EP3821167B1 - Paroi de cuve comportant une membrane d'étanchéite présentant une ondulation ayant une portion curviligne renforcée - Google Patents

Paroi de cuve comportant une membrane d'étanchéite présentant une ondulation ayant une portion curviligne renforcée Download PDF

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EP3821167B1
EP3821167B1 EP19742454.2A EP19742454A EP3821167B1 EP 3821167 B1 EP3821167 B1 EP 3821167B1 EP 19742454 A EP19742454 A EP 19742454A EP 3821167 B1 EP3821167 B1 EP 3821167B1
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EP
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curvilinear
reinforcement
tank wall
tank
edge
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Vincent Berger
Marc BOYEAU
Mohamed Sassi
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Gaztransport et Technigaz SA
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Definitions

  • the invention relates to the field of sealed tanks with corrugated sealing membrane, for the storage and/or transport of a fluid, such as liquefied gas.
  • Tight membrane tanks are used in particular for the storage of liquefied natural gas (LNG), which is stored, at atmospheric pressure, at approximately -163°C or for the storage of Liquefied Petroleum Gas (LPG). These tanks can be installed on land or on a floating structure. In the case of a floating structure, the tank may be intended for the transport of liquefied gas or to receive liquefied gas serving as fuel for the propulsion of the floating structure.
  • LNG liquefied natural gas
  • LPG Liquefied Petroleum Gas
  • tanks with corrugated sealing membranes are known, the sealing membrane of which, intended to be in contact with the liquefied gas contained in the tank, is reinforced using elements of reinforcement.
  • the reinforcing elements are arranged under the undulations of the waterproofing membrane, between said waterproofing membrane and the thermally insulating barrier supporting this waterproofing membrane.
  • Such reinforcing elements make it possible to reduce the stresses which are likely to be caused, in the waterproofing membrane, by a multitude of factors, including thermal shrinkage when the tank is cooled, the bending effect of the ship's beam, and the dynamic pressure due to the movement of the cargo, in particular due to swell.
  • These reinforcing elements are generally hollow in order to allow gas to circulate between the corrugations and the thermally insulating barrier by passing through the reinforcing elements.
  • Such tanks are described in particular in the documents FR2936784 , FR2963818 Or FR3039248 .
  • the reinforcing elements disclosed in the aforementioned documents are generally made from rectilinear profiles and are therefore placed in the rectilinear portions of the corrugations.
  • curvilinear portions of the undulations are notably present in specific zones of the tank, for example in a corner zone between two walls, in the zone of a support foot intended to provide guidance for a loading tower/ unloading or in the area of a dome intended to evacuate gas or liquid.
  • KR20130113772 also discloses a reinforcing device arranged inside a rectilinear portion of a corrugation.
  • the reinforcement device comprises a plurality of reinforcement sections which each have a profiled shape developing in a rectilinear direction and which are connected to each other by connecting members.
  • An idea underlying the invention is to propose a waterproof and thermally insulating tank wall comprising a sealing membrane equipped with an undulation having a curvilinear portion and further comprising a curvilinear reinforcement device which is simple to produce and which makes it possible to reliably reinforce said curvilinear portion.
  • the invention provides a tank wall comprising a thermally insulating barrier and a sealing membrane resting on the thermally insulating barrier, the sealing membrane comprising an undulation having a curvilinear portion developing in a curvilinear direction and at least one curvilinear reinforcement device arranged inside the curvilinear portion, between the sealing membrane and the thermally insulating barrier so as to reinforce said curvilinear portion, said curvilinear reinforcement device comprising a plurality of reinforcement sections which each have a profiled shape developing in a rectilinear direction, the curvilinear reinforcement device further comprising a connecting member connecting said reinforcement sections so as to maintain them in a position in which, in projection in a plane parallel to the wall of tank, the rectilinear direction of each of the reinforcement sections is oriented tangentially to the curvilinear direction.
  • curvilinear portion of the corrugation is reinforced by means of a curvilinear reinforcement device which is capable of ensuring reliable support and this by means of reinforcement sections which have a rectilinear profiled shape and which are therefore simpler to produce than reinforcing elements which would be formed in a curvilinear profile.
  • such a tank wall may have one or more of the following characteristics.
  • each reinforcing section has an opening through which the connecting member is fitted.
  • each reinforcement section comprises a sole resting against the thermally insulating barrier.
  • each sole comprises two side walls and a flat lower wall which rests against the thermally insulating barrier and which connects the two side walls, said opening being defined by the side walls and the lower wall.
  • the connecting member is a rail which has a curvilinear part extending in the curvilinear direction of the curvilinear portion and which has a curvilinear internal edge and a curvilinear external edge having a greater curvature than that of the curvilinear internal edge.
  • one of the internal curvilinear and external curvilinear edges comprises alternating projections and hollows forming a crenellation, each projection being housed in the opening of one of the reinforcement sections.
  • the recesses between the projections make it possible to create clearances facilitating the installation of the reinforcing sections in the curvilinear part of the connecting member.
  • the crenellation is provided in the curvilinear internal edge of the rail.
  • the crenellation is provided in the curvilinear external edge of the rail.
  • At least one of the reinforcing sections has a hollow envelope and secant reinforcing webs which extend inside the hollow envelope from one edge to the other of said hollow envelope . This makes it possible to increase the rigidity of the reinforcement sections.
  • the reinforcing sails intersect in a plane of symmetry of the reinforcing section.
  • each reinforcing section comprises two reinforcing sails arranged in the shape of an X.
  • each reinforcement section comprises a support portion which has a shape adapted to the internal shape of the corrugation.
  • the support portion has an external shape of a semi-elliptical dome.
  • the curvilinear portion has an internal curvilinear edge and an external curvilinear edge having a greater curvature than the internal curvilinear edge, at least one of the reinforcement sections having two ends which are each inclined relative to the rectilinear direction of said reinforcement section so that said reinforcement section widens from the internal curvilinear edge towards the external curvilinear edge of the curvilinear portion.
  • the reinforcement sections at the internal curvilinear edge are joined together.
  • the two ends of the reinforcement section each extend in a plane which is orthogonal to a tangent to the curvilinear direction, at the intersection between said plane and the curvilinear direction.
  • the two ends of said reinforcement section each extend in a plane parallel to the direction of thickness of the tank wall.
  • angles formed by the plane of two ends of each reinforcement section with respect to the rectilinear direction of said reinforcement section are of the same value and in opposite directions.
  • the corrugation comprises two rectilinear portions arranged on either side of the curvilinear portion, in the extension thereof, a reinforcing element being arranged in each of the two rectilinear portions, between the membrane of sealing and the thermally insulating barrier, the body of connection being fitted into an opening formed in at least one of the reinforcing elements.
