EP3365592B1 - Cuve comprenant des blocs isolants de coin equipes de fentes de relaxation - Google Patents

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EP3365592B1
EP3365592B1 EP16809924.0A EP16809924A EP3365592B1 EP 3365592 B1 EP3365592 B1 EP 3365592B1 EP 16809924 A EP16809924 A EP 16809924A EP 3365592 B1 EP3365592 B1 EP 3365592B1
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EP
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insulating
tank
metal
intersection
stress
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Alexandre Herbert
Julien COUTEAU
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Gaztransport et Technigaz SA
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    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
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    • F17C2270/0105—Ships
    • F17C2270/0107—Wall panels

Definitions

  • the invention relates to the field of tanks, sealed and thermally insulating, with membranes, for the storage and / or transport of a fluid, such as a cryogenic fluid.
  • Sealed and thermally insulating tanks with membranes are used in particular for the storage of liquefied natural gas (LNG), which is stored, at atmospheric pressure, at around -162 ° C.
  • LNG liquefied natural gas
  • These tanks can be installed on the ground or on a floating structure.
  • the tank may be intended for transporting liquefied natural gas or for receiving liquefied natural gas serving as fuel for propelling the floating structure.
  • the document WO2014167214 describes a sealed and thermally insulating tank whose walls have a multilayer structure successively comprising, in the thickness direction, from the outside towards the inside of the tank, a secondary thermally insulating barrier comprising insulating panels anchored to the structure carrier, a secondary waterproofing membrane carried by the insulating panels of the secondary thermally insulating barrier, a primary thermally insulating barrier comprising insulating panels anchored to the secondary thermally insulating barrier and a primary sealing membrane, intended to be in contact with the liquefied natural gas contained in the tank, which is carried by the insulating panels of the primary thermally insulating barrier.
  • the secondary thermally insulating barrier comprises first and second insulating blocks forming a corner of said secondary thermally insulating barrier.
  • the secondary waterproofing membrane comprises a metal corner structure which comprises two metal strips which are respectively welded on metal plates carried by one and the other of the first and second insulating blocks and a metal angle which is welded overlapping on the two metal strips so as to ensure the continuity of the seal in the area angle.
  • the insulating blocks of the corner area as well as the insulating panels of the thermally insulating barriers tend to retract so that they move away from each other.
  • a spacing leads to significant stresses on the sealing membranes.
  • this spacing stresses the secondary sealing membrane all the more as the latter is sandwiched between the insulating panels of the secondary thermally insulating barrier and those of the primary thermally insulating barrier and as the spacing of the insulating panels therefore generates friction of the secondary sealing membrane against the insulating panels of the thermally insulating barriers, primary and secondary.
  • An idea underlying the invention is to provide a sealed and thermally insulating tank which is particularly reliable and resistant to low temperatures, in particular at the intersection between two walls of the supporting structure.
  • Another idea underlying the invention is to introduce flexibility into the corner insulating blocks in order to compensate for the contraction of a metal corner structure, especially when it is continuous without waves.
  • the bridging elements provide a mechanical connection between the insulating blocks and the adjacent insulating panels, which prevents their mutual spacing so that the sealing membrane is less stressed than those of the tanks of the prior art, especially during the cold setting of the tank.
  • Such a tank can be part of a terrestrial storage installation, for example for storing LNG or be installed in a floating structure, coastal or in deep water, in particular an LNG or LNG tanker, a floating storage and regasification unit (FSRU), a floating remote production and storage unit (FPSO) and others.
  • the tank may be intended to receive liquefied natural gas serving as fuel for the propulsion of the floating structure.
  • a vessel for transporting a fluid comprises a hull, such as a double hull, and a said tank arranged in the hull.
  • the invention also provides a method of loading or unloading such a ship, in which a fluid is conveyed through insulated pipes from or to a floating or terrestrial storage installation towards or from the tank of the ship.
  • the invention also provides a transfer system for a fluid, the system comprising the aforementioned ship, isolated pipes arranged so as to connect the tank installed in the hull of the ship to a floating or land storage installation. and a pump for driving a flow of fluid through the insulated pipes from or to the floating or land storage facility to or from the vessel of the ship.
  • the multilayer structure of a sealed and thermally insulating tank for storing a cryogenic fluid, such as liquefied natural gas, is observed at the intersection between two adjacent walls 1, 2 of a support structure 3.
  • the two walls adjacent to the supporting structure meet at a straight edge 4.
  • the edge 4 is at the intersection of a bottom wall 1 and a longitudinal wall 2 which converges towards the point of a confined space in a ship, such as the bow of the ship or a nearby hold of the motor.
  • Each wall of the tank comprises, from the outside towards the inside of the tank, a secondary thermally insulating barrier 5 anchored to the support structure 3 by secondary retaining members, a secondary sealing membrane 6 carried by the thermal barrier secondary insulation 5, a primary thermally insulating barrier 7 anchored to the secondary thermally insulating barrier 6 by primary retaining members and a primary sealing membrane 8, carried by the primary thermally insulating barrier 7 and intended to be in contact with the gas natural liquefied content in the tank.
  • the supporting structure 3 can in particular be formed from self-supporting metal sheets or, more generally, from any type of rigid partition having suitable mechanical properties.
  • the supporting structure 3 can in particular be formed by the hull or the double hull of a ship.
  • the supporting structure 3 comprises a plurality of walls 1, 2 defining the general shape of the tank, usually a polyhedral shape.
  • the secondary thermally insulating barrier 5 comprises a plurality of insulating panels 9, 57, 58 anchored to the support structure 3 by means of resin cords, not shown, and / or studs welded to the support structure 3.
  • the insulating panels 57, 58 In a standard area of a tank wall, the insulating panels 57, 58 have substantially the shape of a rectangular parallelepiped and are juxtaposed in parallel rows and separated from each other by interstices guaranteeing a functional assembly play.
  • the insulating panels 57, 58 have for example a length of 3 m and a width of 1 m.
  • the interstices are filled with an insulating lining 11, such as glass wool, rock wool or flexible synthetic foam with open cells, for example.
  • the heat-insulating lining is advantageously made of a porous material so as to provide gas flow spaces in the interstices between the insulating panels 57, 58.
  • the insulating panels 9, which run along an angle arrangement 12 disposed at the intersection between two walls 1, 2, can have either a shape of a rectangular parallelepiped or a shape different, for example a trapezoid or right triangle shape, as shown along the intersection between the two walls on the figures 1 and 2 .
  • the insulating panels 9, 57, 58 each comprise a layer of insulating polymer foam 13 sandwiched between an internal rigid plate 14 and an external rigid plate 15.
  • the rigid plates, internal 14 and external 15, are, for example, plates of plywood glued to said layer of insulating polymer foam 13.
  • the insulating polymer foam 13 can in particular be a polyurethane-based foam.
  • the insulating polymer foam 13 is advantageously reinforced by glass fibers helping to reduce its coefficient of thermal contraction.
  • the internal plate 14 is equipped with metal plates 16, 17 for anchoring the edge of corrugated metal sheets 18 of the secondary sealing membrane 6 to the insulating panels 9, 57, 58.
  • the metal plates 16, 17 extend in two perpendicular directions which are each parallel to at least one of the sides of the insulating panel 9, 57, 58 on which said metal plates 16, 17 are fixed.
  • the metal plates 16, 17 are fixed to the internal plate 14 of the insulating panel 9, 57, 58, by screws, rivets or staples, for example.
  • the metal plates 16, 17 are placed in recesses formed in the internal plate 14 so that the internal surface of the metal plates 16, 17 is flush with the internal surface of the internal plate 14.
  • the internal plate 14 is also equipped with threaded studs 19 projecting towards the interior of the tank, and intended to ensure the fixing of the primary thermally insulating barrier 7 on the insulating panels 9, 57, 58 of the secondary thermally insulating barrier 5 .
  • the insulating panels 9, 57, 58 are provided with cylindrical wells 20, shown on the figures 1 and 2 , passing through the insulating panels 9, 57, 58 over their entire thickness.
  • the cylindrical wells 20 are formed along the longitudinal edges of said insulating panels 9, 57, 58 and at their corners.
  • the cylindrical wells 20 have a section change, not illustrated, defining bearing surfaces for nuts cooperating with the threaded ends of the studs.
  • the internal plate 14 of the insulating panels 9, 57, 58 has two series of relaxation slots 21, 22, perpendicular to one another, so as to form a network of relaxation slots.
  • the relaxation slots 21, 22 here extend from one end to the other of the panel, either over its entire length or over its entire width.
  • the relaxation slots 21, 22 pass entirely through the thickness of the internal plate 14 and are also formed in part of the thickness of the layer of insulating polymer foam 13.
  • Each of the relaxation slots 21, 22 extends in screws -with one of the undulations of the secondary sealing membrane 6. Thanks to said relaxation slots 21, 22, the undulations of the secondary sealing membrane 6 can deform without imposing significant mechanical stresses on the insulating panels 9, 57, 58.
  • the internal plate 14 has along its edges, in each interval between two successive relaxation slots 21, 22, a recess receiving bridging plates 23, illustrated on the figure 1 .
  • the bridging plates 23 are each arranged astride two adjacent insulating panels, spanning the gap between the insulating panels 9, 57, 58. Each bridging plate 23 is fixed against each of the two adjacent insulating panels 9, 57, 58 so as to oppose their mutual spacing.
  • the bridging plates 23 have a rectangular parallelepiped shape and for example consist of a plywood plate. The external face of the bridging plates 23 is fixed against the bottom of the recesses.
  • the depth recesses is substantially equal to the thickness of the bridging plates 23 so that the internal face of the bridging plates 23 reaches substantially at the level of the other flat zones of the internal plate 14.
  • the bridging plates 23 are able ensure continuity in the carrying of the secondary waterproofing membrane 6.
  • a plurality of bridging plates 23 extends along each edge of the internal plate 14 of the insulating panels 9, 57, 58, a bridging plate 23 being disposed in each interval between two relaxation slots 21, 22 adjacent to a series of parallel relaxation slots.
  • the bridging plates 23 can be fixed against the internal plate 14 of the insulating panels 9, 57, 58 by any suitable means.
  • the secondary waterproofing membrane 6 comprises a plurality of corrugated metal sheets 18 each having a substantially rectangular shape, in a standard area of the wall.
  • the corrugated metal sheets 18 are arranged offset from the insulating panels 9, 57, 58 of the secondary thermally insulating barrier 5 so that each of said corrugated metal sheets 18 extends jointly over four adjacent insulating panels 9, 57, 58.
