du polygone correspond respectivement à une portion latérale. Par exemple, pour une plaque présentant la forme d’un quadrilatère, il y a la première portion latérale, la deuxième portion latérale, la troisième portion latérale et la quatrième portion latérale de la première plaque.
Selon des modes de réalisation, la première plaque présente les dimensions suivantes :
- une longueur comprise entre 20 et 300 centimètres (cm) ;
- une largeur comprise entre 20 et 300 cm ;
- une épaisseur comprise entre 4 et 30 millimètres (mm).
Selon un mode de réalisation, la première plaque est une plaque métallique, comprenant préférentiellement un alliage de fer et de nickel. Selon un mode de réalisation, la première plaque est une plaque en matériau composite. Selon un mode de réalisation, la plaque en matériau composite comprend une platine métallique pour permettre le soudage de la membrane d’étanchéité sur ladite platine métallique.
Selon des modes de réalisation, les caractéristiques définissant la première portion latérale de la première plaque peuvent s’appliquent également aux autres portions latérales de la première plaque, telle que la deuxième portion latérale, la troisième portion latérale et la quatrième portion latérale.
Selon des modes de réalisation, les caractéristiques définissant la portion latérale de la deuxième plaque peuvent s’appliquent également aux autres portions latérales de la deuxième plaque.
Selon un mode de réalisation, la première plaque présente un axe de symétrie. Selon un mode de réalisation, la première portion latérale et la quatrième portion latérale présentent respectivement un axe de symétrie avec la deuxième portion latérale et la troisième portion latérale. Selon un mode de réalisation, l’axe de symétrie passe par une diagonale de la première plaque.
Selon un mode de réalisation, la première portion latérale, la deuxième portion latérale, la troisième portion latérale et la quatrième portion latérale de la première plaque présentent chacune des caractéristiques identiques ou différentes.
Selon un mode de réalisation, la première plaque est fixée contre l’au moins un élément de support via une première fixation située au centre de la première plaque, et la deuxième plaque est fixée contre l’au moins un élément de support via une deuxième fixation située au centre de la deuxième plaque. La fixation centrale permet d’assurer un meilleur équilibrage de la fixation.
Selon un mode de réalisation, la première fixation et la deuxième fixation est un système vis écrou ou un rivetage.
Selon des modes de réalisation, les caractéristiques précitées pour la première plaque s’appliquent également aux autres plaques de la structure modulaire, par exemple à la deuxième plaque, la troisième plaque, la quatrième plaque et/ou la cinquième plaque.
Selon des modes de réalisation, les caractéristiques précitées pour la deuxième plaque s’appliquent également aux autres plaques de la structure modulaire, par exemple à la première plaque, la troisième plaque, la quatrième plaque et/ou la cinquième plaque.
Selon un mode de réalisation, le au moins un élément de support est un panneau thermiquement isolant comportant une couche de mousse isolante autoporteuse prise en sandwich entre une plaque rigide interne et une plaque rigide externe, préférentiellement la couche de mousse isolante est une mousse polymère.
Selon un mode de réalisation, la structure modulaire est fixée à la plaque rigide interne.
Selon un mode de réalisation, la plaque rigide interne est équipée de platines métalliques destinées à l’ancrage de la structure modulaire.
Selon un mode de réalisation, le au moins un élément de support est un caisson isolant comportant une plaque de fond, une plaque de couvercle et des voiles porteurs s’étendant, dans la direction d’épaisseur de la paroi entre la plaque de fond et la plaque de couvercle et délimitant au moins un compartiment rempli d’une garniture thermiquement isolante. Un tel caisson isolant est par exemple décrit dans le document WO2012127141.
Selon un mode de réalisation, la garniture thermiquement isolante est choisie parmi : de la perlite, de la laine de verre et de la laine de roche.
Selon un mode de réalisation, le au moins un élément de support comprend une couche de matériau souple en contact avec la structure modulaire.
Selon un mode de réalisation, le matériau souple présente un module d’Young en compression selon la direction d’épaisseur de la paroi de cuve compris entre 0.25 et 25 MPa, par exemple en feutre.
Selon un mode de réalisation, le matériau souple présente un module d’Young en compression inférieure au module d’Young de la couche de mousse isolante autoporteuse du panneau thermiquement isolant. C’est-à-dire que le matériau souple est plus souple que ladite couche de mousse isolante autoporteuse du panneau thermiquement isolant.
Selon un mode de réalisation, le rapport entre le module d’Young en compression du matériau souple et le module d’Young en compression de ladite couche de mousse isolante autoporteuse du panneau thermiquement isolant est inférieure ou égale à 1/5, préférentiellement comprise en 1/5 et 1/20.
Selon un mode de réalisation, le matériau souple présente un module d’Young en compression inférieure au module d’Young du matériau, tel que du bois contreplaqué, dans lequel est réalisé au moins un parmi la plaque de fond, la plaque de couvercle et les voiles porteurs du caisson isolant.
Selon un mode de réalisation, le rapport entre le module d’Young en compression du matériau souple et le module d’Young en compression dudit matériau dans lequel est réalisé au moins un parmi la plaque de fond, la plaque de couvercle et les voiles porteurs est inférieure ou égale à 1/5, préférentiellement comprise en 1/5 et 1/20.
Selon un mode de réalisation, la couche de matériau souple s’étend dans la direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante comprend un premier élément de support et un deuxième élément de support, le premier élément de support étant un premier pilier et le deuxième élément de support étant un deuxième pilier, le premier pilier et le deuxième pilier s’étendant selon la direction d’épaisseur de la paroi, le premier pilier étant fixé à la première plaque et le deuxième pilier étant fixé à la deuxième plaque.
Selon un mode de réalisation, la structure modulaire comprend :
un premier manchon fixé entre une extrémité interne du premier pilier et la première plaque,
un deuxième manchon fixé entre une extrémité interne du deuxième pilier et la deuxième plaque, et
une poutrelle métallique reliant le premier manchon et le deuxième manchon par une jonction glissante selon la direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi.
Selon un mode de réalisation, la poutrelle métallique présente une forme rectiligne. Selon un mode de réalisation, la poutrelle métallique présente la forme d’un parallélépipède rectangle.
Selon un mode de réalisation, le manchon présente une forme cylindrique ou cubique.
Selon un mode de réalisation, le manchon présente une encoche traversante, préférentiellement en forme de croix.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante comprend un troisième élément de support, le troisième élément de support étant un troisième pilier s’étendant selon la direction d’épaisseur de la paroi, dans laquelle le premier pilier, le deuxième pilier et le troisième pilier sont alignés.
Selon un mode de réalisation, la structure modulaire comprend une troisième plaque et un troisième manchon fixé entre une extrémité interne du troisième pilier et la troisième plaque, la membrane d’étanchéité comprenant une troisième zone fixée à la troisième plaque,
dans laquelle, la poutrelle métallique relie le troisième manchon.
Selon un mode de réalisation, chaque manchon est fixé par emboitement à l’intérieur de l’extrémité interne du pilier. Selon une variante de réalisation, chaque manchon est fixé par emboitement à l’extérieur de l’extrémité interne du pilier. L’extrémité interne du pilier est l’extrémité du pilier étant la plus proche de la membrane étanche destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve.
Selon un mode de réalisation, le premier manchon et le deuxième manchon comportent une ouverture traversante dans la direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi afin de réceptionner la poutrelle métallique.
Selon un mode de réalisation, le troisième manchon comporte une ouverture traversante dans la direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi afin de réceptionner la poutrelle métallique.
Selon un mode de réalisation, la structure modulaire comprend une poutrelle métallique reliant la première plaque et la deuxième plaque par une jonction glissante selon la direction perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi.
Selon un mode de réalisation, la poutrelle métallique présente une section transversale en forme de « I ». En d’autres termes, la poutrelle est profilée en « I » à profil normal, également nommée poutrelle « IPN ».
Selon un mode de réalisation, la poutrelle à section transversale en forme de « I » présente une première et une deuxième rainures latérales s’étendant dans la direction longitudinale de la poutrelle, la première rainure latérale reçoit une portion latérale de la première plaque et la deuxième rainure latérale reçoit une portion latérale de la deuxième plaque.
Ainsi, la poutrelle à section transversale en forme de « I » bloque la rotation de la première plaque et de la deuxième plaque par rapport à des axes parallèles à la direction d’épaisseur de la paroi. En conséquence, la surface de la structure modulaire au niveau des première et deuxième plaques est plane et rigide.
Selon un mode de réalisation, la première rainure latérale et la deuxième rainure latérale de la poutrelle reçoivent chacune une pluralité de portions latérales de plaques de la structure modulaire.
Selon un mode de réalisation, chaque pilier est réalisé dans un matériau composite comportant des fibres et une matrice, ce qui permet d’obtenir une résistance à la compression satisfaisante pour une section conductrice limitée.
Selon un mode de réalisation, les fibres sont choisies parmi les fibres de verre, les fibres de carbone, les fibres aramides, les fibres de lin, les fibres de basalte et les mélanges de celles-ci.
Selon un mode de réalisation, la matrice est choisie parmi le polyéthylène, le polypropylène, le poly(téréphtalate d’éthylène), le polyamide, le polyoxyméthylène, le polyetherimide, le polyacrylate, le polyarylethercétone, le polyetherethercétone, des copolymères de ceux-ci, le polyester, le vinylester, l’époxy et le polyuréthane.
Selon un mode de réalisation préféré, les piliers sont réalisés dans une résine époxy renforcée par des fibres de verre.
Selon un mode de réalisation, chaque pilier présente une section tubulaire.
Selon un mode de réalisation, chaque pilier présente un ou plusieurs orifices traversants et débouchant dans un espace interne dudit pilier.
Selon un mode de réalisation, chaque pilier présente un espace interne qui est garni avec une garniture isolante en matériau poreux à cellules ouvertes, par exemple choisie parmi une mousse polymère isolante à cellules ouvertes, telle que de la mousse polyuréthane à cellules ouvertes, la laine de verre, la laine de roche, la mousse de mélamine, l’ouate de polyester, les aérogels de polymère, tels que l’aérogel à base de polyuréthanne, notamment commercialisé sous la marque Slentite ®, et les aérogels de silice.
Selon un mode de réalisation, la première plaque est liée à une extrémité interne du premier pilier via un dispositif de liaison qui retient la première plaque au premier pilier selon la direction d’épaisseur,
le dispositif de liaison présentant :
- un degré de liberté en rotation autour d’un premier axe qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi, et
- un degré de liberté en rotation autour d’un deuxième axe qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi et orthogonal au premier axe.