  • the curvilinear portion is arranged near a corner zone of said tank wall.
  • the curvilinear portion is arranged near a singular zone of said tank wall in which the flatness of the sealing membrane is interrupted.
  • the singular zone comprises a support foot intended to provide guidance for a loading/unloading tower.
  • the singular zone comprises a dome intended to evacuate gas or liquid.
  • the invention also provides a tank comprising a aforementioned tank wall.
  • the invention also provides a ship comprising a supporting structure and a aforementioned tank anchored in said supporting structure.
  • the invention also provides a method of loading or unloading such a vessel, in which a fluid is conveyed through insulated pipes from or to a floating or terrestrial storage installation to or from the tank of the ship.
  • the invention also provides a transfer system for a fluid, the system comprising the aforementioned vessel, insulated pipes arranged so as to connect the tank installed in the hull of the vessel to a floating or land storage installation and a pump for driving fluid through the insulated pipelines to or from the floating or land-based storage facility to or from the vessel tank.
  • a wall 1 for a waterproof and thermally insulating tank intended for the storage of a liquefied gas.
  • the liquefied gas may in particular be Liquefied Natural Gas (LNG) or Liquefied Petroleum Gas (LPG).
  • Each wall 1 comprises a multilayer structure which successively presents, from the outside towards the inside, according to the direction of thickness of the wall, at least one primary thermally insulating barrier 2 resting directly or indirectly against a supporting structure, not illustrated on there figure 1 , and a primary sealing membrane 3 intended to be in contact with the liquefied gas contained in the interior space of the tank.
  • each wall 1 can further comprise a secondary thermally insulating barrier resting against the supporting structure and a secondary sealing membrane anchored on the secondary thermally insulating barrier and against which the primary thermally insulating barrier rests.
  • the supporting structure is for example formed by the double hull of a ship but can more generally be formed from any type of rigid partition having appropriate mechanical properties.
  • the primary thermally insulating barrier 2 comprises a plurality of heat-insulating elements 4 which are anchored to the supporting structure, either directly or by being anchored to a secondary thermally insulating barrier, itself anchored to the supporting structure.
  • the heat-insulating elements 4 are juxtaposed with each other and jointly form a flat support surface on which the primary waterproofing membrane 3 is anchored.
  • each heat-insulating element 4 is equipped with metal plates 5 for anchoring the edge of the metal sheets of the primary waterproofing membrane 3.
  • the metal plates 5 extend in two directions perpendicular to each other.
  • Each heat-insulating element 5 comprises a layer of polymer foam 6 and at least one internal plate 7, rigid, for example made of plywood, which is fixed on the layer of polymer foam 6.
  • the metal plates 23 are placed in recesses provided on the internal surface of the internal plate 7 such that the internal surface of the metal plates 23 is flush with the internal surface of the internal plate 7.
  • the primary sealing membrane 3 comprises a plurality of corrugated metal sheets which are overlap welded to each other in a sealed manner and welded to the metal plates 23 so as to anchor the primary sealing membrane 3 to the primary thermally insulating barrier 2.
  • Each metal sheet comprises a first series of parallel corrugations, called high corrugations 8, and a second series of parallel corrugations, called low corrugations 9, which extend perpendicular to the corrugations 8 of the first series.
  • high corrugations 8 a first series of parallel corrugations
  • low corrugations 9 which extend perpendicular to the corrugations 8 of the first series.
  • the terms “high” and “low” have a relative meaning and mean that the undulations 9, called low, have a height lower than the undulations 8, called high.
  • the undulations 8, 9 have identical heights.
  • the primary sealing membrane 3 comprises a node zone 10.
  • the node zone 10 comprises a central portion 11 having a peak projecting towards the interior of the tank. Furthermore, the central portion 11 is bordered, on the one hand, by a pair of concave undulations 12 formed in the crest of the high undulation 8 and, on the other hand, by a pair of recesses 13 into which the low ripple 9.
  • the corrugations 8, 9 of the metal sheets allow the primary sealing membrane 3 to be flexible in order to be able to deform under the effect of thermal and mechanical stresses generated by the liquefied gas stored in the tank.
  • corrugated metal sheets can in particular be made of stainless steel, aluminum, invar ® , that is to say an alloy of iron and nickel whose expansion coefficient is typically between 1, 2.10 -6 and 2.10 -6 K -1 , or in an iron alloy with a high manganese content whose expansion coefficient is typically of the order of 7.10 -6 K -1 .
  • the metal sheet has a thickness of approximately 1.2 mm. Other thicknesses are also possible, knowing that a thickening of the metal sheet leads to an increase in its cost and generally increases the rigidity of the corrugations.
  • the tank wall 1 comprises a plurality of reinforcing elements 14, 15 which are arranged inside the corrugations 8, 9 and arranged between the primary sealing membrane 3 and the primary thermally insulating barrier 2.
  • Such elements reinforcements 14, 15 aim to support and reinforce the undulations 8, 9 of the primary sealing membrane 3.
  • Each reinforcing element 14, 15 comprises a hollow envelope which constitutes the main body of the reinforcing element 14, 15 and which is inserted in an undulation 8, 9 of the primary sealing membrane 3.
  • Each reinforcing element 14, 15 has a profiled shape of constant section.
  • the two longitudinal ends 16, 17 of each reinforcing element 14 intended to be arranged in one of the high undulations 8 are cut along a plane inclined relative to the longitudinal axis of said reinforcing element 14.
  • the two longitudinal ends 18, 19 of the reinforcing elements 15 intended to be arranged in the lower undulations 9 can for their part be cut orthogonal to the longitudinal direction of said reinforcing elements 15.
  • Each reinforcing element 14, 15 can be manufactured to any desired length.
  • the length of the reinforcing element 14, 15 is preferably substantially equal to the inter-corrugation interval between the corrugations which intersect the corrugation in which said reinforcing element 14, 15 is inserted. More precisely, for the reinforcing elements 14 intended to reinforce the high corrugations 8, the length of the hollow envelope at the top is for example equal to the length of the portion of the high corrugation which has a uniform section between two zones of knot 11. This portion with a uniform section stops when the high undulation 8 presents a slight lateral constriction marking the beginning of the knot zone 11.
  • the inclination of the longitudinal ends 16, 17 of the reinforcing elements 14 hollows corresponds substantially to the inclination of this lateral constriction, so that the hollow envelope of said reinforcing elements approaches as close as possible to the node zone 11 to optimize the support of the high corrugation 8.
  • the reinforcing elements 14, 15 are made of metal, such as aluminum or an alloy or of polymer material, such as polyethylene, polycarbonate or polyether imide, advantageously reinforced by fibers, such as than glass fibers.
