CA3226880A1 - Dispositif de decompression d'un contenant de gaz - Google Patents

Abstract

Le dispositif (40) effectue la décompression d'un premier contenant (12) de gaz par extraction du gaz présent dans ce premier contenant, compression du gaz extrait et injection du gaz comprimé dans un deuxième contenant de gaz (13). Le dispositif comporte : - une source d'air comprimé (14), - un surpresseur pneumatique (30) muni d'une chambre de détente (17) et d'une chambre de compression (23), - une première conduite d'air (31) entre la sortie d'air comprimé de la source d'air comprimé et une entrée (18) de la chambre de détente, - une deuxième conduite d'air (32) reliée à une sortie (19) de la chambre de détente, - une troisième conduite de gaz (33) entre le premier contenant et une entrée (15) de la chambre de compression et - une quatrième conduite de gaz (34) comprimé entre une sortie (16) de la chambre de compression et le deuxième contenant de gaz.

Description

DISPOSITIF DE DÉCOMPRESSION D'UN CONTENANT DE GAZ
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention vise un dispositif de décompression d'un contenant de gaz, par exemple un tronçon de réseau de gaz ou un réservoir de gaz. Elle s'applique, notamment, au domaine des réseaux de transport et de distribution de gaz naturel, de biogaz et d'hydrogène, voire d'autres gaz butane, propane, etc., au domaine des stations de remplissage de bouteilles, au domaine de la maintenance de poids lourds GNV (acronyme de gaz naturel pour véhicule), au domaine des réseaux intérieurs d'usine.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Il est parfois nécessaire de décomprimer un réservoir ou un tronçon de réseau de gaz sur lequel des interventions sont prévues, par exemple, des travaux de modification, de maintenance ou de réparation. Lors des opérations de maintenance programmées sur les réseaux de transport et de distribution de gaz, dans des garages de poids lourds GNV, sur des réseaux intérieurs d'usines, dans des unités de remplissage de réservoirs de butane, propane, hydrogène, etc., il est à ce jour nécessaire de rejeter, pour certaines d'entre-elles à l'atmosphère, les quantités de gaz, notamment de méthane CH4, présentes dans des parties de tuyauterie pour effectuer les contrôles et la réalisation du mode opératoire associé à l'opération.
Les quantités de gaz qui sont généralement mises à l'atmosphère dépendent du type d'installation et de la pression en aval.
Afin de limiter la perte du gaz contenu dans ce tronçon ou ce réservoir et limiter l'impact sur l'environnement, une station de compression mobile peut être utilisée pour extraire le gaz du tronçon ou du réservoir à purger et le réinjecter dans un réseau de gaz opérationnel.
Il n'existe pas sur le marché de produits simples d'utilisation qui permettent de réaliser un transfert de méthane, ou d'un autre gaz, et un stockage éventuel ou une récupération facile qui limiterait les rejets à l'atmosphère.
Il existe des compresseurs, mobiles transportables, alimentés soit par le réseau électrique (220 volts en Europe) soit par la batterie d'un véhicule d'intervention associé
à un onduleur fournissant un courant alternatif à 220 Volts. Mais ces compresseurs ne

2 sont pas dimensionnés pour comprimer le gaz issu du tronçon ou du réservoir à
purger et à transférer à la pression du réseau de gaz fonctionnel destiné à le recevoir.
Il existe des compresseurs classiques à pistons entraînés par moteurs électriques, voire par moteurs thermiques. Mais, ces compresseurs sont généralement surdimensionnés pour l'usage requis et en alimentation triphasée liée aux moteurs ATEX ( Atmosphère Explosive ) qui les équipent. De ce fait les postes alimentés en faible puissance et en monophasé ne disposent pas de solution adaptée, notamment les sites sans électricité.
Une zone ATEX est un endroit dans lequel le risque explosif est important, c'est-à-dire où il y a présence de matières inflammables. Le risque est déterminé
par la nature et la quantité de substances inflammables présentes. Plus elles sont en grand nombre et dangereuse, plus la zone ATEX est considérée comme étant à risque explosif important. Elle fait donc l'objet de réglementations plus strictes.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
Notamment, la présente invention vise à déterminer l'étendue de la zone ATEX
et à
éviter de placer dans cette zone certains moyens pour qu'ils n'aient pas à
répondre aux normes ATEX.
A cet effet, la présente invention vise un dispositif de décompression d'un premier contenant de gaz explosif, par exemple un tronçon de réseau de gaz ou un réservoir de gaz, par extraction du gaz présent dans ce contenant, compression du gaz extrait et injection du gaz comprimé dans un deuxième contenant de gaz, par exemple un réseau de gaz ou un réservoir de gaz, qui comporte :
- une source d'air comprimé, par exemple un compresseur d'air, positionnée en dehors d'un périmètre d'une zone à atmosphère explosive autour du premier contenant, le périmètre étant déterminé en fonction du gaz explosif du premier contenant, - un surpresseur pneumatique muni d'une chambre de détente et d'une chambre de compression, positionné dans le périmètre de la zone à atmosphère explosive, - une première conduite d'air entre la sortie d'air comprimé de la source d'air comprimé et une entrée de la chambre de détente, - une deuxième conduite d'air reliée à une sortie de la chambre de détente,