Grâce à ces caractéristiques, la liaison du dispositif de liaison entre la membrane d’étanchéité et le pilier autorise un mouvement relatif entre ceux-ci et forme ainsi un dispositif d’amortissement qui atténue les efforts qui sont susceptibles d’être transmis au pilier, notamment lorsque la membrane d’étanchéité est soumise au phénomène de sloshing. Les moments de flexion s’exerçant sur le pilier sont ainsi réduits. La durée de vie de l’élément de support et donc de la paroi de cuve est ainsi augmentée par rapport à une paroi de cuve ne comportant pas les caractéristiques précitées.
Selon un mode de réalisation, la deuxième plaque est liée à une extrémité interne du deuxième pilier via un deuxième dispositif de liaison qui retient la deuxième plaque au deuxième pilier selon la direction d’épaisseur,
le deuxième dispositif de liaison présentant :
- un degré de liberté en rotation autour d’un premier axe qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi, et
- un degré de liberté en rotation autour d’un deuxième axe qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi et orthogonal au premier axe.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison présente :
- un degré de liaison en translation selon le premier axe, et
- un degré de liaison en translation selon le deuxième axe.
Selon un mode de réalisation de la paroi, le dispositif de liaison présente un degré de liaison en rotation selon la direction d’épaisseur de la paroi.
Selon un mode de réalisation de la paroi, le dispositif de liaison présente un degré de liberté en translation selon la direction d’épaisseur qui est limité à une translation d’une distance maximale déterminée, préférentiellement d’une distance inférieure à 3 cm.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison comporte un support fixé à l’extrémité interne du premier pilier.
Selon un mode de réalisation, le support comporte un manchon qui est emmanché avec l’extrémité interne du pilier.
Selon un mode de réalisation, le manchon est fixé contre une surface longitudinale du pilier.
Selon un mode de réalisation, le manchon s’étend au-delà de l’extrémité interne du pilier.
Selon un mode de réalisation, le pilier est creux.
Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité est soudée à la première plaque métallique.
Selon un mode de réalisation, le support comporte une plaque de fermeture fixée à l’extrémité interne du premier pilier et recouvrant l’extrémité interne du premier pilier.
Selon un mode de réalisation, la plaque de fermeture est métallique.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison comporte une cuvette de rotule et une tête de rotule logée dans ladite cuvette de rotule, l’une parmi la cuvette de rotule et la tête de rotule étant solidaire de la première plaque et l’autre étant solidaire du support.
Les termes « tête de rotule » et « cuvette de rotule » sont respectivement définis au sens du présent texte comme étant la protubérance et la cavité réceptrice d’une liaison rotule.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison est agencé de manière à plaquer la tête de rotule et la cuvette de rotule l’une contre l’autre.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison comporte une tige traversant la tête de rotule et la cuvette de rotule.
Selon un mode de réalisation, la tige du dispositif de liaison présente une première extrémité fixée à un élément parmi le support et la première plaque.
Selon un mode de réalisation, ladite tige du dispositif de liaison présente une deuxième extrémité fixée à l’autre élément parmi le support et la première plaque.
Selon un mode de réalisation, ladite tige du dispositif de liaison présente une première extrémité équipée d’une butée.
Selon un mode de réalisation, ladite tige du dispositif de liaison présente une deuxième extrémité équipée d’une butée.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison comporte en outre au moins un organe élastique ou une rondelle sphérique monté sur la tige et disposé entre la butée et l’une parmi la cuvette de rotule et la tête de rotule de manière à plaquer la tête de rotule et la cuvette de rotule l’une contre l’autre.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison comporte un organe élastique ou une rondelle sphérique monté sur la tige et disposé entre la butée et la cuvette de rotule et comporte en outre un organe élastique ou une rondelle sphérique monté sur la tige et disposé entre la butée et la tête de rotule,
de manière à plaquer la tête de rotule et la cuvette de rotule l’une contre l’autre.
Selon un mode de réalisation, ladite tige du dispositif de liaison présente une première extrémité fixée à un élément parmi le support et la première plaque et une seconde extrémité équipée d’une butée, le dispositif de liaison comporte en outre au moins un organe élastique ou une rondelle sphérique monté sur la tige et disposé entre la butée et l’un parmi la cuvette de rotule et la tête de rotule de manière à plaquer la tête de rotule et la cuvette de rotule l’une contre l’autre.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison comporte une tige comportant une première extrémité qui est fixée à un premier élément parmi la première plaque et le support et une deuxième extrémité comportant une butée, ladite tige traversant un deuxième élément parmi la première plaque et le support, le dispositif de liaison comportant en outre au moins un organe élastique ou une rondelle sphérique monté sur la tige et positionné entre la première plaque et le support de manière à plaquer le deuxième élément contre la surface de butée.
Selon un mode de réalisation de la paroi, l’organe élastique est dimensionné pour limiter le mouvement de liberté en translation selon la direction d’épaisseur.
Selon un mode de réalisation, l’organe élastique comporte une rondelle Belleville.
Selon un mode de réalisation, l’organe élastique comporte une pluralité de rondelles Belleville, préférentiellement 2 ou 3 rondelles Belleville.
Selon un mode de réalisation, la tige est une vis comportant une tête de vis et la butée est la tête de vis.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison comporte une pluralité de tiges espacées les unes des autres et une pluralité d’organes élastiques, chaque tige comportant une première extrémité qui est fixée à un premier élément parmi la première plaque et le support et une deuxième extrémité comportant une butée, ladite tige traversant un deuxième élément parmi la première plaque et le support, chaque organe élastique montée sur l’une des tiges et positionnée entre la première plaque et le support de manière à plaquer le deuxième élément contre la surface de butée.
Selon un mode de réalisation, la pluralité de tiges comporte trois tiges réparties de manière à ce que les trois segments des droites reliant les tiges deux à deux forment un triangle équilatéral.
Selon un mode de réalisation, la butée est positionnée dans un chambrage ménagé dans la tête de rotule ou la cuvette de rotule, l’organe élastique ou la rondelle sphérique étant situé dans le chambrage entre la tête de vis et un fond du chambrage.
Selon un mode de réalisation, l’élément de support comporte :
- un plateau externe qui est lié à une extrémité externe du premier pilier via un dispositif de liaison externe qui retient le plateau externe au premier pilier selon la direction d’épaisseur, la membrane d’étanchéité secondaire étant fixée au plateau externe,
le dispositif de liaison externe présentant :
- un degré de liberté en rotation autour d’un premier axe qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi, et
- un degré de liberté en rotation autour d’un deuxième axe qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi et orthogonal au premier axe.
Selon des modes de réalisation, le dispositif de liaison externe est analogue au dispositif de liaison, c’est-à-dire qu’il peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques du dispositif de liaison qui est disposé au niveau de l’extrémité externe du premier pilier. Par exemple, selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison externe comporte un support fixé à l’extrémité externe du premier pilier et comporte une cuvette de rotule et une rotule logée dans ladite cuvette de rotule, l’une parmi la cuvette de rotule et la tête de rotule étant solidaire du plateau externe et l’autre étant solidaire du support.
Selon un mode de réalisation, le plateau externe est métallique.
Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité secondaire est soudée au plateau externe métallique.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante secondaire comporte l’élément de support.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante secondaire comporte une pluralité d’éléments de supports.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante primaire comporte l’élément de supports précité.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante primaire comporte une pluralité d’éléments de supports.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante secondaire et la barrière thermiquement isolante primaire comportent chacune l’élément de support. Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante primaire et la barrière thermiquement isolante secondaire comportent une pluralité d’éléments de supports.
Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité primaire comporte une première série d’ondulations présentant des premières ondulations parallèles les unes aux autres et une deuxième série d’ondulations présentant des deuxièmes ondulations parallèles les unes aux autres et perpendiculaires aux premières ondulations, la membrane d’étanchéité primaire comporte une pluralité de zones planes qui sont chacune définies entre deux premières ondulations adjacentes et entre deux deuxièmes ondulations adjacentes,
la pluralité de zones planes de la membrane d’étanchéité primaire comportant une première zone plane qui est soudée contre la première plaque de l’élément de support.
Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité secondaire comporte une première série d’ondulations présentant des premières ondulations parallèles les unes aux autres et une deuxième séries d’ondulations présentant des deuxièmes ondulations parallèles les unes aux autres et perpendiculaires aux premières ondulations, la membrane d’étanchéité secondaire comportant une pluralité de zones planes qui sont chacune définies entre deux premières ondulations adjacentes et entre deux deuxièmes ondulations adjacentes,
la pluralité de zones planes de la membrane d’étanchéité secondaire comportant une première zone plane qui est soudée contre le plateau externe de l’élément de support.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi une cuve étanche et thermiquement isolante comportant au moins une première et une deuxième parois telles que précitées.
Selon un mode de réalisation de la cuve, la première paroi et la deuxième paroi forment un angle de la cuve, et la première paroi et la deuxième paroi comportent chacune une rangée d’éléments supports supportant la membrane d’étanchéité qui s’étend parallèlement à l’arête, dans laquelle la rangée comporte l’élément de support.
Selon un mode de réalisation de la cuve, la première paroi et la deuxième paroi comportent :
- une première rangée d’éléments supports supportant la membrane d’étanchéité qui s’étend parallèlement à l’arête et qui est située à proximité de l’angle de la cuve, et
- une deuxième rangée d’éléments supports supportant la membrane d’étanchéité qui s’étend parallèlement à l’arête et qui est adjacente à la première rangée, dans laquelle la deuxième rangée comprend l’élément de support.
Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité est une membrane d’étanchéité ondulée comprenant une première série d’ondulations présentant des premières ondulations parallèles les unes aux autres et une deuxième séries d’ondulations présentant des deuxièmes ondulations parallèles les unes aux autres et perpendiculaires aux premières ondulations, la membrane d’étanchéité comportant une pluralité de zones planes qui sont chacune définies entre deux premières ondulations adjacentes et entre deux deuxièmes ondulations adjacentes,
dans laquelle la première zone et la deuxième zone correspondent à deux zones planes adjacentes.
Grâce à ces caractéristiques les contraintes subies par la membrane d’étanchéité ondulée sont uniformément réparties entre les ondulations de celle-ci.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante primaire comporte au moins une première rangée de piliers comportant successivement, selon une direction parallèle aux premières ondulations, au moins le premier, le deuxième et le troisième piliers qui sont fixés à la barrière thermiquement isolante secondaire et qui s’élèvent selon la direction d’épaisseur de la paroi, le premier, le deuxième et le troisième piliers étant respectivement fixés à la première, la deuxième et la troisième plaques, dans laquelle le premier, le deuxième et le troisième piliers sont respectivement situés au niveau d’une zone plane.