  • Each corrugated metal sheet 18 has a first series of parallel corrugations 24 extending in a first direction and a second series of parallel corrugations 25 extending in a second direction. The directions of the two series of undulations are perpendicular.
  • Each of the series of corrugations 24, 25 is parallel to two opposite edges of each corrugated metal sheet 18.
  • the corrugations 24, 25 here protrude towards the interior of the tank, that is to say in the direction opposite to the supporting structure 3. However, in another alternative embodiment not shown, the corrugations 24, 25 project towards the outside of the tank.
  • Each corrugated metal sheet 18 comprises between the corrugations, a plurality of planar surfaces. At each crossing between two corrugations 24, 25, each metal sheet 18 has a knot area 26 having an apex projecting towards the interior of the tank. The adjacent corrugated metal sheets 18 are welded together with overlap. The anchoring of the corrugated metal sheets 18 on the metal plates 16, 17 is carried out by tack welds.
  • the corrugated metal sheets 18 comprise, along their longitudinal edges and at their four corners, cutouts 27 allowing the passage of the studs 19 intended to ensure the fixing of the primary thermally insulating barrier 6 on the secondary thermally insulating barrier 5 .
  • the corrugated metal sheets 18 are, for example, made of Invar®: that is to say an alloy of iron and nickel whose coefficient of expansion is typically between 1.2.10 -6 and 2.10 -6 K -1 , or in an iron alloy with a high manganese content, the expansion coefficient of which is typically of the order of 7.10 -6 K -1 .
  • the corrugated metal sheets 18 can also be made of stainless steel or aluminum.
  • the corrugated metal sheets 28 along an angle arrangement 12 disposed at the intersection between two walls 1, 2 may have a substantially rectangular shape, or a general shape of a right triangle as shown in the figure 2 .
  • the hypotenuse 29 of the right triangle is oriented parallel to the intersection between the two walls 2, 3 and has a crenellated shape.
  • the corner arrangement 12 comprises a plurality of pairs of insulating blocks 30, 31 which are respectively disposed against one and the other of the two adjacent walls 1, 2 of the support structure 3 and thus form a corner of the barrier secondary thermally insulating 5.
  • the two insulating blocks 30, 31 each have a beveled edge 32 by means of which said two insulating blocks 30, 31 are fixed to each other, for example by gluing.
  • the angle formed between the two insulating blocks 30, 31 must correspond to the angle between the two walls 1, 2 of the support structure 3. This angle may vary depending on the zone of the tank. that we consider, typically between 90 ° and 135 °. In the particular case of figure 1 , the angle is even more closed around 70 °.
  • the arrangement of the pair of insulating blocks 30, 31 may be slightly different.
  • the two insulating blocks 30, 31 do not have a beveled edge.
  • an L-shaped thermal insulation 82 such as glass wool, rock wool or flexible synthetic foam with open cells, for example, is positioned in the angle between the two insulating blocks to ensure the continuity of the secondary thermally insulating barrier in the corner area.
  • the edge facing the edge of one of the insulating blocks 31 rests against the internal face of the other insulating block 30, optionally with the interposition of a flexible heat-insulating lining 83, in order to form a corner of the barrier secondary thermally insulating.
  • the edge facing the edge of the insulating block 30 must be cut so as to form with the external face of said insulating block 30 an angle ⁇ substantially equal to the angle formed between the two walls 1, 2. From even, the edge facing the edge of the other insulating block 30 must form with the internal face of said insulating block 30 an angle ⁇ which is also substantially equal to the angle formed between the two walls 1, 2.
  • the insulating blocks 30, 31 have a structure similar to that of the insulating panels 9, 57, 58 of the secondary thermally insulating barrier 5, namely a sandwich structure consisting of a layer of insulating polymer foam 34 taken sandwiched between two rigid plates, external 35 and internal 36, for example made of plywood.
  • each of the insulating blocks 30, 31 of the angle arrangement are fixed to the support structure 3 by means of threaded studs welded to the support structure 3.
  • each of the insulating blocks 30, 31 is provided with cylindrical wells 33 which are each intended to receive one of the threaded studs.
  • the cylindrical wells 33 are distributed along the edge of the insulating blocks 30, 31 which is parallel and opposite to the edge 4 of the angle.
  • Each cylindrical well 30 has a change in section defining a bearing surface for a nut receiving the threaded end of the stud.
  • each cylindrical well 30 changes in cross section at the interface between the external plate 36 and the insulating polymer foam layer 35 so that the nut comes to bear against the external plate 36.
  • each insulating block 30, 31 has on its external face a plurality of oblong housings 37 which extend perpendicular to the edge 4 of the angle.
  • the oblong housings 37 each open into one of the cylindrical wells 30 and are positioned in the direction of the edge 4 of the angle with respect to said cylindrical well 30.
  • the oblong housings 37 have a greater length oriented perpendicular to the edge 4.
  • the oblong housings 37 are formed through the external plate 35 and through a lower portion of the layer of insulating polymer foam 34 and have a depth allowing passage of the end of the stud.
  • the oblong housings 37 make it possible to provide a mounting clearance capable of authorizing the positioning of the insulating blocks in a position in which a threaded stud is housed in each of the cylindrical wells 30.
  • Such oblong housings 37 are particularly advantageous when the corner arrangement 12 is pre-assembled in the workshop and that the insulating blocks 30, 31 of each pair are fixed to each other during their mounting on the support structure 3.
  • Each of the insulating blocks 30, 31 is equipped with a plurality of metal plates 38, shown on the figure 3 and 4 , intended to anchor the metal corner structure of the secondary sealing membrane 6.
  • the metal plates 38 are spaced from one another along the edge 4 of the angle.
  • the metal plates 38 are received in recesses 39, in particular shown on the Figures 5 to 7 , so that the internal surface of the metal plates 38 is flush with the internal surface of the internal plate 36.
  • the metal plates 38 are fixed to the internal plate 36 or to the layer of insulating foam 34 of said insulating blocks 30, 31, for example using screws, staples or rivets.
  • Each of the metal plates 38 is further equipped with a pair of threaded studs 40 projecting towards the interior of the tank and intended to fix the insulating blocks 41, 42 of the primary thermally insulating barrier 7.
  • the internal plate 36 of the insulating blocks 30, 31 has along its lateral edges 46 perpendicular to the edge 4, on the one hand, and along its edge 47 parallel and opposite to said edge 4, on the other hand, a recess receiving bridging plates 43, 44.
  • bridging plates 43 are arranged astride two adjacent insulating blocks 30, 31 along the edge 4 of the angle so as to oppose a spacing between the adjacent insulating blocks 30, 31 in a direction parallel to the edge 4.
  • bridging plates 44 are arranged straddling each insulating block 30, 31 and one or more adjacent insulating panels 9, spanning the gap between the insulating block 30, 31 and the adjacent insulating panel (s) 9. De such bridging plates 44 thus make it possible to oppose a spacing, in a direction perpendicular to the edge, between the insulating blocks 30, 31 and the insulating panels 9 along the corner arrangement 12.
  • Each of the insulating blocks 30, 31 of the corner arrangement 12 has a relaxation slot 45 which extends, in a direction parallel to the edge 4, between the metal plates 38 and the edge 47 the bridging plates 44
  • the relaxation slot 45 extends from one end to the other of the insulating block 30, 31 over its entire length.
  • the relaxation slot 45 is formed through the internal plate 36 and through an upper portion of the insulating polymeric foam layer 34.
  • the depth of the relaxation slot 45 is between 1 to 10 cm, for example around 5 cm.
  • the relaxation slot 45 makes it possible to reduce the stresses exerted on the insulating blocks 30, 31 due, firstly, to the presence of the bridging elements 44 which are fixed astride the insulating block 30, 31 and a adjacent insulating panel 9 and preventing their mutual separation during the cold setting of the tank and, on the other hand, of the contraction of the metal corner structure of the secondary sealing membrane 6 which is anchored on the insulating blocks 30, 31.
  • each of the insulating blocks 30, 31 of the angle arrangement 12 comprises a series of relaxation slots 48 perpendicular to the edge 4 which are formed on the internal face of said insulating block 30, 31 through the plate internal 35 and an internal portion of the insulating polymeric foam layer 35.
  • the relaxation slots 48 are regularly distributed along the edge 4.
  • Each relaxation slot 48 is located between two of the metal plates 38 intended for the anchoring of the metal corner structure of the secondary waterproofing membrane 6.
  • the relaxation slots 48 extend perpendicular to the edge 4, from the bevelled edge 32 of the insulating block 30, 31 until they reach the relaxation slot 45 parallel to the edge 4.
  • two metal plates 38 are arranged in each interval between two adjacent relaxation slots 48 and a single metal plate 38 is disposed between each of the end relaxation slots 48a and the adjacent side edge 46 of the insulating block 30, 31.
  • the relaxation slots 38 perpendicular to the edge have different depths from each other.
  • the depth of the relaxation slots 48 decreases from the central relaxation slot 48b towards the end relaxation slots 48a, that is to say when one moves away from the center of the insulating block 30, 31 to bring closer to one or the other of the lateral edges 46, which makes it possible to decrease the flexibility of the panel on its edges and to increase it towards its central zone.
  • a better distribution of the stresses within the insulating block 30, 31 is obtained.
  • the depth of the relaxation slots 48 perpendicular to the edge 4 may vary between a dimension of approximately 5 and 12 cm for the central relaxation slot 48b, that is to say the deepest , and a dimension between 2 and 6 cm for the end relaxation slots 48a, that is to say the shallowest.
  • the metal corner structure comprises one or more L-shaped angles 49 arranged at the intersection between the two insulating blocks 30, 31 and, for each angle 49, two metal strips 50, 51 which are respectively welded to one and the other of the ends of said angle 49 (part of the metal strips 50 has not been shown on the figure 2 ).
  • the metal strips 50, 51 are welded to the metal plates 38 of the insulating blocks 30, 31 and thus ensure the anchoring of the corner structure on the insulating blocks 30, 31 of the corner arrangement 12.
  • the metal corner structure has two wings which are here formed by the metal strips 50, 51 and rest respectively against an insulating block 30 disposed against the first wall 1 and an insulating block 31 disposed against the second wall 2.
  • the metal corner structure is devoid of corrugations.
  • the metal structure comprises two substantially planar wings respectively parallel to one and the other of the two adjacent walls 1, 2.
  • the metal strips 50, 51 are provided with holes for the passage of the studs 40. In order to ensure the sealing of the secondary sealing membrane 6, the metal strips 50, 51 are welded to the metal plates 38, at the periphery of the said holes .
  • the angles 49 and the metal strips 50, 51 are welded one after the other overlapping. Furthermore, the edges of the corrugated metal sheets 28 are welded to the metal strips 50, 51 in order to ensure the continuity of the sealing of the secondary sealing membrane 6.