  • THE figures 5 and 6 respectively represent the section of a reinforcing element 15, 14 intended to reinforce a lower corrugation 9 and a higher corrugation 8.
  • the hollow envelope comprises a lower sole 20 and a support portion 21, superior.
  • the support portion 21 can be produced according to various geometries, as illustrated for example in the document FR2936784 , depending in particular on the geometry of the undulations 8, 9 of the primary sealing membrane 3.
  • the external shape of the support portion 21 is adapted to the shape interior of the corrugation 8, 9 in which the reinforcing element 14, 15 is inserted, so as to offer effective support of substantially the entire surface of the corrugation 8, 9.
  • the shape outer section of the support portion 21 is a semi-elliptical dome.
  • the reinforcing element 14, 15 is made of a material having a different thermal behavior from the primary sealing membrane 3, its dimensioning must take this difference into account to effectively support the undulation 8, 9 at the temperature d use, for example around -162°C for Liquefied Natural Gas.
  • the sole 20 has a lower wall 22 which is flat and which thus rests against the internal plate 7 of the heat-insulating elements 5 and two side walls 24, 25 which are connected to each other by the lower wall 22.
  • the two side walls 24, 25 are extended upwards by the support portion 21.
  • the lower wall 22 and the side walls 24, 25 define an opening 26 passing through the reinforcing element 14, 15 in the longitudinal direction of said reinforcement element. reinforcement 14, 15 and in which a connecting member described below is intended to fit.
  • the support portion 21 comprises secant reinforcing sails 27, 28 which extend from one edge to the other of the hollow envelope and which intersect at the level of a plane of symmetry A of the reinforcing element 14, 15.
  • the support portion 21 comprises two reinforcing sails 27, 28 arranged in the shape of an X.
  • connecting members 29 make it possible to stably align the reinforcing elements 14 intended to be arranged in the high undulations 8, on the one hand, and/or the reinforcing elements 15 intended to be arranged in the lower undulations 9, on the other hand.
  • Each connecting member 29 is constituted by a rail 30 which is arranged facing a node zone 11 of the primary sealing membrane 3.
  • the rail 30 has two ends 31, 32 which are respectively fitted inside the an opening 26 made in the sole 20 of one and the other of the two reinforcing elements 14 arranged in the high corrugation 8, 9 on either side of said node zone 11.
  • a spacer 33 making it possible to support the lower part of the upper corrugation 8 is arranged in the extension of each of the longitudinal ends 16, 17 of the reinforcing elements 14.
  • Each spacer 33 is hollow and comprises a lower wall, an upper wall and two side walls connecting the upper wall and the lower wall.
  • the lower wall of the spacer 33 extends in the extension of the lower wall 22 of the sole 20 of the adjacent reinforcing element 14.
  • the edge of the side walls of each spacer 33 which faces the longitudinal end 16, 17 of the adjacent reinforcing element 14 is beveled so as to press against the beveled end of the reinforcing element. reinforcement 14.
  • the rail 30 has a cross shape so as to define two opposite legs 34, 35 which are respectively fitted into an opening 26 formed in one and the other of the reinforcing elements 15 arranged in the low undulation 9, on either side of the node zone 11.
  • THE figure 2 And 3 represent a corner zone between two walls of the tank.
  • the primary sealing membrane 3 of one of the walls here has a curvilinear portion 36 extending in a curvilinear direction d1.
  • the curvilinear direction d1 corresponds more particularly to the direction of the top of the undulation in said curvilinear portion 36.
  • the curvilinear portion 36 is provided in a junction piece 38 which is overlap welded with parallelepiped metal plates, as illustrated in the figure 1 .
  • the junction piece 38 is also overlap welded with a corner piece 39.
  • the corner piece 39 comprises two wings 40, 41 which are respectively parallel to one and the other of the adjacent walls.
  • the corner piece 40 is corrugated and thus ensures continuity of the undulations of the primary sealing membrane 3 in the corner zone between the two walls.
  • the curvilinear portion 36 thus makes it possible to ensure a deviation of the undulation.
  • the primary sealing membrane 3 comprises such curvilinear portions 36 on the cofferdam walls at the level of the corner zone of said cofferdam walls with the upper and lower oblique walls.
  • a curvilinear reinforcement device 37 is arranged inside the curvilinear portion 36 between the primary sealing membrane 3 and the primary thermally insulating barrier 2.
  • the curvilinear reinforcement device 36 comprises a plurality of reinforcement sections 42, 43, 44 and a member of connection 45 connecting said reinforcing sections 42, 43, 44 so as to ensure their positioning.
  • the curvilinear reinforcement device 37 comprises three reinforcement sections 42, 43, 44.
  • the curvilinear reinforcement device 37 may only comprise two reinforcement sections or present a number of reinforcement sections greater than or equal to three.
  • the reinforcing sections 42, 43, 44 are made of metal, such as aluminum or an alloy or of polymer material, such as polyethylene, polycarbonate or polyether imide, advantageously reinforced by fibers, such as fibers of glass.
  • Each reinforcement section 42, 43, 44 comprises a hollow envelope and has a profiled shape which develops in a rectilinear direction d2, d3, d4.
  • the rectilinear direction d2, d3, d4 of the reinforcement sections 42, 43, 44 corresponds to the direction of the neutral fiber of said reinforcement sections 42, 43, 44.
  • Each of the reinforcement sections 42, 43, 44 is advantageously obtained by cutting of a rectilinear profile with constant section.
  • the curvilinear portion 36 is arranged in the extension of a high undulation 8 and thus has a section substantially similar to that of a high corrugation 8.
  • the section of each reinforcement section 42, 43, 44 is identical to the section, shown on the Figure 6 , reinforcing elements 15 intended to be positioned inside the high undulations 8.
  • the curvilinear portion 36 is arranged in the extension of a low undulation 9 and thus presents a section substantially similar to that of a low undulation 9.
  • the curvilinear portion 31 may have a shape different from that of the high or low undulation which it extends. In such a case, the reinforcing sections 42, 43, 44 then have a section different from that of the reinforcing elements 14, 15 arranged in the upper 8 and lower 9 undulations.
  • the connecting member 45 is curvilinear and develops along the curvilinear direction d1 of the curvilinear portion 36.
  • each of the reinforcing sections 42, 43, 44 has an opening 26 through which the member is fitted connecting member 45.
  • the connecting member 45 thus makes it possible to position each of the reinforcing sections 42, 43, 44 in a position such that, in projection in a plane parallel to the wall 1, the rectilinear direction d2, d3, d4 of said reinforcement section 42, 43, 44 is oriented tangentially or substantially tangentially to the curvilinear direction d1 of the curvilinear portion 36.