3 - une troisième conduite de gaz entre le premier contenant de gaz et une entrée de la chambre de compression et - une quatrième conduite de gaz comprimé entre une sortie de la chambre de compression et le deuxième contenant de gaz.
Dans des modes de réalisation, le dispositif comporte, de plus, un moyen de détermination d'un périmètre d'une zone à atmosphère explosive autour d'un premier contenant en fonction du gaz explosif du premier contenant.
Grâce à ces dispositions, l'énergie libérée par la détente de l'air comprimé
dans le surpresseur pneumatique permet la compression du gaz provenant du premier lo contenant de gaz dans le surpresseur pneumatique. On effectue ainsi un transfert et une récupération de gaz, par exemple de méthane, on limite les rejets de gaz à

l'atmosphère. Plus généralement, on réalise une décarbonation des usages du gaz.
De plus, la source d'air comprimé peut être simplifiée par rapport à une source d'air comprimé positionnée dans la zone à atmosphère explosive. Le coût du dispositif peut donc être diminué. Dans des modes de réalisation, le moyen de détermination d'un périmètre d'une zone à atmosphère explosive comporte un moyen de collecte d'une information représentative du périmètre de la zone à atmosphère explosive en fonction du gaz explosif du premier contenant.
Grâce à ces dispositions, il est possible d'interroger une base de données comportant les informations représentatives de la zone à atmosphère explosive.
Par exemple, cette base de données peut être tenue par l'exploitant de l'installation.
Dans des modes de réalisation, le moyen de détermination d'un périmètre d'une zone à atmosphère explosive comporte un moyen de calcul du périmètre en fonction du gaz explosif du premier contenant.
Grâce à ces dispositions, le périmètre peut être calculé in situ en fonction d'un marquage représentatif de la zone à atmosphère explosive du premier contenant.
Ces modes de réalisation permettent de s'affranchir d'un accès à un réseau de télécommunication.
Dans des modes de réalisation, le moyen de détermination d'un périmètre d'une zone à atmosphère explosive comporte un moyen de saisie du périmètre.
Grâce à ces dispositions, le périmètre connu par ailleurs peut être saisi manuellement par un utilisateur.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention, comporte un moyen de mesure de la distance entre la source d'air comprimé et le

4 surpresseur pneumatique et un moyen de comparaison de la distance mesurée avec le périmètre représentatif de la zone à atmosphère explosive déterminé.
Grâce à ces dispositions, un utilisateur peut vérifier que la source d'air comprimé est bien positionnée et que la zone à atmosphère explosive est respectée.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen d'émission d'une alerte lorsque la distance mesurée dans le périmètre de la zone à atmosphère explosive déterminé.
Grâce à ces dispositions, lorsque la zone à atmosphère explosive n'est pas respectée, un utilisateur peut directement être alerté afin d'éviter tout risque.
lo Dans des modes de réalisation, le surpresseur pneumatique comporte un piston libre entre la chambre de détente et la chambre de compression.
La détente de l'air comprimé permet de mouvoir le piston libre du surpresseur, qui comprime du gaz prélevé sur le premier contenant de gaz à purger, à une pression suffisamment élevée pour être injectée dans le deuxième contenant de gaz, par exemple un réseau opérationnel.
Ainsi, l'invention permet, avec un simple compresseur d'air ou un réservoir d'air sous pression, de purger un réseau de gaz à purger et de transférer le gaz dans un réseau de gaz opérationnel ou dans un réservoir.
Dans des modes de réalisation :
- le piston libre comporte une tête de détente et une tête de compression reliées par un arbre, une ouverture traversante débouchant d'une part, dans la tête de détente du côté opposé à la tête de compression et, d'autre part, dans une paroi latérale de l'arbre, - la première conduite d'air débouche dans la chambre de détente en regard de l'arbre, et - la sortie de la chambre de détente à laquelle est reliée la deuxième conduite d'air se trouve sur une face latérale de la chambre de détente et n'est pas obstruée par la tête de détente que lorsque l'ouverture traversante ne débouche pas dans la chambre de détente.
Dans des modes de réalisation, la source d'air comprimé est un compresseur d'air et l'entrée d'air à compresser du compresseur d'air est reliée à la deuxième conduite d'air.
L'air est donc maintenu dans un circuit fermé évitant ou réduisant la nécessité de prévoir un filtrage de cet air.

