EP3596383A1 - Cuve étanche et thermiquement isolante comportant un bouchon isolant de renfort - Google Patents

Cuve étanche et thermiquement isolante comportant un bouchon isolant de renfort

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EP3596383A1
EP3596383A1 EP18712978.8A EP18712978A EP3596383A1 EP 3596383 A1 EP3596383 A1 EP 3596383A1 EP 18712978 A EP18712978 A EP 18712978A EP 3596383 A1 EP3596383 A1 EP 3596383A1
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EP
European Patent Office
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primary
insulating
foam layer
rigid plate
thermal insulation
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EP18712978.8A
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EP3596383B8 (fr
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Mickaël HERRY
Antoine PHILIPPE
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Gaztransport et Technigaz SA
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Definitions

  • the invention relates to the field of sealed and thermally insulating tanks, with membranes, for storing and / or transporting fluid, such as a cryogenic fluid.
  • LNG liquefied natural gas
  • the document W016046487 discloses a sealed and thermally insulating tank for the storage of liquefied natural gas which is integrated in the double hull of a ship.
  • the tank comprises a multilayer structure having successively, in the direction of the thickness, from the outside to the inside of the tank, a secondary thermal insulation barrier retained to a bearing structure, a secondary waterproofing membrane against the secondary thermal insulation barrier, a primary thermal insulation barrier resting against the secondary waterproofing membrane and a primary waterproofing membrane intended to be in contact with the liquefied natural gas contained in the tank.
  • the primary thermal insulation barrier comprises a plurality of primary insulating panels which are anchored on studs attached to the secondary insulating panels of the secondary thermal insulation barrier.
  • the primary insulation panels comprise a layer of polymeric foam sandwiched between an outer plate and an inner plate of plywood.
  • Each primary insulation board has a plurality of cuts along its longitudinal edges and corners so that the outer plate of the secondary insulation panels overflows.
  • the outer plate of the primary insulating panels forms, at each of the cutouts, a bearing surface which cooperates with a retaining member, fixed to one of the studs, so as to retain the primary panels to the supporting structure .
  • the primary thermal insulation barrier comprises a plurality of closure to complete the bearing surface of the primary waterproofing membrane at the cutouts.
  • the closure plates are positioned in counterbores which are formed on the inner plate of the primary insulating panels.
  • the primary waterproofing membrane comprises series of perpendicular corrugations that allow it to deform under the effect of thermal and mechanical stresses generated by the fluid stored in the tank.
  • the wave movements to which the ship is subjected have the effect of agitating the liquefied natural gas stored in the tank.
  • This agitation creates movements of liquefied natural gas against the walls of the tank that generate dynamic pressure surges, likely to degrade the primary waterproofing membrane, especially if it is not properly supported by the barrier primary thermal insulation.
  • An idea underlying the invention is to provide a sealed and thermally insulating tank for storing a fluid which offers excellent resistance to pressure surges which may be generated by the movement of the fluid inside the fluid. tank.
  • the invention provides a sealed and thermally insulating fluid storage tank having a wall comprising, in a thickness direction from the outside to the inside of the vessel, a bearing structure, a primary thermal insulation barrier and a primary waterproofing membrane which rests against the primary thermal insulation barrier and is intended to be in contact with the fluid stored in the tank;
  • the primary thermal insulation barrier comprising a primary insulating panel comprising an outer rigid plate and a polymeric foam layer which is fixed on the outer rigid plate and is disposed between the outer rigid plate and the primary waterproofing membrane, the polymeric foam having a recess which extends over the entire thickness of the polymeric foam layer and which provides, at the level of the outer rigid plate, a bearing zone, the bearing zone of the outer rigid plate cooperating with an anchoring device, the anchoring device being in abutment against the bearing zone of the external rigid plate so as to retain it towards the supporting structure, the primary sealing membrane having a specific area which is disposed above the bearing area and which has a portion projecting inwardly or outwardly of the vessel;
  • the primary thermal insulation barrier comprising an insulating reinforcing plug which is housed in the recess of the polymer foam layer so as to ensure a continuity of the thermal insulation of the primary thermal insulation barrier, said insulating plug of reinforcement extending, in the direction of thickness, from the bearing zone of the external rigid plate to the specific zone of the primary waterproofing membrane so as to take up the compressive forces likely to be exerted on the specific area of the primary waterproofing membrane.
  • the reinforcing insulating plug comprises a polymer foam layer having a yield strength in compression greater than or equal to 80% of that of the polymer foam layer of the primary insulating panel.
  • the reinforcing insulating plug has a structural function of taking up compressive loads which are exerted on the specific area of the waterproofing membrane.
  • the reinforcing insulating plug has a layer of polymeric foam.
  • Such a tank is advantageous in that the primary thermally insulating barrier is reinforced at a particularly critical zone, namely in an anchoring zone of a primary insulating panel, facing a specific zone of the diaphragm.
  • primary sealing which due to its portion protruding inwardly or outwardly of the vessel is particularly sensitive to pressure surges generated by the movement of fluid in the vessel.
  • the anchoring device according to the invention bears against the rigid outer plate which is less subject to creep and crushing phenomena than a polymer foam, which makes it possible to ensure satisfactory anchoring of the insulating panel. primary.
  • such a tank may have one or more of the following characteristics.
  • the polymeric foam layer of the reinforcing insulating plug has a yield strength greater than that of the polymeric foam layer of the primary insulating panel.
  • the primary thermally insulating barrier being reinforced locally by the presence of the reinforcing insulating plug, the mechanical characteristics of the polymeric foam layer of the primary insulating panel are less critical, which allows said primary insulating panel to have better characteristics. thermal insulation and / or to be less expensive.
  • the polymeric foam layer of the reinforcing insulating plug is greater than or equal to 1 MPa, typically between 1 MPa and 4 MPa, for example of the order of 1.3 MPa.
  • the polymeric foam layer of the primary insulating panel is greater than or equal to 1 MPa, typically between 1 Pa and 4 MPa, for example of the order of 1.3 MPa.
  • the compression elasticity limit of the polymeric foam of the reinforcing insulating plug and the compressive yield strength of the polymeric foam layer of the primary insulating board are measured in the thickness direction of the tank.
  • the specific area of the primary waterproofing membrane is a node area formed at the intersection between two corrugations of the primary waterproofing membrane.
  • the primary waterproofing membrane is a corrugated membrane comprising at least two corrugations projecting inwardly or outwardly of the tank that intersect at a node zone, said node zone having a foot resting against the insulating plug of reinforcement.
  • the polymeric foam layer of the reinforcing insulation plug has a density greater than or equal to the density of the polymeric foam layer of the primary insulation board.
  • the density of the polymeric foam layer of the reinforcing insulating cap is more than 1.2 times greater than the density of the polymeric foam layer of the primary insulating panel.
  • the polymeric foam layer of the primary insulating panel has a density of between 110 and 150 kg / m 3 .
  • the polymeric foam layer of the primary insulating panel is made of polyurethane foam.
  • the polymer foam layer of the reinforcing insulating plug has a density of between 180 and 240 kg / m 3 .
  • the polymeric foam layer of the reinforcing insulating cap is made of polyurethane foam.
  • the polymeric foam layer of the reinforcing insulating plug is reinforced with fibers, such as glass fibers.
  • the fibers are oriented in the thickness direction of the wall.
  • the reinforcing insulating plug is housed in the recess between the anchoring device and the primary sealing membrane.
  • the primary thermal insulation barrier comprises two adjacent primary insulating panels each comprising an outer rigid plate and a layer of polymeric foam which is fixed on the outer rigid plate and is disposed between the outer rigid plate and the membrane primary sealant, the polymeric foam layer of each of the primary insulating panels having a recess extending over the entire thickness of the polymeric foam layer and is provided at the edge of said primary insulating panel such that the rigid plate external of each of the primary insulating panels has a bearing zone which protrudes from the polymeric foam layer, the respective recesses of the two primary insulating panels being arranged to open into one another, the anchoring device being arranged to retain the bearing area of the outer rigid plate of one and the other of the two primary insulating panels towards the supporting structure.
  • the primary thermal insulation barrier comprises three primary insulating panels each comprising an outer rigid plate and a polymer foam layer which is fixed on the outer rigid plate and is disposed between the outer rigid plate and the outer membrane.
  • the polymer foam layer of each of the insulation boards primary members having a recess extending over the entire thickness of the polymeric foam layer and is provided at the edge of said primary insulating panel such that the outer rigid plate of each of the primary insulating panels has a bearing area which overflows of the polymeric foam layer, the respective recesses of the two primary insulating panels being arranged to open into one another, the anchoring device being arranged to retain the bearing zone of the external rigid plate of the one and the other of the two primary insulating panels towards the supporting structure.
  • the housing formed by the three recesses has a shape of Y.
  • the primary thermal insulation barrier comprises four primary insulating panels, each of the primary insulating panels having a corner adjacent to a corner of the other three primary insulating panels, each primary insulating panel comprising an outer rigid plate and a layer of polymeric foam which is attached to the outer rigid plate and is disposed between the outer rigid plate and the primary waterproofing membrane, the polymeric foam layer of each of the primary insulation panels having a full-length recess the polymeric foam layer at said wedge such that the outer rigid plate of each of the primary insulating panels has a bearing area which protrudes from the polymeric foam layer, the respective recesses of the four primary insulating panels being disposed of way to unblock into each other and form a dwelling, the device of anchoring being disposed in the housing and arranged to retain the bearing area of the outer rigid plate of each of the four primary insulating panels to the supporting structure.
  • the housing formed by the four recesses has a cross shape.
  • the primary waterproofing membrane is a corrugated membrane comprising at least two undulations protruding inwardly or outwardly of the tank that intersect at a node area, the node area having four feet resting against the primary thermal insulation barrier which are each arranged in line with the bearing zone of one of the four primary insulating panels.
  • the primary thermal insulation barrier comprises four insulating reinforcing plugs which are each housed in one of the recesses of the four respective primary insulating panels and an insulating shim which is arranged in the center of the housing, between the four insulating reinforcing plugs so as to hold the four insulating reinforcing plugs in position, each of the insulating reinforcing plugs extending in the thickness direction, of the bearing zone of the external rigid plate of one of the primary insulation panels up to the specific area of the primary waterproofing membrane; each reinforcing insulating plug having a polymeric foam layer having a yield strength in compression greater than that of the polymeric foam layer of the primary insulating panel.
  • each of the four feet of the knot zone rests against one of the four reinforcing insulating plugs.
  • the reinforcing insulating plug has a shape complementary to the shape of the housing.
  • the anchoring device comprises a retaining member comprising a lug bearing against each bearing zone and a stud fixed directly or indirectly to the bearing structure, the retaining member being fixed on the stud .
  • the tab of the retaining member is disposed between the bearing zone and the reinforcing insulating plug.
  • the retaining member is fixed on the stud by means of a nut.
  • the anchoring device comprises one or more spring washers, such as Belleville washers for example, threaded onto the stud bolt between the nut and the retaining member. This ensures elastic anchoring of the primary insulating panels.
  • the or each primary insulating panel comprises an inner rigid plate attached to the polymeric foam layer and disposed between the insulating polymer foam layer and the primary waterproofing membrane.