  • the two ends of the connecting member 45 are also fitted into openings 26 made in one and the other of the two rectilinear wave reinforcements 14 which are positioned in the two rectilinear portions of the corrugation connecting to the curvilinear portion 36.
  • each reinforcement section 42, 43, 44 has a trapezoidal shape.
  • each reinforcement section 42, 43, 44 has two beveled ends 46, 47 which are each inclined relative to the rectilinear direction d2, d3, d4 of said reinforcement section 42, 43, 44 so as to that said reinforcing section 42, 43, 44 widens from the internal edge 48 towards the external edge 49 of the curvilinear portion 36, that is to say from the edge having the radius of curvature the weaker towards the edge having the largest radius of curvature.
  • the reinforcement sections 42, 43, 44 can be joined together in the portion in contact with the internal edge 48.
  • each end 46, 47 extends in a plane which is parallel to the direction of thickness of the wall. Furthermore, the angle formed by the plane of each end 46, 47 with respect to the rectilinear direction d2, d3, d4 of the reinforcement section 42, 43, 44 is such that said plane of each end 46, 47 is orthogonal or substantially orthogonal to the tangent to the curvilinear direction d1, at the intersection of said plane with said curvilinear direction d1.
  • the two beveled ends 46, 47 of the reinforcement section 42, 43, 44 each extend in a plane which is orthogonal to a tangent to the curvilinear direction d1, at the intersection between said plane and the curvilinear direction d1.
  • each reinforcement section 42, 43, 44 the angles formed by the planes of two ends of each reinforcement section 42, 43, 44 with respect to the rectilinear direction d2, d3, d4 of said reinforcement section 42, 43, 44 are of the same value and direction opposites.
  • the profile shape of the reinforcement sections 42, 43, 44 is symmetrical, this makes it possible to cut the reinforcement sections 42, 43, 44, one after the other, in a rectilinear profile with constant section, and this without falling material.
  • the two ends of the reinforcement sections 42, 43, 44 extend in a plane orthogonal to the rectilinear direction d2, d3, d4 of said reinforcement section 42, 43, 44.
  • the connecting member 45 is a curvilinear rail which has a curvilinear part 50 intended to extend in the curvilinear direction d1 of the curvilinear portion 36 of the corrugation.
  • the curvilinear rail has a rectangular section corresponding substantially to the dimensions of the opening 26 provided in the reinforcing sections 42, 43, 44.
  • the connecting member 45 thus comprises a curvilinear internal edge 51 and a curvilinear external edge 52 which has a radius of curvature greater than that of the curvilinear internal edge 51.
  • the curvilinear internal edge has a crenellation formed by alternating projections 53 and recesses 54.
  • Each of the projections 53 is intended to be housed in the opening 26 of one of the reinforcing sections 42, 43, 44.
  • the hollow 54 between the projections 53 thus makes it possible to create a clearance facilitating the installation of the reinforcing sections 42, 43, 44 in the curvilinear part 50 of the connecting member 45.
  • the crenellation is formed in the curvilinear external edge 52 of the connecting member 45.
  • the curvilinear portion of the corrugation is provided in a primary sealing membrane and the curvilinear reinforcing device is placed between said primary sealing membrane and a thermal barrier primary insulating
  • the curvilinear portion can also be provided in a secondary sealing membrane, the curvilinear reinforcing device then being placed between the secondary sealing membrane and a secondary thermally insulating barrier.
  • the curvilinear portion is not provided near a corner zone of the wall but near a support foot intended to provide guidance for a tower loading/unloading.
  • rectilinear portions are described and illustrated in particular in relation to Figure 9 of the document WO2011157915 .
  • the curvilinear portion of the undulation can be provided in a zone of the ceiling wall of the tank which is crossed by a gas dome structure intended to extract the vapor phase from the space internal part of the tank towards a steam collector placed outside the tank.
  • the curvilinear portion of the undulation can be provided in a zone of the ceiling wall of the tank which is equipped with a liquid dome structure comprising a cover from which a loading tower is suspended /unloading intended for loading liquefied gas into the tank and/or unloading it.
  • the technique described above for creating a tank wall can be used in different types of LNG tank in a land installation or in a floating structure such as an LNG ship or other.
  • a cutaway view of an LNG ship 70 shows a watertight and insulated tank 71 of generally prismatic shape mounted in the double hull 72 of the ship.
  • the wall of the tank 71 comprises a primary waterproof barrier intended to be in contact with the LNG contained in the tank, a secondary waterproof barrier arranged between the primary waterproof barrier and the double hull 72 of the ship, and two insulating barriers arranged respectively between the primary waterproof barrier and the secondary waterproof barrier and between the secondary waterproof barrier and the double hull 72.
  • loading/unloading pipes 73 arranged on the upper deck of the ship can be connected, by means of appropriate connectors, to a maritime or port terminal to transfer a cargo of LNG from or to the tank 71.
  • FIG 8 represents an example of a maritime terminal comprising a loading and unloading station 75, an underwater pipe 76 and an onshore installation 77.
  • the loading and unloading station 75 is a fixed off-shore installation comprising a movable arm 74 and a tower 78 which supports the mobile arm 74.
  • the mobile arm 74 carries a bundle of insulated flexible pipes 79 which can connect to the loading/unloading pipes 73.
  • the adjustable mobile arm 74 adapts to all LNG carrier templates.
  • a connection pipe not shown extends inside the tower 78.
  • the loading and unloading station 75 allows the loading and unloading of the LNG tanker 70 from or to the onshore installation 77.
  • the underwater pipe 76 allows the transfer of the liquefied gas between the loading or unloading station 75 and the onshore installation 77 over a long distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the LNG ship 70 at a long distance from the coast during loading and unloading operations.
  • pumps on board the ship 70 and/or pumps fitted to the on-shore installation 77 and/or pumps fitted to the loading and unloading station 75 are used.

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Description

    Domaine technique
  • L'invention se rapporte au domaine des cuves étanches à membrane d'étanchéité ondulée, pour le stockage et/ou le transport d'un fluide, tel que du gaz liquéfié.
  • Des cuves étanches à membranes sont notamment employées pour le stockage de gaz naturel liquéfié (GNL), qui est stocké, à pression atmosphérique, à environ -163°C ou pour le stockage de Gaz de Pétrole Liquéfié (GPL). Ces cuves peuvent être installées à terre ou sur un ouvrage flottant. Dans le cas d'un ouvrage flottant, la cuve peut être destinée au transport de gaz liquéfié ou à recevoir du gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l'ouvrage flottant.