  • the closure of each of the corrugations 24, 25 is ensured by a cap 52 which is welded astride one of the metal strips 50, 51 and one of the corrugated metal sheets 28.
  • the metal angle 49 is welded to the metal plates 38 and has holes for the passage of the studs 40 while the two metal strips 50, 51 are welded to one and the other of the ends of said angle 49 to ensure the anchoring of the metal strips 50, 51 on the insulating blocks 30, 31.
  • the metal corner structure is advantageously made of Invar®: that is to say an alloy of iron and nickel whose coefficient of expansion is typically between 1.2.10 -6 and 2.10 -6 K -1 , or in an iron alloy with a high manganese content, the coefficient of expansion of which is typically of the order of 7.10 -6 K -1 .
  • the primary thermally insulating barrier 7 comprises a plurality of insulating panels 53 of substantially rectangular rectangular shape.
  • the insulating panels 53 each have dimensions substantially equal to the dimensions of an insulating panel 57, 58 of the secondary thermally insulating barrier 5, except for the thickness which may be different, preferably smaller. than that of an insulating panel 57, 58.
  • the insulating panels 53 are here offset with respect to the insulating panels 57, 58 of the secondary thermally insulating barrier 5 so that each insulating panel 53 extends over four insulating panels 57, 58 of the secondary thermally insulating barrier 5.
  • the insulating panels 53 have a structure similar to that of the insulating panels 57, 58 of the secondary thermally insulating barrier 5, namely a sandwich structure consisting of a layer of insulating polymer foam sandwiched between two rigid plates, for example made of wood. plywood.
  • the insulating panels 53 comprise a sandwich structure having three rigid panels, for example of plywood and two layers of polymer foam which are each interposed in a respective interval between two of the rigid panels.
  • the outer plate of the insulating panels 53 has two series of grooves, not shown, intended for the reception of the corrugations 24, 25 of the secondary sealing membrane 6 which protrude towards the interior of the tank.
  • the internal plate of an insulating panel 53 of the primary thermally insulating barrier 7 is equipped with metal plates 54 for anchoring the corrugated metal sheets 55 of the primary sealing membrane 8.
  • the metal plates 54 extend in two directions perpendiculars which are each parallel to two opposite edges of the insulating panels 53.
  • the metal plates 54 are fixed in recesses made in the internal plate of the insulating panel 53 and fixed thereto, for example by screws, rivets or staples .
  • the internal plate of the insulating panel 53 is provided with a plurality of relaxation slots 56 allowing the primary sealing membrane 8 to deform without imposing excessive mechanical stresses on the insulating panels 53.
  • Such slots of relaxation 56 are described in particular in the document FR 3001945 .
  • each insulating panel 53 comprises a plurality of cutouts along its edges and at its corners, inside which extends a threaded stud 59.
  • the plate external of the insulating panels 53 extends beyond the interior of the cutouts so as to form a bearing surface for a retaining member which has a threaded bore threaded on each threaded stud 59.
  • the retaining member comprises lugs housed at the inside the cutouts and coming to bear against the portion of the external plate projecting inside the cutout so as to sandwich the external plate between a lug of the retaining member and an insulating panel 9, 57, 58 of the secondary thermally insulating barrier 6 and thus secure each insulating panel 53 on the insulating panels 9, 57, 58 which it overlaps.
  • the primary sealing membrane 8 is obtained by assembling a plurality of corrugated metal sheets 55.
  • Each corrugated metal sheet 55 has a first series of parallel corrugations and a second series of parallel corrugations extending in a second perpendicular direction to the first series. The corrugations protrude towards the inside of the tank.
  • the corrugated metal sheets 55 are, for example, made of stainless steel or aluminum.
  • the insulating panels 60 of the primary thermally insulating barrier 7 and the corrugated metal sheets 61 of the membrane primary seal 8 which border the corner arrangement 12 may comprise, depending on the shape of the wall 1, 2 to cover a substantially rectangular shape, or a general shape of right triangle or right trapezoid.
  • the primary thermally insulating barrier 7 comprises a plurality of pairs of pre-assembled insulating blocks 41, 42, one of which is anchored on the studs 40 projecting from an insulating block 30 fixed against one of the walls 1, 2 and the other of which is anchored to the studs 40 of an insulating block 31 fixed against the other of the walls 1, 2
  • the insulating blocks 41, 42 having an internal face on which a bracket 62 rests and an external face resting against the metal corner structure, not illustrated on the figure 4 , forming the corner of the secondary sealing membrane 6.
  • the insulating blocks 41, 42 also have a sandwich structure and include a layer of insulating polymer foam sandwiched between two plywood sheets glued to said layer of polymer foam.
  • the brackets 62 are metallic brackets, for example, made of stainless steel.
  • the brackets 62 each have two wings resting respectively against the internal face of one and the other of the insulating blocks of a pair of insulating blocks 41, 42.
  • Each wing of a bracket 62 has studs, not shown, which are welded to the external face of said wing and protrude towards the outside of the tank and thus make it possible to fix the bracket on the insulating blocks 41, 42.
  • said insulating blocks 41, 42 have holes, not illustrated which allow the passage of the studs and are formed on their internal face. The orifices communicate with cylindrical wells opening onto the external face of the insulating blocks 41, 42.
  • cylindrical wells 63 are formed through the bracket 62 and insulating blocks 41, 42.
  • the cylindrical wells 63 each communicate with an orifice for the passage of a threaded stud 40 formed in the external face of one of the insulating blocks 41, 42.
  • Each cylindrical well 63 has a diameter greater than that of the orifice through which the stud passes threaded 40 with which it cooperates so that the bottom of the cylindrical well 63 defines a bearing surface intended to cooperate with a nut screwed onto the threaded stud 40.
  • a corner connector 64 of insulating material such as a polymer foam, is disposed between the edges adjacent to the tank angle of the two insulating blocks 41, 42 and thus makes it possible to ensure continuity of the thermal insulation at the corner of the tank.
  • the pre-assembled modules comprise, in addition to the pair of insulating blocks 41, 42 and the bracket 62, a corner connector 64.
  • joint insulating elements 65 are inserted between two pairs of adjacent insulating blocks 41, 42 so as to ensure continuity of the thermal insulation.
  • the metal corner structure ensuring the tightness of the primary metal membrane 8 will be described below at the intersection between two insulating blocks 41, 42.
  • the metal corner structure comprises one or more angles 66 in shape of L arranged at the intersection between the two walls 1, 2 and for each metal angle 66, two metal bands not shown.
  • the metal angles 62 are welded one after the other overlapping.
  • each metal angle 66 is welded to a plurality of brackets 62.
  • the metal strips are each welded overlapping to the metal angles 66.
  • the edges of the corrugated metal sheets 61 are welded to the metal strips in order to ensuring the continuity of the sealing of the primary sealing membrane 8.
  • the closure of each of the corrugations is ensured by a cap 67 which is welded astride one of the metal strips and one of the corrugated metal sheets 61.
  • the technique described above for making a sealed and thermally insulating tank for storing a fluid can be used in different types of tanks, for example to constitute an LNG tank in a land installation or in a floating structure such as an LNG tanker Or other.
  • a cutaway view of an LNG tanker 70 shows a sealed and insulated tank 71 of generally prismatic shape mounted in the double hull 72 of the ship.
  • the wall of the tank 71 comprises a primary waterproof barrier intended to be in contact with the LNG contained in the tank, a secondary waterproof barrier arranged between the primary waterproof barrier and the double hull 72 of the ship, and two insulating barriers arranged respectively between the primary waterproof barrier and the secondary waterproof barrier and between the secondary waterproof barrier and the double shell 72.
  • loading / unloading lines 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 an LNG cargo from or to the tank 71.
  • the figure 11 represents an example of a maritime terminal comprising a loading and unloading station 75, an underwater pipe 76 and a shore installation 77.
  • the loading and unloading station 75 is a fixed offshore 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 be connected to the loading / unloading pipes 73.
  • the movable arm 74 can be adjusted to suit all sizes of LNG carriers.
  • a connection pipe, not shown, extends inside the tower 78.
  • the loading and unloading station 75 allows the loading and unloading of the LNG carrier 70 from or to the onshore installation 77.
  • This comprises liquefied gas storage tanks 80 and connection pipes 81 connected by the submarine pipe 76 to the loading or unloading station 75.
  • the submarine pipe 76 allows the transfer of liquefied gas between the loading or unloading station 75 and the shore installation 77 over a long distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the LNG carrier 70 at a great distance from the coast during the loading and unloading operations.
  • pumps on board the ship 70 and / or pumps fitted to the shore installation 77 and / or pumps fitted to the loading and unloading station 75 are used.

Description

    Domaine technique
  • L'invention se rapporte au domaine des cuves, étanches et thermiquement isolantes, à membranes, pour le stockage et/ou le transport d'un fluide, tel qu'un fluide cryogénique.
  • Des cuves étanches et thermiquement isolantes à membranes sont notamment employées pour le stockage de gaz naturel liquéfié (GNL), qui est stocké, à pression atmosphérique, à environ -162°C. 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 naturel liquéfié ou à recevoir du gaz naturel liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l'ouvrage flottant.
    • Arrière-plan technologique
  • Le document WO2014167214 décrit une cuve étanche et thermiquement isolante dont les parois présentent une structure multicouche comportant successivement, dans le sens de l'épaisseur, depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire comportant des panneaux isolants ancrés à la structure porteuse, une membrane d'étanchéité secondaire portée par les panneaux isolants de la barrière thermiquement isolante secondaire, une barrière thermiquement isolante primaire comportant des panneaux isolants ancrés à la barrière thermiquement isolante secondaire et une membrane d'étanchéité primaire, destinée à être en contact avec le gaz naturel liquéfié contenu dans la cuve, qui est portée par les panneaux isolants de la barrière thermiquement isolante primaire.
  • Au niveau d'une intersection entre deux parois de la cuve, la barrière thermiquement isolante secondaire comporte un premier et un second blocs isolants formant un coin de ladite barrière thermiquement isolante secondaire. Dans cette zone, la membrane d'étanchéité secondaire comporte une structure d'angle métallique qui comprend deux bandes métalliques qui sont respectivement soudées sur des platines métalliques portées par l'un et l'autre des premier et second blocs isolants et une cornière métallique qui est soudée à recouvrement sur les deux bandes métalliques de manière à assurer la continuité de l'étanchéité dans la zone d'angle. Compte-tenu de la contraction thermique de la structure d'angle de la membrane d'étanchéité secondaire, les blocs isolants sont soumis à des contraintes importantes qui sont localisées dans les zones dans lesquelles les platines métalliques sont fixées. De tels niveaux de contraintes sont susceptibles d'entraîner des fissurations desdits blocs isolants lors de la mise à froid de la cuve, c'est à dire lorsque la cuve est remplie avec du gaz naturel liquéfié.