Ces caractéristiques permettent une bonne répartition des contraintes entre les ondulations de la membrane d’étanchéité.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante primaire comporte au moins une deuxième rangée de piliers comportant un quatrième, un cinquième et un sixième piliers qui sont fixés à la barrière thermiquement isolante secondaire et qui s’élèvent selon la direction d’épaisseur de la paroi, le quatrième, le cinquième et le sixième piliers étant alignés selon une direction parallèle aux deuxièmes ondulations et étant respectivement fixés à une quatrième, une cinquième et une sixième plaques, dans lequel le quatrième, le cinquième et le sixième piliers sont respectivement situés au niveau d’une zone plane.
Ainsi, la barrière thermiquement isolante primaire comporte à la fois des éléments de support qui sont alignés parallèlement aux premières ondulations de la membrane d’étanchéité primaire et des éléments de support qui sont alignés parallèlement aux deuxièmes ondulations de la membrane d’étanchéité primaire.
Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité est fixée à la structure modulaire par soudure.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante est une barrière thermiquement isolante primaire et la membrane d’étanchéité est une membrane d’étanchéité primaire qui est destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, la paroi comportant une barrière thermiquement isolante secondaire destinée à reposer contre la structure porteuse, une membrane d’étanchéité secondaire qui repose contre la barrière thermiquement isolante secondaire, la barrière thermiquement isolante primaire reposant contre la membrane d’étanchéité secondaire et la membrane d’étanchéité primaire reposant contre la barrière thermiquement isolante primaire.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante secondaire repose contre la structure porteuse.
Selon un autre mode de réalisation, la première série d’ondulations et la deuxième série d’ondulations de la membrane d’étanchéité secondaire font saillies vers l’intérieur, en direction opposée à la structure porteuse.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante primaire présente une phase gazeuse placée en dépression par rapport à la pression atmosphérique.
Grâce à ces caractéristiques, les propriétés d’isolation thermique de la barrière thermiquement isolante primaire sont augmentées.
Selon un mode de réalisation, la phase gazeuse est placée à une pression absolue inférieure à 1 Pa, avantageusement inférieure à 10-1 Pa, de préférence inférieure à 10–2 Pa et par exemple de l’ordre de 10–3 Pa. Ceci permet d’augmenter les performances d’isolation thermique de la barrière thermiquement isolante primaire.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante secondaire présente une phase gazeuse sous vide, préférentiellement à une pression absolue inférieure à 1 Pa.
Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité primaire comporte une pluralité de tôles métalliques ondulées, chaque tôle métallique ondulée présentant des bords qui sont chacun soudés par recouvrement à un bord d’une tôle métallique ondulée adjacente.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante secondaire comporte des panneaux isolants ancrés à la structure porteuse. Selon un mode de réalisation, les panneaux isolants sont fabriqués à partir de : laine de verre, laine de roche, ouate de polyester, mousses polymères à cellules ouvertes, telles que la mousse polyuréthane à cellules ouvertes ou les mousses de mélamine.
Selon un mode de réalisation, chaque panneau isolant comporte une couche de mousse polymère isolante prise en sandwich entre une plaque interne et une plaque externe, par exemple en bois contreplaqué ou réalisées dans une matrice polymère renforcée par des fibres, tels que des fibres de verre.
Selon un mode de réalisation, la plaque interne des panneaux isolants est équipée de platines métalliques destinées à l’ancrage de la structure modulaire sur les panneaux isolants et/ou à l’ancrage de la membrane étanche sur les panneaux isolants.
Selon un mode de réalisation, la plaque interne des panneaux isolants est équipée de platines métalliques destinées à l’ancrage des bords des tôles métalliques ondulées de la membrane d’étanchéité secondaire sur les panneaux isolants.
Selon un mode de réalisation, le gaz liquéfié est de l’hydrogène.
L’invention fournit également une cuve étanche et thermiquement isolante comportant une pluralité de parois précitées.
Selon un mode de réalisation, la cuve étanche et thermiquement isolante contient de l’hydrogène liquéfié.
La cuve peut être réalisée selon différentes techniques, notamment sous la forme d’une cuve intégrée à membranes. Par exemple, la cuve est une cuve polyédrique.
Une telle cuve peut faire partie d’une installation de stockage terrestre ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire de transport d’hydrogène liquide, c’est-à-dire un hydrogénier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres. Une telle cuve peut aussi servir de réservoir de carburant dans tout type de navire.
Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d’un gaz liquéfié comporte une double coque et une cuve précitée disposée dans la double coque.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un système de transfert pour un gaz liquéfié, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve étanche et thermiquement isolante installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un flux de gaz liquéfié à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve étanche et thermiquement isolante du navire.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d’un tel navire, dans lequel on achemine un gaz liquéfié à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve étanche et thermiquement isolante du navire.
 Brève description des figures
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 est une vue en perspective écorchée et schématique d’une structure porteuse destinée à supporter une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié.
La est une vue partielle en perspective d’une paroi d’une cuve étanche et thermiquement isolante selon un premier mode de réalisation.
La est une vue en coupe, agrandie de la zone III de la .
La est une vue en perspective d’une plaque d’une structure modulaire selon un mode de réalisation.
La est une vue en perspective d’une structure modulaire formée par quatre plaques liées entre elles selon le mode de réalisation de la .
La est une vue en perspective d’une paroi selon un autre mode de réalisation, comprenant une structure modulaire.
La est une vue en perspective d’une structure modulaire selon un autre mode de réalisation.
La est une vue en perspective d’une plaque de la structure modulaire de la .
La est une vue en perspective d’une liaison d’une première plaque avec une deuxième plaque, de la structure modulaire de la .
La est une vue schématique, partielle et en perspective d’une paroi comprenant une structure modulaire selon un autre mode de réalisation.
La est une vue schématique, partielle et en perspective d’une paroi comprenant une structure modulaire selon un autre mode de réalisation.
La est une représentation schématique écorchée d’une cuve de navire pour le transport d’un gaz liquéfié et d’un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
La est une vue en perspective partiellement éclatée d’une structure modulaire selon un autre mode de réalisation.
La est une vue agrandie, en perspective de la structure modulaire de la .
La représente une vue partielle, schématique en coupe d’une première variante d’un premier mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier, la liaison de la première plaque à la deuxième plaque étant volontairement omise.
La représente une vue partielle, schématique en coupe d’une deuxième variante du premier mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier, la liaison de la première plaque à la deuxième plaque étant volontairement omise.
La représente une vue partielle, en perspective de la deuxième variante du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier, représentée sur la .
La représente une vue partielle, schématique en coupe selon une troisième variante du premier mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier, la liaison de la première plaque à la deuxième plaque étant volontairement omise.
La représente une vue partielle, schématique en coupe selon une première variante d’un deuxième mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier, la liaison de la première plaque à la deuxième plaque étant volontairement omise.
La représente une vue partielle, schématique en coupe selon une deuxième variante du deuxième mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier, la liaison de la première plaque à la deuxième plaque étant volontairement omise.
La représente une vue partielle, schématique en coupe selon une troisième variante du deuxième mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier, la liaison de la première plaque à la deuxième plaque étant volontairement omise.
La représente une vue partielle, schématique en coupe selon une quatrième variante du deuxième mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier, la liaison de la première plaque à la deuxième plaque étant volontairement omise.
La représente une vue partielle, schématique en coupe selon un troisième mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier, la liaison de la première plaque à la deuxième plaque étant volontairement omise.
La représente une vue partielle, en coupe, d’un angle d’une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié, selon un mode de réalisation, la liaison de la première plaque à la deuxième plaque étant volontairement omise.
La est une vue schématique, partielle et en coupe d’une paroi comprenant une structure modulaire selon un autre mode de réalisation.
La est une vue schématique, partielle et en perspective d’une paroi comprenant la structure modulaire selon le mode de réalisation de la , dans laquelle la membrane d’étanchéité a été volontairement omise.
Par convention, les termes « externe » et « interne » sont utilisés pour définir la position relative d'un élément par rapport à un autre, par référence à l'intérieur et à l’extérieur de la cuve.
Le gaz liquéfié destiné à être stocké dans la cuve peut notamment être de l’hydrogène liquide qui présente la particularité d’être stocké à environ -253°C à pression atmosphérique. Néanmoins, on peut noter que l’invention s’applique à tout autre gaz liquéfié, par exemple du gaz naturel liquéfié.
En relation avec la , on observe une cuve 1 destinée à recevoir un gaz liquéfié.
La cuve 1 comprend une structure porteuse formée par la coque interne (non représentée) d’un navire à double coque (non représenté). La cuve 1 présente une forme générale polyédrique ou prismatique. La cuve 1 présente une première paroi transversale 2 et une deuxième paroi transversale 3, ici de forme octogonale. Sur la , la première paroi transversale 2 n’est représentée que partiellement afin de permettre la visualisation de l’espace interne de la cuve 1. La cuve 1 comporte également une paroi de plafond 4, une paroi de fond 5, des parois de chanfrein inférieures 6, des parois latérales 7 et des parois de chanfrein supérieures 8. La paroi de plafond 4, la paroi de fond 5, les parois de chanfrein inférieures 6, les parois latérales 7, et les parois de chanfrein supérieures 8 s’étendent selon la direction longitudinale du navire, relient les première et deuxième parois transversales 2, 3 au niveau d’arêtes transversales 9, et se rejoignent au niveau d’arêtes longitudinales 10.
Chaque paroi de la cuve présente successivement, selon une direction d’épaisseur de la paroi, une barrière thermiquement isolante destinée à reposer contre une structure porteuse et une membrane d’étanchéité qui repose contre la barrière thermiquement isolante.
D’une manière générale, chaque paroi de la cuve présente une structure multicouche comportant, depuis l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire comportant une pluralité de panneaux isolants secondaires, destinée à être ancrée, directement ou indirectement, à une structure porteuse, une membrane étanche secondaire reposant contre la barrière thermiquement isolante secondaire, une barrière thermiquement isolante primaire comportant une pluralité de panneaux isolants primaires ou une pluralité de piliers primaires, reposant contre la membrane étanche secondaire et une membrane étanche primaire destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve. La membrane étanche primaire définit un espace interne destiné à recevoir le gaz liquéfié, tel que de l’hydrogène.
En relation avec les figures 2 à 11, on décrira ci-dessous plus particulièrement des parois pour une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié selon des modes de réalisation.
