Citerne L'invention a pour objet une citerne destinée<B>à</B> contenir un liquide de poids spécifique inférieur<B>à</B> celui de l'eau de mer. Les citernes connues sont en métal, en bois ou en d'autres matières résistantes et rigides et sont munies généralement<B>de</B> larges orifices au-dessus<B>de</B> la ligne de flottaison. Ceci est inutile si la citerne doit contenir seulement des liquides.
La citerne faisant l'objet de la présente invention, comprenant un récipient fermé, en matière flexible, un nez destiné<B>à</B> être, relié<B>à</B> un moyen de remor quage, et au moins un tuyau communiquant avec l'intérieur du récipient et permettant le remplissage et la vidange de ce dernier, est caractérisée en ce que le récipient est un tube d#un tissu imperméabilisé, par exemple imprégné de caoutchouc naturel ou syn thétique, et sans renforcements longitudinaux, la lon gueur de la citerne étant supérieure<B>à</B> six fois sa lar geur, la flottabilité étant déterminée par le contenu de la citerne et la forme de celle-ci dépendant du degré de remplissage.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution et des variantes de la citerne selon l'invention.
La fig. <B>1</B> est une vue latérale de la première forme d'exécution. La fig. 2 est une élévation latérale de la seconde forme d'exécution. Les fig. <B>3,</B> 4,<B>5, 6</B> et<B>7</B> sont des vues partielles de plusieurs variantes.
Les fig. <B>8</B> et<B>9</B> représentent respectivement des coupes verticales des structures d!étrave et d'arrière de la seconde forme d'exécution. La fig. <B>10</B> représente schématiquement la fixation d'une bride. La fig. <B>11</B> est une coupe d'une corde, de remor quage solidaire d'une partie de la citerne.
La fig. 12 est une coupe semblable<B>à</B> celle de la fig. <B>11</B> montrant une variante.
La fig. <B>13</B> est une vue partielle de la troisième forme d'exécution.
La fig. 14 est une coupe selon la ligne XIV-XIV de la fig. <B>13.</B>
La fig. <B>15</B> est une vue schématique représentant différentes formes de cloisons.
Les fig. <B>16, 17, 18</B> et l8a sont des vues partiel les correspondant<B>à</B> la fig. <B>15.</B>
Les fig. <B>19</B> et 20 sont respectivement une vue en coupe d'une soupape que comprend l'une ou l'autre de ces formes d'exécution.
La fig. 21 représente une coupe transversale schématique de la quatrième forme, d'exécution. La fig. 22 représente une coupe verticale latérale d'une partie de la fig. 21,<B>à</B> plus grande échelle. La citerne représentée<B>à</B> la fig. <B>1</B> comprend un tube<B>1</B> ayant un diamètre de<B>9,15</B> m environ et une longueur de<B>183</B> m, dont l'avant est conformé et ren forcé sous forme de nez aérodynamique 2 en utili sant des couches supplémentaires de tissu, si c'est nécessaire.
Ce nez 2,<B>à</B> l'intérieur duquel fait saillie un tube<B>3</B> susceptible de fonctionner comme un dis positif égalisateur de pression entre l'eau et la car- gaison, est équipé avec dix #illets de remorquage 4.
Le remorquage est assuré par une bride<B>5</B> consistant en dix cordes<B>6</B> ayant chacune environ<B>6,10</B> m de longueur, entravée par un anneau<B>7.</B> Celui-ci est fixé <B>à</B> une corde<B>de</B> remorquage<B>8</B> qui traverse, un #ille- ton <B>à</B> l'arrière d'un remorqueur<B>9.</B> La queue de la citerne a la forme d'un cône aérodynamique<B>10</B> se terminant par un tuyau<B>11 à</B> l'extrémité duquel se trouve un accouplement permettant<B>de</B> le relier<B>à</B> un tuyau de remplissage et de vidange.