    • Arrière-plan technologique
  • Dans l'état de la technique, il est connu des cuves à membrane d'étanchéité ondulée dont la membrane d'étanchéité, destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, est renforcée à l'aide d'éléments de renfort. Les éléments de renfort sont disposés sous les ondulations de la membrane d'étanchéité, entre ladite membrane d'étanchéité et la barrière thermiquement isolante supportant cette membrane d'étanchéité. De tels éléments de renfort permettent de diminuer les contraintes qui sont susceptibles d'être causées, dans la membrane d'étanchéité, par une multitude de facteurs, dont la rétraction thermique lors de la mise à froid de la cuve, l'effet de flexion de la poutre du navire, et la pression dynamique due au mouvement de la cargaison, notamment en raison de la houle. Ces éléments de renfort sont généralement creux afin de permettre à du gaz de circuler entre les ondulations et la barrière thermiquement isolante en traversant les éléments de renfort. De telles cuves sont notamment décrites dans les documents FR2936784 , FR2963818 ou FR3039248 .
  • Les éléments de renfort divulgués dans les documents précités sont généralement réalisés à partir de profilés rectilignes et sont donc placés dans les portions rectilignes des ondulations.
  • La demanderesse a toutefois constaté qu'il existait également un besoin de renforcer les portions curvilignes des ondulations. De telles portions curvilignes des ondulations sont notamment présentes dans des zones spécifiques de la cuve, par exemple dans une zone d'angle entre deux parois, dans la zone d'un pied de support destiné à assurer un guidage d'une tour de chargement/déchargement ou dans la zone d'un dôme destiné à évacuer du gaz ou du liquide.
  • KR20130113772 divulgue également un dispositif de renfort agencé à l'intérieur d'une portion rectiligne d'une ondulation. Le dispositif de renfort comporte une pluralité de tronçons de renfort qui présentent chacun une forme profilée se développant selon une direction rectiligne et qui sont reliés les uns aux autres par des organes de liaison.
    • Résumé
  • Une idée à la base de l'invention est de proposer une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante comportant une membrane d'étanchéité équipée d'une ondulation présentant une portion curviligne et comportant en outre un dispositif curviligne de renfort qui soit simple à réaliser et qui permette de renforcer de manière fiable ladite portion curviligne.
  • Selon un mode de réalisation, l'invention fournit une paroi de cuve comportant une barrière thermiquement isolante et une membrane d'étanchéité reposant sur la barrière thermiquement isolante, la membrane d'étanchéité comportant une ondulation présentant une portion curviligne se développant selon une direction curviligne et au moins un dispositif curviligne de renfort agencé à l'intérieur de la portion curviligne, entre la membrane d'étanchéité et la barrière thermiquement isolante de manière à renforcer ladite portion curviligne, ledit dispositif curviligne de renfort comportant une pluralité de tronçons de renfort qui présentent chacun une forme profilée se développant selon une direction rectiligne, le dispositif curviligne de renfort comportant en outre un organe de liaison reliant lesdits tronçons de renfort de manière à les maintenir dans une position dans laquelle, en projection dans un plan parallèle à la paroi de cuve, la direction rectiligne de chacun des tronçons de renfort est orientée tangentiellement à la direction curviligne.
  • Ainsi, la portion curviligne de l'ondulation est renforcée au moyen d'un dispositif curviligne de renfort qui est susceptible d'assurer un support fiable et ceci au moyen de tronçons de renfort qui présentent une forme profilée rectiligne et qui sont par conséquent plus simples à réaliser que des éléments de renforts qui seraient formés dans un profilé curviligne.
  • Selon d'autres modes de réalisation avantageux, une telle paroi de cuve peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
  • Selon un mode de réalisation chaque tronçon de renfort comporte une ouverture au travers de laquelle est emboîté l'organe de liaison.
  • Selon un mode de réalisation, chaque tronçon de renfort comporte une semelle reposant contre la barrière thermiquement isolante.
  • Selon un mode de réalisation, chaque semelle comporte deux parois latérales et une paroi inférieure plane qui repose contre la barrière thermiquement isolante et qui relie les deux parois latérales, ladite ouverture étant définie par les parois latérales et la paroi inférieure. Ainsi avec une telle semelle, les efforts induits par de la houle de la cargaison sont répartis de façon plus uniforme sur la barrière isolante.
  • Selon un mode de réalisation, l'organe de liaison est un rail qui présente une partie curviligne s'étendant selon la direction curviligne de la portion curviligne et qui présente un bord interne curviligne et un bord externe curviligne présentant une plus grande courbure que celle du bord interne curviligne.
  • Selon un mode de réalisation, l'un des bords interne curviligne et externe curviligne comporte une alternance de saillies et de creux formant un crénelage, chaque saillie étant logée dans l'ouverture de l'un des tronçons de renfort. Ainsi, les creux entre les saillies permettent de créer des jeux facilitant la mise en place des tronçons de renfort dans la partie curviligne de l'organe de liaison. Selon un mode de réalisation, le crénelage est ménagé dans le bord interne curviligne du rail. Selon un autre mode de réalisation, le crénelage est ménagé dans le bord externe curviligne du rail.
  • Selon un mode de réalisation, au moins l'un des tronçons de renfort présente une enveloppe creuse et des voiles de renfort sécants qui s'étendent à l'intérieur de l'enveloppe creuse d'un bord à l'autre de ladite enveloppe creuse. Ceci permet d'augmenter la rigidité des tronçons de renfort.
  • Selon un mode de réalisation, les voiles de renfort se croisent dans un plan de symétrie du tronçon de renfort.
  • Selon un mode de réalisation, chaque tronçon de renfort comporte deux voiles de renfort disposés en forme de X.
  • Selon un mode de réalisation, chaque tronçon de renfort comporte une portion de support qui présente une forme adaptée à la forme intérieure de l'ondulation. Selon un mode de réalisation, la portion de support présente une forme extérieure de dôme semi-elliptique.
  • Selon un mode de réalisation, la portion curviligne présente un bord curviligne interne et un bord curviligne externe présentant une courbure plus grande que le bord curviligne interne, au moins l'un des tronçons de renfort présentant deux extrémités qui sont chacune inclinées par rapport à la direction rectiligne dudit tronçon de renfort de manière à ce que ledit tronçon de renfort s'élargisse du bord curviligne interne vers le bord curviligne externe de la portion curviligne.
  • Selon un mode de réalisation, les tronçons de renfort au niveau du bord curviligne interne sont accolés.
  • Selon un mode de réalisation, les deux extrémités du tronçon de renfort s'étendent chacun dans un plan qui est orthogonal à une tangente à la direction curviligne, à l'intersection entre ledit plan et la direction curviligne.