La paroi 11 pour une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié présente une structure multicouche comportant, selon la direction d’épaisseur de la paroi 11, depuis l’extérieur vers l’intérieur, une barrière thermiquement isolante secondaire 12 destinée à reposer contre une structure porteuse 23, une membrane d’étanchéité secondaire 13, une barrière thermiquement isolante primaire 14 et une membrane d’étanchéité primaire 15 destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve.
La barrière thermiquement isolante secondaire 12 comporte une pluralité de panneaux isolants 16 ancrés à la structure porteuse 23. Les panneaux isolants 16 comportent chacun une couche de mousse polymère isolante 17 prise en sandwich entre une plaque interne 18 et une plaque externe 19. Les plaques interne 18 et externe 19 sont, par exemple, des plaques de bois contreplaqué collées sur ladite couche de mousse polymère isolante 17. Selon une variante, les plaques interne 18 et externe 19 sont réalisées dans une matrice polymère renforcée par des fibres, tels que des fibres de verre. La mousse polymère isolante peut notamment être une mousse à base de polyuréthanne. La mousse polymère est, avantageusement, renforcée par des fibres, telle que des fibres de verre, contribuant à réduire sa contraction thermique.
Les panneaux isolants 16 sont ancrés à la structure porteuse 23 au moyen de dispositifs d’ancrage secondaires, non représentés. Chaque panneau isolant 16 est, par exemple, fixé à au moins chacun de ses quatre coins. Chaque dispositif d’ancrage secondaire comporte un goujon soudé à la structure porteuse 23 ainsi qu’un organe d’appui qui est fixé sur le goujon et qui est en appui contre une zone d’appui des panneaux isolants 16. Selon un mode de réalisation, la plaque externe 19 des panneaux isolants 16 déborde par rapport à la couche de mousse polymère isolante 17, au moins au niveau des coins du panneau isolant 16, de manière à former les zones d’appui des panneaux isolants 16 coopérant avec les organes d’appui des dispositifs d’ancrage secondaires. Des organes élastiques, tels que des rondelles Belleville, sont avantageusement enfilés sur le goujon, entre un écrou monté sur le goujon et l’organe d’appui, ce qui permet d’assurer un ancrage élastique des panneaux isolants 16 sur la structure porteuse 23.
De manière avantageuse, des portions de mastic 20 sont interposées entre la plaque externe 19 des panneaux isolants 16 et la structure porteuse 23. Les portions de mastic 20 contribuent ainsi à compenser les irrégularités de surface de la structure porteuse 23. Selon une variante de réalisation avantageuse, les portions de mastic 20 adhérent à la plaque externe 19 des panneaux isolants 16 et à la structure porteuse 23. Les portions de mastic 20 participent ainsi à l’ancrage des panneaux isolants 16 sur la structure porteuse 23. Dans une telle variante de réalisation, les dispositifs d’ancrage secondaires sont optionnels.
Les panneaux isolants 16 présentent sensiblement une forme de parallélépipède rectangle et sont juxtaposés selon des rangées parallèles et séparés les uns des autres par des interstices 21 garantissant un jeu fonctionnel de montage. Les interstices 21 sont comblés avec une garniture calorifuge, non représentée, telle que de la laine de verre, de la laine de roche ou de la mousse polymère souple à cellules ouvertes, par exemple. Les interstices peuvent également être comblés avec des bouchons isolants, tels que décrits dans les demandes WO2019155157 ou WO2021028624, par exemple.
Dans le mode de réalisation représenté, la face interne des panneaux isolants 16 présente deux séries de rainures 22 perpendiculaires l’une à l’autre et destinées à la réception d’ondulations, faisant saillie vers l’extérieur de la cuve, formées sur les tôles métalliques ondulées de la membrane d’étanchéité secondaire 13. Chacune des séries de rainures 22 est parallèle à deux côtés opposés des panneaux isolants 16. Dans le mode de réalisation représenté, les rainures 22 traversent intégralement l’épaisseur de la plaque interne 18 ainsi qu’une portion interne de la couche de mousse polymère isolante 17. De manière avantageuse, les rainures 22 présentent une forme complémentaire à celles des ondulations de la membrane d’étanchéité secondaire 13.
Par ailleurs, la plaque interne 18 des panneaux isolants 16 est équipée de platines métalliques destinées à l’ancrage des bords des tôles métalliques ondulées de la membrane d’étanchéité secondaire 13 sur les panneaux isolants 16. Les platines métalliques s’étendent selon deux directions perpendiculaires qui sont chacune parallèles à deux côtés opposés des panneaux isolants 16. Les platines métalliques sont fixées sur la plaque interne 18 des panneaux isolants 16, par des vis, des rivets ou des agrafes, par exemple. Les platines métalliques sont mises en place dans des évidements ménagés dans la plaque interne 18 de telle sorte que la surface interne des platines métalliques affleure la surface interne de la plaque interne 18.
Par ailleurs, les panneaux isolants 16 présentent des fentes de relaxation 27 qui permettent de diminuer leur raideur de sorte que la barrière thermiquement isolante secondaire 12 se déforme de la manière la plus homogène possible. Ceci permet d’obtenir des déformations les plus uniformes possibles des ondulations de la membrane d’étanchéité secondaire 13. De manière avantageuse, les panneaux isolants 16 présentent des fentes de relaxation 27 au moins en regard de chacune des ondulations 24 de la membrane d’étanchéité secondaire 13. Ainsi, une fente de relaxation 27 s’étend à partir du fond de chacune des rainures 22 en direction de la plaque externe 19 des panneaux isolants 16. Selon une variante optionnelle, les blocs isolants 16 comportent également des fentes de relaxation qui débouchent sur la face externe des panneaux isolants 16. De telles fentes de relaxation ne sont alors pas disposées en regard d’une ondulation de la membrane d’étanchéité secondaire 13 mais à mi-distance entre deux ondulations parallèles de la membrane d’étanchéité secondaire 13.
La membrane d’étanchéité secondaire 13 comporte une pluralité de tôles métalliques ondulées ayant chacune une forme sensiblement rectangulaire. Les tôles métalliques ondulées 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 1,2.10-6 et 2.10-6 K-1, ou dans un alliage de fer à forte teneur en manganèse dont le coefficient de dilatation est typiquement de l’ordre de 7.10-6 K-1. De manière alternative, les tôles métalliques ondulées peuvent également être réalisées en acier inoxydable ou en aluminium.
Les tôles métalliques ondulées sont soudées à recouvrement le long de leurs bords afin d’assurer l’étanchéité de la membrane d’étanchéité secondaire 13. Par ailleurs, les tôles métalliques ondulées sont disposées de manière décalée par rapport aux panneaux isolants 16 de la barrière thermiquement isolante secondaire 12 de telle sorte que chacune desdites tôles métalliques ondulées s’étende conjointement sur plusieurs panneaux isolants 16 adjacents. Afin d’assurer l’ancrage de la membrane d’étanchéité secondaire 13 sur la barrière thermiquement isolante secondaire 12, les bords des tôles métalliques ondulées sont soudés sur les platines métalliques, par exemple par des soudures par point.
La membrane d’étanchéité secondaire 13 présente des ondulations et plus particulièrement une première série d'ondulations s’étendant parallèlement à une première direction et une seconde série d'ondulations s’étendant parallèlement à une seconde direction. Les directions des séries d’ondulations sont perpendiculaires les unes aux autres. Chacune des séries d’ondulations est parallèle à deux bords opposés de la tôle métallique ondulée. Les ondulations font ici saillie vers l’extérieur de la cuve, c’est-à-dire en direction de la structure porteuse 23. La membrane d’étanchéité secondaire 13 comporte, entre les ondulations, une pluralité de zones planes.
Les ondulations de la membrane d’étanchéité secondaire 13 sont logées dans les rainures 22 ménagées dans la face interne des panneaux isolants 16 et dans les interstices 21 ménagés entre les panneaux isolants 16 adjacents.
Par ailleurs, les zones planes de la membrane d’étanchéité secondaire 13 sont chacune traversées par un dispositif d’ancrage primaire visant à assurer l’ancrage des éléments de support de la barrière thermiquement isolante primaire 14 sur les panneaux isolants 16 de la barrière thermiquement isolante secondaire 12. Chaque dispositif d’ancrage primaire comporte un goujon, non représenté, qui traverse la membrane d’étanchéité secondaire de manière étanche.
La barrière thermiquement isolante primaire 14 comporte une pluralité de piliers 30 qui s’étendent selon la direction d’épaisseur de la paroi 11. Les piliers 30 permettent de supporter la membrane d’étanchéité primaire 15 et, par conséquent, de reprendre les efforts dus aux pressions hydrostatiques et dynamiques exercées, sur la membrane d’étanchéité primaire 15, par le gaz liquéfié contenu à l’intérieur de la cuve. Les piliers 30 sont alignés selon des rangées qui sont parallèles à la direction des ondulations de la première série d’ondulations 45a et selon des rangées parallèles à la direction des ondulations de la deuxième série d’ondulations 45b.
Les piliers 30 comportent chacun une embase externe, une embase interne et une tige s’étendant entre l’embase externe et l’embase interne. L’embase externe et l’embase interne peuvent être réalisées en métal, tel que l’acier inoxydable, ou dans un matériau composite, tel qu’une résine époxy chargée de fibres de verre, par exemple. L’embase externe et l’embase interne sont susceptibles d’être fixées à la tige par tout moyen et notamment par collage. Selon une autre variante de réalisation, la tige ainsi que l’embase externe et l’embase interne formant le pilier 30 sont formés d’un seul tenant, par moulage par exemple. Les piliers présentent une forme tubulaire, de préférence avec une section circulaire.
La membrane étanche primaire 15 quant à elle est obtenue de manière similaire à la membrane étanche secondaire par assemblage d’une pluralité de tôles métalliques ondulées 44. Les tôles métalliques ondulées 44 ont chacune une forme sensiblement rectangulaire. Les tôles métalliques ondulées 44 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 1,2.10-6 et 2.10-6 K-1, ou dans un alliage de fer à forte teneur en manganèse dont le coefficient de dilatation est typiquement de l’ordre de 7.10-6 K-1. De manière alternative, les tôles métalliques ondulées 44 peuvent également être réalisées en acier inoxydable ou en aluminium.
Les tôles métalliques ondulées 44 sont soudées à recouvrement le long de leurs bords afin d’assurer l’étanchéité de la membrane d’étanchéité primaire 15. La membrane d’étanchéité primaire 15 comporte des ondulations 45. Plus particulièrement, elle comporte une première série d'ondulations 45a s’étendant parallèlement à une première direction et une seconde série d'ondulations 45b s’étendant parallèlement à une seconde direction. Les directions des séries d’ondulations 45a, 45b sont perpendiculaires et sont parallèles ou perpendiculaires aux rangées de piliers 30. Chacune des séries d’ondulations 45a, 45b est parallèle à deux bords opposés des tôles métalliques ondulées 44. Les ondulations 45 font saillie vers l’intérieur de la cuve, c’est-à-dire en direction opposée à la structure porteuse 23. Chaque tôle métallique ondulée 44 comporte entre les ondulations 45, une pluralité de zones planes 46.