Une seconde forme d'exécution est représentée <B>à</B> la fig. 2. Les extrémités de la citerne sont en forme d'ellipsdide. Les extrémités pourraient être asymétri ques comme on l'a représenté dans la variante de la fig. <B>3.</B> D'autres variantes symétriques sont représen tées sur les fig. 4 et<B>5.</B> La fig. 4 représente une forme conique élancée, destinée principalement<B>à</B> être utili sée<B>à</B> l'avant et présentant des arcs rentrants. La fig. <B>5</B> représente une forme purement conique et est destinée principalement<B>à</B> être utilisée<B>à</B> l'avant.
Les fig. <B>6</B> et<B>7</B> représentent des formes destinées <B>à</B> être utilisées<B>à</B> rarrière, la forme selon la fig. <B>6</B> étant partiellement sphérique et la forme selon la fig. <B>7</B> étant conique.<B>Il</B> est évident que, dans toutes ces formes, soit l'étrave, soit l'arrière, ou les deux, sont munies d'un tuyau communiquant avec l'inté rieur dans<B>le</B> but de remplir ou de vider la citerne, mais ce tuyau n'a pas été représenté sur le dessin.
La structure interne de l'étrave<B>de</B> la citerne représentée<B>à</B> la<B>hg.</B> 2 est représentée plus clairement sur la fig. <B>8</B> et elle comprend un organe, profilé rigide 12, en bois par exemple, auquel est fixée, par exem ple par des vis, une plaque de métal<B>13</B> portant des goujons 14 pour la fixation d'une plaque d'ancrage <B>15</B> servant<B>à</B> porter une barre<B>de</B> remorquage<B>16.</B> Ces goujons servent aussi<B>à</B> fixer une pièce d'extré mité<B>17,
</B> tout l'ensemble étant maintenu solidaire par des boulons<B>18.</B> La barre de remorquage<B>16</B> est munie<B>à</B> son extrémit6 avant d'un anneau de remor quage<B>à</B> émerillon<B>19.</B> Un tuyau de remplissage 20 traverse la pièce<B>17</B> et communique avec l'intérieur du nez 2 par un canal 21 pratiqué dans Forgane profilé 12.
La construction<B>de</B> l'arrière de la citerne est re présentée sur la fig. <B>9</B> et comprend un organe profilé 12a semblable<B>à</B> l'organe 12 de l'étrave et portant d'une manière semblable une plaque 22 portant des goujons<B>23</B> et des écrous 24, une plaque d'ancrage <B>25</B> étant fixée entre la plaque 22 et une pièce d'ex trémité<B>26,</B> un tuyau de remplissage<B>27</B> étant fixé sur la plaque<B>25.</B>
La fig. <B>10</B> montre comment la bride constituée par les cordes<B>6</B> de la première forme d'exécution est fixée au nez 2 de la citerne, au moyen des #illets 4. La corde -de remorquage<B>8</B> est fixée<B>à</B> un #illet d'un organe d'accouplement<B>28 à</B> émerillon.
La fig. <B>11</B> montre une corde de remorquage entière<B>29</B> construite en corde ou cordage de fil métallique, qui est épissurée ou cousue<B>à</B> un nez<B>30</B> de nylon ou d'autre matière résistante, le point d'as- semblage étant protégé<B>à</B> la fois intérieurement et extérieurement par une masse de matière telle que du caoutchouc, indiquée en<B>31</B> et en<B>32.</B>
La fig. 12 représente une autre corde de remor quage entière<B>33</B> formée en tissant, en enroulant ou en torsadant un noyau en nylon ou en autre matière 34, le dispositif étant protégé par de la matière en <B>31</B> et en<B>32</B> comme dans la variante de la fig. <B>11.</B>
Les fig. <B>13</B> et 14 représentent partiellement la troisième forme d'exécution dans laquelle le tissu constituant le tube est plissé<B>à</B> ses extrémités comme on l'a indiqué en<B>35</B> et est collé et/ou cousu de manière<B>à</B> réaliser la forme désirée d'arrière ou d'étrave.
La fig. <B>15</B> représente de quelle manière la citerne peut être divisée en compartiments séparés au moyen de cloisons qui peuvent être imperméables comme on l'a indiqué en<B>3 6,</B> en forme de grille comme on l'a indiqué en<B>37,</B> ou en forme de réseau comme on l'a indiqué en<B>38.</B> Les cloisons<B>36, 37</B> ou<B>38</B> peu vent être fixées aux parois de la citerne en les col lant et/ou en les piquant comme on l'a représenté sur les fig. <B>16, 17</B> et<B>18,</B> une nervure en caoutchouc <B>39</B> non attaquée par le liquide contenu dans la citerne.