5 Dans des modes de réalisation, le surpresseur pneumatique comporte un turbocompresseur entre la chambre de détente et la chambre de compression.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de l'invention comporte un régulateur de pression aval sur la deuxième conduite d'air entre la chambre de détente du surpresseur et le compresseur.
Ainsi, le compresseur est alimenté en air à pression constante.
Dans des modes de réalisation, la source d'air comprimé comporte un réservoir d'air comprimé.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de l'invention comporte un régulateur de pression amont positionné sur la quatrième conduite de gaz.
Grâce à ces dispositions, la pression en sortie de la chambre de compression du surpresseur et la température en un échangeur de chaleur positionné sur la quatrième conduite de gaz sont constantes.
Dans des modes de réalisation :
- le premier contenant de gaz est un tronçon de réseau de gaz, - le premier contenant de gaz est un réservoir de gaz, - le deuxième contenant de gaz est un réseau de gaz opérationnel et/ou - le deuxième contenant de gaz est un réservoir de gaz monté sur un véhicule.
zo BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l'invention ressortiront de la description non limitative qui suit d'au moins un mode de réalisation particulier du dispositif de compression objet de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
- La figure 1 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention, - La figure 2 représente, schématiquement, un deuxième mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention, - La figure 3 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier d'un piston libre mis en oeuvre dans différents modes de réalisation du dispositif objet de l'invention, - La figure 4 représente, schématiquement, une première phase de fonctionnement d'un piston libre à ouverture traversante,

6 - La figure 5 représente, schématiquement, une deuxième phase de fonctionnement d'un piston libre à ouverture traversante, - La figure 6 représente, schématiquement, une troisième phase de fonctionnement d'un piston libre à ouverture traversante et - La figure 7 représente, schématiquement, une quatrième phase de fonctionnement d'un piston libre à ouverture traversante.
DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique lo d'un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.
On note, dès à présent, que les figures ne sont pas à l'échelle.
Le dispositif objet de l'invention met préférentiellement en oeuvre, pour utiliser l'énergie de détente d'un fluide pour en comprimer un second, un surpresseur pneumatique ou un piston libre. C'est la version avec un piston libre qui est représentée dans les figures 1 à 7. On rappelle que, dans un surpresseur à
piston libre, le mouvement du piston répond uniquement à la pression du gaz, sans qu'une bielle ne l'actionne où le retienne. L'homme du métier sait aisément remplacer ce piston libre par un surpresseur pneumatique à membranes ou par un turbocompresseur, par exemple.
Dans le premier mode de réalisation illustré en figure 1, le dispositif de décompression 10 d'un premier contenant de gaz 12, par exemple un tronçon de réseau de gaz ou un réservoir de gaz à une pression faible, typiquement proche de la pression atmosphérique, fonctionne par extraction du gaz présent dans ce premier contenant 12, compression du gaz extrait et injection du gaz comprimé dans un deuxième contenant de gaz 13, par exemple un réseau de gaz opérationnel (typiquement entre 4 et 30 bar), comme représenté, ou un réservoir de gaz (non représenté) éventuellement porté par un véhicule.
Le dispositif 10 comporte une source d'air comprimé 14 et un surpresseur pneumatique 30 muni d'une chambre de détente 17 et d'une chambre de compression 23. Une première conduite d'air 31 relie la sortie d'air comprimé de la source d'air comprimé 14 à une entrée 18 de la chambre de détente 17.
Dans le cas d'une source d'air comprimé 14 comportant un compresseur d'air, comme illustré en figure 2, préférentiellement, une deuxième conduite d'air 32 relie