Chaque zone plane 46 de la membrane d’étanchéité primaire 15 se situe en regard, selon la direction d’épaisseur de la paroi 11, d’une zone plane de la membrane d’étanchéité secondaire 13.
Tel qu’illustré sur la montrant la zone III de la , la paroi 11 comprend une structure modulaire 50 située entre une pluralité de piliers 30 et la membrane d’étanchéité primaire 15.
La membrane d’étanchéité primaire 15 est fixée sur la structure modulaire 50 par soudure au niveau des zones plane 46. Selon un mode de réalisation, chacune des zones planes 46 de la membrane d’étanchéité primaire 15 est fixée sur une plaque respective de la structure modulaire 50. Selon un autre mode de réalisation, la membrane d’étanchéité primaire 15 n’est soudée à la structure modulaire que le long des bords des tôles métalliques ondulées 44.
La structure modulaire 50 comporte une première plaque 51, une deuxième plaque 52 et une troisième plaque 53. La deuxième plaque 52 est liée à la première plaque 51 via une première liaison 54 située au niveau d’une portion latérale de la première plaque 51 et une portion latérale de la deuxième plaque 52. La deuxième plaque est également liée via une deuxième liaison 55 à la troisième plaque 53 via une autre portion latérale de la deuxième plaque et une portion latérale de la troisième plaque. La première liaison 54 et la deuxième liaison 55 sont telles qu’elles autorisent un degré de liberté en translation selon une direction X qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi et est parallèle à la direction d’une des séries d‘ondulation 45a, 45b de la membrane d’étanchéité primaire 15.
La structure modulaire 50 est fixée aux piliers 30 par boulonnerie. C’est-à-dire que chaque plaque est respectivement fixée à un pilier 30 par exemple via un système vis écrou 82.
Une plaque selon le mode de réalisation de la est illustrée davantage en détail sur la . A des fins de compréhension la plaque de la est nommée première plaque 51. Néanmoins, la deuxième plaque 52 et la troisième plaque 53 de la présentent des caractéristiques identiques.
La première plaque 51 présente une forme générale d’un carré présentant une première potion latérale 101, une deuxième portion latérale 102, une troisième portion latérale 103 qui est opposée à la première portion latérale 101 et une quatrième portion latérale 104.
La première portion latérale 101 et la deuxième portion latérale 102 présentent chacune une première languette rectiligne 105, une deuxième languette rectiligne 105 et une languette externe 107 située entre la première languette rectiligne 105 et la deuxième languette rectiligne 105.
La troisième portion latérale 103 et la quatrième portion latérale 104 présentent chacune une languette rectiligne 105 située entre une première languette externe 107 et une deuxième languette externe 107.
Les languettes externes 107 sont chacune décalée selon une direction d’épaisseur Y de la paroi, en direction de l’extérieur de la cuve, par rapport aux languettes rectilignes 105.
La première portion latérale 101 et la deuxième portion latérale 102 sont complémentaires de la troisième portion latérale 103 et la quatrième portion latérale 104.
Ainsi, la première portion latérale 101 et la deuxième portion latérale 102 peuvent chacune se lier avec une quelconque des troisièmes portion latérale 103 et quatrième portions latérale 104 d’une plaque voisine.
Une telle première plaque 51 est fabriquée par exemple par emboutissage ou pliage d’une tôle métallique.
Grâce à ces caractéristiques, la structure modulaire 50 permet la répartition uniforme des efforts exercés sur les piliers 30 mais également permet, en cas d’endommagement d’un pilier 30 de maintenir le portage de la membrane d’étanchéité primaire 15.
Une telle structure modulaire 50 comprenant une pluralité de plaques identiques à la première plaque 51 est notamment illustrée sur les figures 5 et 6.
On observe sur la une structure modulaire 50 comportant quatre plaques. La structure modulaire 50 comporte :
- une première plaque 51 liée à une deuxième plaque 52 par contact de la quatrième portion latérale 104 de la première plaque 51 avec la deuxième portion latérale 102 de la deuxième plaque 52. La première plaque 51 étant en outre liée à une troisième plaque 56 par contact de la première portion latérale 101 de la première plaque 51 avec la troisième portion latérale 103 de la troisième plaque 56.
- une quatrième plaque 57 liée à la deuxième plaque 52 par contact de la troisième portion latérale 103 de la quatrième plaque 57 avec la première portion latérale 101 de la deuxième plaque 52. La quatrième plaque 57 étant en outre liée à une troisième plaque 56 par contact de la deuxième portion latérale 102 de la quatrième plaque 57 avec la quatrième portion latérale 104 de la troisième plaque 56.
On observe un trou 60 au centre des première, deuxième, troisième et quatrième plaques de la . Ce trou 60 vise à éviter une superposition de matière entrainant des difficultés de montages de la structure modulaire.
Les caractéristiques de cette structure modulaire et notamment des portions latérales des plaques indiquées ci-dessus permettent d’assembler un nombre important de plaques et donc de former une structure modulaire présentant les dimensions adaptées aux dimensions souhaitées. Les plaques collaborent entre elles par l’intermédiaire des liaisons.
Selon une variante de réalisation présentée sur la , la paroi 111 pour une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié comprend un élément de support 130 pouvant être :
- un panneau thermiquement isolant comportant une couche de mousse polymère isolante autoporteuse prise en sandwich entre une plaque de bois contreplaquée interne et une plaque de bois contreplaquée externe ; ou
- un caisson isolant rempli d’une garniture thermiquement isolante.
L’élément de support comprend en outre une couche de matériau souple 31 positionnée contre le panneau ou le caisson isolant 130, la structure modulaire 50 étant positionnée et fixée contre la couche de matériau souple 31.
Dans ce mode de réalisation, chaque plaque comporte en son centre un évidement circulaire 83 comportant un orifice traversant 84 destiné à recevoir une fixation. La fixation pour figer chaque plaque selon la direction d’épaisseur Y de la paroi 111 est effectuée en un point unique, par exemple au centre de la plaque, par exemple par de la boulonnerie.
De manière similaire aux modes de réalisation précités, les plaques de la structure modulaire 50 collaborent entre elles par l’intermédiaire des liaisons au niveau des portions latérales qui permettent un mouvement selon la direction perpendiculaire X à la direction d’épaisseur de la paroi 111. C’est-à-dire que lorsque la membrane étanche (non représentée sur la ) se contracte ou se dilate en réponse aux contraintes thermiques, les plaques de la structure modulaire 50 sont chacune libre de glisser en translation selon la direction X.
En outre, lorsque des charges locales sont appliquées dans la direction d’épaisseur Y de la paroi, par exemple les pressions exercées par le liquide contenu dans la cuve, lesdites charges sont répercutées sur la structure modulaire 50 et, notamment, sur la pluralité de plaques qui compose la structure modulaire 50. En outre, la couche de matériau souple 31 permet d’accroitre l’effet de répartition des charges.
Grâce à ces caractéristiques, dans le cas d’un panneau thermiquement isolant, les charges d’un impact local sont réparties sur une plus grande surface. Il en résulte donc diminution de la valeur maximum de la contrainte exercée sur le panneau thermiquement isolant. Il est donc possible de remplacer par exemple une mousse à 250kg/m3 par une mousse de densité plus faible, par exemple de 170kg/m3, menant à une économie de matière et donc de coût important et à une amélioration du comportement thermique du panneau isolant.
Une autre variante de réalisation d’une structure modulaire 150 est maintenant présentée en relation avec les figures 7 à 9.
De manière différente au mode de réalisation décrit précédemment, la structure modulaire 150 comporte une pluralité de plaques liées entre elles via un système tenon-mortaise illustré plus en détail sur les figures 8 et 9.
La plaque 58 de la présente, de manière similaire à la plaque 51 de la , une forme générale d’un carré présentant une première portion latérale 201, une deuxième portion latérale 202, une troisième portion latérale 203 qui est opposée à la première portion latérale 201 et une quatrième portion latérale 204. La plaque 58 présente une symétrie selon l’axe S passant par une diagonale de ladite plaque 58.
La première portion latérale 201 et la deuxième portion latérale 202 présentent chacune un premier et un deuxième tenons rectangulaires 205 et un tenon cylindrique 206 faisant saillies respectivement depuis la première portion latérale 201 de la plaque 58 et depuis la deuxième portion latérale 202 de la plaque 58.
La troisième portion latérale 203 et la quatrième portion latérale 204 présentent chacune une première et une deuxième mortaises rectangulaires 207 et une mortaise cylindrique 208 creusées respectivement dans la troisième portion latérale 203 de la plaque 58 et dans la quatrième portion latérale 204 de la plaque 58. Les dimensions des mortaises sont adaptées afin de permettre la réception des tenons correspondants.
Selon le mode de réalisation présentée sur la , chaque plaque de la structure modulaire 150 présente les caractéristiques de la plaque 58.
Ainsi, la première portion latérale 201 et la deuxième portion latérale 202 peuvent chacune se lier avec une quelconque des troisièmes portion latérale 203 et quatrième portion latérale 204 d’une plaque voisine.
Sur la , pour chaque plaque, les premier et deuxième tenons rectangulaires 205 et le tenon cylindrique 206 de la première portion latérale 201 sont respectivement liés aux première et deuxième mortaises rectangulaires 207 et à la mortaise cylindrique 208 de la troisième portion latérale 203 de la plaque adjacente.
De manière similaire, la deuxième portion latérale 202 est liée à la quatrième portion latérale 204 de la plaque adjacente via les premier et deuxième tenons rectangulaires 205 et le tenon cylindrique 206 de la deuxième portion latérale 201 qui s’emboitent dans les première et deuxième mortaises rectangulaires 207 et à la mortaise cylindrique 208 de la quatrième portion latérale 203 de la plaque adjacente.
Une vue agrandie de la d’une liaison du premier tenon rectangulaire 205 avec la première mortaise 207 est illustrée sur la . Les dimensions en largeur du premier tenon 205 sont inférieures aux dimensions en largeur de la première mortaise 207 afin d’autoriser un mouvement du premier tenon 205 dans la première mortaise 207, selon les directions X1 et X2 perpendiculaires à la direction d’épaisseur de la paroi. Cette différence de dimensions permet notamment d’autoriser un mouvement de glissière en réponse à une contraction ou une dilatation thermique sans rompre complètement la liaison. C’est-à-dire que les dimensions sont aussi choisies au regard de la contraction et dilatation thermique estimée afin que le tenon ne sorte pas complètement de la mortaise.