  • D'autre part, les blocs isolants de la zone d'angle ainsi que les panneaux isolants des barrières thermiquement isolantes ont tendance à se rétracter de telle sorte qu'ils s'écartent les uns des autres. Or, un tel écartement conduit à des sollicitations importantes des membranes d'étanchéité. En outre, cet écartement sollicite d'autant plus la membrane d'étanchéité secondaire que celle-ci est prise en sandwich entre les panneaux isolants de la barrière thermiquement isolante secondaire et ceux de la barrière thermiquement isolante primaire et que l'écartement des panneaux isolants génère donc des frottements de la membrane d'étanchéité secondaire contre les panneaux isolants des barrières thermiquement isolantes, primaire et secondaire.
  • La cuve décrite dans le document WO2014167214 précité n'est donc pas pleinement satisfaisante.
    • Résumé
  • Une idée à la base de l'invention est de proposer une cuve étanche et thermiquement isolante qui soit particulièrement fiable et résistante aux basses températures, notamment au niveau de l'intersection entre deux parois de la structure porteuse.
  • Une autre idée à la base de l'invention est d'introduire de la souplesse dans les blocs isolants d'angle afin de compenser la contraction d'une structure d'angle métallique, notamment lorsqu'elle est continue sans onde.
  • Selon un mode de réalisation, l'invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide comprenant au moins une barrière thermiquement isolante retenue à une structure porteuse et une membrane d'étanchéité supportée par ladite barrière thermiquement isolante,
    la barrière thermiquement isolante comprenant une pluralité de panneaux isolants retenus à la structure porteuse et juxtaposés contre au moins une première et une deuxième parois adjacentes de la structure porteuse ;
    la cuve comprenant en outre un arrangement d'angle disposé à l'intersection entre la première et la deuxième parois et comportant :
    • un premier et un second blocs isolants respectivement retenus à la première et à la seconde parois de la structure porteuse et formant un coin de la barrière thermiquement isolante ; chacun des premier et second blocs isolants comportant une face externe disposée en vis-à-vis de la structure porteuse et une face interne comportant des platines métalliques espacées les unes des autres le long de l'intersection entre la première et la seconde parois ; lesdits premier et second blocs isolants comportant une couche de mousse polymère ; et
    • une structure d'angle métallique formant un coin de la membrane d'étanchéité et comprenant une première et une seconde ailes qui sont respectivement soudées sur la pluralité des platines métalliques du premier et du second blocs isolants ; chacun des premier et second blocs isolants étant associé à un panneau adjacent de la pluralité de panneaux isolants par l'intermédiaire d'un élément de pontage ; ledit élément de pontage étant fixé à cheval entre un bord, parallèle à l'intersection, de la face interne dudit premier ou second bloc isolant et une face interne du panneau adjacent de manière à s'opposer à un écartement mutuel dudit premier ou second bloc isolant et dudit panneau adjacent ;
    chacun des premier et second blocs isolants présentant au moins une première et une deuxième fentes de relaxation ménagées dans la face interne dudit premier ou second bloc isolant dans l'épaisseur de la couche de mousse polymère ; la première fente de relaxation s'étendant parallèlement à l'intersection, ladite première fente de relaxation étant située de manière à passer entre le bord de la face interne du bloc isolant recevant l'élément de pontage et la pluralité des platines métalliques dudit bloc isolant ; la deuxième fente de relaxation s'étendant perpendiculairement à l'intersection, ladite deuxième fente de relaxation étant située de manière à passer entre la première et la seconde parois, entre deux des platines métalliques dudit bloc isolant.
  • Ainsi, les éléments de pontage assurent un raccord mécanique entre les blocs isolants et les panneaux isolants adjacent, ce qui empêche leur écartement mutuel de telle sorte que la membrane d'étanchéité est moins sollicitée que celles des cuves de l'art antérieur, notamment lors de la mise à froid de la cuve.
  • De plus, grâce à la présence d'au moins une fente de relaxation perpendiculaire à l'intersection, les contraintes s'exerçant sur les blocs isolants de la structure d'angle du fait de la contraction de la structure d'angle métallique selon la direction parallèle à l'intersection sont mieux réparties.
  • Enfin, grâce à la fente de relaxation parallèle à l'intersection, les contraintes s'exerçant sur les blocs isolants du fait de la présence d'éléments de pontage fixés à cheval entre chaque bloc isolant et un panneau adjacent et de la contraction de la cornière selon la direction perpendiculaire à l'intersection sont également diminuées.
  • Selon des modes de réalisation, une telle cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    • L'élément de pontage est disposé entre la membrane d'étanchéité et la structure porteuse.
    • Les premier et second blocs isolants comportent chacun une plaque de contreplaqué interne et une plaque de contreplaqué externe définissant respectivement la face interne et la face externe desdits premier et second panneaux et une couche de mousse polymère isolante prise en sandwich entre lesdites plaques de contreplaqué interne et externe.
    • Chacun des premier et second blocs isolants comprend une série de fentes de relaxation s'étendant perpendiculairement à l'intersection entre la première et la seconde parois, chacune desdits fentes de relaxation étant située dans un intervalle respectif entre deux des platines métalliques dudit bloc isolant.
    • Les fentes de relaxation perpendiculaires à l'intersection sont régulièrement réparties le long de l'intersection.
    • La série de fentes de relaxation s'étendant perpendiculairement à l'intersection comporte au moins une fente de relaxation centrale et deux fentes de relaxation d'extrémité qui s'étendent de part et d'autre de la fente de relaxation centrale, la fente de relaxation centrale présentant une profondeur supérieure à celle de chacune des fentes de relaxation d'extrémité.
    • Les fentes de relaxation perpendiculaires à l'arête présentent des profondeurs différentes les unes des autres. La profondeur des fentes de relaxation est décroissante de la fente de relaxation centrale vers les fentes de relaxation d'extrémité, c'est-à-dire lorsque l'on s'éloigne du centre du panneau pour se rapprocher de l'un ou l'autre des bords latéraux du bloc isolant. Un tel agencement permet de diminuer la souplesse du panneau sur ses bords et de l'augmenter vers sa zone centrale et par conséquent d'obtenir une meilleure répartition des contraintes au sein de chaque bloc isolant.
    • Selon un mode de réalisation, la ou chaque fente de relaxation s'étendant perpendiculairement à l'intersection s'étend d'un bord du bloc isolant qui est adjacent à l'intersection jusqu'à la première fente de relaxation. En d'autres termes, les fentes de relaxation perpendiculaires à l'intersection débouchent dans la première fente de relaxation.
    • Selon un autre mode de réalisation, la ou chaque fente de relaxation perpendiculaire à l'intersection s'arrête avant de rejoindre la première fente de relaxation.
    • Le premier et le second blocs isolants sont respectivement retenus à la première et à la seconde parois de la structure porteuse au moyen d'une pluralité de goujons fixés à la structure porteuse, chacun desdits premier et second blocs isolants étant pourvu de puits cylindriques dans chacun desquels est ancré un des goujons filetés ; lesdits puits cylindriques étant ménagés le long du bord dudit bloc isolant adjacent à un panneau isolant.
    • La structure d'angle métallique comporte une cornière et une paire de bandes métalliques soudées à recouvrement avec la cornière, l'une parmi la cornière et la paire de bandes métalliques étant soudée sur la pluralité des platines métalliques du premier et du second blocs isolants.
    • Les ailes de la structure d'angle métallique sont planes. En d'autres termes, la structure d'angle est dépourvue d'ondulations.
    • Les panneaux isolants présentent une face interne équipée de platines métalliques, la membrane d'étanchéité comportant une pluralité de tôles métalliques ondulées qui sont soudées sur les platines métalliques des panneaux isolants et la structure d'angle étant raccordée par soudage étanche aux tôles métalliques ondulées.
    • Les ondulations des tôles métalliques ondulées font saillie vers l'intérieur ou vers l'extérieur de la cuve.
    • Les éléments de pontage sont des plaques de pontage qui présentent chacun une face externe reposant contre la face interne du premier ou du second bloc isolant et la face interne du panneau adjacent et une face interne portant la membrane d'étanchéité.
    • La face interne des blocs isolants et la face interne de chaque panneau adjacent comportent chacune un décrochement à l'intérieur duquel est fixée l'une des plaques de pontage.
    • Les plaques de pontage sont fixées par collage, vissage et/ou agrafage contre la face interne du bloc isolant et du panneau isolant adjacent.
    • La barrière thermiquement isolante est une barrière thermiquement isolante secondaire et la membrane d'étanchéité est une membrane d'étanchéité secondaire, la cuve comportant en outre une barrière thermiquement isolante primaire ancrée à la barrière thermiquement isolante secondaire par des organes de retenue et une membrane d'étanchéité primaire portée par la barrière thermiquement isolante primaire et destinée à être en contact avec le fluide contenu dans la cuve.
    • L'arrangement d'angle comporte des blocs isolants primaires formant un coin de la barrière thermiquement isolante primaire qui sont chacun retenus contre l'un ou l'autre des premier et second blocs isolants au moyen de goujons portés par les platines métalliques des premier et second blocs isolants.
    • La structure d'angle métallique comporte des orifices au travers desquels passent les goujons portés par les platines métalliques des premier et second blocs isolants, la structure d'angle métallique étant soudée auxdites platines métalliques en périphérie desdits orifices.
    • La barrière thermiquement isolante primaire comprend une pluralité de panneaux isolants retenus sur les panneaux isolants de la barrière thermiquement isolante secondaire.
    • Selon un mode de réalisation, les ondulations des tôles métalliques ondulées de la membrane d'étanchéité secondaire font saillie vers l'intérieur de la cuve, la barrière thermiquement isolante primaire comportant des panneaux isolants présentant chacun une face externe présentant des rainures perpendiculaires recevant les ondulations des tôles métalliques ondulées de la membrane d'étanchéité secondaire.
  • Une telle cuve peut faire partie d'une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire éthanier ou méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres. Dans le cas d'une structure flottante, la cuve peut être destinée à recevoir du gaz naturel liquéfié servant de carburant pour la propulsion de la structure flottante.
  • Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d'un fluide comporte une coque, telle qu'une double coque, et une cuve précitée disposée dans la coque.
  • Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d'un tel navire, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
  • Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un système de transfert pour un fluide, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un flux de fluide à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve 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 figure 1 est une vue en perspective écorchée d'une intersection entre deux parois d'une cuve étanche et thermiquement isolante.