  • the inner rigid plate has a recess in the extension of the recess formed over the entire thickness of the polymer foam layer.
  • the or each reinforcing insulating plug comprises an external rigid plate flush with the external rigid plate of the primary insulating panel.
  • the tank further comprises a secondary thermal insulation barrier resting against the carrier structure and a secondary sealing membrane resting against the secondary thermal insulation barrier and against which the primary thermal insulation barrier rests .
  • the secondary thermal insulation barrier comprises a secondary insulating panel anchored to the supporting structure, the anchoring device being fixed on the secondary insulating panel and thus ensuring an anchoring of the primary insulation board (s) on the panel secondary insulation.
  • the invention provides a sealed and thermally insulating tank for storing a fluid having a wall comprising, in a thickness direction from the outside to the inside of the tank, a supporting structure, a primary thermal insulation barrier and a primary waterproofing membrane which rests against the primary thermal insulation barrier and is intended to be in contact with the fluid stored in the tank;
  • the primary thermal insulation barrier comprising an insulating element comprising an outer rigid plate and an insulating lining associated with the outer rigid plate and disposed between the outer rigid plate and the primary waterproofing membrane, the insulating element having a recess which extends over the entire thickness of the insulating lining and which, at the level of the external rigid plate, provides a bearing zone, the bearing zone of the external rigid plate cooperating with an anchoring device, the device for anchoring being in abutment against the bearing zone of the outer rigid plate so as to retain it towards the supporting structure, the primary sealing membrane comprising a specific zone which is disposed in line with the bearing zone;
  • the primary thermal insulation barrier comprising an insulating reinforcing plug which is housed in the recess so as to ensure a continuity of the thermal insulation of the primary thermal insulation barrier, said insulating plug of reinforcement extending, in the direction of thickness, from the bearing zone of the external rigid plate to the specific zone of the primary waterproofing membrane so as to take up the compressive forces likely to be exerted on the specific area of the primary waterproofing membrane, the reinforcing insulating plug having a structural function of taking up compressive loads exerted on the specific area of the primary waterproofing membrane.
  • the wall of the tank comprises only a primary thermal insulation barrier and a primary waterproofing membrane.
  • the wall of the tank further comprises a secondary thermal insulation barrier and a secondary sealing membrane.
  • the specific area of the primary sealing membrane has a portion projecting inwardly or outwardly of the vessel.
  • the insulating element is a primary insulating panel and the heat-insulating lining is a layer of polymer foam.
  • the insulating element is a box comprising the external rigid plate, an inner rigid plate and spacers extending in the direction of thickness of the tank between the inner rigid plate and the outer rigid plate, the heat-insulating lining being housed in compartments formed between the spacers.
  • the heat-insulating lining is chosen from materials such as perlite, glass wool, polyurethane foam, polyethylene foam, polyvinyl chloride foam, aerogels or others.
  • the invention also provides a sealed and thermally insulating tank for storing a fluid having a wall comprising, in a thickness direction from the outside to the inside of the tank, a supporting structure. a primary thermal insulation barrier and a primary waterproofing membrane which rests against the primary thermal insulation barrier and is intended to be in contact with the fluid stored in the tank;
  • the primary thermal insulation barrier having four primary insulation panels, each of the primary insulation panels having a corner adjacent one corner of the other three primary insulation panels, each insulation panel primer comprising an outer rigid plate and a polymeric foam layer which is attached to the outer rigid plate and is disposed between the outer rigid plate and the primary waterproofing membrane, the polymeric foam layer of each of the primary insulating panels having a recess which extends over the entire thickness of the polymeric foam at said wedge so that the outer rigid plate of each of the insulating panels has a bearing area which protrudes from the polymeric foam layer, the respective recesses of the four primary insulating panels being arranged to open into each other and form a housing, an anchoring device being arranged to retain the bearing area of the outer rigid plate of each of the four primary insulating panels to the supporting structure;
  • the primary thermal insulation barrier comprising four insulating plugs which are each housed in one of the recesses of the respective four primary insulating panels and a central insulating wedge which is arranged in the center of the housing, between the four insulating reinforcing plugs so as to maintaining the four insulating reinforcing plugs in position, each reinforcing insulating plug extending, in the thickness direction, from one of the bearing zones to the primary sealing membrane so as to take up the compressive forces likely to be exerted on the primary waterproofing membrane.
  • Such a tank is particularly advantageous in that the insulating plugs can effectively support the primary waterproofing membrane and make it possible to overcome the presence of countersinks formed in the primary insulating panels and able to receive closure plates.
  • a tank according to one of the aforementioned embodiments can be part of an onshore storage facility, for example to store LNG or be installed in a floating structure, coastal or deep water, including a tanker or LNG carrier, a floating storage and regasification unit (FSRU), a floating production and remote storage unit (FPSO) and others.
  • the tank may be intended to receive liquefied natural gas as a 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 disposed in the hull.
  • the invention also provides a method for loading or unloading such a vessel, in which a fluid is conveyed through isolated pipes from or to a floating or land storage facility to or from the tank of the vessel. ship.
  • the invention also provides a transfer system for a fluid, the system comprising the abovementioned vessel, insulated pipes arranged to connect the vessel installed in the hull of the vessel to a floating or ground storage facility. and a pump for driving fluid flow through the insulated pipelines from or to the floating or land storage facility to or from the vessel vessel.
  • FIG. 1 is a perspective view, cut away, of a tank wall.
  • FIG. 2 is a perspective view of a primary insulating panel of the cell wall of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view of a corrugated metal sheet of the primary waterproofing membrane.
  • FIG. 4 is a detailed view of a node zone of the corrugated metal sheet of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating an anchoring device for fixing primary insulating panels of the primary thermal insulation barrier on the secondary thermal insulation barrier.
  • FIG. 6 is a perspective view of four adjacent primary insulating panels and four insulating reinforcing plugs which are each intended to be arranged in a recess of one of four primary insulating panels, at the junction between said primary insulating panels.
  • FIG. 7 is a view from above of the primary waterproofing membrane at a node area positioned at the junction between the corners of the four adjacent primary insulating panels, the primary sealing membrane being transparently shown in FIG. to allow observation of the primary thermal insulation barrier.
  • FIG. 8 is a sectional view of the thermal insulation barrier at an anchoring device.
  • FIG. 9 is a schematic representation of an insulating plug according to an alternative embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cutaway representation of a tank of LNG tank having walls as shown in Figure 1 and a loading / unloading terminal of the tank.
  • FIG. 1 there is shown the multilayer structure of a wall 1 of a sealed and thermally insulating tank for storing a fluid, such as liquefied natural gas (LNG).
  • LNG liquefied natural gas
  • Each wall 1 of the tank comprises successively, in the direction of the thickness, from the outside to the inside of the tank, a secondary thermal insulation barrier 2 retained to the supporting structure 3, a secondary sealing membrane 4 resting against the secondary thermal insulation barrier 2, a primary thermal insulation barrier 5 resting against the secondary sealing membrane 4 and a primary sealing membrane 6 intended to be in contact with the liquefied natural gas contained in the tank.
  • LNG liquefied natural gas
  • the supporting structure 3 may in particular comprise self-supporting metal sheets or, more generally, 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 defining the general shape of the tank, usually a polyhedral shape.
  • the secondary thermal insulation barrier 2 comprises a plurality of secondary insulating panels 7 anchored to the carrying structure by means of resin cords, not shown, and / or studs, not shown, welded to the supporting structure 3.
  • the insulating panels secondary 7 substantially have a rectangular parallelepiped shape and are juxtaposed in parallel rows and separated from each other by interstices 8 ensuring a functional game assembly.
  • the interstices 8 are filled with a heat-insulating lining 9 such as glass wool, rockwool or flexible synthetic foam with open cells for example.
  • the secondary insulating panels 7 each comprise a layer of insulating polymer foam sandwiched between an inner rigid plate and an outer rigid plate.
  • the rigid plates, internal and external, are, for example, plywood sheets glued to said layer of insulating polymer foam.
  • the insulating polymer foam may in particular be a polyurethane-based foam.
  • the secondary sealing membrane 4 comprises a plurality of corrugated metal sheets 10 each having a substantially rectangular shape.
  • the corrugated metal sheets 10 are arranged offset from the secondary insulating panels 7 of the secondary thermal insulation barrier 2 so that each of said corrugated metal sheets 10 extends jointly on four adjacent secondary insulating panels 7.
  • Each corrugated metal sheet 10 has a first series of parallel corrugations 11 extending in a first direction and a second series of parallel corrugations 12 extending in a second direction.
  • the directions of the series of corrugations 11, 12 are perpendicular to each other.
  • Each of the series of corrugations 11, 12 is parallel to two opposite edges of corrugated metal sheets 10.
  • the corrugations project outwardly of the vessel, that is to say in the direction of the carrier structure 3.
  • the corrugations corrugated metal sheets 10 are housed in grooves 13 formed in the inner plate of the secondary insulating panels 7.
  • Adjacent corrugated metal sheets 10 are welded together.
  • the corrugated metal sheets 10 are welded to metal plates 14 which are fixed on the inner plate of the secondary insulating panels 7.
  • the corrugated metal sheets 10 have along their longitudinal edges and at their four corners cutouts allowing the passage studs 15 which are fixed on the inner rigid plates of the secondary insulating panels 7 and which are intended to ensure the fixing of the primary thermal insulation barrier 5 on the secondary thermal insulation barrier 2.
  • the corrugated metal sheets 10 are, for example, made of Invar®: that is to say an alloy of iron and nickel whose expansion coefficient is typically between 1, 2.10 "6 and 2.10 e K “ 1 , or in an alloy of iron to high content of manganese whose expansion coefficient is typically of the order of 7.10 "6 K " 1 .
  • the primary thermal insulation barrier 5 comprises a plurality of primary insulating panels 16 of substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the primary insulating panels 16 are here offset with respect to the secondary insulating panels 7 of the secondary thermal insulation barrier 2 so that each primary insulating panel 16 extends over four secondary insulating panels 7.
  • a primary insulating panel 16 is shown in detail in FIG. 2.
  • Each secondary insulating panel 16 has a layer of polymeric foam 17 sandwiched between two rigid plates, namely an outer rigid plate 18 and an inner rigid plate 19.
  • Rigid plates, outer 18 and inner 19, are for example plywood.
  • the rigid plates, external 18 and internal 19, are made of a plastic material, such as polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), acrylonitrile-butadiene-copolymer styrene (ABS), polyurethane (PU) or polypropylene (PP), optionally reinforced with fibers.
  • PVC polyvinyl chloride
  • PET polyethylene terephthalate
  • PE polyethylene
  • ABS acrylonitrile-butadiene-copolymer styrene
  • PU polyurethane
  • PP polypropylene
  • the polymeric foam layer 17 is, for example, polyurethane foam, optionally reinforced with fibers, such as glass fibers.
  • the polyurethane foam has a density of between 110 and 150 kg / m 3 , for example of the order of 130 kg / m 3 .
  • the polymeric foam layer is polyethylene foam or polyvinyl chloride foam.
  • the polyurethane foam has a high density, i.e. a density of between 170 and 210 kg / m 3.