D’une manière différente du mode de réalisation décrit précédemment, la structure modulaire 450 comporte une pluralité de plaques 451 liées entre elles via un système d’emboitement tel qu’illustré sur les figures 13 et 14.
Ce mode de réalisation se distingue des précédents modes de réalisation en ce que la structure modulaire 450 comporte une pluralité de plaques 451, dont quatre sont illustrées sur la qui sont emboitées entre-elles par complémentarité de forme entre une portion latérale d’une plaque 451 et une portion latérale d’une autre plaque 451 adjacente. Les formes complémentaires des deux plaques 451 emboitées présentent chacune des ouvertures 452 qui s’étendent selon une direction perpendiculaire X à la direction d’épaisseur de la paroi, les ouvertures 452 forment un passage traversant destiné à recevoir une tige rectiligne 453. Les ouvertures 452 présentent par exemple une forme oblongue.
Une tige rectiligne 453 est logée dans les ouvertures traversantes 452 consécutives et traverse lesdites ouvertures traversantes 452 consécutives afin de maintenir un degré de liaison selon la direction d’épaisseur Y de la paroi des plaques emboitées. La dimension transversale de la tige rectiligne 453, mesurée perpendiculairement à la direction d’épaisseur est inférieure à la dimension transversale correspondante desdites ouvertures traversantes 452. En d’autres termes, la tige rectiligne 453 est montée avec un jeu selon une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale de la tige rectiligne 453 et à la direction d’épaisseur Y de la paroi, ce qui permet d'autoriser les mouvements relatifs des plaques les unes par rapport aux autres dans le plan orthogonal à la direction d’épaisseur de la paroi.
La tige rectiligne 453 présente, au niveau d’une extrémité, une butée sous la forme d’une embase 454 afin de maintenir la tige rectiligne 453 logée dans le passage traversant.
La illustre un autre mode de réalisation d’une structure modulaire 250. Les piliers 30 de la sont organisés en rangées, de manière similaire aux piliers 30 présentés sur la .
Ce mode de réalisation se distingue des précédents modes de réalisation en ce que la structure modulaire 250 comporte une pluralité de plaques 251 liées entre elles par l’intermédiaire de poutrelles métalliques aptes à glisser selon l’une des directions X1, X2 perpendiculaires à la direction d’épaisseur de la paroi parallèle à l’une des séries d’ondulations des séries d‘ondulation 45a, 45b de la membrane d’étanchéité primaire 15.
Pour ce faire, la structure modulaire 250 comporte en outre une pluralité de manchons 252 qui sont chacun positionnés sur une extrémité interne d’un pilier 30. Chaque manchon 252 comporte deux ouvertures traversantes formant une encoche en forme de croix.
Une pluralité de poutrelles métalliques continues 253 traversent chacune une série de manchon 252 alignés via leur encoche respective, selon une première direction X1, perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi. Sur la , on observe notamment trois poutrelles métalliques continues 253 parallèles entre elles et traversant chacune au moins quatre manchons alignés. Les poutrelles métalliques continues 253 sont aptes à effectuer un mouvement de glissement selon la première direction X1.
Une pluralité de poutrelles métalliques discontinues 254 relient chacune, selon une deuxième direction X2 qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi et qui est perpendiculaire à la première direction X1, un premier manchon 252 d’un premier pilier 30 avec un deuxième manchon 252 d’un deuxième pilier 30 adjacent au premier pilier 30 via leur encoche respective. Les poutrelles métalliques discontinues 254 sont aptes à effectuer un mouvement de glissement selon la deuxième direction X2.
Chaque plaque 251 est fixée, par exemple au moyen de rivets 85, à un pilier 30 par l’intermédiaire d’un manchon 252.
De manière similaire à la , la structure modulaire 250 permet également une répartition uniforme des efforts exercés sur les piliers 30 mais également permet, en cas d’endommagement d’un pilier 30, de maintenir le portage de la membrane étanche primaire.
Selon une variante (non représentée) de réalisation de la , l’élément porteur est un panneau isolant à la place des piliers 30 et les manchons 252 sont répartis sur une surface interne du panneau isolant et les poutrelles métalliques continues et discontinues sont réparties de manière similaire à la .
La présente une autre variante de réalisation d’une paroi pour une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié. La structure modulaire 350 se différencie par rapport à la structure modulaire 250 de la en ce qu’elle comprend des manchons 352 de forme cubique et en ce qu’elle comprend une pluralité de poutrelles métalliques discontinues 254, selon une première direction X1 et selon la deuxième direction X2, reliant deux manchons 352 adjacents.
Selon une variante (non représentée) de réalisation de la , l’élément porteur est un panneau isolant à la place des piliers 30 et les manchons 352 sont répartis sur une surface interne du panneau isolant et les poutrelles métalliques discontinues sont réparties de manière similaire à la .
Les figures 25 et 26 présentent une autre variante de réalisation d’une paroi pour une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié.
La structure modulaire 550 se différencie par rapport à la structure modulaire 250 de la en ce que les poutrelles métalliques 153, 154 sont positionnées au niveau de l’interstice entre deux plaques 151 adjacentes, par exemple dans un interstice le long de deux plaques de part et d’autre de l’interstice comme c’est illustré sur la . La illustre notamment une vue en coupe d’une poutrelle métallique 153 située en regard d’une ondulation de la membrane d’étanchéité 15.
Les poutrelles métalliques 153, 154 présentent une forme en « I » comportant deux rainures qui reçoivent chacune au moins une portion latérale d’une plaque 151. Les poutrelles métalliques 153 s’étendent selon la première direction X1 perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi. Les poutrelles métalliques 154 s’étendent selon une deuxième direction X2 qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi et qui est perpendiculaire à la première direction X1.
Les poutrelles métalliques 153 et 154 forment un réseau de poutrelles métalliques permettant de bloquer en rotation les plaques adjacentes et donc permettent de maintenir la planéité et la rigidité de la structure modulaire 550.
Les figures 15 à 24 représentent des modes de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier. Dans ces modes de réalisation, la liaison de la première plaque à la deuxième plaque est volontairement omise afin de faciliter la compréhension des illustrations. Les éléments identiques ou similaires des figures 15 à 24 portent les mêmes chiffres de références incrémentés d’un multiple de 100. On notera que si ces figures représentent un dispositif de liaison pour lier de la structure modulaire à un seul pilier, un dispositif de liaison identique est avantageusement utilisé pour plusieurs ou la totalité des autres piliers.
En relation avec la , on décrit ci-dessous une première variante d’un premier mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier.
L’élément de support 120 comporte un pilier 121 qui est creux, une première plaque 122 et un dispositif de liaison 130 qui permet la liaison de la première plaque 122 à l’extrémité interne du pilier 121.
Le dispositif de liaison 130 comporte un support 131 qui est un manchon métallique emmanché dans l’extrémité interne du pilier 121 et collé via une couche de colle 191 contre une surface longitudinale interne du pilier 121. Le manchon s’étend au-delà de l’extrémité interne du pilier 121 en formant une collerette de réception 132 qui présente un diamètre supérieur au diamètre externe du pilier 121.
Le dispositif de liaison 130 comporte trois tiges filetées 133, désignées vis dans la suite de la description, et dont une seule est présente dans le plan de coupe de la . Les trois vis 133 sont régulièrement positionnées sur un cercle géométrique concentrique à l’axe longitudinale du pilier 121. En d’autres termes, les trois vis 133 sont réparties de manière à ce que les trois segments des droites reliant les tiges deux à deux forment un triangle équilatéral. Les vis 133 traversent la première plaque 122 et comportent chacune une extrémité interne 134 vissée dans un trou taraudé 135 qui est positionné dans la collerette de réception 132. Les vis 133 comportent, en outre, au niveau de l’extrémité interne 136, une tête de vis qui est positionnée dans une fraisure 123 ménagée dans la surface interne 124 de la première plaque 122.
Le dispositif de liaison 130 comporte en outre un organe élastique 137 qui est une rondelle ressort, également nommée rondelle élastique ou encore rondelle Belleville.
L’organe élastique 137 est monté sur la vis 133, entre la première plaque 122 et la collerette de réception 132 de manière à plaquer la première plaque 122 contre la tête de vis 136.
Lorsque des efforts s’exercent sur la membrane d’étanchéité primaire qui est soudée à la première plaque 122, les propriétés d’écrasement élastiques de l’organe élastique 137 permettent un mouvement de rotation de la première plaque 122 selon un premier axe X3 qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi et selon un deuxième axe X4 qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur Y de la paroi et orthogonal au premier axe X3. Lorsque les efforts transversaux cessent de s’exercer contre la première plaque 122, l’organe élastique 137 reprend sa forme initiale et la première plaque 122 reprend son positionnement initial.
Lorsque des efforts s’exercent, parallèlement à la direction d’épaisseur Y, et uniformément sur la première plaque 122, les propriétés élastiques de l’organe élastique 137 permettent un mouvement de translation de la première plaque 122, selon la direction d’épaisseur Y de la paroi. Un tel mouvement rapproche la première plaque 122 de la collerette de fixation 132, diminuant la distance entre la première plaque 122 et la collerette de fixation 132 d’une distance inférieure ou égale à la distance représentée par la capacité d’écrasement élastique de l’organe élastique 137. Lorsque les efforts cessent de s’exercer, l’organe élastique 137 reprend sa forme initiale et la première plaque 122 sa position initiale. En relation avec les figures 16 et 17, on décrit ci-dessous une deuxième variante du premier mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier.
L’élément de support 520 diffère de celui de la en ce que le support 531 est une plaque de fermeture, par exemple en métal, qui recouvre l’ouverture du pilier 521 creux. La plaque de fermeture présente un diamètre similaire ou identique au diamètre du pilier 521.
L’élément de support 520 comporte trois tiges 533 dont une seule est visible dans le plan de coupe de la , les tiges 533 traversent chacune la première plaque 522 et comportent chacune une extrémité externe 534 fixée dans un trou 535 qui est ménagé dans la plaque de fermeture et une extrémité interne 536 fixée dans un chambrage 525 comportant un fond 526. La fixation des tiges 533 au support 531 est par exemple réalisée via un système filetage et taraudage. Les vis 533 peuvent être réglées par vissage dans le trou taraudé 535 afin d’ajuster la hauteur de la première plaque 522.