    • La figure 2 est une vue en perspective écorchée illustrant la barrière thermiquement isolante secondaire et la membrane d'étanchéité secondaire de la cuve de la figure 1 à l'intersection entre deux parois.
    • La figure 3 est une vue en perspective illustrant des blocs isolants d'un arrangement d'angle disposé à l'intersection entre deux parois de la cuve et formant un coin de la barrière thermiquement isolante secondaire.
    • La figure 4 est une vue partielle en perspective de l'arrangement d'angle de la figure 3 et illustrant des blocs isolants formant un coin de la barrière thermiquement isolante secondaire et un coin de la barrière thermiquement isolante primaire.
    • La figure 5 est une vue de dessus des blocs isolants de l'arrangement d'angle de la figure 3 qui forment un coin de la barrière thermiquement isolante secondaire.
    • La figure 6 est une vue en perspective de l'un des blocs isolants illustrés sur la figure 5.
    • La figure 7 est une vue en perspective du bloc isolant de la figure 6 dans laquelle ledit bloc isolant est représenté de manière transparente, de sorte à permettre une visualisation des fentes de relaxation.
    • La figure 8 est une vue de face du bloc isolant des figures 6 et 7 représenté de manière transparente.
    • La figure 9 est une vue latérale du bloc isolant des figures 6 à 8, représenté de manière transparente.
    • La figure 10 est une vue écorchée en perspective de la barrière thermiquement isolante primaire et de la membrane d'étanchéité primaire au niveau d'un arrangement d'angle disposé à l'intersection entre deux parois.
    • La figure 11 est une représentation schématique écorchée d'une cuve de navire méthanier et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
    • La figure 12 est une vue similaire à celle la figure 3 représentant des blocs isolants formant un coin de la barrière thermiquement isolante secondaire selon un autre mode de réalisation.
    • La figure 13 est une vue similaire à celles des figures 3 et 12 et représentant encore un autre mode de réalisation.
    Description détaillée de modes de réalisation
  • 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.
  • En relation avec la figure 1, on observe la structure multicouche d'une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide cryogénique, tel que du gaz naturel liquéfié, à l'intersection entre deux parois 1, 2 adjacentes d'une structure porteuse 3. Les deux parois adjacentes de la structure porteuse se rencontrent au niveau d'une arête 4 rectiligne.
  • Dans le cas de la figure 1, l'arête 4 se trouve à l'intersection d'une paroi de fond 1 et d'une paroi longitudinale 2 qui converge vers la pointe d'un espace confiné dans un navire, tels que l'avant du navire ou une cale proche du moteur.
  • Chaque paroi de la cuve comporte, depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire 5 ancrée à la structure porteuse 3 par des organes de retenue secondaires, une membrane d'étanchéité secondaire 6 portée par la barrière thermiquement isolante secondaire 5, une barrière thermiquement isolante primaire 7 ancrée à la barrière thermiquement isolante secondaire 6 par des organes de retenue primaires et une membrane d'étanchéité primaire 8, portée par la barrière thermiquement isolante primaire 7 et destinée à être en contact avec le gaz naturel liquéfié contenu dans la cuve.
  • La structure porteuse 3 peut notamment être formée de tôles métalliques autoporteuses ou, plus généralement, de tout type de cloison rigide présentant des propriétés mécaniques appropriées. La structure porteuse 3 peut notamment être formée par la coque ou la double coque d'un navire. La structure porteuse 3 comporte une pluralité de parois 1, 2 définissant la forme générale de la cuve, habituellement une forme polyédrique.
  • La barrière thermiquement isolante secondaire 5 comporte une pluralité de panneaux isolants 9, 57, 58 ancrés sur la structure porteuse 3 au moyen de cordons de résine, non illustrés, et/ou de goujons soudés sur la structure porteuse 3.
  • Dans une zone standard d'une paroi de cuve, les panneaux isolants 57, 58 présentent sensiblement une forme de parallélépipède rectangle et sont juxtaposés selon des rangées parallèles et séparés les uns des autres par des interstices garantissant un jeu fonctionnel de montage. Les panneaux isolants 57, 58 présentent par exemple une longueur de 3 m et une largeur de 1m. Les interstices sont comblés avec une garniture calorifuge 11, telle que de la laine de verre, de la laine de roche ou de la mousse synthétique souple à cellules ouvertes, par exemple. La garniture calorifuge est avantageusement réalisée dans un matériau poreux de sorte à ménager des espaces d'écoulement de gaz dans les interstices entre les panneaux isolants 57, 58.
  • Par ailleurs, en fonction de la forme de la paroi à recouvrir, les panneaux isolants 9, qui longent un arrangement d'angle 12 disposé à l'intersection entre deux parois 1, 2, peuvent présenter soit une forme de parallélépipède rectangle soit une forme différente, par exemple une forme de trapèze ou de triangle rectangle, comme représenté le long de l'intersection entre les deux parois sur les figures 1 et 2.
  • Les panneaux isolants 9, 57, 58 comportent chacun une couche de mousse polymère isolante 13 prise en sandwich entre une plaque rigide interne 14 et une plaque rigide externe 15. Les plaques rigides, interne 14 et externe 15, sont, par exemple, des plaques de bois contreplaqué collées sur ladite couche de mousse polymère isolante 13. La mousse polymère isolante 13 peut notamment être une mousse à base de polyuréthanne. La mousse polymère isolante 13 est avantageusement renforcée par des fibres de verre contribuant à réduire son coefficient de contraction thermique.
  • La plaque interne 14 est équipée de platines métalliques 16, 17 pour l'ancrage du bord de tôles métalliques ondulées 18 de la membrane d'étanchéité secondaire 6 sur les panneaux isolants 9, 57, 58. Comme représenté sur la figure 2, les platines métalliques 16, 17 s'étendent selon deux directions perpendiculaires qui sont chacune parallèles à au moins un des côtés du panneau isolant 9, 57, 58 sur lequel lesdits platines métalliques 16, 17 sont fixées. Les platines métalliques 16, 17 sont fixées sur la plaque interne 14 du panneau isolant 9, 57, 58, par des vis, des rivets ou des agrafes, par exemple. Les platines métalliques 16, 17 sont mises en place dans des évidements ménagés dans la plaque interne 14 de telle sorte que la surface interne des platines métalliques 16, 17 affleure la surface interne de la plaque interne 14.
  • La plaque interne 14 est également équipée de goujons filetés 19 faisant saillie vers l'intérieur de la cuve, et destinés à assurer la fixation de la barrière thermiquement isolante primaire 7 sur les panneaux isolants 9, 57, 58 de la barrière thermiquement isolante secondaire 5.
  • Afin d'assurer la fixation des panneaux isolants 9, 57, 58 à des goujons fixés à la structure porteuse 3, les panneaux isolants 9, 57, 58 sont pourvues de puits cylindriques 20, représentés sur les figures 1 et 2, traversant les panneaux isolants 9, 57, 58 sur toute leur épaisseur. Les puits cylindriques 20 sont ménagés le long des bords longitudinaux des dits panneaux isolants 9, 57, 58 et au niveau de leurs coins. Les puits cylindriques 20 présentent un changement de section, non illustré, définissant des surfaces d'appui pour des écrous coopérant avec les extrémités filetées des goujons.
  • Comme représenté sur les figures 1 et 2, la plaque interne 14 des panneaux isolants 9, 57, 58 présente deux séries de fentes de relaxation 21, 22, perpendiculaires l'une à l'autre, de sorte à former un réseau de fentes de relaxation. Les fentes de relaxation 21, 22 s'étendent ici d'un bout à l'autre du panneau, soit sur toute sa longueur, soit sur toute sa largeur. Les fentes de relaxation 21, 22 traversent intégralement l'épaisseur de la plaque interne 14 et sont également ménagées dans une partie de l'épaisseur de la couche de mousse polymère isolante 13. Chacune des fentes de relaxation 21, 22 s'étend en vis-à-vis de l'une des ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire 6. Grâce auxdites fentes de relaxation 21, 22, les ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire 6 peuvent se déformer sans imposer des contraintes mécaniques importantes aux panneaux isolants 9, 57, 58.
  • Par ailleurs, la plaque interne 14 présente le long de ses bords, dans chaque intervalle entre deux fentes de relaxation 21, 22 successives, un décrochement recevant des plaques de pontage 23, illustrées sur la figure 1. Les plaques de pontage 23 sont chacune disposées à cheval entre deux panneaux isolants adjacents, en enjambant l'interstice entre les panneaux isolants 9, 57, 58. Chaque plaque de pontage 23 est fixée contre chacun des deux panneaux isolants adjacents 9, 57, 58 de manière à s'opposer à leur écartement mutuel. Les plaques de pontage 23 présentent une forme parallélépipédique rectangle et sont par exemple constituées d'une plaque de bois contreplaqué. La face externe des plaques de pontage 23 est fixée contre le fond des décrochements. La profondeur des décrochements est sensiblement égale à l'épaisseur des plaques de pontage 23 de telle sorte que la face interne des plaques de pontage 23 parvienne sensiblement au niveau des autres zones planes de la plaque interne 14. Ainsi, les plaques de pontage 23 sont en mesure d'assurer une continuité dans le portage de la membrane d'étanchéité secondaire 6.
  • De manière à assurer une bonne répartition des efforts de liaison entre les panneaux adjacents 9, 57, 58, une pluralité de plaques de pontage 23 s'étend le long de chaque bord de la plaque interne 14 des panneaux isolants 9, 57, 58, une plaque de pontage 23 étant disposée dans chaque intervalle entre deux fentes de relaxation 21, 22 voisines d'une série de fentes de relaxation parallèles. Les plaques de pontage 23 peuvent être fixées contre la plaque interne 14 des panneaux isolants 9, 57, 58 par tous moyens appropriés. Il a toutefois été constaté que la combinaison de l'application d'une colle entre la face externe des plaques de pontage 23 et la plaque interne 14 des panneaux isolants 9, 57, 58 et de l'utilisation d'organes de fixation mécanique, tels que des agrafes, permettant une mise en pression des plaques de pontage contre les panneaux isolants, était particulièrement avantageuse.