  • the inner rigid plate 18 of each primary insulating panel 16 is equipped with metal plates 20, 21 for anchoring the corrugated metal sheets 22 of the primary waterproofing membrane 6.
  • the metal plates 20, 21 extend in two perpendicular directions which are each parallel to two opposite edges primary insulation panels.
  • the metal plates 20 are arranged along the longitudinal axis of symmetry of the primary insulating panels 16 and the metal plates 21 are arranged along the transverse axis of symmetry of the primary insulating panels 16.
  • the metal plates 20, 21 are fixed in countersinks formed in the inner rigid plate 18 of the primary insulating panel 16 and fixed thereto by screws, rivets or staples for example.
  • the primary waterproofing membrane 6 is obtained by assembling a plurality of corrugated metal sheets 22, one of which is shown in FIG. 3.
  • the corrugated metal sheets 22 are for example made of stainless steel, of aluminum, in Invar ®: that is to say an alloy of iron and nickel (such as Fe-36Ni) whose expansion coefficient is typically between 1, 2.10 "6 and 2.10 " 6 K “1 , or in a high manganese iron alloy whose expansion coefficient is of the order of 7.10 "6 K " 1
  • the corrugated metal sheets 22 each have a substantially rectangular shape
  • Each corrugated metal sheet 22 comprises a first series of parallel corrugations 23 extending in a first direction and a second series of parallel corrugations 24 extending in a second direction perpendicular to the first series.Each of the corrugation series 23, 24 is parallel to two opposing edges.
  • Each corrugated metal sheet 22 comprises between the corrugations, a plurality of flat surfaces 25 bearing against the inner plates 18 of the primary insulating panels 16.
  • the metal sheet comprises a node zone 26 as shown in FIG. 4.
  • the knuckle area 26 has a central portion 27 having an apex projecting inwardly of the vessel.
  • the central portion 27 is bordered, on the one hand, by a pair of concave corrugations 28, 29 formed in the crest of the highest corrugation 23 and, on the other hand, by a pair of recesses 30 in which penetrates the lowest ripple.
  • Node area 26 further includes four legs 31, 32 of which only two are visible in Figure 4.
  • the four legs 31, 32 are each disposed at the junction between the node area and the adjacent corner area of the one of the four plane surfaces 25 adjacent to said node zone 26.
  • the support of the node zone 26 on the barrier thermally insulating primary 5 is made at said feet 31, 32.
  • the compressive forces likely to be exerted on the node area 26 are transmitted to the primary thermally insulating barrier 5 at said feet 31, 32.
  • corrugated metal sheets 22 of the primary waterproofing membrane 6 are arranged offset from the primary insulating panels 16 so that each of said corrugated metal sheets 22 extends jointly on four adjacent primary insulating panels 16.
  • the corrugated metal sheets 22 are welded together and are furthermore welded along their edges on the metal plates 20, 21 which are fixed on the primary insulating panels 16.
  • the corrugated metal sheets 22 are arranged in such a way that a corrugation 23a extends opposite each interstice, oriented in the longitudinal direction of the primary insulating panels 16, between two insulating panels. adjacent primary 16 and that a corrugation 24a extends opposite each interstice, oriented transversely, between two adjacent primary insulating panels 16. Therefore, a node zone 26 of the primary waterproofing membrane 6 located opposite each intersection between two interstices separating primary insulating panels 16.
  • each primary insulating panel 16 has one or more recesses 35 along each of its two longitudinal edges and a recess 36 at each of its corners.
  • Each recess 35, 36 passes through the inner rigid plate 18 and extends over the entire thickness of the polymeric foam layer 17.
  • the outer rigid plate 19 overflows with respect to the polymer foam 17 and the inner rigid plate 18 so as to form a bearing zone 37 cooperating with an anchoring device 38.
  • Each recess 35 formed in the edge of one of the primary insulating panels 16 is arranged facing a recess 35 formed in the edge vis-à-vis an adjacent primary insulating panel 16.
  • a single anchoring device 38 can cooperate with two bearing zones 37 belonging respectively to one and the other of the two adjacent primary insulating panels 16. Furthermore, as illustrated in FIG. 5, each recess 36 formed at one of the corners of the primary insulating panels 16 opens out against the recesses 36 formed at the adjacent corners of the three panels. primary insulators 16 adjacent. The four recesses 36 together form a housing 39 in the form of a cross. Therefore, a single anchoring device 38 can cooperate with the four support zones 37 of the four adjacent primary insulating panels 16.
  • each anchoring device 38 cooperates with a stud 15 fixed to the outer rigid plate of the secondary insulating panels 7.
  • each anchoring device 38 comprises a retaining member 40 fixed on one of the studs 15.
  • Each retaining member 40 has tabs which are each housed inside one of the recesses 36.
  • the retaining member 40 has an x-shape comprising four tabs which are each housed inside a recess 36 of one of the four adjacent primary insulating panels 16.
  • the retaining member has a substantially rectilinear shape.
  • Each lug of the retaining member 40 abuts against one of the bearing zones 37, that is to say the portion of the outer liner 19 projecting with respect to the outer plate 18 and the outer layer. polymeric foam 17, such that each bearing zone 37 is sandwiched between one of the tabs of the retaining member 40 and the secondary sealing membrane 4 which rests against the secondary thermal insulation barrier 2 .
  • the retaining member 40 has a bore threaded on the stud 15.
  • a nut 41 cooperates with a thread of the stud 15 so as to ensure the fixing of the retaining member 40 on the stud 15.
  • one or more spring washers, such as Belleville washers 42 are threaded on the stud 15, between the nut 41 and the retaining member 40, which ensures an elastic anchoring of the primary insulating panels 16 on secondary insulation boards 7.
  • the primary thermal insulation barrier 5 comprises four insulating reinforcing plugs 43 which are each housed in the recess 37 of one of the primary insulating panels 16 so as to ensure continuity of the thermal insulation.
  • Insulating plugs reinforcement 43 each substantially has a shape complementary to that of one of the recesses 37.
  • the primary thermal insulation barrier 5 also comprises an insulating shim 44 which is disposed in the center of the housing 39 between the four insulating reinforcing plugs 43. insulating shim 44 thus makes it possible to maintain said reinforcing insulating plugs 43 in position while ensuring continuity of the thermal insulation.
  • Each reinforcing insulating plug 43 extends, in the thickness direction of the wall, from one of the support zones 37 of the external rigid plate 19 to flush with the internal rigid plate 18 of the primary insulating panels 16.
  • each insulating reinforcing plug 43 is able to take up compressive forces exerted in the area of the primary sealing membrane 6 opposite.
  • each reinforcing insulating plug 48 supports one of the feet 31, 32, 33, 34 of the node zone 26 facing the primary waterproofing membrane 6.
  • each reinforcing insulating plug 43 has a structural function of recovery of compression forces exerted on the node area, according to the direction thickness of the tank wall. As illustrated in FIG. 8, each reinforcing insulating plug may be partially resting against the internal rigid plate and partially bearing against the retaining member 40 of the anchoring device 38.
  • each reinforcing insulating plug 43 comprises a layer of polymer foam 45 which has a yield strength in compression at least equal to 80% of that of the polymer foam layer 17 of the primary insulating panels 16 and for example greater than or equal to this one.
  • the polymer foam layer 45 reinforcing insulating plugs 43 has a density greater than that of the polymer foam layer 17 of the primary insulating panels 16 and preferably more than 1, 2 times greater .
  • the polymer foam layer 45 of reinforcing insulating plugs 43 has a density of between 180 and 240 kg / m 3 , for example of the order of 210 kg / m 3 .
  • the polymer foam layer 45 reinforcing insulating plugs 43 is made of polyurethane foam.
  • the polymeric foam layer is polyethylene foam or polyvinyl chloride foam.
  • the polymer foam layer 45 may be reinforced by fibers, for example by means of a fiberglass mesh which which also contributes to increasing the yield strength in compression of the material.
  • the fibers are preferably oriented in the thickness direction of the wall, which further improves the compressive strength of the reinforcing insulating plugs 43.
  • each reinforcing insulating cap 43 comprises an outer rigid plate 46 made of plywood, flush with the outer rigid plate 18 of the primary insulating panels 16.
  • each insulating plug of reinforcement 43 has no external rigid plate 46 and the polymer foam layer 45 of each of the insulating reinforcing plugs 43 is flush with the inner surface of the primary insulating panels 16.
  • the insulating shim 44 is for example formed in a polymer foam. As shown in FIG. 7, the insulating wedge 44 does not support the bearing feet 31, 32, 33, 34 of the knot zone 26. Thus, the polymer foam of the insulating shim 44 may have a yield strength in lower compression, and therefore a lower density, than those of the polymer foam layer 45 reinforcing insulating plugs 43. Thus, according to one embodiment, the insulating wedge 44 is made of polyurethane foam having a density between 110 and 150 kg / m 3 , for example of the order of 120 kg / m 3 . Insulating shim 44 is optionally reinforced with fibers, such as glass fibers. Insulating shim 44 can also be made of polyethylene foam or polyvinyl chloride foam.
  • the reinforcing insulating plugs 43 are not bonded to the primary insulating panels 6 so that all the forces pass through compression in said insulating reinforcing plugs 43.
  • a holding device 47 is able to ensure the maintenance of each of the insulating plugs of reinforcement 43 in a recess 36, prior to the positioning of the insulating shim 44 in the housing 39.
  • the holding device comprises four tabs 48 which are each fixed on one of the corners of the inner rigid plate 18 of one of the primary insulating panels 16.
  • Each tab 48 comprises a portion 49 directed in the thickness direction of the wall, between one of the insulating reinforcing plugs 43 and the central zone of the housing 39, so as to retain said insulating reinforcing plug 43 in the respective recess 36.
  • Figure 9 shows an insulating plug of reinforcement 50 according to an alternative embodiment.
  • the reinforcing insulating plug 50 has a shape complementary to that of the X-shaped housing 39 formed at the corners of four adjacent primary insulating panels 16.
  • a single reinforcing insulating plug 50 makes it possible to support the four bearing feet 31, 32, 33, 34 of the node zone 26 and to plug the four recesses 36 formed in the four adjacent corners of the primary insulating panels 16.
  • the reinforcing insulating plug 50 comprises a layer of polymer foam having characteristics identical to those of reinforcement insulating plugs 43 described above. According to an alternative embodiment, the reinforcing insulating plug 50 further comprises an internal rigid plate which is fixed on the polymer foam layer.
  • Insulating reinforcing plugs 43, 50 as described above are advantageously arranged at the anchoring zones of the corners of the primary insulating panels 16, only in the areas of the walls of the tank which are the most subject to shocks resulting from the movement of the fluid inside the tank.
  • such insulating plugs reinforcements 43, 50 may also be housed in the recesses 35 formed along each of the two longitudinal edges of the primary insulating panels 16. This is particularly advantageous when said recesses 35 are arranged opposite to at least one foot from a node zone 26 of the primary waterproofing membrane 6.
  • the recesses which protect the support zones and in which the reinforcement insulating plugs 43, 50 are housed are not formed at one of the edges of the panel. primary insulation 16, or at one of its corners, and pass through the layer of polymer foam 17.
  • the recesses may have different shapes than those described above.