Le dispositif de liaison 530 comporte quatre rondelles Belleville 537 superposées et montées sur chaque tige 533, entre la première plaque 522 et la plaque de fermeture.
Les trois tiges 533 sont réparties en périphérie de la plaque de fermeture 531 de manière à ce que les trois segments des droites reliant les tiges deux à deux forment un triangle équilatéral.
En relation avec la , on décrit ci-dessous une troisième variante du premier mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier.
L’élément de support 820 diffère de la en ce qu’il comprend une première pièce métallique 840 positionnée contre la surface externe 827 de la première plaque 822 et fixée contre la surface externe 827 via des vis de fixation 841. L’élément de support 820 comprend en outre une deuxième pièce métallique 860 située en vis-à-vis de la première pièce métallique 840. La deuxième pièce métallique 860 est positionnée contre la surface interne de la collerette de réception 832 et fixée contre la collerette de réception 832 via des vis de fixation 844.
L’élément de support comporte une tige filetée 833 centrale qui traverse le trou 835 qui est ménagé dans la deuxième pièce métallique 860. La tige filetée 833 présente une extrémité externe 834 qui est fixée via une butée contre une surface externe de la deuxième pièce métallique 860 au niveau du trou 835. La tige filetée comporte en outre une extrémité interne 836 fixée via une butée dans un chambrage 825 comportant un fond 826 situé dans la première pièce métallique 840. La fixation de la tige 833 à la première pièce métallique 840 et à la deuxième pièce métallique 860 est par exemple réalisée via un système vis écrou. Optionnellement, les rondelles Belleville 837 peuvent être réglées, par exemple contraintes via le serrage ou le desserrage des écrous montés sur la tige 833.
En relation avec la , on décrit ci-dessous une première variante d’un deuxième mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier.
L’élément de support 220 diffère de celui de la en ce que le dispositif de liaison 230 comporte une tête de rotule 238 logée dans une cuvette de rotule 239. La cuvette de rotule 239 est formée dans la collerette de réception 232, au niveau du centre du diamètre de la collerette de réception 232. La tête de rotule 238 est formée par une protubérance faisant saillie de la première plaque 222 et présente une forme complémentaire à celle de la cuvette de rotule 239.
Le dispositif de liaison 230 comporte une vis 233 qui traverse la première plaque 222, la tête de rotule 238 et la cuvette de rotule 239. L’extrémité externe 234 de la vis 233 est fixée dans un trou 235 ménagé dans la cuvette de rotule 239 et l’extrémité interne de la vis 233 comporte une tête de vis 236 qui est positionnée dans un chambrage 225 ménagé dans la surface interne 224 de la première plaque 222, le chambrage 225 comportant un fond 226. L’organe élastique 237 est situé dans le chambrage 225 entre la tête de vis 233 et le fond 226 du chambrage 225 de manière à plaquer la première plaque 222 contre la collerette de réception 232, tout en permettant un degré de liberté en rotation autour du premier axe X3 et un degré de liberté en rotation autour du deuxième axe X4.
En relation avec la , on décrit ci-dessous une deuxième variante du deuxième mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier.
L’élément de support 320 diffère de celui de la en ce que le manchon métallique 331 ne présente pas de collerette de réception, et en ce que la tête de rotule 338 fait saillie depuis une pièce métallique 340 positionnée contre la surface externe 327 de la première plaque 322. La pièce métallique 340 comporte un diamètre supérieur au diamètre externe du pilier 321.
La pièce métallique 340 est fixée à la première plaque 322 via des vis de fixation 341 situées en périphérie de la pièce métallique 340. Les vis de fixation 341 traversent la première plaque 322 et la pièce métallique 340. Les vis de fixation 341 comportent chacune une extrémité externe 342 qui est fixée à la pièce métallique 340, par exemple par rivetage, et une extrémité interne 343 qui comporte une tête de vis qui est logée dans une fraisure 323 formée dans la surface interne 324 de la première plaque 322.
En relation avec la , on décrit ci-dessous une troisième variante du deuxième mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier.
L’élément de support 420 diffère de celui de la en ce qu’il comprend une première pièce métallique 440 positionnée contre la surface externe 427 de la première plaque 422 et fixée contre la surface externe 427 via des vis de fixation 441. L’élément de support 420 comprend en outre une deuxième pièce métallique 460 située en vis-à-vis de la première pièce métallique 440. La deuxième pièce métallique 460 est positionnée contre la surface interne de la collerette de réception 432 et fixée contre la collerette de réception 432 via des vis de fixation 444.
La première pièce métallique 440 comprend une tête de rotule 438 formant une protubérance depuis la surface externe 445 et la deuxième pièce métallique 460 comprend une embase 462 faisant saillie depuis la surface interne 461 de la deuxième pièce métallique 460, l’embase comportant la cuvette de rotule 439. La tête de rotule 438 est logée dans la cuvette de rotule 439.
La première pièce métallique 440, la deuxième pièce métallique 460 et la collerette de réception 432 présentent par exemple un diamètre identique ou similaire.
La vis 433 traverse la première plaque 422, la première pièce métallique 440, la tête de rotule 438, la cuvette de rotule 439 et la deuxième pièce métallique 460. La vis 433 comporte une extrémité externe qui est fixée dans la deuxième pièce métallique 460.
Selon une variante de réalisation de la , l’organe élastique 437 est remplacé par une rondelle sphérique située dans le chambrage 425 entre la tête de vis 436 et le fond 426 du chambrage 425. La rondelle sphérique comporte deux parties qui coopèrent l’une avec l’autre par des surfaces sphériques, ce qui permet une mobilité de la tête de vis 436 par rapport à la première plaque 422.
En relation avec la , on décrit ci-dessous une quatrième variante du deuxième mode de réalisation du dispositif de liaison liant la structure modulaire au pilier.
L’élément de support 620 diffère de celui la en ce que le support est une plaque de fermeture 631. La cuvette de rotule 639 est ménagée dans la plaque de fermeture 632, au niveau du centre du diamètre de la plaque de fermeture 632.
La tige 633 de fixation traverse la première plaque 622, la pièce métallique 640 et la plaque de fermeture 632.
La tige 633 comporte une extrémité externe 634 fixée dans un trou 635 qui est ménagé au niveau du centre du diamètre de la plaque de fermeture 632 et une extrémité interne fixée via une tête de tige 636 dans le chambrage 625 ménagé dans la première plaque 622.
En relation avec la , on décrit ci-dessous un troisième mode de réalisation.
L’élément de support 920 diffère de celui la en ce qu’il ne comporte pas la tête de rotule 438 et l’embase 452 illustrée sur la et en ce que l’organe élastique 837 est positionné entre la première pièce métallique 940 et la deuxième pièce métallique 960.
La fixation de la tige filetée 933 à la première pièce métallique 940 et à la deuxième pièce métallique 960 est par exemple réalisée de manière similaire au mode de réalisation illustré via la , c’est-à-dire via des systèmes vis-écrous.
Les différents modes de réalisation du dispositif de liaison tels qu’illustrés avec les figures 15 à 23 peuvent être appliqués aux parois de cuve des figures 2 à 11. Par exemple la boulonnerie comprenant les écrous 82 illustrée sur la peut être remplacée par un dispositif de liaison des modes de réalisation illustrés avec les figures 15 à 23.
La paroi 11 précitée, comprenant un ou plusieurs éléments porteurs précités, est destinée à être intégrée dans une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié. Le gaz liquéfié destiné à être stocké dans la cuve peut notamment être de l’hydrogène liquide qui présente la particularité d’être stocké à environ -253°C à pression atmosphérique.
Une telle cuve est fixée contre une structure porteuse 1 telle qu’illustrée avec la .
La illustre un angle de cuve 171 étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié. La cuve comporte une première paroi de cuve 111 et une deuxième paroi de cuve 211 formant un angle de la cuve, les premières et deuxième parois 111, 211 étant reliées dans une zone de connexion 92. Les première et deuxième parois de cuve peuvent présenter les caractéristiques précitées.
La membrane d’étanchéité secondaire 113 de la première paroi de cuve 111 est reliée à la membrane d’étanchéité secondaire de la deuxième paroi de cuve 211 dans la zone de connexion 92.
La membrane d’étanchéité primaire 115 de la première paroi de cuve 111 est reliée à la membrane d’étanchéité primaire de la deuxième paroi de cuve 211 dans la zone de connexion 92.
La première paroi de cuve 111 et la deuxième paroi de cuve 211 comportent chacune, au niveau de la barrière thermiquement isolante primaire, une première rangée 95 d’éléments supports supportant la membrane d’étanchéité primaire qui s’étend parallèlement à l’arête formée à l’intersection entre la première et la deuxième parois et dont les éléments supports s’étendent selon la direction d’épaisseur de leur paroi respective, entre la membrane d’étanchéité secondaire 113 et la membrane d’étanchéité primaire 115.
La première paroi de cuve 111 et la deuxième paroi de cuve 211 comportent en outre chacune, au niveau de la barrière thermiquement isolante primaire, une deuxième rangée 96 d’éléments supports, parallèle à la première rangée, dont les éléments supports s’étendent également selon la direction d’épaisseur de leur paroi respective. Les éléments supports de chaque deuxième rangée 96 comportent des éléments porteurs 720 comportant par exemple les caractéristiques d’un élément de support tel qu’illustré dans l’une des figures 1 à 23.
En référence à la , une vue écorchée d’un navire 70 pour le transport d’un gaz liquéfié montre une cuve étanche et thermiquement isolante 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une membrane d’étanchéité primaire destinée à être en contact avec le gaz liquéfié, par exemple du GNL, contenu dans la cuve, une membrane d’étanchéité secondaire agencée entre la membrane d’étanchéité primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières thermiquement isolantes agencées respectivement entre la membrane d’étanchéité primaire et la membrane d’étanchéité secondaire et entre la membrane d’étanchéité secondaire et la double coque 72.
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 GNL depuis ou vers la cuve 71.