  • La membrane d'étanchéité secondaire 6 comporte une pluralité de tôles métalliques ondulées 18 ayant chacune une forme sensiblement rectangulaire, dans une zone standard de la paroi. Les tôles métalliques ondulées 18 sont disposées de manière décalée par rapport aux panneaux isolants 9, 57, 58 de la barrière thermiquement isolante secondaire 5 de telle sorte que chacune desdites tôles métalliques ondulées 18 s'étende conjointement sur quatre panneaux isolants adjacents 9, 57, 58. Chaque tôle métallique ondulée 18 présente une première série d'ondulations 24 parallèles s'étendant selon une première direction et une seconde série d'ondulations 25 parallèles s'étendant selon une seconde direction. Les directions des deux séries d'ondulations sont perpendiculaires. Chacune des séries d'ondulations 24, 25 est parallèle à deux bords opposés de chaque tôle métallique ondulée 18. Les ondulations 24, 25 font ici saillie vers l'intérieur de la cuve, c'est-à-dire en direction opposée à la structure porteuse 3. Toutefois, dans un autre mode de réalisation alternatif non représenté, les ondulations 24, 25 font saillie vers l'extérieur de la cuve.
  • Chaque tôle métallique ondulée 18 comporte entre les ondulations, une pluralité de surfaces planes. Au niveau de chaque croisement entre deux ondulations 24, 25, chaque tôle métallique 18 comporte une zone de nœud 26 présentant un sommet en saillie vers l'intérieur de la cuve. Les tôles métalliques ondulées 18 adjacentes sont soudées entre elles à recouvrement. L'ancrage des tôles métalliques ondulées 18 sur les platines métalliques 16, 17 est réalisé par des soudures de pointage.
  • Comme représenté sur la figure 2, les tôles métalliques ondulées 18 comportent, le long de leur bords longitudinaux et au niveau de leur quatre coins, des découpes 27 permettant le passage des goujons 19 destinés à assurer la fixation de la barrière thermiquement isolante primaire 6 sur la barrière thermiquement isolante secondaire 5.
  • Les tôles métalliques ondulées 18 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 18 peuvent également être réalisées en acier inoxydable ou en aluminium.
  • Selon la forme de la paroi à recouvrir, les tôles métalliques ondulées 28 longeant un arrangement d'angle 12 disposé à l'intersection entre deux parois 1, 2 peuvent présenter une forme sensiblement rectangulaire, ou une forme générale de triangle rectangle tel que représenté sur la figure 2. Dans un tel cas, l'hypoténuse 29 du triangle rectangle est orientée parallèlement à l'intersection entre les deux parois 2, 3 et présente une forme crénelée.
  • En relation avec les figures 3 à 7, on décrira maintenant la barrière thermiquement isolante secondaire 5 au niveau d'un arrangement d'angle 12 disposé à l'intersection entre deux parois 1, 2 adjacentes de la structure porteuse 3.
  • L'arrangement d'angle 12 comporte une pluralité de paires de blocs isolants 30, 31 qui sont respectivement disposés contre l'une et l'autre des deux parois 1, 2 adjacentes de la structure porteuse 3 et forment ainsi un coin de la barrière thermiquement isolante secondaire 5. Les deux blocs isolants 30, 31 présentent chacun un bord biseauté 32 au moyen duquel lesdits deux blocs isolants 30, 31 sont fixés l'un à l'autre, par exemple par collage. On appréciera que l'angle formé entre les deux blocs isolants 30, 31 doit correspondre à l'angle entre les deux parois 1, 2 de la structure porteuse 3. Cet angle peut varier selon la zone de la cuve que l'on considère, typiquement entre 90 ° et 135 °. Dans le cas particulier de la figure 1, l'angle est encore plus fermé autour de 70°.
  • Selon d'autres modes de réalisation notamment représentés sur les figures 12 et 13, l'agencement de la paire de blocs isolants 30, 31 peut être légèrement différent.
  • Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 12, les deux blocs isolants 30, 31 ne présentent pas de bord biseauté. Aussi, dans ce mode de réalisation, une garniture calorifuge 82 en forme de L, telle que de la laine de verre, de la laine de roche ou de la mousse synthétique souple à cellules ouvertes, par exemple, est positionné dans l'angle entre les deux blocs isolants afin d'assurer la continuité de la barrière thermiquement isolante secondaire dans la zone d'angle.
  • Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 13, le bord tourné vers l'arête de l'un des blocs isolants 31 repose contre la face interne de l'autre bloc isolant 30, optionnellement avec l'interposition d'une garniture calorifuge souple 83, afin de former un coin de la barrière thermiquement isolante secondaire. Dans un tel cas, le bord tourné vers l'arête du bloc isolant 30 doit être découpé de manière à former avec la face externe dudit bloc isolant 30 un angle α sensiblement égal à l'angle formé entre les deux parois 1, 2. De même, le bord tourné vers l'arête de l'autre bloc isolant 30 doit former avec la face interne dudit bloc isolant 30 un angle β qui est également sensiblement égal à l'angle formé entre les deux parois 1, 2.
  • En revenant à la figure 3, l'on observe que les blocs isolants 30, 31 présentent une structure analogue à celle des panneaux isolants 9, 57, 58 de la barrière thermiquement isolante secondaire 5, à savoir une structure sandwich constituée d'une couche de mousse polymère isolante 34 prise en sandwich entre deux plaques rigides, externe 35 et interne 36, par exemple en bois contreplaqué.
  • Les blocs isolants 30, 31 de l'arrangement d'angle sont fixés sur la structure porteuse 3 à l'aide de goujons filetés soudés à la structure porteuse 3. Pour ce faire, chacun des blocs isolants 30, 31 est pourvu de puits cylindriques 33 qui sont chacun destinés à recevoir l'un des goujons filetés. Les puits cylindriques 33 sont répartis le long du bord des blocs isolants 30, 31 qui est parallèle et opposé à l'arête 4 de l'angle. Chaque puits cylindrique 30 présente un changement de section définissant une surface d'appui pour un écrou recevant l'extrémité filetée du goujon. Selon un mode de réalisation préféré, chaque puits cylindrique 30 change de section au niveau de l'interface entre la plaque externe 36 et la couche de mousse polymère isolante 35 de sorte que l'écrou vienne en appui contre la plaque externe 36.
  • En relation avec les figures 5 et 7, l'on observe que chaque bloc isolant 30, 31 présente sur sa face externe une pluralité de logements oblongs 37 qui s'étendent perpendiculairement à l'arête 4 de l'angle. Les logements oblongs 37 débouchent chacun dans l'un des puits cylindriques 30 et sont positionnés en direction de l'arête 4 de l'angle par rapport audit puits cylindrique 30. Les logements oblongs 37 présentent une plus grande longueur orientée perpendiculairement à l'arête 4. Les logements oblongs 37 sont ménagés au travers de la plaque externe 35 et au travers d'une portion inférieure de la couche de mousse polymère isolante 34 et présentent une profondeur permettant le passage de l'extrémité du goujon. Ainsi, les logements oblongs 37 permettent de ménager un jeu de montage apte à autoriser le positionnement des blocs isolants dans une position dans laquelle un goujon fileté se trouve logé dans chacun des puits cylindriques 30. De tels logements oblongs 37 sont particulièrement avantageux lorsque l'arrangement d'angle 12 est pré-assemblé en atelier et que les blocs isolants 30, 31 de chaque paire sont fixés l'un à l'autre lors de leur montage sur la structure porteuse 3.
  • Chacun des blocs isolants 30, 31 est équipé d'une pluralité de platines métalliques 38, représentées sur la figure 3 et 4, destinées à ancrer la structure d'angle métallique de la membrane d'étanchéité secondaire 6. Les platines métalliques 38 sont espacées les unes des autres le long de l'arête 4 de l'angle. Les platines métalliques 38 sont reçues dans des évidements 39, notamment représentés sur les figures 5 à 7, de telle sorte que la surface interne des platines métalliques 38 affleure la surface interne de la plaque interne 36. Les platines métalliques 38 sont fixées sur la plaque interne 36 ou sur la couche de mousse isolante 34 desdits blocs isolants 30, 31, par exemple au moyen de vis, d'agrafes ou de rivets.
  • Chacune des platines métalliques 38 est en outre équipée d'une paire de goujons filetés 40 faisant saille vers l'intérieur de la cuve et destinés à assurer la fixation de blocs isolants 41, 42 de la barrière thermiquement isolante primaire 7.
  • Par ailleurs, la plaque interne 36 des blocs isolants 30, 31 présente le long de ses bords latéraux 46 perpendiculaires à l'arête 4, d'une part, et le long de son bord 47 parallèle et opposé à ladite arête 4, d'autre part, un décrochement recevant des plaques de pontage 43, 44. Ainsi, d'une part, des plaques de pontage 43 sont disposées à cheval entre deux blocs isolants adjacents 30, 31 le long de l'arête 4 de l'angle de manière à s'opposer à un écartement entre les blocs isolants 30, 31 adjacents selon une direction parallèle à l'arête 4. D'autre part, des plaques de pontage 44 sont disposées à cheval entre chaque bloc isolant 30, 31 et un ou plusieurs panneaux isolants 9 adjacents, en enjambant l'interstice entre le bloc isolant 30, 31 et le(s) panneau(x) isolant(s) adjacent(s) 9. De telles plaques de pontage 44 permettent ainsi de s'opposer à un écartement, selon une direction perpendiculaire à l'arête, entre les blocs isolants 30, 31 et les panneaux isolants 9 longeant l'arrangement d'angle 12.
  • Chacun des blocs isolants 30, 31 de l'arrangement d'angle 12 présente une fente de relaxation 45 qui s'étend, selon une direction parallèle à l'arête 4, entre les platines métalliques 38 et le bord 47 les plaques de pontage 44. La fente de relaxation 45 s'étend d'un bout à l'autre du bloc isolant 30, 31 sur toute sa longueur. La fente de relaxation 45 est ménagée au travers de la plaque interne 36 et au travers d'une portion supérieure de la couche de mousse polymère isolante 34. La profondeur de la fente de relaxation 45 est comprise entre 1 à 10 cm, par exemple de l'ordre de 5 cm. La fente de relaxation 45 permet de diminuer les contraintes s'exerçant sur les blocs isolants 30, 31 du fait, d'une part, de la présence des éléments de pontage 44 qui sont fixés à cheval entre le bloc isolant 30, 31 et un panneau isolant adjacent 9 et empêchant leur écartement mutuel lors de la mise à froid de la cuve et, d'autre part, de la contraction de la structure d'angle métallique de la membrane d'étanchéité secondaire 6 qui est ancrée sur les blocs isolants 30, 31.
  • Par ailleurs, chacun des blocs isolants 30, 31 de l'arrangement d'angle 12 comporte une série de fentes de relaxation 48 perpendiculaires à l'arête 4 qui sont ménagées sur la face interne dudit bloc isolant 30, 31 au travers de la plaque interne 35 et d'une portion interne de la couche de mousse polymère isolante 35. Les fentes de relaxation 48 sont régulièrement réparties le long de l'arête 4. Chaque fente de relaxation 48 est située entre deux des platines métalliques 38 destinées à l'ancrage de la structure d'angle métallique de la membrane d'étanchéité secondaire 6.