7 une sortie 19 de la chambre de détente 17 à une entrée d'air à comprimer du compresseur d'air 14. En variante illustrée en figure 1, la deuxième conduite d'air 32 rejette dans l'atmosphère l'air détendu en sortie de la chambre de détente 17.
En variantes, la source d'air comprimé 14 comporte un réservoir d'air comprimé
sous pression, par exemple porté par le même véhicule qui porte un réservoir destiné
à recevoir le gaz prélevé par l'intermédiaire de la quatrième conduite 34.
Ainsi, un camion, un chariot ou une remorque peuvent être équipés avec des bouteilles air comprimé, par exemple à 300 bar, qui servent d'énergie motrice du surpresseur 30 à
la place d'un compresseur d'air 14 représenté en figures 1 et 2. Dans l'exemple cité
lo (300 bar), un détendeur, par exemple fournissant en sortie un gaz à 10 bar de pression correspond aux spécifications du compresseur d'air 14. Un avantage de ces variantes est qu'il n'est pas nécessaire de disposer d'une autre énergie motrice, par exemple une source d'énergie électrique ou thermique, pour mettre en oeuvre le dispositif 10 ou 40.
Une troisième conduite de gaz 33 relie le premier contenant 12 à une entrée 15 de la chambre de compression 23. Une quatrième conduite 34 de gaz comprimé
relie une sortie 16 de la chambre de compression 23 au deuxième contenant de gaz 13.

Ainsi, l'énergie libérée par la détente de l'air dans le surpresseur pneumatique 30 permet la compression de gaz dans le surpresseur pneumatique 30.
Préférentiellement, le surpresseur pneumatique 30 comporte un piston libre 11 se déplaçant entre la chambre de détente 17 et la chambre de compression 23. Deux modes de réalisation du surpresseur à piston libre sont décrits en regard des figures 3, d'une part, 4 à 7, d'autre part.
La détente de l'air comprimé fourni par la source d'air comprimé 14, réalisée par le dispositif 10, permet de mouvoir le piston libre 11 du surpresseur 30, piston libre 11 qui comprime du gaz prélevé sur le premier contenant 12 à purger, à une pression suffisamment élevée pour être injecté dans le deuxième contenant de gaz 13.
Ainsi, le dispositif 10 permet de mettre en place une station de compression placée entre le premier contenant de gaz à purger 12, par exemple un tronçon de réseau, et le deuxième contenant de gaz 13, par exemple un réseau de gaz opérationnel.
Dans des modes de réalisation, tels que celui illustré en figure 2, on ajoute des éléments pour automatiser ou améliorer le fonctionnement du dispositif 40 objet de l'invention.

8 Le dispositif de décompression 40 comporte un régulateur de pression amont 35 positionné sur la quatrième conduite de gaz 34. On rappelle qu'un régulateur de pression amont (aussi appelé déverseur ) régule la pression en son amont.
La pression en sortie de la chambre de compression 23 du surpresseur 30 sur la quatrième conduite de gaz 34 est ainsi constante.
Le dispositif de décompression 40 comporte un régulateur de pression aval 36 sur la deuxième conduite d'air 32 entre la chambre de détente 17 du surpresseur 30 et le compresseur 14. Ainsi, le compresseur 14 est alimenté en gaz à pression constante. On rappelle qu'un régulateur de pression aval régule la pression en son aval.
Un échangeur de chaleur 38 permet de réchauffer l'air à détendre dans la première conduite d'air 31 par le gaz comprimé présent dans la conduite de gaz 34, et ainsi éviter les problèmes de froid au niveau du surpresseur 30, de la deuxième conduite d'air 32, du régulateur de pression aval 36 et/ou du compresseur 14.
On observe que l'invention permet de positionner le compresseur 14 à moteur thermique ou électrique, en dehors de la zone à atmosphère explosive ( ATEX
) 39 où son usage imposerait des contraintes techniques importantes.
Préférentiellement, les modes de réalisation 10 et 40 du dispositif objet de la présente invention comportent chacun un moyen de détermination 41 d'un périmètre 50 d'une zone à atmosphère explosive 39 autour du premier contenant en fonction du gaz explosif du premier contenant 12. Le moyen de détermination 41 peut être intégré
à la source d'air comprimé 14 ou à un terminal mobile (non représenté). Le terminal mobile peut être de tout type connu de l'homme du métier, tels une tablette numérique, un intelliphone, une montre connectée ou encore un ordinateur portable.
Préférentiellement, le moyen de détermination 41 comporte au moins un écran sur lequel est affiché une interface graphique utilisateur et un moyen de saisie tel un clavier virtuel ou physique. Le moyen de détermination 41 est, par exemple, un microprocesseur.
Le moyen de détermination 41 peut comporter un moyen de collecte 42 d'une information représentative du périmètre de la zone à atmosphère explosive en fonction du gaz explosif du premier contenant 12. Par exemple, le moyen de collecte 42 peut comporter un moyen de communication avec un serveur distant hébergeant une base de données comportant au moins un périmètre d'une zone à atmosphère explosive