  • Selon un mode de réalisation, les deux extrémités dudit tronçon de renfort s'étendent chacune dans un plan parallèle à la direction d'épaisseur de la paroi de cuve.
  • Selon un mode de réalisation, les angles formés par le plan de deux extrémités de chaque tronçon de renfort par rapport à la direction rectiligne dudit tronçon de renfort sont de même valeur et de sens opposés.
  • Selon un mode de réalisation, l'ondulation comporte deux portions rectilignes disposées de part et d'autre de la portion curviligne, dans le prolongement de celle-ci, un élément de renfort étant disposé dans chacune des deux portions rectilignes, entre la membrane d'étanchéité et la barrière thermiquement isolante, l'organe de liaison étant emboîté dans une ouverture ménagée dans au moins l'un des éléments de renfort.
  • Selon un mode de réalisation, la portion curviligne est disposée à proximité d'une zone d'angle de ladite paroi de cuve.
  • Selon un autre mode de réalisation, la portion curviligne est disposée à proximité d'une zone singulière de ladite paroi de cuve dans laquelle la planéité de la membrane d'étanchéité est interrompue. Selon un mode de réalisation, la zone singulière comporte un pied de support destiné à assurer un guidage d'une tour de chargement/déchargement. Selon un autre mode de réalisation, la zone singulière comporte un dôme destiné à évacuer du gaz ou du liquide.
  • Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi une cuve comportant une paroi de cuve précitée.
  • Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un navire comportant une structure porteuse et une cuve précitée ancrée dans ladite structure porteuse.
  • Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d'un tel navire, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
  • Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un système de transfert pour un fluide, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un 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 partielle schématique d'une portion d'une paroi d'une cuve étanche et thermiquement isolante dans laquelle la membrane d'étanchéité est représentée en écorchée.
    • La figure 2 est une vue en perspective illustrant notamment une portion curviligne d'une ondulation et par transparence un dispositif de renfort curviligne destiné à renforcer ladite portion curviligne.
    • La figure 3 est une vue de dessus de la portion curviligne de l'ondulation et du dispositif de renfort curviligne de la figure 2.
    • La figure 4 est une vue en perspective illustrant des éléments de renfort destinés à être disposé dans des portions rectilignes des ondulations et un dispositif de renfort curviligne destiné à être disposé dans une portion curviligne d'une ondulation.
    • La figure 5 est une vue en coupe d'un élément de renfort d'onde ou d'un tronçon de renfort destiné à être disposé dans une ondulation basse.
    • La figure 6 est une vue en coupe d'un élément de renfort ou d'un tronçon de renfort destiné à être disposé dans une ondulation haute.
    • La figure 7 est une vue en perspective illustrant de manière détaillée l'organe de liaison du dispositif de renfort curviligne illustré sur les figures 2 à 4.
    • La figure 8 est une représentation schématique écorchée d'une cuve de navire méthanier et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
    Description détaillée de modes de réalisation
  • En relation avec la figure 1, l'on décrit une paroi 1 pour une cuve étanche et thermiquement isolante destinée au stockage d'un gaz liquéfié. Le gaz liquéfié peut notamment être un Gaz Naturel Liquéfié (GNL) ou un Gaz de Pétrole Liquéfié (GPL).
  • Chaque paroi 1 comporte une structure multicouche qui présente successivement, de l'extérieur vers l'intérieur, selon la direction d'épaisseur de la paroi, au moins une barrière thermiquement isolante primaire 2 reposant directement ou indirectement contre une structure porteuse, non illustrée sur la figure 1, et une membrane d'étanchéité primaire 3 destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans l'espace intérieur de la cuve. De manière optionnelle, chaque paroi 1 peut en outre comporter une barrière thermiquement isolante secondaire reposant contre la structure porteuse et une membrane d'étanchéité secondaire ancrée sur la barrière thermiquement isolante secondaire et contre laquelle repose la barrière thermiquement isolante primaire.
  • La structure porteuse est par exemple formée par la double coque d'un navire mais peut plus généralement être formée de tout type de cloison rigide présentant des propriétés mécaniques appropriées.
  • Sur la figure 1, la barrière thermiquement isolante primaire 2 comporte une pluralité d'éléments calorifuges 4 qui sont ancrés à la structure porteuse, soit directement soit en étant ancré à une barrière thermiquement isolante secondaire, elle-même ancrée à la structure porteuse. Les éléments calorifuges 4 sont juxtaposés les uns aux autres et forment conjointement une surface plane de support sur laquelle est ancrée la membrane d'étanchéité primaire 3. Afin d'assurer l'ancrage de la membrane d'étanchéité primaire 3 aux éléments calorifuges 4, chaque élément calorifuge 4 est équipé de platines métalliques 5 pour l'ancrage du bord des tôles métalliques de la membrane d'étanchéité primaire 3. Les platines métalliques 5 s'étendent selon deux directions perpendiculaires l'une à l'autre. Chaque élément calorifuge 5 comporte une couche de mousse polymère 6 et au moins une plaque interne 7, rigide, par exemple en bois contreplaqué, qui est fixée sur la couche de mousse polymère 6.
  • Les platines métalliques 23 sont mises en place dans des évidements ménagés sur la surface interne de la plaque interne 7 de telle sorte que la surface interne des platines métalliques 23 affleure la surface interne de la plaque interne 7.
  • La membrane d'étanchéité primaire 3 comporte une pluralité de tôles métalliques ondulées qui sont soudées à recouvrement les unes aux autres de manière étanche et soudées sur les platines métalliques 23 de manière à ancrer la membrane d'étanchéité primaire 3 sur la barrière thermiquement isolante primaire 2.
  • Chaque tôle métallique comporte une première série d'ondulations parallèles, dites ondulations hautes 8, et une deuxième série d'ondulations parallèles, dites ondulations basses 9, qui s'étendent perpendiculairement aux ondulations 8 de la première série. Notons que les termes «haute» et «basse» ont un sens relatif et signifient que les ondulations 9, dites basses, présentent une hauteur inférieure aux ondulations 8, dites hautes. En outre, dans un mode de réalisation non représenté, les ondulations 8, 9 présentent des hauteurs identiques.
  • Au niveau de chaque croisement entre deux ondulations 8, 9, la membrane d'étanchéité primaire 3 comporte une zone de noeud 10. La zone de noeud 10 comporte une portion centrale 11 présentant un sommet en saillie vers l'intérieur de la cuve. Par ailleurs, la portion centrale 11 est bordée, d'une part, par une paire d'ondulations concaves 12 formées dans la crête de l'ondulation haute 8 et, d'autre part, par une paire de renfoncements 13 dans lesquels pénètre l'ondulation basse 9.