  • the housing formed by the four recesses formed at corners of the adjacent primary insulating panels does not necessarily have a cross shape and may also have a shape of cylinder, polyhedron or other.
  • the specific area of the primary waterproofing membrane 6 which rests against one of the reinforcing insulating plugs is not necessarily a node zone 26 of the primary waterproofing membrane 6 as in FIG. the embodiments described above and may consist of any area of the primary waterproofing membrane having an area projecting inwardly of the vessel, such as a simple corrugation or the like.
  • the specific area of the primary waterproofing membrane may also be an outwardly projecting area of the vessel, such as a node area of the primary waterproofing membrane at the meeting between two undulations of the membrane. priumaire waterproofness that protrude outwardly of the tank.
  • a cutaway view of a LNG tank 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 sealing membrane intended to be in contact with the LNG contained in the tank, a secondary sealing membrane arranged between the primary waterproofing membrane and the double hull 72 of the vessel, and two insulating barriers respectively arranged between the primary waterproofing membrane and the secondary waterproofing membrane and between the secondary waterproofing membrane 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 marine or port terminal to transfer a cargo of LNG from or to the tank 71.
  • FIG. 10 shows an example of a marine terminal including a loading and unloading station 75, an underwater pipe 76 and an onshore installation 77.
  • the loading and unloading station 75 is a off-shore fixed 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 that can be connected to the loading / unloading pipes 73.
  • the movable arm 74 is adjustable. suitable for all models of LNG carriers.
  • a connection pipe (not shown) extends inside the tower 78.
  • the loading and unloading station 75 enables the loading and unloading of the LNG tank 70 from or to the shore facility 77.
  • the underwater line 76 allows the transfer of the liquefied gas between the loading or unloading station 75 and the onshore installation 77 over a large distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the tanker vessel 70 at great distance from the coast during the loading and unloading operations.
  • pumps on board the ship 70 and / or pumps equipping the shore installation 77 and / or pumps equipping the loading and unloading station 75 are used.

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Abstract

L'invention concerne une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide présentant une paroi (1) comportant, dans une direction d'épaisseur, depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une structure porteuse (3), une barrière d'isolation thermique primaire (5) et une membrane d'étanchéité primaire (6) qui repose contre la barrière d'isolation thermique primaire (5) et est destinée à être en contact avec le fluide stocké dans la cuve; la barrière d'isolation thermique primaire (5) comportant un panneau isolant primaire (16) qui comprend une zone d'appui (37) coopérant avec un dispositif d'ancrage (38), le dispositif d'ancrage (38) étant en appui contre la zone d'appui (37) de la plaque rigide externe (19) de manière à la retenir vers la structure porteuse (3), la barrière d'isolation thermique primaire (5) comportant un bouchon isolant de renfort (43) s'étendant, selon la direction d'épaisseur, de la zone d'appui (37) de la plaque rigide externe (19) jusqu'à une zone spécifique de la membrane d'étanchéité primaire (6) de manière à reprendre les efforts de compression susceptibles de s'exercer sur la zone spécifique (26) de la membrane d'étanchéité primaire (6); ledit bouchon isolant de renfort (43) comportant une couche de mousse polymère (45) présentant une limite d'élasticité en compression supérieure à celle de la couche de mousse polymère (17) du panneau isolant primaire (16).

Description

Cuve étanche et thermiquement isolante comportant un bouchon isolant de renfort
Domaine technique
L'invention se rapporte au domaine des cuves, étanches et thermiquement isolantes, à membranes, pour le stockage et/ou le transport de 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.
Arrière-plan technologique
Le document W016046487 divulgue une cuve étanche et thermiquement isolante pour le stockage de gaz naturel liquéfié qui est intégrée dans la double coque d'un navire. La cuve comporte une structure multicouche présentant successivement, dans le sens de l'épaisseur, depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une barrière d'isolation thermique secondaire retenue à une structure porteuse, une membrane d'étanchéité secondaire reposant contre la barrière d'isolation thermique secondaire, une barrière d'isolation thermique primaire reposant contre la membrane d'étanchéité secondaire et une membrane d'étanchéité primaire destinée à être en contact avec le gaz naturel liquéfié contenu dans la cuve.
Dans le document précité, la barrière d'isolation thermique primaire comporte une pluralité de panneaux isolants primaires qui sont ancrés sur des goujons fixés aux panneaux isolants secondaires de la barrière d'isolation thermique secondaire. Les panneaux isolants primaires comportent une couche de mousse polymère prise en sandwich entre une plaque externe et une plaque interne, en bois contreplaqué. Chaque panneau isolant primaire comporte une pluralité de découpes le long de ses bords longitudinaux et de ses coins de manière à ce que la plaque externe des panneaux isolants secondaires déborde. Ainsi, la plaque externe des panneaux isolants primaires forme, au niveau de chacune des découpes, une surface d'appui qui coopère avec un organe de retenue, fixé à l'un des goujons, de manière à retenir les panneaux primaires vers la structure porteuse. Par ailleurs, la barrière d'isolation thermique primaire comporte une pluralité de plaques de fermeture permettant de compléter la surface d'appui de la membrane d'étanchéité primaire au niveau des découpes. Les plaques de fermetures sont positionnées dans des lamages qui sont ménagés sur la plaque interne des panneaux isolants primaires. La membrane d'étanchéité primaire comporte des séries d'ondulations perpendiculaires qui lui permettent de se déformer sous l'effet des sollicitations thermiques et mécaniques générées par le fluide stocké dans la cuve.
Dans une telle cuve intégrée à la structure porteuse d'un navire, les mouvements de houle auxquels est soumis le navire ont pour effet d'agiter le gaz naturel liquéfié stocké dans la cuve. Cette agitation crée des mouvements du gaz naturel liquéfié contre les parois de la cuve qui génèrent des à-coups de pression dynamiques, susceptibles de dégrader la membrane d'étanchéité primaire, en particulier si celle-ci n'est pas correctement supportée par la barrière d'isolation thermique primaire.
Résumé
Une idée à la base de l'invention est de proposer une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide qui offre un excellente résistance aux à-coups de pression susceptibles d'être engendrés par le mouvement du fluide à l'intérieur de la cuve.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide présentant une paroi comportant, dans une direction d'épaisseur depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une structure porteuse, une barrière d'isolation thermique primaire et une membrane d'étanchéité primaire qui repose contre la barrière d'isolation thermique primaire et est destinée à être en contact avec le fluide stocké dans la cuve ;
la barrière d'isolation thermique primaire comportant un panneau isolant primaire comprenant une plaque rigide externe et une couche de mousse polymère qui est fixée sur la plaque rigide externe et est disposée entre la plaque rigide externe et la membrane d'étanchéité primaire, la couche de mousse polymère présentant un évidement qui s'étend sur toute l'épaisseur de la couche de mousse polymère et qui ménage, au niveau de la plaque rigide externe, une zone d'appui, la zone d'appui de la plaque rigide externe coopérant avec un dispositif d'ancrage, le dispositif d'ancrage étant en appui contre la zone d'appui de la plaque rigide externe de manière à la retenir vers la structure porteuse, la membrane d'étanchéité primaire comportant une zone spécifique qui est disposée à l'aplomb de la zone d'appui et qui comporte une portion en saillie vers l'intérieur ou vers l'extérieur de la cuve ;
la barrière d'isolation thermique primaire comportant un bouchon isolant de renfort qui est logé dans l'évidement de la couche de mousse polymère de manière à assurer une continuité de l'isolation thermique de la barrière d'isolation thermique primaire, ledit bouchon isolant de renfort s'étendant, selon la direction d'épaisseur, de la zone d'appui de la plaque rigide externe jusqu'à la zone spécifique de la membrane d'étanchéité primaire de manière à reprendre les efforts de compression susceptibles de s'exercer sur la zone spécifique de la membrane d'étanchéité primaire.
Selon un mode de réalisation, le bouchon isolant de renfort comporte une couche de mousse polymère présentant une limite d'élasticité en compression supérieure ou égale à 80 % de celle de la couche de mousse polymère du panneau isolant primaire.
Selon un mode de réalisation, le bouchon isolant de renfort présente une fonction structurelle de reprise des charges de compression qui s'exercent sur la zone spécifique de la membrane d'étanchéité.
Selon un mode de réalisation, le bouchon isolant de renfort présente une couche de mousse polymère.
Une telle cuve est avantageuse en ce que la barrière thermiquement isolante primaire est renforcée au niveau d'une zone particulièrement critique, à savoir dans une zone d'ancrage d'un panneau isolant primaire, en regard d'une zone spécifique de la membrane d'étanchéité primaire qui en raison de sa portion en saillie vers l'intérieur ou vers l'extérieur de la cuve est particulièrement sensible aux à-coups de pression générés par le mouvement du fluide dans la cuve.
En outre, le dispositif d'ancrage selon l'invention est en appui contre la plaque externe rigide qui est moins soumise aux phénomènes de fluage et d'écrasement qu'une mousse polymère, ce qui permet d'assurer un ancrage satisfaisant du panneau isolant primaire.
Selon d'autres modes de réalisation avantageux, une telle cuve peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. Selon un mode de réalisation, la couche de mousse polymère du bouchon isolant de renfort présente une limite d'élasticité supérieure à celle de la couche de mousse polymère du panneau isolant primaire. Ainsi, la barrière thermiquement isolante primaire étant renforcée localement par la présence du bouchon isolant de renfort, les caractéristiques mécaniques de la couche de mousse polymère du panneau isolant primaire sont moins critiques, ce qui permet audit panneau isolant primaire de présenter de meilleurs caractéristiques d'isolation thermiques et/ou d'être moins coûteux.
Selon un mode de réalisation, la couche de mousse polymère du bouchon isolant de renfort est supérieure ou égale à 1 MPa, typiquement comprise entre 1 MPa et 4 MPa, par exemple de l'ordre de 1.3 MPa.
Selon un mode de réalisation, la couche de mousse polymère du panneau isolant primaire est supérieure ou égale à 1 MPa, typiquement comprise entre 1 Pa et 4 MPa, par exemple de l'ordre de 1.3 MPa.
Selon un mode de réalisation, la limite d'élasticité en compression de la mousse polymère du bouchon isolant de renfort et la limite d'élasticité en compression de la couche de mousse polymère du panneau isolant primaire sont mesurées dans la direction d'épaisseur de la cuve.
Selon un mode de réalisation, la zone spécifique de la membrane d'étanchéité primaire est une zone de nœud formée à l'intersection entre deux ondulations de la membrane d'étanchéité primaire.
Selon un mode de réalisation, la membrane d'étanchéité primaire est une membrane ondulée comprenant au moins deux ondulations en saillie vers l'intérieur ou l'extérieur de la cuve qui se coupent au niveau d'une zone de nœud, ladite zone de nœud comportant un pied en appui contre le bouchon isolant de renfort.
Selon un mode de réalisation, la couche de mousse polymère du bouchon isolant de renfort présente une densité supérieure ou égale à la densité de la couche de mousse polymère du panneau isolant primaire.