9 associée à au moins un gaz explosif. La base de données peut également associer un périmètre à des données supplémentaires tel qu'un niveau de classement.
Un utilisateur peut saisir le gaz du premier contenant et le moyen de collecte interroge la base de données pour récupérer le périmètre 50 correspondant.
Préférentiellement, lorsque le gaz du premier contenant 12 n'est pas référencé
dans la base de données ou lorsqu'aucun périmètre n'est associé au gaz du premier contenant 12 dans la base de données, une valeur par défaut est récupérée par le moyen de collecte 42. Par exemple, le périmètre par défaut peut être la plus grande valeur possible de périmètre.
lo Le périmètre 50 collectée par le moyen de collecte peut être affichée sur un écran ou utilisée lors d'un traitement ultérieur.
Dans des modes de réalisation, le moyen de détermination 41 d'un périmètre 50 d'une zone à atmosphère explosive comporte un moyen de calcul 43 du périmètre en fonction du gaz explosif du premier contenant 12. Le gaz explosif du premier contenant 12 peut être saisi dans le moyen de détermination 41 et le moyen de calcul 43 automatiquement le périmètre 50 en fonction du gaz renseigné. Le moyen de calcul 43 est configuré pour mettre en oeuvre les règles de calcul de zones à
atmosphère explosive.
Dans des modes de réalisation, le moyen de calcul 43 comporte un moyen de communication, qui peut être confondu au moyen de communication du moyen de collecte 42. Les règles de calcul de zones à atmosphères explosives peuvent être mises à jour en fonction d'informations transmises par le moyen de communication.
Dans des modes de réalisation, le moyen de détermination 41 d'un périmètre d'une zone à atmosphère explosive comporte un moyen de saisie 44 du périmètre.
Le moyen de saisie 44 peut être confondu au moyen ci-dessus. Si le périmètre est identifié
sur le premier contenant 12, l'utilisateur peut saisir directement cette information.
Le moyen de saisie comporte un moyen de reconnaisse optique de caractères (d'acronyme OCR pour "Optical Character Recognition" en anglais). De cette manière, le gaz du premier contenant ou le périmètre peut être reconnu directement par le moyen de saisie.
Le dispositif 10 ou 40 peut être équipé d'un moyen de détection automatique du gaz du premier contenant 12. Le gaz reconnu peut alors être fourni au moyen de calcul 43 ou de collecte 42.