Chaque compartiment ainsi formé dans la citerne est muni d'un tuyau flexible séparé 40 de remplissage ou de vidange (fig. <B>15).</B> Ces tuyaux 40 traversent les cloisons et leur sont fixés au moyen de caoutchouc 41 (fig. <B>18A).</B> Les joints sont encore renforcés par une masse de caoutchouc 42.
Si on le désire, on peut réaliser une communication entre un compartiment et le compartiment voisin au moyen de soupapes 43 fonctionnant par gravité (fig. <B>15).</B> Ces soupapes sont représentées avec plus<B>de</B> détails sur les fig. <B>19</B> et 20 et comprennent des clapets 44 en matière caoutchoutée flexible, renforcés de métal, qui sont suspendus verticalement<B>à</B> des charnières flexibles 45, en caoutchouc par exemple,
de manière <B>à</B> fermer l'orifice 46 de la cloison<B>36.</B> Les charnières 45 peuvent être cornmodément collées ou cousues<B>à</B> la cloison<B>36</B> et les extrémités inférieures des clapets 44 sont munies d'aimants 47 qui coopèrent avec un aimant 48 pour maintenir les clapets fermés lorsque la citerne est dans sa position normale, les clapets étant pendants et fermés. En faisant tourner la citerne autour de son axe longitudinal pour amener les aimants<B>le</B> plus haut possible, l'aimantation n'est plus suffisante pour maintenir les soupapes fermées et, par conséquent, les clapets s'ouvrent sous l'action de la pesanteur. Les clapets sont renforcés au moyen d'anneaux de métal 49.<B>A</B> titre de variante, les aimants 47 peuvent être de simples poids pour main tenir les clapets fermés par gravité.
La fig. 21 représente comment un caisson<B>50</B> ai la partie supérieure du tube<B>1</B> peut communiquer avec ce tube par des orifices<B>51</B> et peut être muni de soupapes d'échappement de gaz<B>52</B> de manière<B>à</B> permettre l'échappement des gaz hors du tube. Une telle soupape d'échappement de gaz est représentée sur la fig. 22 et comprend un flotteur<B>53</B> qui tend normalement<B>à</B> s'appuyer sur un siège 54 sous l'ac tion du liquide agissant sur<B>le</B> flotteur et sous l'ac tion d'un ressort<B>à</B> boudin<B>55</B> fonctionnant sur un logement coulissant<B>56</B> du flotteur.
La soupape se trouvant<B>à</B> la partie supérieure<B>de</B> la citerne, si des gaz s'accumulent au sommet du caisson<B>50,</B> le flot teur<B>53</B> quitte le siège 54 et permet l'évacuation des gaz par un orifice<B>57</B> dans un couvercle<B>58.</B>
La longueur importante de la citerne relative ment<B>à</B> sa largeur permet d'utiliser la matière beau coup plus efficacement du point de vue des condi tions de résistance et la citerne peut être emmagasi née plus facilement en l'enroulant ou en. la pliant. Le rapport entre la longueur et la largeur est supé rieur<B>à</B> six et peut être égal<B>à</B> vingt ou plus. La flotta bilité est déterminée par le contenu en liquide de la citerne et sa forme dépend du degré de remplissage.
Les tuyaux de remplissage et de vidange peuvent être flexibles et peuvent se confondre avec le tissu de la citerne. La forme du nez et la fixation de la corde de remorquage au nez sont prévues de manière <B>à</B> répartir la charge de remorquage uniformément et <B>à</B> permettre au tissu d'adopter une position naturelle avec le minimum de concentration d'effort ou de pliage et de battement.