Selon un mode de réalisation, la densité de la couche de mousse polymère du bouchon isolant de renfort est plus de 1 ,2 fois supérieure à la densité de la couche de mousse polymère du panneau isolant primaire. Selon un mode de réalisation, la couche de mousse polymère du panneau isolant primaire présente une densité comprise entre 110 et 150 kg/m3.
Selon un mode de réalisation, la couche de mousse polymère du panneau isolant primaire est en mousse de polyuréthane.
Selon un mode de réalisation, la couche de mousse polymère du bouchon isolant de renfort présente une densité comprise entre 180 et 240 kg/m3.
Selon un mode de réalisation, la couche de mousse polymère du bouchon isolant de renfort est en mousse de polyuréthane.
Selon un mode de réalisation, la couche de mousse polymère du bouchon isolant de renfort est renforcé par des fibres, tels que des fibres de verre. Selon une variante avantageuse, les fibres sont orientées selon la direction d'épaisseur de la paroi.
Selon un mode de réalisation, le bouchon isolant de renfort est logé dans l'évidement entre le dispositif d'ancrage et la membrane d'étanchéité primaire.
Selon un mode de réalisation, la barrière d'isolation thermique primaire comporte deux panneaux isolants primaires adjacents comprenant chacun une plaque rigide externe et une couche de mousse polymère qui est fixée sur la plaque rigide externe et est disposée entre la plaque rigide externe et la membrane d'étanchéité primaire, la couche de mousse polymère de chacun des panneaux isolants primaires présentant un évidement qui s'étend sur toute l'épaisseur de la couche de mousse polymère et est ménagé en bordure dudit panneau isolant primaire de telle sorte que la plaque rigide externe de chacun des panneaux isolants primaires présente une zone d'appui qui déborde de la couche de mousse polymère, les évidements respectifs des deux panneaux isolants primaires étant disposés de manière à déboucher l'un dans l'autre, le dispositif d'ancrage étant agencé pour retenir la zone d'appui de la plaque rigide externe de l'un et l'autre des deux panneaux isolants primaires vers la structure porteuse.
Selon un mode de réalisation, la barrière d'isolation thermique primaire comporte trois panneaux isolants primaires comprenant chacun une plaque rigide externe et une couche de mousse polymère qui est fixée sur la plaque rigide externe et est disposée entre la plaque rigide externe et la membrane d'étanchéité primaire, la couche de mousse polymère de chacun des panneaux isolants primaires présentant un évidement qui s'étend sur toute l'épaisseur de la couche de mousse polymère et est ménagé en bordure dudit panneau isolant primaire de telle sorte que la plaque rigide externe de chacun des panneaux isolants primaires présente une zone d'appui qui déborde de la couche de mousse polymère, les évidements respectifs des deux panneaux isolants primaires étant disposés de manière à déboucher l'un dans l'autre, le dispositif d'ancrage étant agencé pour retenir la zone d'appui de la plaque rigide externe de l'un et l'autre des deux panneaux isolants primaires vers la structure porteuse. Selon une variante, le logement formé par les trois évidements présente une forme de Y.
Selon un mode de réalisation, la barrière d'isolation thermique primaire comporte quatre panneaux isolants primaires, chacun des panneaux isolants primaires comportant un coin adjacent à un coin des trois autres panneaux isolants primaires, chaque panneau isolant primaire comprenant une plaque rigide externe et une couche de mousse polymère qui est fixée sur la plaque rigide externe et est disposée entre le plaque rigide externe et la membrane d'étanchéité primaire, la couche de mousse polymère de chacun des panneaux isolants primaires présentant un évidement qui s'étend sur toute l'épaisseur de la couche de mousse polymère au niveau dudit coin de telle sorte que la plaque rigide externe de chacun des panneaux isolants primaires présente une zone d'appui qui déborde de la couche de mousse polymère, les évidements respectifs des quatre panneaux isolants primaires étant disposés de manière à déboucher les uns dans les autres et former un logement, le dispositif d'ancrage étant disposé dans le logement et agencé pour retenir la zone d'appui de la plaque rigide externe de chacun des quatre panneaux isolants primaires vers la structure porteuse.
Selon un mode de réalisation, le logement formé par les quatre évidements présente une forme de croix.
Selon un mode de réalisation, la membrane d'étanchéité primaire est une membrane ondulée comprenant au moins deux ondulations en saillie vers l'intérieur ou l'extérieur de la cuve qui se coupent au niveau d'une zone de nœud, la zone de nœud comportant quatre pieds reposant contre la barrière d'isolation thermique primaire qui sont chacun disposés à l'aplomb de la zone d'appui de l'un des quatre panneaux isolants primaires. Selon une première variante de réalisation, la barrière d'isolation thermique primaire comporte quatre bouchons isolants de renfort qui sont chacun logés dans l'un des évidements des quatre panneaux isolants primaires respectifs et une cale isolante qui est disposée au centre du logement, entre les quatre bouchons isolants de renfort de manière à maintenir les quatre bouchons isolants de renfort en position, chacune des bouchons isolants de renfort s'étendant selon la direction d'épaisseur, de la zone d'appui de la plaque rigide externe de l'un des panneaux isolants primaires jusqu'à la zone spécifique de la membrane d'étanchéité primaire ; chaque bouchon isolant de renfort comportant une couche de mousse polymère présentant une limite d'élasticité en compression supérieure à celle de la couche de mousse polymère du panneau isolant primaire.
Selon un mode de réalisation, chacun des quatre pieds de la zone de nœud repose contre l'un des quatre bouchons isolants de renfort.
Selon une deuxième variante de réalisation, le bouchon isolant de renfort présente une forme complémentaire à la forme du logement.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'ancrage comporte un organe de retenue comprenant une patte venant en appui contre chaque zone d'appui et un goujon fixé directement ou indirectement à la structure porteuse, l'organe de retenue étant fixé sur le goujon.
Selon un mode de réalisation, la patte de l'organe de retenue est disposée entre la zone d'appui et le bouchon isolant de renfort.
Selon un mode de réalisation, l'organe de retenue est fixé sur le goujon au moyen d'un écrou.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'ancrage comporte une ou plusieurs rondelles élastiques, telles que des rondelles de Belleville par exemple, enfilées sur le goujon fileté entre l'écrou et l'organe de retenue. Ceci permet d'assurer un ancrage élastique des panneaux isolants primaires.
Selon un mode de réalisation, le ou chaque panneau isolant primaire comporte une plaque rigide interne fixée à la couche de mousse polymère et disposée entre le couche de mousse polymère isolante et la membrane d'étanchéité primaire. Selon un mode de réalisation, la plaque rigide interne présente un évidement dans le prolongement de l'évidement ménagé sur toute l'épaisseur de la couche de mousse polymère.
Selon un mode de réalisation, le ou chaque bouchon isolant de renfort comporte une plaque rigide externe affleurant la plaque rigide externe du panneau isolant primaire.
Selon un mode de réalisation, la cuve comprend en outre une barrière d'isolation thermique secondaire reposant contre la structure porteuse et une membrane d'étanchéité secondaire reposant contre la barrière d'isolation thermique secondaire et contre laquelle repose la barrière d'isolation thermique primaire.
Selon un mode de réalisation, la barrière d'isolation thermique secondaire comporte un panneau isolant secondaire ancré à la structure porteuse, le dispositif d'ancrage étant fixé sur le panneau isolant secondaire et assurant ainsi un ancrage du ou des panneaux isolants primaires sur le panneau isolant secondaire.
Selon un autre mode de réalisation, l'invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide présentant une paroi comportant, dans une direction d'épaisseur depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une structure porteuse, une barrière d'isolation thermique primaire et une membrane d'étanchéité primaire qui repose contre la barrière d'isolation thermique primaire et est destinée à être en contact avec le fluide stocké dans la cuve ;
la barrière d'isolation thermique primaire comportant un élément isolant comprenant une plaque rigide externe et une garniture isolante associée à la plaque rigide externe et disposée entre la plaque rigide externe et la membrane d'étanchéité primaire, l'élément isolant présentant un évidement qui s'étend sur toute l'épaisseur de la garniture isolante et qui ménage, au niveau de la plaque rigide externe, une zone d'appui, la zone d'appui de la plaque rigide externe coopérant avec un dispositif d'ancrage, le dispositif d'ancrage étant en appui contre la zone d'appui de la plaque rigide externe de manière à la retenir vers la structure porteuse, la membrane d'étanchéité primaire comportant une zone spécifique qui est disposée à l'aplomb de la zone d'appui ;
la barrière d'isolation thermique primaire comportant un bouchon isolant de renfort qui est logé dans l'évidement de manière à assurer une continuité de l'isolation thermique de la barrière d'isolation thermique primaire, ledit bouchon isolant de renfort s'étendant, selon la direction d'épaisseur, de la zone d'appui de la plaque rigide externe jusqu'à la zone spécifique de la membrane d'étanchéité primaire de manière à reprendre les efforts de compression susceptibles de s'exercer sur la zone spécifique de la membrane d'étanchéité primaire, le bouchon isolant de renfort présentant une fonction structurelle de reprise des charges de compression qui s'exercent sur la zone spécifique de la membrane d'étanchéité primaire.
Selon un mode de réalisation, la paroi de la cuve ne comporte qu'une barrière d'isolation thermique primaire et qu'une membrane d'étanchéité primaire. Selon un autre mode de réalisation, la paroi de la cuve comporte en outre une barrière d'isolation thermique secondaire et une membrane d'étanchéité secondaire.
Selon un mode de réalisation, la zone spécifique de la membrane d'étanchéité primaire comporte une portion en saillie vers l'intérieur ou vers l'extérieur de la cuve.
Selon un mode de réalisation, l'élément isolant est un panneau isolant primaire et la garniture calorifuge est une couche de mousse polymère. Selon un autre mode de réalisation, l'élément isolant est un caisson comportant la plaque rigide externe, une plaque rigide interne et des entretoises s'étendant selon la direction d'épaisseur de la cuve entre la plaque rigide interne et la plaque rigide externe, la garniture calorifuge étant logée dans des compartiments ménagés entre les entretoises. Dans un tel mode de réalisation, la garniture calorifuge est choisie parmi les matériaux tels que la perlite, la laine de verre, la mousse de polyuréthane, la mousse de polyéthylène, la mousse de polychlorure de vinyle, les aérogels ou autres.
Selon un autre mode de réalisation, l'invention fournit également une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide présentant une paroi comportant, dans une direction d'épaisseur depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une structure porteuse, une barrière d'isolation thermique primaire et une membrane d'étanchéité primaire qui repose contre la barrière d'isolation thermique primaire et est destinée à être en contact avec le fluide stocké dans la cuve ;
la barrière d'isolation thermique primaire comportant quatre panneaux isolants primaires, chacun des panneaux isolants primaires comportant un coin adjacent à un coin des trois autres panneaux isolants primaires, chaque panneau isolant primaire comprenant une plaque rigide externe et une couche de mousse polymère qui est fixée sur la plaque rigide externe et est disposée entre le plaque rigide externe et la membrane d'étanchéité primaire, la couche de mousse polymère de chacun des panneaux isolants primaires présentant un évidement qui s'étend sur toute l'épaisseur de la mousse polymère au niveau dudit coin de telle sorte que la plaque rigide externe de chacun des panneaux isolants présente une zone d'appui qui déborde de la couche de mousse polymère, les évidements respectifs des quatre panneaux isolants primaires étant disposés de manière à déboucher les uns dans les autres et former un logement, un dispositif d'ancrage étant agencé pour retenir la zone d'appui de la plaque rigide externe de chacun des quatre panneaux isolants primaires vers la structure porteuse ;
la barrière d'isolation thermique primaire comportant quatre bouchons isolants qui sont chacun logés dans l'un des évidements des quatre panneaux isolants primaires respectifs et une cale isolante centrale qui est disposée au centre du logement, entre les quatre bouchons isolants de renfort de manière à maintenir les quatre bouchons isolants de renfort en position, chaque bouchon isolant de renfort s'étendant, selon la direction d'épaisseur, de l'une des zones d'appui jusqu'à de la membrane d'étanchéité primaire de manière à reprendre les efforts de compression susceptibles de s'exercer sur la membrane d'étanchéité primaire.