10 Préférentiellement, le dispositif 10 et 40 comporte un moyen de mesure 45 de la distance entre la source d'air comprimé et le surpresseur pneumatique et un moyen de comparaison 46 de la distance mesurée avec le périmètre représentatif de la zone à atmosphère explosive déterminé. Le moyen de mesure 45 est, par exemple, un capteur laser positionné au niveau de la source d'air comprimé 14. Le capteur laser est pointé vers la zone à atmosphère explosive, éventuellement représentée par une balise, et la distance entre la balise et la source d'air comprimé 14 est automatiquement mesurée. La valeur mesurée peut ensuite être transmise au moyen de comparaison 46.
lo En variante, le moyen de mesure 45 est un mètre ruban déroulé entre une balise et la source d'air comprimé. La distance mesurée est lue par un utilisateur puis saisie par l'utilisateur pour son utilisation par le moyen de comparaison 46.
Le moyen de comparaison 46, par exemple un microprocesseur, peut être intégré
à un terminal mobile ou au moyen de détermination 41. Préférentiellement, le moyen de comparaison 46 vérifie sur la distance mesurée correspond à un positionnement de la source d'air comprimé 14 dans le périmètre déterminé ou en dehors du périmètre déterminé. Lorsque la source d'air comprimé 14 est dans le périmètre déterminé, une alerte peut être émise par un moyen d'émission 47. L'alerte peut être sous forme visuelle, par exemple un affichage sur un écran ou le clignotement d'une ampoule, ou sonore, par exemple émise au moyen d'un transducteur électroacoustique.
On note que les écrans, moyens de saisie et microprocesseurs décrits ci-dessus peuvent correspondre au même élément respectivement, par exemple intégré à un terminal mobile.
La figure 3 représente un surpresseur, c'est-à-dire un couple détendeur 70, à
gauche, et compresseur 72, à droite, à piston libre. Le détendeur 70 comporte une chambre 75 de détente munie d'une entrée d'air à haute pression provenant de la première conduite d'air 31 et une sortie d'air à basse pression dans la deuxième conduite d'air 32. Dans la chambre 75, un piston de détente 74 est mis en mouvement par la pression de l'air et transmet cette pression, par l'intermédiaire d'un arbre 76, à
un piston de compression 77 qui comprime le gaz dans une chambre de compression 78. L'ensemble des pistons 74 et 77 et de l'arbre 76 constitue un piston libre.
Des clapets 15 et 16 assurent l'étanchéité et le sens de déplacement du gaz depuis la troisième conduite de gaz 33 d'entrée de gaz à basse pression jusqu'à la quatrième conduite 34 de sortie de gaz à haute pression. Le système de commande

11 de l'entrée d'air dans la chambre de détente 75 et de sortie d'air de la chambre 75, n'est pas décrit ici, étant bien connu de l'homme du métier.
Ainsi, un piston libre est mis en déplacement dans une première chambre 75 par l'air comprimé et compresse le gaz dans une deuxième chambre 78.
L'entraînement du compresseur 72 par le détendeur 70 se fait avec des pertes mécaniques très limitées, ce qui augmente le rendement du surpresseur. On note que la pression du gaz en sortie du surpresseur 70 peut être plus élevée que la pression de l'air en entrée de la chambre de détente 75, en fonction du ratio des surfaces des pistons 74 et 77.
En variante, le piston libre est remplacé par des membranes, comme dans les lo surpresseurs à membranes de type connu, ou par un ensemble turbine-compresseur rotatif, comme dans les turbocompresseurs de type connu. Le turbocompresseur est un surpresseur rotatif, l'axe de déplacement étant un axe rotatif.
En figures 4 à 7, est représenté un surpresseur à piston libre 11. Les flèches en traits discontinus représentent les mouvements d'air, à gauche, et de gaz, à
droite. La flèche en traits continus représente les mouvements du piston libre. On considère, dans la description ci-dessous, que la source d'air comprimé 14 comporte un compresseur d'air.
Le piston libre 11 comporte une tête de détente 20 et une tête de compression 22 reliées par un arbre 37. Une ouverture traversante 24 débouche d'une part, dans la tête de détente 20 du côté opposé à la tête de compression 22 et, d'autre part, dans une paroi latérale de l'arbre 37. La première conduite d'air 31 débouche dans la partie 21 de la chambre de détente 17 en regard de l'arbre 37. En conséquence, l'embouchure de l'ouverture traversante 24 ne se trouve dans la partie 21 que lorsque le volume libre de la chambre de compression 23 est maximum. La sortie de la chambre de détente 17 à laquelle est reliée la deuxième conduite d'air 32 se trouve sur une face latérale de la chambre de détente 17 et n'est pas obstruée par la tête de détente 20 que lorsque l'ouverture traversante 24 ne débouche pas dans la partie 21 de la chambre de détente 17. Plus particulièrement, la sortie de la chambre de détente 17 est obstruée par la tête de détente 20 sauf dans la position du piston libre 11 où le volume libre de la chambre de compression 23 est minimal.
Au début du cycle de fonctionnement du surpresseur, comme illustré en figure 4, le volume libre de la chambre de compression 23 est intermédiaire entre ses valeurs extrêmes. La pression dans la partie 17 de la chambre de détente opposée à la chambre de compression 23 est à la valeur Pb en entrée du compresseur 14.
L'air