La bride peut être reliée au tissu soit par tissage ou collage du toron réel de la corde dans le tissu même, ou bien elle peut passer <B>à</B> travers des #illets introduits dans la matière du tissu qui est conformée de manière<B>à</B> recevoir les #illets. <B>A</B> titre de variante, on peut prévoir des bou cles de corde pour servir de compensation entre les organes plus rapprochés ou plus éloignés du point de remorquage. Les points de fixation de la bride se trouvent,<B>de</B> préférence,<B>à</B> un rayon. beaucoup plus petit que le rayon du tube complet et<B>le</B> nez est ren forcé pour résister aux efforts de remorquage et<B>à</B> la contrainte due<B>à</B> l'aspiration dynamique en aval des points de fixation de la bride.
Ces modes de fixation et des méthodes, semblables<B>de</B> fixation des cordes de la bride au tissu sont évidents pour le technicien. De préférence, cependant, une corde unique<B>de</B> remor quage est rendue solidaire du nez de la citerne même, les, torons individuels de la corde de remorquage étant tissés dans le tissu du nez.
Le tissu constituant la citerne peut être relié au tube avec des extrémités conformées en le cousant ou en utilisant la matière imperméable sous forme de colle. Des matières imperméables appropriées sont l'élastomère du butadiène, les fluosilicates et les rési nes durcissables <B>à</B> froid. De. préférence, le tube et les extrémités conformées sont construits en les tis sant d!un seul morceau sous forme de tube continu, et l'enveloppe terminée en tissu peut être imperméa bilisée ou être utilisée comme enveloppe résistante pour une enveloppe extérieure de feuille de nylon ou d'autre matière imperméable au liquide porté par le chaland.
Le tissu<B>de</B> l'enveloppe est, de préfé rence, du nylon ou une autre matière inorganique pour empêcher la formation d'excroissances marines et pour permettre une dilatation sous l'action de la pression, de préférence de l'ordre<B>de 10 à</B> 20 /o.
Dans le cas d?une citerne tubulaire, l'utilisation d'un grand rapport entre la longueur du tube<B>à</B> son diamètre (20<B>à 1</B> par exemple) permet de réaliser une économie dans l'épaisseur de la matière parce que la tension due aux pressions hydrostatiques est proportionnelle au carré du diamètre et n'est pas une fonction de sa longueur. La tension due au remor quage ou<B>à</B> la traînée est une fonction de la longueur, mais elle est petite si on la compare,<B>à</B> la tension due <B>à</B> la pression hydrostatique. Par conséquent, pour réaliser une grande capacité pour une quantité don née de matière et pour la facilité de l'emmagasinage et de l'enveloppement, le tube est avantageusement long de plusieurs diamètres.
D'autres formes de citernes peuvent être cons truites en reliant des tubes adjacents, soit longitudi nalement ou sous forme d'un nid d'abeilles vertical ou horizontal, ou en compartimentant intérieurement une enveloppe extérieure, en renforçant des enve loppes extérieures par des parois de cloisonnement interne en tissu, en réalisant des formes extérieures appropriées pour réduire<B>à</B> un minimum la traînée, la tension et la déformation de l'enveloppe de tissu.
La tension due<B>à</B> la pression hydrostatique est une fonction du rapport des densités des liquides intérieur et extérieur et dépend fortement de la frac tion du volume remplie de liquide, c'est-à-dire du rapport du volume réel rempli au volume maximum qui pourrait être enfermé par le tissu (l'effet de la tension sur l'aire de surface de la forme de tissu est négligé dans la comparaison).
Aussi, pour un tube simple, la tension périphérique devient double lors- que le pourcentage rempli augmente de 86 <B>à</B> 962% (pour un rapport de densité égal<B>à 0,85) ;
</B> il est dési rable, notamment dans les citernes d'emmagasinage, de prévoir une grande dimension mais une petite fraction remplie, par exemple pour une résistance donnée, l'utilisation optimum<B>de</B> la matière pouvant être obtenue en prévoyant une fraction remplie sen siblement inférieure<B>à</B> l'unité (par exemple<B>0,8).</B> Des considérations semblables s'appliquent aux formes non tubulaires.
En raison de la tension due<B>à</B> la fraction rem plie, même une forme de tissu rigide aura une tenue pseudo-élastique. Dans un tube, contenant du liquide flottant sur l'eau, un dérangement produit par un déplacement temporaire du liquide d'une section<B>à</B> l'autre, par exemple par pincement du tube, produit une augmentation, de tension dans les parties plus remplies du tube et une diminution dans les parties moins remplies. Ces changements de tension agis sent de manière élastique pour rétablir Péquilibre statique et une oscillation peut ainsi se produire. Dans un tube de longueur et de diamètre donnés, la fréquence de ces oscillations de remous dépend<B>de</B> la fraction remplie.