Une telle cuve est particulièrement avantageuse en ce que les bouchons isolants permettent de supporter efficacement la membrane d'étanchéité primaire et permettent de s'affranchir de la présence de lamages ménagés dans les panneaux isolants primaires et aptes à recevoir des plaques de fermeture.
Une cuve selon l'un des modes de réalisation précités 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 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.
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 paroi de cuve.
- La figure 2 est une vue en perspective d'un panneau isolant primaire de la paroi de cuve de la figure 1.
- La figure 3 est une vue en perspective d'une tôle métallique ondulée de la membrane d'étanchéité primaire.
- La figure 4 est une vue détaillée d'une zone de nœud de la tôle métallique ondulée de la figure 3.
- La figure 5 est une vue en perspective illustrant un dispositif d'ancrage permettant de fixer des panneaux isolants primaires de la barrière d'isolation thermique primaire sur la barrière d'isolation thermique secondaire.
- La figure 6 une vue en perspective de quatre panneaux isolants primaires adjacents et de quatre bouchons isolants de renfort qui sont chacun destinés à être disposés dans un évidemment de l'un de quatre panneaux isolants primaires, à la jonction entre lesdits panneaux isolants primaires. - La figure 7 est une vue de dessus de la membrane d'étanchéité primaire au niveau d'une zone de nœud positionnée à la jonction entre les coins des quatre panneaux isolants primaires adjacents, la membrane d'étanchéité primaire étant représentée en transparence de manière à permettre l'observation de la barrière d'isolation thermique primaire.
- La figure 8 est une vue en coupe de la barrière d'isolation thermique au niveau d'un dispositif d'ancrage.
- La figure 9 est une représentation schématique d'un bouchon isolant selon une variante de réalisation.
- La figure 10 est une représentation schématique écorchée d'une cuve de navire méthanier comportant des parois telles que représentées sur la figure 1 et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
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.
Sur la figure 1 , on a représenté la structure multicouche d'une paroi 1 d'une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide, tel que du gaz naturel liquéfié (GNL). Chaque paroi 1 de la cuve comporte successivement, dans le sens de l'épaisseur, depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une barrière d'isolation thermique secondaire 2 retenue à la structure porteuse 3, une membrane d'étanchéité secondaire 4 reposant contre la barrière d'isolation thermique secondaire 2, une barrière d'isolation thermique primaire 5 reposant contre la membrane d'étanchéité secondaire 4 et une membrane d'étanchéité primaire 6 destinée à être en contact avec le gaz naturel liquéfié contenu dans la cuve.
La structure porteuse 3 peut notamment comprendre des tôles métalliques autoporteuses ou, plus généralement, tout type de cloisons rigides 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 définissant la forme générale de la cuve, habituellement une forme polyédrique. La barrière d'isolation thermique secondaire 2 comporte une pluralité de panneaux isolants secondaires 7 ancrés à la structure porteuse au moyen de cordons de résine, non illustrés, et/ou de goujons, non illustrés, soudés sur la structure porteuse 3. Les panneaux isolants secondaires 7 présentent sensiblement une forme de parallélépipède rectangle et sont juxtaposés selon des rangées parallèles et séparées les uns des autres par des interstices 8 garantissant un jeu fonctionnel de montage. Les interstices 8 sont comblés avec une garniture calorifuge 9 telle que de la laine de verre, de la laine de roche ou de la mousse synthétique souple à cellules ouvertes par exemple. Les panneaux isolants secondaires 7 comportent chacun une couche de mousse polymère isolante prise en sandwich entre une plaque rigide interne et une plaque rigide externe. Les plaques rigides, interne et externe, sont, par exemple, des plaques de bois contreplaqué collées sur ladite couche de mousse polymère isolante. La mousse polymère isolante peut notamment être une mousse à base de polyuréthanne.
La membrane d'étanchéité secondaire 4 comporte une pluralité de tôles métalliques ondulées 10 ayant chacune une forme sensiblement rectangulaire. Les tôles métalliques ondulées 10 sont disposées de manière décalée par rapport aux panneaux isolants secondaires 7 de la barrière d'isolation thermique secondaire 2 de telle sorte que chacune desdites tôles métalliques ondulées 10 s'étende conjointement sur quatre panneaux isolants secondaires 7 adjacents.
Chaque tôle métallique ondulée 10 présente une première série d'ondulations 11 parallèles s'étendant selon une première direction et une seconde série d'ondulations 12 parallèles s'étendant selon une seconde direction. Les directions des séries d'ondulations 11 , 12 sont perpendiculaires l'une à l'autre. Chacune des séries d'ondulations 11 , 12 est parallèle à deux bords opposés des tôles métalliques ondulées 10. Les ondulations font saillie vers l'extérieur de la cuve, c'est-à-dire en direction de la structure porteuse 3. Les ondulations des tôles métalliques ondulées 10 sont logées dans des rainures 13 ménagées dans la plaque interne des panneaux isolants secondaires 7.
Les tôles métalliques ondulées 10 adjacentes sont soudées entre elles à recouvrement. En outre, les tôles métalliques ondulées 10 sont soudées sur des platines métalliques 14 qui sont fixées sur la plaque interne des panneaux isolants secondaires 7. Les tôles métalliques ondulées 10 comportent le long de leurs bords longitudinaux et au niveau de leur quatre coins des découpes permettant le passage de goujons 15 qui sont fixés sur les plaques rigides internes des panneaux isolants secondaires 7 et qui sont destinés à assurer la fixation de la barrière d'isolation thermique primaire 5 sur la barrière d'isolation thermique secondaire 2. Les tôles métalliques ondulées 10 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 e 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 .
Par ailleurs, la barrière d'isolation thermique primaire 5 comporte une pluralité de panneaux isolants primaires 16 de forme sensiblement parallélépipédique rectangle. Les panneaux isolants primaires 16 sont ici décalés par rapport aux panneaux isolants secondaires 7 de la barrière d'isolation thermique secondaire 2 de telle sorte que chaque panneau isolant primaire 16 s'étende sur quatre panneaux isolants secondaires 7.
Un panneau isolant primaire 16 est représenté de manière détaillée sur la figure 2. Chaque panneau isolant secondaire 16 présente une couche de mousse polymère 17 prise en sandwich entre deux plaques rigides, à savoir une plaque rigide externe 18 et une plaque rigide interne 19. Les plaques rigides, externe 18 et interne 19, sont par exemple en bois contreplaqué. De manière alternative, les plaques rigides, externe 18 et interne 19, sont réalisées dans une matière plastique, telle que le polychlorure de vinyle (PVC), le polyethylene terephtalate (PET), le polyethylene (PE), le copolymere acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), le polyurethane (PU) ou le polypropylene 25 (PP), optionnellement renforcée par des fibres.
La couche de mousse polymère 17 est par exemple de la mousse de polyuréthane, optionnellement renforcée par des fibres, tels que des fibres de verre. La mousse de polyuréthane présente une densité comprise entre 110 et 150 kg/m3, par exemple de l'ordre de 130 kg/m3. De manière alternative, la couche de mousse polymère est de la mousse de polyéthylène ou de la mousse de polychlorure de vinyle. Dans d'autres modes de réalisation, la mousse de polyuréthane présente une haute densité, c'est-à-dire une densité comprise entre 170 et 210 kg/m3.La plaque rigide interne 18 de chaque panneau isolant primaire 16 est équipée de platines métalliques 20, 21 pour l'ancrage des tôles métalliques ondulées 22 de la membrane d'étanchéité primaire 6. Les platines métalliques 20, 21 s'étendent selon deux directions perpendiculaires qui sont chacune parallèles à deux bords opposés des panneaux isolants primaires. Dans le mode de réalisation représenté, les platines métalliques 20 sont disposées le long de l'axe longitudinal de symétrie des panneaux isolants primaires 16 et les platines métalliques 21 sont disposées le long de l'axe transversal de symétrie des panneaux isolants primaires 16. Les platines métalliques 20, 21 sont fixées dans des lamages ménagés dans la plaque rigide interne 18 du panneau isolant primaire 16 et fixées à celui-ci, par des vis, des rivets ou des agrafes par exemple.
La membrane d'étanchéité primaire 6 est obtenue par l'assemblage d'une pluralité de tôles métalliques ondulées 22, dont l'une est représentée sur la figure 3. Les tôles métalliques ondulées 22 sont par exemple réalisées en acier inoxydable , en aluminium, en Invar ® : c'est-à-dire un alliage de fer et de nickel (tel que Fe- 36Ni) 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 de l'ordre de 7.10"6 K"1 Les tôles métalliques ondulées 22 présentent chacune une forme sensiblement rectangulaire. Chaque tôle métallique ondulée 22 comporte une première série d'ondulations parallèles 23 s'étendant selon une première direction et une seconde série d'ondulations 24 parallèles s'étendant selon une seconde direction perpendiculaire à la première série. Chacune des séries d'ondulations 23, 24 est parallèle à deux bords opposés de la tôle métallique ondulée 22 et à deux bords opposés des panneaux isolants primaires 16. Les ondulations font saillie vers l'intérieur de la cuve.
Chaque tôle métallique ondulée 22 comporte entre les ondulations, une pluralité de surfaces planes 25 en appui contre les plaques internes 18 des panneaux isolants primaires 16. Au niveau de chaque croisement entre deux ondulations 22, 23, la tôle métallique comporte une zone de nœud 26, telle que représentée sur la figure 4. La zone de nœud 26 comporte une portion centrale 27 présentant un sommet en saillie vers l'intérieur de la cuve. Par ailleurs, la portion centrale 27 est bordée, d'une part, par une paire d'ondulations concaves 28, 29 formées dans la crête de l'ondulation 23 la plus haute et, d'autre part, par une paire de renfoncements 30 dans lesquels pénètre l'ondulation la plus basse. La zone de nœud 26 comporte en outre quatre pieds 31 , 32 dont seule deux sont visibles sur la figure 4. Les quatre pieds 31 , 32 sont chacun disposés à la jonction entre la zone de nœud et la zone d'angle adjacente de l'une des quatre surfaces planes 25 voisines de ladite zone de nœud 26. L'appui de la zone de nœud 26 sur la barrière thermiquement isolante primaire 5 est réalisé au niveau desdits pieds 31 , 32. Ainsi, les efforts de compression susceptibles de s'exercer sur la zone de nœud 26 sont transmis à la barrière thermiquement isolante primaire 5 au niveau desdits pieds 31 , 32.