  • Les fentes de relaxation 48 s'étendent perpendiculairement à l'arête 4, du bord biseautée 32 du bloc isolant 30, 31 jusqu'à rejoindre la fente de relaxation 45 parallèle à l'arête 4.
  • Dans le mode de réalisation représenté, deux platines métalliques 38 sont disposées dans chaque intervalle entre deux fentes de relaxation 48 adjacentes et une seule platine métallique 38 est disposée entre chacune des fentes de relaxation d'extrémité 48a et le bord latéral 46 adjacent du bloc isolant 30, 31.
  • En relation avec les figures 8 et 9, on observe que les fentes de relaxation 38 perpendiculaires à l'arête présentent des profondeurs différentes les unes des autres. La profondeur des fentes de relaxation 48 est décroissante de la fente de relaxation centrale 48b vers les fentes de relaxation d'extrémité 48a, c'est-à-dire lorsque l'on s'éloigne du centre du bloc isolant 30, 31 pour se rapprocher de l'un ou l'autre des bords latéraux 46, ce qui permet de diminuer la souplesse du panneau sur ses bords et de l'augmenter vers sa zone centrale. Ainsi, une meilleure répartition des contraintes au sein du bloc isolant 30, 31 est obtenue.
  • A titre d'exemple, la profondeur des fentes de relaxation 48 perpendiculaires à l'arête 4 est susceptible de varier entre une dimension comprise environ 5 et 12 cm pour la fente de relaxation centrale 48b, c'est-à-dire la plus profonde, et une dimension comprise entre 2 et 6 cm pour les fentes de relaxation d'extrémité 48a, c'est-à-dire les moins profondes.
  • Sur la figure 2, la structure d'angle métallique assurant l'étanchéité de la membrane d'étanchéité secondaire 6 au niveau de l'intersection entre deux parois 1, 2 est partiellement représentée.
  • Dans le mode de réalisation représenté, la structure d'angle métallique comporte une ou plusieurs cornières 49 en forme de L disposées à l'intersection entre les deux blocs isolants 30, 31 et, pour chaque cornière 49, deux bandes métalliques 50, 51 qui sont respectivement soudées à l'une et l'autre des extrémités de ladite cornière 49 (une partie des bandes métalliques 50 n'a pas été représentée sur la figure 2). Les bandes métalliques 50, 51 sont soudées sur les platines métalliques 38 des blocs isolants 30, 31 et assurent ainsi l'ancrage de la structure d'angle sur les blocs isolants 30, 31 de l'arrangement d'angle 12.
  • On observe ainsi que la structure d'angle métallique présente deux ailes qui sont ici formées par les bandes métalliques 50, 51 et reposent respectivement contre un bloc isolant 30 disposé contre la première paroi 1 et un bloc isolant 31 disposé contre la seconde paroi 2. La structure d'angle métallique est dépourvue d'ondulations. En d'autres termes, la structure métallique comporte deux ailes sensiblement planes respectivement parallèles à l'une et l'autre des deux parois 1, 2 adjacentes.
  • Les bandes métalliques 50, 51 sont pourvues d'orifices de passage des goujons 40. De manière à assurer l'étanchéité de la membrane d'étanchéité secondaire 6, les bandes métalliques 50, 51 sont soudées aux platines métalliques 38, en périphérie desdits orifices.
  • Les cornières 49 ainsi que les bandes métalliques 50, 51 sont soudées les unes à la suite des autres à recouvrement. Par ailleurs, les bords des tôles métalliques ondulées 28 sont soudées sur les bandes métalliques 50, 51 afin d'assurer la continuité de l'étanchéité de la membrane d'étanchéité secondaire 6. La fermeture de chacune des ondulations 24, 25 est assurée par un capuchon 52 qui est soudé à cheval entre l'une des bandes métalliques 50, 51 et l'une des tôles métalliques ondulées 28.
  • Dans un autre mode de réalisation alternatif non représenté, la cornière métallique 49 est soudée sur les platines métalliques 38 et présente des orifices de passage des goujons 40 tandis que les deux bandes métalliques 50, 51 sont soudées sur l'une et l'autre des extrémités de ladite cornière 49 afin d'assurer l'ancrage des bandes métalliques 50, 51 sur les blocs isolants 30, 31.
  • La structure d'angle métallique est avantageusement réalisée 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.
  • En revenant à la figure 1, l'on décrira ci-dessous la structure de la barrière thermiquement isolante primaire 7 et de la membrane d'étanchéité primaire 8.
  • La barrière thermiquement isolante primaire 7 comporte une pluralité de panneaux isolants 53 de forme sensiblement parallélépipédique rectangle. Les panneaux isolants 53 présentent chacun des dimensions sensiblement égales aux dimensions d'un panneau isolant 57, 58 de la barrière thermiquement isolante secondaire 5, hormis l'épaisseur qui peut être différente, de préférence plus faible que celle d'un panneau isolant 57, 58. Les panneaux isolants 53 sont ici décalés par rapport aux panneaux isolants 57, 58 de la barrière thermiquement isolante secondaire 5 de telle sorte que chaque panneau isolant 53 s'étende sur quatre panneaux isolants 57, 58 de la barrière thermiquement isolante secondaire 5.
  • Les panneaux isolants 53 comportent une structure analogue à celle des panneaux isolants 57, 58 de la barrière thermiquement isolante secondaire 5, à savoir une structure sandwich constituée d'une couche de mousse polymère isolante prise en sandwich entre deux plaques rigides, par exemple en bois contreplaqué.
  • Dans un autre mode de réalisation non représenté, les panneaux isolants 53 comportent une structure sandwich présentant trois panneaux rigides, par exemple en bois contreplaqué et deux couches de mousse polymère qui sont chacune intercalée dans un intervalle respectif entre deux des panneaux rigides.
  • La plaque externe des panneaux isolants 53 présente deux séries de rainures, non illustrées destinés à la réception des ondulations 24, 25 de la membrane d'étanchéité secondaire 6 qui font saillie vers l'intérieur de la cuve.
  • La plaque interne d'un panneau isolant 53 de la barrière thermiquement isolante primaire 7 est équipée de platines métalliques 54 pour l'ancrage des tôles métalliques ondulées 55 de la membrane d'étanchéité primaire 8. Les platines métalliques 54 s'étendent selon deux directions perpendiculaires qui sont chacune parallèles à deux bords opposés des panneaux isolants 53. Les platines métalliques 54 sont fixées dans des évidements ménagés dans la plaque interne du panneau isolant 53 et fixées à celui-ci, par des vis, des rivets ou des agrafes par exemple.
  • Par ailleurs, la plaque interne du panneau isolant 53 est pourvue d'une pluralité de fentes de relaxation 56 permettant à la membrane d'étanchéité primaire 8 de se déformer sans imposer des contraintes mécaniques trop importantes sur les panneaux isolants 53. De telles fentes de relaxation 56 sont notamment décrites dans le document FR 3001945 .
  • La fixation des panneaux isolants 53 de la barrière thermiquement isolante primaire 7 sur les panneaux isolants 9, 57, 58 de la barrière thermiquement isolante secondaire 5 est assurée au moyen des goujons filetés 59. Pour ce faire, chaque panneau isolant 53 comporte une pluralité de découpes le long de ses bords et au niveau de ses coins, à l'intérieur desquelles s'étend un goujon fileté 59. La plaque externe des panneaux isolants 53 déborde à l'intérieur des découpes de sorte à former une surface d'appui pour un organe de retenue qui comporte un alésage fileté enfilé sur chaque goujon fileté 59. L'organe de retenue comporte des pattes logées à l'intérieur des découpes et venant en appui contre la portion de la plaque externe débordant à l'intérieur de la découpe de sorte à prendre en sandwich la plaque externe entre une patte de l'organe de retenue et un panneau isolant 9, 57, 58 de la barrière thermiquement isolante secondaire 6 et assurer ainsi la fixation de chaque panneau isolant 53 sur les panneaux isolants 9, 57, 58 qu'il chevauche.
  • La membrane d'étanchéité primaire 8 est obtenue par assemblage d'une pluralité de tôles métalliques ondulées 55. Chaque tôle métallique ondulée 55 comporte une première série d'ondulations parallèles et une seconde série d'ondulations parallèles s'étendant selon une seconde direction perpendiculaire à la première série. Les ondulations font saillie vers l'intérieur de la cuve. Les tôles métalliques ondulées 55 sont, par exemple, réalisées en acier inoxydable ou en aluminium.
  • Comme mentionné en relation avec les panneaux isolants 9 de la barrière thermiquement isolante secondaire 5 et les tôles métalliques ondulées 28 de la membrane d'étanchéité secondaire, les panneaux isolants 60 de la barrière thermiquement isolante primaire 7 et les tôles métalliques ondulées 61 de la membrane d'étanchéité primaire 8 qui bordent l'arrangement d'angle 12 peuvent comporter, en fonction de la forme de la paroi 1, 2 à recouvrir une forme sensiblement rectangulaire, ou une forme générale de triangle rectangle ou de trapèze rectangle.
  • En relation avec la figure 4, l'on observe la structure de la barrière thermiquement isolante primaire 7 au niveau de l'arrangement d'angle 12. La barrière thermiquement isolante primaire 7 comporte une pluralité de paires de blocs isolants 41, 42 pré-assemblés dont l'un est ancré sur les goujons 40 faisant saillie d'un bloc isolant 30 fixé contre l'une des parois 1, 2 et dont l'autre est ancré sur les goujons 40 d'un bloc isolant 31 fixé contre l'autre des parois 1, 2. Les blocs isolants 41, 42 présentant une face interne sur laquelle repose une équerre 62 et une face externe reposant contre la structure d'angle métallique, non illustrée sur la figure 4, formant le coin de la membrane d'étanchéité secondaire 6. Les blocs isolants 41, 42 présentent également une structure sandwich et comportent une couche de mousse polymère isolante prise en sandwich entre deux plaques de bois contreplaqué collées sur ladite couche de mousse polymère.