Si une telle fréquence naturelle coïncide avec les fréquences, dues au mouvement des vagues, dans la mer, il peut se produire une réso- nance. La tension périphérique West pas une fonc tion simple de la fraction remplie et il existe dans le système une grande fraction de fonction non linéaire qui peut limiter l'amplitude d!oscillation. La fraction remplie peut être choisie de manière<B>à</B> diminuer la probabilité de résonance avec des vagues de grande amplitude. On peut introduire un amortissement vis queux pour diminuer la tension dans<B>le</B> tissu due aux remous. Par exemple, on peut disposer,<B>à</B> des inter valles, des diaphragmes en tissu perforés de trous le long du tube.
Un amortisseur de vibrations peut être utilisé en place, avec ou sans amortissement<B>vis-</B> queux<B>;</B> un tel dispositif peut comprendre un tube intérieur de tissu rempli de manière<B>à</B> résonner<B>à</B> la fréquence de refoulement des vagues. L'amplitude des vibrations dans l'amortisseur de vibrations serait amortie elle-même par des écrans perforés, des chi canes, etc. <B>A</B> titre de variante, le profil peut être compartimenté par des cloisons de tissu plus ou moins imperméables pour diminuer les remous.
Uénergie produite par<B>le</B> mouvement de la vague peut être, utilisée pour la propulsion de la citerne ou pour diminuer la traînée, eune citerne remorquée. Un procédé consiste<B>à</B> introduire une ou plusieurs chicanes avec plus de résistance<B>à</B> l'écoulement dans une direction que dans l'autre. Par de tels moyens, le remous alternatif tendra<B>à</B> être équilibré et le moyen de pression<B>à</B> chaque extrémité du tube tendra <B>à</B> être déséquilibré.
Un autre, procédé consiste<B>à</B> utiliser les impul sions de pression produites par les remous pour recueillir et expulser de l'eau passant le long d'un tuyau en tissu fixé<B>à</B> la citerne tubulaire. Une sou pape de retenue peut être montée<B>à</B> l'entrée du tuyau.
Dans un exemple de chicane<B>à</B> une direction et de soupape de retenue, un tronc de cône de tissu plissé est fixé<B>à</B> sa base au tube extérieur. Lorsque les plis du cône sont entièrement ouverts,<B>le</B> dia mètre intérieur minimum du cône représente une Cr ande fraction de celui du tube et il existe une résistance négligeable<B>à</B> l'écoulement dans la direction <B>de</B> la chicane. La corde est bouclée,<B>à</B> travers des #illets dans le cône près de son diamètre le plus petit et est fixée<B>à</B> la paroi du tube, de sorte que, lorsque l'écoulement change de sens, le cône est tiré de manière<B>à</B> être fermé.
Le cône peut être en matière poreuse ou imperméable et l'on peut utiliser des cordes multiples pour répartir la tension sur la surface du tube ou de la citerne.
La quantité de gaz produite par évaporation d'un liquide dans la citerne dépend<B>de</B> sa pression d'em magasinage-, de sa température, et probablement de son degré d'agitation. Plusieurs moyens permettant <B>de</B> régler l'accumulation de gaz pendant le remor quage comprennent<B>:</B> a) retenue du gaz dans le réservoir qui est destiné <B>à</B> résister<B>à</B> la pression maximum probable de vapeur; <B>b)</B> libération du gaz<B>à</B> travers une soupape destinée <B>à</B> laisser passer du gaz, mais non du liquide placé dans le tube qui est relié<B>à</B> la queue conique.
Le mouvement des vagues et toute réduction sou daine de l'effort de remorquage peut être utilisé pour amener des bulles de gaz<B>à</B> l'arrière où elles peuvent être libérées par la soupape ci-dessus<B>;</B> c) augmentation<B>de</B> la quantité de gaz recueillie au moyen d'un conduit s'étendant dans toute la lon gueur<B>de</B> la citerne et relié<B>à</B> travers la queue<B>à</B> une soupape.