En revenant à la figure 1 , l'on observe que les tôles métalliques ondulées
22 de la membrane d'étanchéité primaire 6 sont disposées de manière décalée par rapport aux panneaux isolants primaires 16 de telle sorte que chacune desdites tôles métalliques ondulées 22 s'étende conjointement sur quatre panneaux isolants primaires 16 adjacents. Les tôles métalliques ondulées 22 sont soudées entre elles à recouvrement et sont en outre soudées le long de leur bords sur les platines métalliques 20, 21 qui sont fixées sur les panneaux isolants primaires 16.
Comme représenté sur la figure 1 , les tôles métalliques ondulées 22 sont disposées de telle sorte qu'une ondulation 23a s'étende en vis-à-vis de chaque interstice, orienté selon la direction longitudinale des panneaux isolants primaires 16, entre deux panneaux isolants primaires adjacents 16 et qu'une ondulation 24a s'étende en vis-à-vis de chaque interstice, orienté transversalement, entre deux panneaux isolants primaires adjacents 16. Dès lors, une zone de nœud 26 de la membrane d'étanchéité primaire 6 se situe en regard de chaque croisement entre deux interstices séparant des panneaux isolants primaires 16.
Comme représenté sur les figures 1 , 2 et 5, chaque panneau isolant primaire 16 comporte un ou plusieurs évidements 35 le long de chacun de ses deux bords longitudinaux et un évidement 36 au niveau de chacun de ses coins. Chaque évidement 35, 36 traverse la plaque rigide interne 18 et s'étend sur toute l'épaisseur de la couche de mousse polymère 17. Au niveau de chacun des évidements 35, 36, la plaque rigide externe 19 déborde par rapport à la couche de mousse polymère 17 et à la plaque rigide interne 18 de manière à former une zone d'appui 37 coopérant avec un dispositif d'ancrage 38. Chaque évidement 35 formé dans le bord de l'un des panneaux isolants primaires 16 est disposé en regard d'un évidement 35 formé dans le bord en vis-à-vis d'un panneau isolant primaire 16 adjacent. Ainsi, un unique dispositif d'ancrage 38 peut coopérer avec deux zones d'appui 37 appartenant respectivement à l'un et à l'autre des deux panneaux isolants primaires 16 adjacents. En outre, comme illustré sur la figure 5, chaque évidement 36 ménagé au niveau de l'un des coins des panneaux isolants primaires 16 débouche en regard des évidements 36 ménagés au niveau des coins adjacents des trois panneaux isolants primaires 16 adjacents. Les quatre évidements 36 forment ainsi ensemble un logement 39 en forme de croix. Dès lors, un unique dispositif d'ancrage 38 peut coopérer avec les quatre zones d'appui 37 des quatre panneaux isolants primaires 16 adjacents.
Comme illustré sur les figures 5 et 8, chaque dispositif d'ancrage 38 coopère avec un goujon 15 fixé sur la plaque rigide externe des panneaux isolants secondaires 7. Pour ce faire, chaque dispositif d'ancrage 38 comporte un organe de retenue 40 fixé sur l'un des goujons 15. Chaque organe de retenue 40 comporte des pattes qui sont chacune logées à l'intérieur de l'un des évidements 36. Ainsi, au niveau des coins des panneaux isolants primaires 16, l'organe de retenue 40 présente une forme de x comprenant quatre pattes qui sont chacune logées à l'intérieur d'un évidement 36 de l'un des quatre panneaux isolants primaires 16 adjacents. Au niveau des bords longitudinaux des panneaux isolants primaires 16, l'organe de retenue présente une forme sensiblement rectiligne.
Chaque patte de l'organe de retenue 40 vient en appui contre l'une des zones d'appui 37, c'est-à-dire la portion de la paque externe 19 débordant par rapport à la plaque externe 18 et à le couche de mousse polymère 17, de telle sorte que chaque zone d'appui 37 soit prise en sandwich entre l'une des pattes de l'organe de retenue 40 et la membrane d'étanchéité secondaire 4 qui repose contre la barrière d'isolation thermique secondaire 2.
L'organe de retenue 40 comporte un alésage enfilé sur le goujon 15. Un écrou 41 coopère avec un filetage du goujon 15 de manière à assurer la fixation de l'organe de retenue 40 sur le goujon 15. En outre, dans le mode de réalisation illustré, une ou plusieurs rondelles élastiques, telle que des rondelles de Belleville 42 sont enfilées sur le goujon 15, entre l'écrou 41 et l'organe de retenue 40, ce qui permet d'assurer un ancrage élastique des panneaux isolants primaires 16 sur les panneaux isolants secondaires 7.
En relation avec les figures 6, 7 et 8, l'on observe la structure de la barrière d'isolation thermique primaire 5 au niveau d'un dispositif d'ancrage 38 agissant sur les coins de quatre panneaux isolants primaires 16 adjacents. La barrière d'isolation thermique primaire 5 comporte quatre bouchons isolants de renfort 43 qui sont chacun logés dans l'évidement 37 de l'un des panneaux isolants primaires 16 de manière à assurer une continuité de l'isolation thermique. Les bouchons isolants de renfort 43 présente chacun sensiblement une forme complémentaire à celle de l'un des évidements 37. La barrière d'isolation thermique primaire 5 comporte également une cale isolante 44 qui est disposée au centre du logement 39 entre les quatre bouchons isolants de renfort 43. La cale isolante 44 permet ainsi de maintenir lesdits bouchons isolants de renfort 43 en position tout en assurant une continuité de l'isolation thermique.
Chaque bouchon isolant de renfort 43 s'étend, selon la direction d'épaisseur de la paroi, de l'une des zones d'appui 37 de la plaque rigide externe 19 jusqu'à affleurer à la plaque rigide interne 18 des panneaux isolants primaires 16. Ainsi, chaque bouchon isolant de renfort 43 est apte à rependre des efforts de compression s'exerçant dans la zone de la membrane d'étanchéité primaire 6 en regard. En particulier, comme représenté sur la figure 7, chaque bouchon isolant de renfort 48 supporte l'un des pieds 31 , 32, 33, 34 de la zone de nœud 26 en regard de la membrane d'étanchéité primaire 6. Les zones de nœud 26 de la membrane d'étanchéité primaire 6 étant particulièrement sensibles aux chocs et impacts résultant du mouvement du fluide à l'intérieur de la cuve, le support des pieds 31 , 32, 33, 34 de la zone de nœud 26 sur la barrière thermiquement isolante primaire 5 est critique pour assurer une résistance satisfaisante de la barrière d'isolation thermique primaire 5. Aussi, chaque bouchon isolant de renfort 43 présente une fonction structurelle de reprise des efforts de compression s'exerçant sur la zone de nœud, selon la direction d'épaisseur de la paroi de cuve. Comme illustré sur la figure 8, chaque bouchon isolant de renfort peut être partiellement en appui contre la plaque rigide interne et partiellement en appui contre l'organe de retenue 40 du dispositif d'ancrage 38.
Pour ce faire, chaque bouchon isolant de renfort 43 comporte une couche de mousse polymère 45 qui présente une limite d'élasticité en compression au moins égale à 80 % de celle de la couche de mousse polymère 17 des panneaux isolants primaires 16 et par exemple supérieure ou égale à celle-ci. Pour ce faire, selon un mode de réalisation, la couche de mousse polymère 45 des bouchons isolants de renfort 43 présente une densité supérieure à celle de la couche de mousse polymère 17 des panneaux isolants primaires 16 et de préférence plus de 1 ,2 fois supérieure. A titre d'exemple, la couche de mousse polymère 45 des bouchons isolants de renfort 43 présente une densité comprise entre 180 et 240 kg/m3, par exemple de l'ordre de 210 kg/m3. Selon un mode de réalisation, la couche de mousse polymère 45 des bouchons isolants de renfort 43 est en mousse de polyuréthane. De manière alternative, la couche de mousse polymère est de la mousse de polyéthylène ou de la mousse de polychlorure de vinyle.
De manière complémentaire ou alternative à une densité de la couche de mousse polymère 45 supérieure à celle des panneaux isolants primaires 16, la couche de mousse polymère 45 peut être renforcée par des fibres, par exemple au moyen d'un treillis de fibres de verre ce qui contribue également à augmenter la limite d'élasticité en compression du matériau. Les fibres sont de préférence orientées selon la direction d'épaisseur de la paroi, ce qui améliore encore davantage la tenue en compression des bouchons isolants de renfort 43.
En outre, dans le mode de réalisation représenté, chaque bouchon isolant de renfort 43 comporte une plaque rigide externe 46, en bois contreplaqué, affleurant la plaque rigide externe 18 des panneaux isolants primaires 16. Dans une variante alternative non représenté, chaque bouchon isolant de renfort 43 ne comporte pas de plaque rigide externe 46 et la couche de mousse polymère 45 de chacun des bouchons isolants de renfort 43 affleure la surface interne des panneaux isolants primaires 16.
La cale isolante 44 est par exemple formée dans un mousse polymère. Comme représenté sur la figure 7, la cale isolante 44 ne supporte pas les pieds d'appui 31 , 32, 33, 34 de la zone de nœud 26. Ainsi, la mousse polymère de la cale isolante 44 peut présenter une limite d'élasticité en compression inférieure, et par conséquent une densité inférieure, à celles de la couche de mousse polymère 45 des bouchons isolants de renfort 43. Ainsi, selon un mode de réalisation, la cale isolante 44 est réalisée en mousse de polyuréthane présentant une densité comprise entre 110 et 150 kg/m3, par exemple de l'ordre de 120 kg/m3. La cale isolante 44 est optionnellement renforcée par des fibres, tels que des fibres de verre. La cale isolante 44 peut également être réalisée en mousse de polyéthylène ou en mousse de polychlorure de vinyle.
Notons que de manière avantageuse, les bouchons isolants de renfort 43 ne sont pas collés aux panneaux isolants primaires 6 de sorte que tous les efforts transitent par compression dans lesdits bouchons isolants de renfort 43.
De manière optionnelle, comme représenté sur la figure 6, un dispositif de maintien 47 est apte à assurer le maintien de chacun des bouchons isolants de renfort 43 dans un évidement 36 respectif, préalablement au positionnement de la cale isolante 44 dans le logement 39. Le dispositif de maintien comporte quatre taquets 48 qui sont chacun fixés sur l'un des coins de la plaque rigide interne 18 de l'un des panneaux isolants primaires 16. Chaque taquet 48 comporte une portion 49 dirigée selon la direction d'épaisseur de la paroi, entre l'un des bouchons isolants de renfort 43 et la zone centrale du logement 39, de manière à retenir ledit bouchon isolant de renfort 43 dans l'évidement 36 respectif.
La figure 9 représente un bouchon isolant de renfort 50 selon une variante de réalisation. Dans cette variante de réalisation, le bouchon isolant de renfort 50 présente une forme complémentaire à celle du logement 39 en forme de X ménagé au niveau des coins de quatre panneaux isolants primaires 16 adjacents. Ainsi, un même bouchon isolant de renfort 50 permet de supporter les quatre pieds d'appui 31 , 32, 33, 34 de la zone de nœud 26 et de boucher les quatre évidements 36 ménagés dans les quatre coins adjacents des panneaux isolants primaires 16.