12 provenant de la première conduite d'air 31 pénètre dans la partie intermédiaire 21 de la chambre de détente, à une pression Pa. Le ratio des pressions Pa/Pb est supérieur au ratio des surfaces de la tête de détente 20 dans la partie 17 et dans la partie 21. Le piston libre 11 se déplace donc vers la gauche, comme illustré en figure 5. Ce mouvement du piston libre 11 entraîne l'aspiration de gaz provenant de la troisième conduite de gaz 33 à travers le clapet d'entrée 15.
Lorsque le volume libre de la chambre de compression 23 est maximal, l'ouverture traversante 24 débouche sur la partie 21 de la chambre de détente et l'air provenant de la première conduite d'air 31 traverse la tête de détente. La pression dans la partie 17 de la chambre de détente atteint alors Pa, ce qui provoque le mouvement du piston libre 11 vers la chambre de compression 23, comme illustré
en figure 6. Ce mouvement obstrue l'ouverture traversante 24 et comprime le gaz présent dans la chambre de compression 23. Le gaz comprimé traverse le clapet de sortie 16 puis la quatrième conduite de gaz 34. Lorsque le volume libre de la chambre de compression 23 est minimal, la partie 17 de la chambre de détente est pneumatiquement reliée à la deuxième conduite d'air 32, comme illustré en figure 7.
Suite à l'augmentation du volume de la partie 17, la pression dans la partie 17 de la chambre de détente chute pour atteindre la valeur Pb. Le cycle recommence alors.
Comme on le comprend à la lecture de ce qui précède, ce surpresseur à piston libre 11 fonctionne sans partie mobile externe et tant qu'il y a une différence de pression suffisante entre la première conduite d'air 31 et la deuxième conduite d'air 32.
L'invention permet de réaliser un système mobile se branchant facilement avec des raccords rapides, système qui utilise la technologie du surpresseur avec une énergie motrice de type air comprimé, par exemple à 10 bar, fourni pour une source d'air comprimé 14, préférentiellement mobile transportable, par exemple un compresseur alimenté soit par le réseau (220 volts en Europe) soit par la batterie d'un véhicule d'intervention associé à un onduleur fournissant un courant alternatif à 220 Volts.
Un exemple d'utilisation de l'invention concerne les postes avec une pression aval de 5 bar maximum, le méthane étant récupéré jusqu'à une pression de 200 mbar.
L'air comprimé qui a servi d'énergie motrice est rejeté ensuite à
l'atmosphère. Le système est conçu et dimensionné pour que les opérations de transfert soient rapides pour les quantités visées, par exemple un maximum de 30 minutes pour récupérer

13 quelques Nm3/h. Bien entendu, l'invention s'applique aussi aux pressions supérieures à 5 bar, éventuellement par l'intermédiaire d'une détente du gaz, en fonction du type de surpresseur utilisé.
L'invention s'applique à tout transfert de gaz et/ou de fluide, toutes exploitations de sites industriels en lien avec des activités utilisant des fluides gazeux ou liquides voire des réservoirs sous pression. L'invention s'applique aussi à la vidange de véhicules légers, lourds, camions, bus, bennes à ordure, méthaniers, bras de chargement Butane Propane et autres gaz. L'invention s'applique à toute opération de décompression ou dépressurisation lente et re-transfert vers unité de transport ou de lo stockage Les applications de l'invention couvrent toute l'industrie gazière, pétrolière (transporteurs, distributeurs, clients et réseaux intérieurs).

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Dispositif (10, 40) de décompression d'un prernier contenant (12) de gaz explosif, par exemple un tronçon de réseau de gaz ou un réservoir de gaz, par extraction du gaz présent dans ce premier contenant, compression du gaz extrait et injection du gaz comprimé dans un deuxième contenant de gaz (13), par exemple un réseau de gaz s ou un réservoir de gaz, caractérisé en ce qu'il comporte :
- une source d'air comprimé (14), par exemple un compresseur d'air, positionnée en dehors d'un périmètre d'une zone à atmosphère explosive autour du premier contenant, le périmètre étant déterminé en fonction du gaz explosif du premier contenant, 1.0 - un surpresseur pneumatique (30) muni d'une chambre de détente (17) et d'une chambre de compression (23), positionné dans le périmètre de la zone à
atrnosphère explosive, - une première conduite d'air (31) entre la sortie d'air comprimé de la source d'air comprimé et une entrée (18) de la chambre de détente, 15 - une deuxième conduite d'air (32) reliée à une sortie (19) de la chambre de détente, - une troisième conduite de gaz (33) entre le premier contenant et une entrée (15) de la chambre de compression et - une quatrième conduite de gaz (34) comprimé entre une sortie (16) de la 20 chambre de compression et le deuxième contenant de gaz.