  • Les équerres 62 sont des équerres métalliques, par exemple, réalisées en acier inoxydable. Les équerres 62 présentent chacune deux ailes reposant respectivement contre la face interne de l'un et l'autre des blocs isolants d'une paire de blocs isolants 41, 42. Chaque aile d'une équerre 62 présente des goujons, non illustrés, qui sont soudés sur la face externe de ladite aile et font saillie vers l'extérieur de la cuve et permettent ainsi de fixer l'équerre sur les blocs isolants 41, 42. Pour ce faire, lesdits blocs isolants 41, 42 comportent des orifices, non illustrés qui permettent le passage des goujons et sont formés sur leur face interne. Les orifices communiquent avec des puits cylindriques débouchant sur la face externe des blocs isolants 41, 42. Des écrous vissés sur les goujons s'appuient contre le fond des puits cylindriques et assurent ainsi la solidarisation de l'équerre 62 auxdits blocs isolants 41, 42. L'équerre 62 permet ainsi de relier les blocs isolants 41, 42 deux à deux de manière à former des modules préassemblés en atelier.
  • Afin d'assurer la fixation des blocs isolants 41, 42 aux blocs isolants 30, 31 de la barrière thermiquement isolante secondaire 5, des puits cylindriques 63 sont ménagés au travers de l'équerre 62 et des blocs isolants 41, 42. Les puits cylindriques 63 communiquent chacun avec un orifice de passage d'un goujon fileté 40 ménagé dans la face externe de l'un des blocs isolants 41, 42. Chaque puits cylindrique 63 présente un diamètre supérieur à celui de l'orifice au travers duquel passe le goujon fileté 40 avec lequel il coopère de telle sorte que le fond du puits cylindrique 63 définit une surface d'appui destiné à coopérer avec un écrou vissé sur le goujon fileté 40.
  • Par ailleurs, un raccord d'angle 64 en matière isolante, telle qu'une mousse polymère, est disposé entre les bords adjacents à l'angle de cuve des deux blocs isolants 41, 42 et permet ainsi d'assurer une continuité de l'isolation thermique au niveau de l'angle de la cuve. Selon un mode de réalisation avantageux, les modules pré-assemblés comportent, outre la paire de blocs isolants 41, 42 et l'équerre 62, un raccord d'angle 64.
  • En outre, des éléments isolants de jointure 65 sont insérés entre deux paires de blocs isolants 41, 42 adjacentes de manière à assurer une continuité de l'isolation thermique.
  • En relation avec la figure 10, on décrira ci-dessous la structure d'angle métallique assurant l'étanchéité de la membrane métallique primaire 8 au niveau de l'intersection entre deux blocs isolants 41, 42. La structure d'angle métallique comporte une ou plusieurs cornières 66 en forme de L disposées à l'intersection entre les deux parois 1, 2 et pour chaque cornière métallique 66, deux bandes métalliques non représentées. Les cornières métalliques 62 sont soudées les unes à la suite des autres à recouvrement. En outre, chaque cornière métallique 66 est soudée sur une pluralité d'équerres 62. Les bandes métalliques sont chacune soudées à recouvrement sur les cornières métalliques 66. Par ailleurs, les bords des tôles métalliques ondulées 61 sont soudés sur les bandes métalliques afin d'assurer la continuité de l'étanchéité de la membrane d'étanchéité primaire 8. La fermeture de chacune des ondulations est assurée par un capuchon 67 qui est soudée à cheval entre l'une des bandes métalliques et l'une des tôles métalliques ondulées 61.
  • La technique décrite ci-dessus pour réaliser une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide peut être utilisée dans différents types de réservoirs, par exemple pour constituer un réservoir de GNL dans une installation terrestre ou dans un ouvrage flottant comme un navire méthanier ou autre.
  • En référence à la figure 11, une vue écorchée d'un navire méthanier 70 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72.
  • 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 figure 11 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.
  • Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en œuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
  • Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention telle que définie par les revendications.
  • L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou « une » pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes.
  • Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (15)

  1. Cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide comprenant au moins une barrière thermiquement isolante (5) retenue à une structure porteuse (3) et une membrane d'étanchéité (6) supportée par ladite barrière thermiquement isolante (5),
    la barrière thermiquement isolante (5) comprenant une pluralité de panneaux isolants (9, 57, 58) retenus à la structure porteuse (3) et juxtaposés contre au moins une première et une deuxième parois (1, 2) adjacentes de la structure porteuse (3) ; la cuve comprenant en outre un arrangement d'angle (12) disposé à l'intersection (4) entre la première et la deuxième parois (1, 2) et comportant :
    - un premier et un second blocs isolants (30, 31) respectivement retenus à la première et à la seconde parois (1, 2) de la structure porteuse et formant un coin de la barrière thermiquement isolante (5) ; chacun des premier et second blocs isolants (30, 31) comportant une face externe disposée en vis-à-vis de la structure porteuse (3) et une face interne comportant des platines métalliques (38) espacées les unes des autres le long de l'intersection entre la première et la seconde parois (1, 2) ; lesdits premier et second blocs isolants (30, 31) comportant une couche de mousse polymère (34) ; et
    - une structure d'angle métallique (49, 50, 51) formant un coin de la membrane d'étanchéité (6) et comprenant une première et une seconde ailes qui sont respectivement soudées sur la pluralité des platines métalliques (38) du premier et du second blocs isolants (30, 31) ;
    chacun des premier et second blocs isolants (30, 31) étant associé à un panneau (9) adjacent de la pluralité de panneaux isolants (9, 57, 58) par l'intermédiaire d'un élément de pontage (44) ; ledit élément de pontage (44) étant fixé à cheval entre un bord (47), parallèle à l'intersection (4), de la face interne dudit premier ou second bloc isolant (30, 31) et une face interne du panneau adjacent (9) de manière à s'opposer à un écartement mutuel dudit premier ou second bloc isolant (30, 31) et dudit panneau (9) adjacent, la cuve étant caractérisée en ce que ledit élément de pontage est disposé entre la membrane d'étanchéité (6) et la structure porteuse (3) ;
    et en ce que chacun des premier et second blocs isolants (30, 31) présente au moins une première et une deuxième fentes de relaxation (45, 48) ménagées dans la face interne dudit premier ou second bloc isolant (30, 31) dans l'épaisseur de la couche de mousse polymère (34) ; la première fente de relaxation (45) s'étendant parallèlement à l'intersection (4), ladite première fente de relaxation (45) étant située de manière à passer entre le bord (47) de la face interne du bloc isolant (30, 31) recevant l'élément de pontage (44) et la pluralité des platines métalliques (38) dudit bloc isolant (30, 31); la deuxième fente de relaxation (48) s'étendant perpendiculairement à l'intersection (4), ladite deuxième fente de relaxation (45) étant située de manière à passer entre deux des platines métalliques (38) dudit bloc isolant (30, 31).
  2. Cuve selon la revendication 1, dans laquelle les éléments de pontage sont des plaques de pontage (44) qui présentent chacun une face externe reposant contre la face interne du premier ou du second bloc isolant (30, 31) et la face interne du panneau adjacent (9) et une face interne portant la membrane d'étanchéité (6).
  3. Cuve selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle chacun des premier et second blocs isolants (30, 31) comprend une série de fentes de relaxation (48) s'étendant perpendiculairement à l'intersection entre la première et la seconde parois (1, 2), chacune desdits fentes de relaxation (48) étant située dans un intervalle respectif entre deux des platines métalliques (38) dudit bloc isolant (30, 31).
  4. Cuve selon la revendication 3, dans laquelle la série de fentes de relaxation (48) s'étendant perpendiculairement à l'intersection comporte au moins une fente de relaxation centrale (48b) et deux fentes de relaxation d'extrémité (48a) qui s'étendent de part et d'autre de la fente de relaxation centrale (48b), la fente de relaxation centrale (48b) présentant une profondeur supérieure à celle de chacune des fentes de relaxation d'extrémité (48b).
  5. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la ou chaque fente de relaxation (48) s'étendant perpendiculairement à l'intersection s'étend d'un bord (32) du bloc isolant qui est adjacent à l'intersection jusqu'à la première fente de relaxation (45).
  6. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le premier et le second blocs isolants (30, 31) sont respectivement retenus à la première et à la seconde parois (1, 2) de la structure porteuse (3) au moyen d'une pluralité de goujons fixés à la structure porteuse (3), chacun desdits premier et second blocs isolants (30, 31) étant pourvu de puits cylindriques (33) dans chacun desquels est ancré un des goujons filetés ; lesdits puits cylindriques (33) étant ménagés le long du bord (47) dudit bloc isolant (30, 31) adjacent à un panneau isolant (9).
  7. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la structure d'angle métallique comporte une cornière (49) et une paire de bandes métalliques (50, 51) soudées à recouvrement avec la cornière (49), l'une parmi la cornière (49) et la paire de bandes métalliques (50, 51) étant soudée sur la pluralité des platines métalliques (38) du premier et du second blocs isolants (30, 31).
  8. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle les ailes de la structure d'angle métalliques (49, 50, 51) sont planes.
  9. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle les panneaux isolants (9, 57, 58) présentent une face interne équipée de platines métalliques (16, 17), dans laquelle la membrane d'étanchéité (6) comporte une pluralité de tôles métalliques ondulées (18, 28) qui sont soudées sur les platines métalliques (16, 17) des panneaux isolants (9, 57, 58) et dans laquelle la structure d'angle métallique (49, 50, 51) est raccordée par soudage étanche aux tôles métalliques ondulées (16, 17).
  10. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle la barrière thermiquement isolante est une barrière thermiquement isolante secondaire (5) et la membrane d'étanchéité est une membrane d'étanchéité secondaire (6), la cuve comportant en outre une barrière thermiquement isolante primaire (7) ancrée à la barrière thermiquement isolante secondaire (5) par des organes de retenue (19) et une membrane d'étanchéité primaire (8) portée par la barrière thermiquement isolante primaire (7) et destinée à être en contact avec le fluide contenu dans la cuve.
  11. Cuve selon la revendication 10, dans laquelle l'arrangement d'angle (12) comporte des blocs isolants primaires (41, 42) formant un coin de la barrière thermiquement isolante primaire (7) qui sont chacun retenus contre l'un ou l'autre des premier et second blocs isolants (30, 31) au moyen de goujons (40) portés par les platines métalliques (38) des premier et second blocs isolants (30, 31).
  12. Cuve selon la revendication 11, dans laquelle la structure d'angle métallique (49, 50, 51) comporte des orifices au travers desquels passent les goujons (40) portés par les platines métalliques (38) des premier et second blocs isolants (30, 31), la structure d'angle métallique (49, 50, 51) étant soudée auxdites platines métalliques (38) en périphérie desdits orifices.
  13. Navire (70) pour le transport d'un fluide, le navire comportant une coque (72) et une cuve (71) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 disposée dans la coque.
  14. Procédé de chargement ou déchargement d'un navire (70) selon la revendication 13, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve du navire (71).
  15. Système de transfert pour un fluide, le système comportant un navire (70) selon la revendication 13, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entraîner un flux de fluide à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
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