La 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 navires 70. 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 navire 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 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.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (24)

  1. Paroi (11, 111, 211) pour une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié, la paroi comportant successivement, selon une direction d’épaisseur de la paroi, une barrière thermiquement isolante (14) destinée à être ancrée à une structure porteuse et une membrane d’étanchéité (15, 115) qui repose contre la barrière thermiquement isolante, la membrane d’étanchéité étant une membrane d’étanchéité ondulée comprenant une première série d’ondulations (45) présentant des premières ondulations (45a) parallèles les unes aux autres et une deuxième séries d’ondulations (45b) présentant des deuxièmes ondulations parallèles les unes aux autres et perpendiculaires aux premières ondulations (45a), la membrane d’étanchéité comportant une pluralité de zones planes (46) qui sont chacune définies entre deux premières ondulations adjacentes et entre deux deuxièmes ondulations adjacentes, la barrière thermiquement isolante comporte :
    - au moins un élément de support (30, 130, 120, 220, 320, 420, 520, 620, 720, 820, 920, 1030) et
    - une structure modulaire (50, 150, 250, 350, 450, 550) située entre l’au moins un élément de support et la membrane d’étanchéité, la structure modulaire étant fixée contre l’au moins un élément de support, la membrane d’étanchéité reposant contre la structure modulaire et étant fixée à ladite structure modulaire, la structure modulaire comportant au moins une première plaque (51, 58, 122, 151, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922) et une deuxième plaque (52), la membrane d’étanchéité comprend une première zone (46) fixée à la première plaque et une deuxième zone fixée à la deuxième plaque, la première zone et la deuxième zone correspondent à deux zones planes adjacentes, la première plaque étant liée à la deuxième plaque (52) par une liaison (54) qui présente un degré de liberté en translation selon une direction perpendiculaire (X) à la direction d’épaisseur de la paroi et un degré de liaison selon la direction d’épaisseur (Y) de la paroi.
  2. Paroi selon la revendication 1, dans laquelle la liaison (54) est formée par un contact direct entre une portion latérale (101, 102, 201, 202) de la première plaque (51) et une portion latérale (103, 104, 203, 204) de la deuxième plaque (52).
  3. Paroi selon la revendication 2, dans laquelle la portion latérale (101, 102, 201, 202) de la première plaque (51) comporte au moins une première languette rectiligne (105) et une languette externe (107) respectivement situées de part et d’autre selon la direction d’épaisseur de la paroi (11, 111) d’une portion respective de la portion latérale (103, 104, 203, 204) de la deuxième plaque (52).
  4. Paroi selon la revendication 3, dans laquelle la portion latérale (101, 102) de la première plaque (51) comporte une deuxième languette rectiligne (105), la languette externe (107) étant positionnée entre la première et la deuxième languettes rectilignes (105) et la portion latérale (103, 104) de la deuxième plaque (52) comporte une première languette externe (107), une deuxième languette externe (107) et une languette rectiligne (105) positionnée entre la première languette externe (107) et la deuxième languette externe (107) de la portion latérale (103, 104) de la deuxième plaque (52), la première et la deuxième languettes rectilignes (105) de la portion latérale (101, 102) de la première plaque (51) s’étendant de manière rectiligne et la première et la deuxième languettes externes (107) de la portion latérale (103, 104) de la deuxième plaque étant décalées selon la direction d’épaisseur (Y) de la paroi (11, 111) et positionnées respectivement à l’extérieur de la languette rectiligne (105) de la portion latérale (103, 104) de la deuxième plaque (52), la languette rectiligne (105) de la portion latérale (103, 104) de la deuxième plaque (52) s’étendant de manière rectiligne et la languette externe (107) de la portion latérale (101, 102) de la première plaque étant décalées selon la direction d’épaisseur (Y) de la paroi (11, 111) et positionnée à l’extérieur de la languette rectiligne (105) de la portion latérale (103,104) de la deuxième plaque.
  5. Paroi selon la revendication 2, dans laquelle la portion latérale (201, 202) de la première plaque (58) coopère par emboîtement de forme avec la portion latérale (203, 204) de la deuxième plaque et forme une zone d’emboîtement.
  6. Paroi selon la revendication 5, dans laquelle la portion latérale (201, 202) de la première plaque (58) comporte un tenon (205, 206) faisant saillie en direction de la deuxième plaque, ledit tenon étant réceptionné par une mortaise (207, 208) agencée dans la portion latérale (203, 204) de la deuxième plaque.
  7. Paroi selon la revendication 5, dans laquelle la zone d’emboitement présente un passage traversant qui traverse selon la direction perpendiculaire (X) à la direction d’épaisseur de la paroi (11, 111), la portion latérale de la première plaque et la portion latérale de la deuxième plaque,
    le passage traversant étant formé par au moins une ouverture (452) ménagée dans la portion latérale de la première plaque correspondant avec au moins une ouverture (452) ménagée dans la portion latérale de la deuxième plaque,
    une tige (453) étant logée dans ledit passage traversant pour que la première plaque et la deuxième plaque présentent un degré de liaison selon la direction d’épaisseur de la paroi.
  8. Paroi selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle la structure modulaire (50, 150, 250, 350) comprend une troisième plaque (56), une quatrième plaque (57) et une cinquième plaque, la membrane d’étanchéité (15) comprenant une troisième zone fixée (46) à la troisième plaque, une quatrième zone fixée à la quatrième plaque (57) et une cinquième zone (46) fixée à la cinquième plaque, la première plaque (51, 58) étant liée aux troisième, quatrième et cinquième plaques par des liaisons qui présentent un degré de liberté en translation selon une direction perpendiculaire (X) à la direction d’épaisseur de la paroi (11, 111) et un degré de liaison selon la direction d’épaisseur (Y) de la paroi (11, 111).
  9. Paroi selon l’une des revendications 1 à 8, dans laquelle la première plaque (51, 58) est fixée contre l’au moins un élément de support (30, 130) via une première fixation située au centre de la première plaque (51, 58), et
    la deuxième plaque (52) est fixée contre l’au moins un élément de support (30, 130) via une deuxième fixation située au centre de la deuxième plaque (52).
  10. Paroi selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle le au moins un élément de support (130) est un panneau thermiquement isolant comportant une couche de mousse isolante autoporteuse prise en sandwich entre une plaque rigide interne et une plaque rigide externe.
  11. Paroi selon l’une des revendications 1 à 10, dans laquelle le au moins un élément de support (130) est un caisson isolant comportant une plaque de fond, une plaque de couvercle et des voiles porteurs s’étendant, dans la direction d’épaisseur de la paroi entre la plaque de fond et la plaque de couvercle et délimitant au moins un compartiment rempli d’une garniture thermiquement isolante.
  12. Paroi selon l’une des revendications 1 à 11, dans laquelle le au moins un élément de support (130) comprend une couche de matériau souple (31) en contact avec la structure modulaire.
  13. Paroi selon l’une des revendications 1 à 12, dans laquelle la barrière thermiquement isolante comprend un premier élément de support et un deuxième élément de support, le premier élément de support étant un premier pilier (30, 121, 221, 321, 421, 521, 621, 721, 821, 921, 1030) et le deuxième élément de support étant un deuxième pilier (30, 121, 221, 321, 421, 521, 621, 721, 821, 921, 1030), le premier pilier et le deuxième pilier s’étendant selon la direction d’épaisseur (Y) de la paroi (11, 111), le premier pilier étant fixé à la première plaque et le deuxième pilier étant fixé à la deuxième plaque.
  14. Paroi selon la revendication 13, dans laquelle la structure modulaire (250, 350) comprend :
    un premier manchon (252, 352, 131, 231, 331, 431, 831, 931) fixé entre une extrémité interne du premier pilier et la première plaque,
    un deuxième manchon (252, 352, 131, 231, 331, 431, 831, 931) fixé entre une extrémité interne du deuxième pilier et la deuxième plaque, et
    une poutrelle métallique reliant le premier manchon et le deuxième manchon par une jonction glissante selon la direction perpendiculaire (X) à la direction d’épaisseur de la paroi.
  15. Paroi selon la revendication 14, dans laquelle la barrière thermiquement isolante (14) comprend un troisième élément de support, le troisième élément de support étant un troisième pilier (30, 121, 221, 321, 421, 521, 621, 721, 821, 921, 1030) s’étendant selon la direction d’épaisseur (Y) de la paroi (11), dans laquelle le premier pilier (30), le deuxième pilier et le troisième pilier sont alignés.
  16. Paroi selon la revendication 15, dans laquelle la structure modulaire (250, 350) comprend une troisième plaque et un troisième manchon (252, 352, 121, 221, 321, 421, 521, 621, 721, 821, 921) fixé entre une extrémité interne du troisième pilier et la troisième plaque, la membrane d’étanchéité comprenant une troisième zone fixée à la troisième plaque,
    dans laquelle, la poutrelle métallique (253) relie le troisième manchon.
  17. Paroi selon l’une des revendications 14 à 16, dans laquelle le premier manchon et le deuxième manchon comportent une ouverture traversante dans la direction perpendiculaire (X) à la direction d’épaisseur de la paroi afin de réceptionner la poutrelle métallique (253, 254).
  18. Paroi selon l’une des revendications 13 à 17, dans laquelle la première plaque (51, 58, 122, 151, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822, 922) est liée à une extrémité interne du premier pilier (30, 121, 221, 321, 421, 521, 621, 721, 821, 921, 1030) via un dispositif de liaison (130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830, 930) qui retient la première plaque au premier pilier selon la direction d’épaisseur (Y),
    le dispositif de liaison présentant :
    - un degré de liberté en rotation autour d’un premier axe (X3) qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi, et
    - un degré de liberté en rotation autour d’un deuxième axe (X4) qui est perpendiculaire à la direction d’épaisseur de la paroi et orthogonal au premier axe.
  19. Paroi selon l’une des revendications 1 à 18, dans laquelle la barrière thermiquement isolante (14) est une barrière thermiquement isolante primaire (14) et la membrane d’étanchéité (15, 115) est une membrane d’étanchéité primaire (15, 115) qui est destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, la paroi comportant une barrière thermiquement isolante secondaire (12) destinée à reposer contre la structure porteuse, une membrane d’étanchéité secondaire (13) qui repose contre la barrière thermiquement isolante secondaire (12), la barrière thermiquement isolante primaire (14, 114) reposant contre la membrane d’étanchéité secondaire (13) et la membrane d’étanchéité primaire reposant contre la barrière thermiquement isolante primaire.
  20. Paroi selon l’une des revendications 1 à 19, dans laquelle le gaz liquéfié est de l’hydrogène.
  21. Cuve (1) étanche et thermiquement isolante comportant une pluralité de parois (11, 111) selon l’une quelconque des revendications 1 à 20.
  22. Navire (70) pour le transport d’un gaz liquéfié, le navire comportant une double coque (72) et une cuve étanche et thermiquement isolante (71) selon la revendication 21 disposée dans la double coque.
  23. Système de transfert pour un gaz liquéfié, le système comportant un navire (70), des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve étanche et thermiquement isolante (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entrainer un flux de gaz liquéfié à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve étanche et thermiquement isolante du navire (70) selon la revendication 22.
  24. Procédé de chargement ou déchargement d’un navire (70) selon la revendication 22 dans lequel on achemine un gaz liquéfié 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 étanche et thermiquement isolante (71) du navire (70).
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