  • Les ondulations 8, 9 des tôles métalliques permettent à la membrane d'étanchéité primaire 3 d'être flexible afin de pouvoir se déformer sous l'effet des sollicitations thermiques et mécaniques générées par le gaz liquéfié emmagasiné dans la cuve.
  • A titre d'exemple, les tôles métalliques ondulées peuvent notamment être réalisées en acier inoxydable, en aluminium, en invar ®, c'est-à-dire un alliage de fer et de nickel dont le coefficient de dilatation est typiquement compris entre 1,2.10-6 et 2.10-6 K-1, ou dans un alliage de fer à forte teneur en manganèse dont le coefficient de dilatation est typiquement de l'ordre de 7.10-6 K-1. Toutefois, d'autres métaux ou alliages sont également envisageables. A titre d'exemple, la tôle métallique présente une épaisseur d'environ 1,2 mm. D'autres épaisseurs sont également envisageables, sachant qu'un épaississement de la tôle métallique entraine une augmentation de son coût et accroît généralement la rigidité des ondulations.
  • Comme représenté sur la figure 1, la paroi de cuve 1 comporte une pluralité d'éléments de renfort 14, 15 qui sont agencés à l'intérieur des ondulations 8, 9 et disposés entre la membrane d'étanchéité primaire 3 et la barrière thermiquement isolante primaire 2. De tels éléments de renfort 14, 15 visent à soutenir et renforcer les ondulations 8, 9 de la membrane d'étanchéité primaire 3.
  • Chaque élément de renfort 14, 15 comporte une enveloppe creuse qui constitue le corps principal de l'élément de renfort 14, 15 et qui est insérée dans une ondulation 8, 9 de la membrane d'étanchéité primaire 3. Chaque élément de renfort 14, 15 présente une forme profilée de section constante. Toutefois, les deux extrémités longitudinales 16, 17 de chaque élément de renfort 14 destiné à être disposé dans l'une des ondulations hautes 8 sont coupées selon un plan incliné par rapport à l'axe longitudinal dudit élément de renfort 14. Les deux extrémités longitudinales 18, 19 des éléments de renfort 15 destinés à être disposés dans les ondulations basses 9 peuvent quant à elles être coupées orthogonalement à la direction longitudinale desdits éléments de renfort 15.
  • Chaque élément de renfort 14, 15 peut être fabriqué selon toute longueur souhaitée. La longueur de l'élément de renfort 14, 15 est de préférence sensiblement égale à l'intervalle inter-ondulation entre les ondulations qui coupent l'ondulation dans laquelle ledit élément de renfort 14, 15 est inséré. Plus précisément, pour les éléments de renfort 14 destinés à renforcer les ondulations hautes 8, la longueur de l'enveloppe creuse au sommet est par exemple égale à la longueur de la portion de l'ondulation haute qui présente une section uniforme entre deux zones de noeud 11. Cette portion à section uniforme s'arrête lorsque l'ondulation haute 8 présente un léger étranglement latéral marquant le début de la zone de noeud 11. Par ailleurs, l'inclinaison des extrémités longitudinales 16, 17 des éléments de renfort 14 creuse correspond sensiblement à l'inclinaison de cet étranglement latéral, de sorte que l'enveloppe creuse desdits éléments de renfort s'approche le plus près possible de la zone de noeud 11 pour optimiser le soutien de l'ondulation haute 8.
  • A titre d'exemple, les éléments de renfort 14, 15 sont réalisés en métal, tel que l'aluminium ou un alliage ou en matériau polymère, tel que le polyéthylène, le polycarbonate ou le polyéther imide, avantageusement renforcé par des fibres, tels que des fibres de verre.
  • Les figures 5 et 6 représentent respectivement la section d'un élément de renfort 15, 14 destiné à renforcer une ondulation basse 9 et une ondulation haute 8. Comme représenté sur ces figures, l'enveloppe creuse comporte une semelle 20, inférieure, et une portion de support 21, supérieure.
  • La portion de support 21 peut être réalisée selon diverses géométries, comme illustré par exemple dans le document FR2936784 , en fonction notamment de la géométrie des ondulations 8, 9 de la membrane d'étanchéité primaire 3. De préférence, la forme extérieure de la portion de support 21 est adaptée à la forme intérieure de l'ondulation 8, 9 dans laquelle l'élément de renfort 14, 15 est inséré, de manière à offrir un soutien efficace de sensiblement toute la surface de l'ondulation 8, 9. Dans le mode de réalisation représente, la forme extérieure de la section de la portion de support 21 est un dôme semi-elliptique. Si l'élément de renfort 14, 15 est fait d'un matériau ayant un comportement thermique différent de la membrane d'étanchéité primaire 3, son dimensionnement doit tenir compte de cette différence pour supporter efficacement l'ondulation 8, 9 à la température d'utilisation, par exemple environ -162°C pour le Gaz Naturel Liquéfié.
  • Par ailleurs, la semelle 20 présente une paroi inférieure 22 qui est plane et qui repose ainsi contre la plaque interne 7 des éléments calorifuges 5 et deux parois latérales 24, 25 qui sont reliées l'une à l'autre par la paroi inférieure 22. Les deux parois latérales 24, 25 sont prolongées vers le haut par la portion de support 21. La paroi inférieure 22 et les parois latérales 24, 25 définissent une ouverture 26 traversant l'élément de renfort 14, 15 selon la direction longitudinale dudit élément de renfort 14, 15 et dans laquelle est destiné à venir s'emboîter un organe de liaison décrit par la suite.
  • La portion de support 21 comporte des voiles de renfort 27, 28 sécants qui s'étendent d'un bord à l'autre de l'enveloppe creuse et qui se croisent au niveau d'un plan de symétrie A de l'élément de renfort 14, 15. Dans le mode de réalisation représenté, la portion de support 21 comporte deux voiles de renfort 27, 28 disposés en forme de X.
  • Par ailleurs, en revenant à la figure 1, on observe que les éléments de renfort 14, 15 sont liés les uns aux autres par des organes de liaison 29. De tels organes de liaison 29 permettent d'aligner de façon stable les éléments de renfort 14 destinés à être disposés dans les ondulations hautes 8, d'une part, et/ou les éléments de renfort 15 destinés à être disposés dans les ondulations basses 9, d'autre part.
  • Chaque organe de liaison 29 est constitué par un rail 30 qui est disposé au regard d'une zone de noeud 11 de la membrane d'étanchéité primaire 3. Le rail 30 comporte deux extrémités 31, 32 qui sont respectivement emboîtées à l'intérieur d'une ouverture 26 ménagée dans la semelle 20 de l'un et l'autre des deux éléments de renfort 14 disposés dans l'ondulation haute 8, 9 de part et d'autre de ladite zone de noeud 11.