Le bouchon isolant de renfort 50 comporte une couche de mousse polymère présentant des caractéristiques identiques à celles de bouchons isolants de renfort 43 décrits ci-dessus. Selon une variante de réalisation, le bouchon isolant de renfort 50 comporte en outre une plaque rigide interne qui est fixée sur la couche de mousse polymère.
Des bouchons isolants de renfort 43, 50 tels que décrits précédemment sont avantageusement disposés au niveau des zones d'ancrage des coins des panneaux isolants primaire 16, uniquement dans les zones des parois de la cuve qui sont les plus soumises aux chocs résultants du mouvement du fluide à l'intérieur de la cuve.
En outre, de tels bouchons isolants de renforts 43, 50 peuvent également être logés dans les évidements 35 ménagé le long de chacun des deux bords longitudinaux des panneaux isolants primaires 16. Ceci est particulièrement avantageux lorsque lesdits évidements 35 sont ménagés en regard d'au moins un pied d'une zone de nœud 26 de la membrane d'étanchéité primaire 6.
En outre, dans d'autres modes de réalisation non illustrés, les évidements qui ménagent les zones d'appui et dans lesquels sont logés les bouchons isolants de renfort 43, 50 ne sont ménagés ni au niveau de l'un des bords du panneau isolant primaire 16, ni au niveau d'un de ses coins, et passent au travers de la couche de mousse polymère 17.
En outre, les évidements peuvent présenter des formes différentes que celles décrites ci-dessus. En particulier, le logement formé par les quatre évidements ménagés au niveau de coins des panneaux isolants primaires adjacents ne présente pas nécessairement une forme de croix et peut également présenter une forme de cylindre, de polyèdre ou autre.
En outre, selon l'invention, la zone spécifique de la membrane d'étanchéité primaire 6 qui repose contre l'un de bouchons isolants de renfort n'est pas nécessairement une zone de nœud 26 de la membrane d'étanchéité primaire 6 comme dans les modes de réalisation décrits précédemment et peut être constituée de toute zone de la membrane d'étanchéité primaire comportant une zone en saillie vers l'intérieur de la cuve, telle qu'une simple ondulation ou autre. La zone spécifique de la membrane d'étanchéité primaire peut également être une zone en saillie vers l'extérieur de la cuve, telle que 'une zone de nœud de la membrane d'étanchéité primaire à la rencontre entre deux ondulations de la membrane d'étanchéité priumaire qui font saillie vers l'extérieur de la cuve.
En référence à la figure 10, 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 membrane d'étanchéité primaire destinée à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une membrane d'étanchéité secondaire agencée entre la membrane d'étanchéité primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières isolantes agencées respectivement entre la membrane d'étanchéité primaire et la membrane d'étanchéité secondaire et entre la membrane d'étanchéité secondaire et la double coque 72.
De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 71.
La figure 10 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.
Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en œuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims

REVENDICATIONS
1. Cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide présentant une paroi (1) comportant, dans une direction d'épaisseur, depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une structure porteuse (3), une barrière d'isolation thermique primaire (5) et une membrane d'étanchéité primaire (6) qui repose contre la barrière d'isolation thermique primaire (5) et est destinée à être en contact avec le fluide stocké dans la cuve ;
la barrière d'isolation thermique primaire (5) comportant un panneau isolant primaire (16) comprenant une plaque rigide externe (19) et une couche de mousse polymère (17) qui est fixée sur la plaque rigide externe (19) et est disposée entre la plaque rigide externe (19) et la membrane d'étanchéité primaire (6), la couche de mousse polymère (17) présentant un évidement (35, 36) qui s'étend sur toute l'épaisseur de la couche de mousse polymère (17) et qui ménage, au niveau de la plaque rigide externe (19), une zone d'appui (37), la zone d'appui (37) de la plaque rigide externe (19) coopérant avec un dispositif d'ancrage (38), le dispositif d'ancrage (38) étant en appui contre la zone d'appui (37) de la plaque rigide externe (19) de manière à la retenir vers la structure porteuse (3),
la membrane d'étanchéité primaire (6) comportant une zone spécifique (26) qui est disposée à l'aplomb de la zone d'appui (37) et qui comporte une portion (27) en saillie vers l'intérieur de la cuve ;
la barrière d'isolation thermique primaire (5) comportant un bouchon isolant de renfort (43) qui est logé dans l'évidement (35, 36) de manière à assurer une continuité de l'isolation thermique de la barrière d'isolation thermique primaire (5), ledit bouchon isolant de renfort (43) s'étendant, selon la direction d'épaisseur, de la zone d'appui (37) de la plaque rigide externe (19) jusqu'à la zone spécifique de la membrane d'étanchéité primaire (6) de manière à reprendre les efforts de compression susceptibles de s'exercer sur la zone spécifique (26) de la membrane d'étanchéité primaire (6) ; le bouchon isolant de renfort (43) comporte une couche de mousse polymère (45) présentant une limite d'élasticité en compression supérieure ou égale à 80 % de celle de la couche de mousse polymère (17) du panneau isolant primaire (16).
2. Cuve selon la revendication 1 , dans laquelle la membrane d'étanchéité primaire (6) est une membrane ondulée comprenant au moins deux ondulations (23,24) en saillie vers l'intérieur de la cuve qui se coupent au niveau d'une zone de nœud (26), ladite zone de nœud (26) comportant un pied (31 , 32, 33, 34) en appui contre le bouchon isolant de renfort (43).
3. Cuve selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la couche de mousse polymère (45) du bouchon isolant de renfort (43) présentant une densité supérieure ou égale à la densité de la couche de mousse polymère du panneau isolant primaire (16).
4. Cuve selon la revendication 3, dans laquelle la densité de la couche de mousse polymère (45) du bouchon isolant de renfort (43) est plus de 1 ,2 fois supérieure à la densité de la couche de mousse polymère (17) du panneau isolant primaire (16).
5. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la couche de mousse polymère (17) du panneau isolant primaire (16) présente une densité comprise entre 110 et 150 kg/m3.
6. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la couche de mousse polymère (45) du bouchon isolant de renfort (43) présente une densité comprise entre 180 et 240 kg/m3.
7. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la barrière d'isolation thermique primaire (5) comporte deux panneaux isolants primaires (16) adjacents comprenant chacun une plaque rigide externe (19) et une couche de mousse polymère (17) qui est fixée sur la plaque rigide externe (19) et est disposée entre la plaque rigide externe (19) et la membrane d'étanchéité primaire (6), la couche de mousse polymère (17) de chacun des panneaux isolants primaires (16) présentant un évidement (35, 36) qui s'étend sur toute l'épaisseur de la couche de mousse polymère (17) et est ménagé en bordure dudit panneau isolant primaire (16) de telle sorte que la plaque rigide externe (19) de chacun des panneaux isolants primaires présente une zone d'appui (37) qui déborde de la couche de mousse polymère (17), les évidements (35, 36) respectifs des deux panneaux isolants primaires (16) étant disposés de manière à déboucher l'un dans l'autre, le dispositif d'ancrage (40) étant agencé pour retenir la zone d'appui de la plaque rigide externe (19) de l'un et l'autre des deux panneaux isolants primaires vers la structure porteuse (3).
8. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle la barrière d'isolation thermique primaire (5) comporte quatre panneaux isolants primaires (16), chacun des panneaux isolants primaires (16) comportant un coin adjacent à un coin des trois autres panneaux isolants primaires (16), chaque panneau isolant primaire (16) comprenant une plaque rigide externe (19) et une couche de mousse polymère (17) qui est fixée sur la plaque rigide externe (19) et est disposée entre le plaque rigide externe (19) et la membrane d'étanchéité primaire (6), la couche de mousse polymère (17) de chacun des panneaux isolants primaires (16) présentant un évidement (36) qui s'étend sur toute l'épaisseur de la couche de mousse polymère (17) au niveau dudit coin de telle sorte que la plaque rigide externe (19) de chacun des panneaux isolants primaires (16) présente une zone d'appui (37) qui déborde de la couche de mousse polymère (17), les évidements (36) respectifs des quatre panneaux isolants primaires (16) étant disposés de manière à déboucher les uns dans les autres et former un logement (39), le dispositif d'ancrage (40) étant disposé dans le logement (39) et étant agencé pour retenir la zone d'appui (37) de la plaque rigide externe (19) de chacun des quatre panneaux isolants primaires (16) vers la structure porteuse (3).
9. Cuve selon la revendication 8, dans laquelle la barrière d'isolation thermique primaire (5) comporte quatre bouchons isolants de renfort (43) qui sont chacun logés dans l'un des évidements (36) des quatre panneaux isolants primaires (16) respectifs et une cale isolante (44) qui est disposée au centre du logement (39), entre les quatre bouchons isolants de renfort (43) de manière à maintenir les quatre bouchons isolants de renfort (43) en position, chacun des bouchons isolants de renfort (43) s'étendant selon la direction d'épaisseur, de la zone d'appui (37) de la plaque rigide externe (19) de l'un des panneaux isolants primaires jusqu'à la zone spécifique (26) de la membrane d'étanchéité primaire (6) ; chaque bouchon isolant de renfort (43) comportant une couche de mousse polymère (45) présentant une limite d'élasticité en compression supérieure à celle de la couche de mousse polymère du panneau isolant primaire (16).
10. Cuve selon la revendication 8, dans laquelle le bouchon isolant de renfort (50) présente une forme complémentaire à la forme du logement (39).
11. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle le dispositif d'ancrage (38) comporte un organe de retenue (40) comprenant une patte venant en appui contre chaque zone d'appui (37) et un goujon (15) fixé directement ou indirectement à la structure porteuse (3), l'organe de retenue (40) étant fixé sur le goujon (15).
12. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , dans laquelle le ou chaque panneau isolant primaire (16) comporte une plaque rigide interne (18) fixée à la couche de mousse polymère (17) et disposée entre le couche de mousse polymère isolante (17) et la membrane d'étanchéité primaire (6) et dans laquelle le ou chaque bouchon isolant de renfort (43) comporte une plaque rigide externe (46) affleurant la plaque rigide externe (19) du panneau isolant.
13. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, comprenant en outre une barrière d'isolation thermique secondaire (2) reposant contre la structure porteuse (3) et une membrane d'étanchéité secondaire (4) reposant contre la barrière d'isolation thermique secondaire (2) et contre laquelle repose la barrière d'isolation thermique primaire (5).
14. Cuve selon la revendication 13, dans laquelle la barrière d'isolation thermique secondaire (2) comporte un panneau isolant secondaire (7) ancré à la structure porteuse (3), le dispositif d'ancrage (38) étant fixé sur le panneau isolant secondaire (7) et assurant ainsi un ancrage du ou des panneaux isolants primaires (16) sur le panneau isolant secondaire (7).
15. 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 14 disposée dans la coque.
16. Procédé de chargement ou déchargement d'un navire (70) selon la revendication 15, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve du navire (71).
17. Système de transfert pour un fluide, le système comportant un navire (70) selon la revendication 15, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entraîner un 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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