2. Dispositif (10, 40) selon la revendication 1, qui comporte, de plus, un moyen de détermination d'un périmètre d'une zone à atmosphère explosive autour d'un premier contenant en fonction du gaz explosif du premier contenant.

3. Dispositif (10, 40) selon la revendication 2, dans lequel le moyen de détermination d'un périmètre d'une zone à atmosphère explosive comporte un moyen de collecte d'une information représentative du périmètre de la zone à atmosphère explosive en fonction du gaz explosif du premier contenant.

4. Dispositif (10, 40) selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel le rnoyen de détermination d'un périmètre d'une zone à atmosphère explosive comporte un moyen de calcul du périmètre en fonction du gaz explosif du premier contenant.

5 5. Dispositif (10, 40) selon la revendication 2 à 4, dans lequel le moyen de détermination d'un périmètre d'une zone à atmosphère explosive comporte un moyen de saisie du périmètre.

6. Dispositif (10, 40) selon l'une des revendications 2 à 5, qui cornporte un rnoyen de 10 mesure de la distance entre la source d'air comprimé et le surpresseur pneumatique et un moyen de comparaison de la distance mesurée avec le périmètre représentatif de la zone à atmosphère explosive déterminé.

7. Dispositif (10, 40) selon la revendication 6, qui comporte un rnoyen d'émission d'une 15 alerte lorsque la distance mesurée dans le périmètre de la zone à
atrnosphère explosive déterminé.

8. Dispositif (10, 40) selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le surpresseur pneumatique (30) comporte un piston libre (11) entre la chambre de détente (17) et la zo chambre de compression (23).

9. Dispositif (10, 40) selon la revendication 8, dans lequel :
- le piston libre (11) comporte une tête de détente (20) et une tête de compression (22) reliées par un arbre, une ouverture traversante (24) débouchant d'une part, dans la tête de détente du côté opposé à la tête de compression et, d'autre part, dans une paroi latérale de l'arbre, - la première conduite d'air (31) débouche dans la chambre de détente (17) en regard de l'arbre, et - la sortie de la chambre de détente à laquelle est reliée la deuxième conduite d'air (32) se trouve sur une face latérale de la chambre de détente et n'est pas obstruée par la tête de détente que lorsque l'ouverture traversante ne débouche pas dans la chambre de détente.

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le surpresseur pneumatique (30) comporte un turbocompresseur entre la chambre de détente (17) et la chambre de compression (23).

11. Dispositif (10, 40) selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la source d'air comprimé (14) comporte un compresseur d'air et l'entrée d'air à cornpresser du compresseur d'air est reliée à la deuxième conduite d'air (32).

12. Dispositif (40) selon la revendication 11, qui comporte un régulateur de pression 1.0 aval (36) sur la deuxième conduite d'air (32) entre la chambre de détente (23) du surpresseur (30) et le compresseur d'air (14).

13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel la source d'air comprimé (14) comporte un réservoir d'air comprimé.

14. Dispositif (40) selon l'une des revendications 1 à 13, qui comporte un régulateur de pression amont (35) positionné sur la quatrième conduite de gaz (34).

15. Dispositif (10, 40) selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel le premier contenant de gaz (12) est un tronçon de réseau de gaz.

16. Dispositif (10, 40) selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel le premier contenant de gaz (12) est un réservoir de gaz.

17. Dispositif (10, 40) selon l'une des revendications 1 à 16, dans lequel le deuxième contenant de gaz (13) est un réseau de gaz opérationnel.

18. Dispositif (10, 40) selon l'une des revendications 1 à 16, dans lequel le deuxième contenant de gaz (13) est un réservoir de gaz rnonté sur un véhicule.