Le conduit est perforé de trous et est relié<B>à</B> des flotteurs de sorte qu'il flotte tou jours au sommet du tube<B>;</B> <B>d)</B> emploi d'une soupape qui peut être placée inimé- diatement soit en arrière de la queue conique du tube, soit<B>à</B> l'extrémité d'un tuyau reliant la queue conique<B>à</B> une bouée ou<B>à</B> un flotteur, de sorte que la soupape peut être placée au-dessus de la ligne<B>de</B> flottaison. La soupape peut être cons truite, comme on l'a vu, de manière<B>à</B> s'ouvrir pour évacuer du gaz, mais<B>à</B> se fermer lorsque le liquide essaie de la traverser.
La soupape peut réagir aussi<B>à</B> des signaux de radio, par exemple, de manière<B>à</B> pouvoir être ouverte par l'équipage du remorqueur<B>;</B> e) emploi d'une jauge de pression qui est placée généralement sur le tuyau de queue menant<B>à</B> la bouée ou au flotteur et des signaux décrivant la pression sont transmis par radio au remorqueur<B>;</B> <B>f)</B> emploi de, caissons pouvant être montés en divers points sur la longueur du tube, de manière<B>à</B> pouvoir<B>y</B> recueillir du gaz. Une partie perforée du tube principal peut être entourée d'un caisson de tissu. Le gaz a tendance<B>à</B> se rassembler<B>à</B> la partie supérieure, du caisson. En d'autres points de sa périphérie, le caisson a tendance<B>à</B> s'affais ser sous l'action.<B>de</B> la pression dynamique de l'eau.
Le gaz est recueilli et évacué du caisson, soit au moyen de soupapes du genre décrit sous <B>d),</B> soit au moyen<B>de</B> tuyaux disposés extérieure ment ou intérieurement<B>à</B> l'extrémité du tube principal relié<B>à</B> une soupape n'évacuant que du gaz. Les perforations sont de grandeur et de répartition telles qu'elles profitent des effets de tension superficielle du liquide g) emploi<B>de</B> cloisons disposées<B>le</B> long du tube ou de la citerne pour empêcher ou diminuer les remous et, comme on l'a vu, perforées de trous ou munies de soupapes disposées de manière<B>à</B> transmettre les bulles de gaz aux tubes d'évacua tion du gaz<B>;
</B> h) si la symétrie doit être conservée de manière que la citerne puisse flotter avec une orientation quel conque<B>le</B> long de son axe longitudinal, les cais sons<B>à</B> gaz, les chicanes, les tubes collecteurs doi vent être prévus<B>de</B> manière<B>à</B> recueillir efficace- ment le gaz dans une position quelconque occu pée par la citerne.
Ceci explique l'emploi d1n tube flotteur comme indiqué au paragraphe c), ou d7un caisson formant enveloppe comme indi qué au paragraphe<B>f) ;</B> on peut aussi multiplier les trous et les soupapes indiqués dans le para graphe g); i) la citerne peut être agencée pour flotter avec une certaine orientation, de manière que les tuyaux collecteurs de gaz et les soupapes de décharge puissent être reliés<B>à</B> la partie supé rieure du tube en différents points sur sa lon gueur axiale et, si on le désire,<B>à</B> sa partie arrière<B>;
</B> <B>j)</B> pour empêcher que des températures excessives se produisent<B>à</B> la partie supérieure exposée de la citerne lors du remorquage ou de l'emmagasinage dans des périodes ensoleillées, la citerne peut être agencée<B>:</B> <B>1 )</B> pour tourner ou osciller autour de son axe longitudinal, ou 2) pour être humectée ou aspergée conti nuellement par de l'eau conduite de manière<B>à</B> s'écouler sur le tissu exposé ou <B>à</B> l'asperger.
On peut produire des oscillations ou des rota tions de la citerne soit par des dispositifs de torsion au point de liaison de la corde<B>de</B> remorquage et du remorqueur, soit au moyen d#ailettes de torsion ou de déviation, soit encore<B>à</B> l'aide de contrepoids reliés au tube.