  • Par ailleurs, dans le mode de réalisation représenté, une entretoise 33 permettant de soutenir la partie basse de l'ondulation haute 8 est disposée dans le prolongement de chacune des extrémités longitudinales 16, 17 des éléments de renfort 14. Chaque entretoise 33 est creuse et comporte une paroi inférieure, une paroi supérieure et deux parois latérales reliant la paroi supérieure et la paroi inférieure. La paroi inférieure de l'entretoise 33 s'étend dans le prolongement de la paroi inférieure 22 de la semelle 20 de l'élément de renfort 14 adjacent. En outre, le bord des parois latérales de chaque entretoise 33 qui est en regard de l'extrémité longitudinale 16, 17 de l'élément de renfort 14 adjacent est biseauté de manière à venir se plaquer contre l'extrémité biseautée de l'élément de renfort 14.
  • Par ailleurs, de manière avantageuse, la rail 30 présente une forme de croix de manière à définir deux pattes opposées 34, 35 qui sont respectivement emboîtées dans une ouverture 26 ménagée dans l'un et l'autre des éléments de renfort 15 disposés dans l'ondulation basse 9, de part et d'autre de la zone de de noeud 11.
  • En relation avec les figures 2 à 4 et 7, on décrit désormais une zone de la membrane d'étanchéité primaire 3 dans laquelle l'une des ondulations 8 présente une portion curviligne 36 et dans laquelle un dispositif de renfort curviligne 37 est disposé à l'intérieur de ladite portion curviligne 36 afin de la renforcer.
  • Les figures 2 et 3 représentent une zone d'angle entre deux parois de la cuve. La membrane d'étanchéité primaire 3 de l'une des parois présente ici une portion curviligne 36 s'étendant selon une direction curviligne d1. La direction curviligne d1 correspond plus particulièrement à la direction du sommet de l'ondulation dans ladite portion curviligne 36.
  • La portion curviligne 36 est ménagée dans une pièce de jonction 38 qui est soudée à recouvrement avec des plaques métalliques, parallélépipédique, tels qu'illustrés sur la figure 1. La pièce de jonction 38 est également soudée à recouvrement avec une pièce d'angle 39. La pièce d'angle 39 comporte deux ailes 40, 41 qui sont respectivement parallèles à l'une et à l'autre des parois adjacentes. La pièce d'angle 40 est ondulée et permet ainsi d'assurer une continuité des ondulations de la membrane d'étanchéité primaire 3 dans la zone d'angle entre les deux parois. La portion curviligne 36 permet ainsi d'assurer une déviation de l'ondulation. Un tel agencement est notamment susceptible de se rencontrer dans une cuve de forme générale polyédrique présentant deux parois de cofferdam de forme octogonale et reliées l'une à l'autre par huit parois s'étendant selon la direction longitudinale de la cuve, à savoir une paroi de fond et une paroi de plafond horizontales, deux parois latérales verticales, deux parois obliques supérieures reliant chacune l'une des parois latérales à la paroi de plafond ; et deux parois obliques inférieures reliant chacune l'une des parois latérales à la paroi de fond. Plus précisément, la membrane d'étanchéité primaire 3 comporte de telles portions curvilignes 36 sur les parois de cofferdam au niveau de la zone d'angle desdites parois de cofferdam avec les parois obliques supérieures et inférieures.
  • Un dispositif de renfort curviligne 37, illustré de manière détaillé sur les figures 3 et 4, est agencé à l'intérieur de la portion curviligne 36 entre la membrane d'étanchéité primaire 3 et la barrière thermiquement isolante primaire 2. Le dispositif de renfort curviligne 36 comporte une pluralité de tronçons de renfort 42, 43, 44 et un organe de liaison 45 reliant lesdits tronçons de renfort 42, 43, 44 de sorte à assurer leur positionnement. Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif de renfort curviligne 37 comporte trois tronçons de renfort 42, 43, 44. Toutefois, dans d'autres modes de réalisation, le dispositif de renfort curviligne 37 peut ne comporter que deux tronçons de renfort ou présenter un nombre de tronçons de renfort supérieur ou égal à trois.
  • Les tronçons de renfort 42, 43, 44 sont réalisés en métal, tel que l'aluminium ou un alliage ou en matériau polymère, tel que le polyéthylène, le polycarbonate ou le polyéther imide, avantageusement renforcé par des fibres, tels que des fibres de verre.
  • Chaque tronçon de renfort 42, 43, 44 comporte une enveloppe creuse et présente une forme profilé qui se développe selon une direction rectiligne d2, d3, d4. La direction rectiligne d2, d3, d4 des tronçons de renfort 42, 43, 44 correspond à la direction de la fibre neutre desdits tronçons de renforts 42, 43, 44. Chacun des tronçons de renfort 42, 43, 44 est avantageusement obtenu par découpage d'un profilé rectiligne à section constante.
  • Dans le mode de réalisation représenté, la portion curviligne 36 est disposée dans le prolongement d'une ondulation haute 8 et présente ainsi une section sensiblement similaire à celle d'une ondulation haute 8. Aussi, la section de chaque tronçon de renfort 42, 43, 44 est identique à la section, représentée sur la figure 6, des éléments de renfort 15 destinées à être positionnées à l'intérieur des ondulations hautes 8. Toutefois, dans d'autres modes de réalisation non représentés, la portion curviligne 36 est disposée dans le prolongement d'une ondulation basse 9 et présente ainsi une section sensiblement similaire à celle d'une ondulation basse 9. De manière alternative, la portion curviligne 31 peut présenter une forme différente de celle de l'ondulation haute ou basse qu'elle prolonge. Dans un tel cas, les tronçons de renfort 42, 43, 44 présentent alors une section différente de celle des éléments de renfort 14, 15 disposés dans les ondulations hautes 8 et basses 9.
  • L'organe de liaison 45 est curviligne et se développe le long de la direction curviligne d1 de la portion curviligne 36. En outre, chacun des tronçons de renfort 42, 43, 44 présente une ouverture 26 au travers de laquelle est emboîté l'organe de liaison 45. L'organe de liaison 45 permet ainsi de positionner chacun des tronçons de renfort 42, 43, 44 dans une position telle que, en projection dans un plan parallèle à la paroi 1, la direction rectiligne d2, d3, d4 dudit tronçon de renfort 42, 43, 44 est orientée tangentiellement ou sensiblement tangentiellement à la direction curviligne d1 de la portion curviligne 36.
  • De manière avantageuse, les deux extrémités de l'organe de liaison 45 sont également emboîtées dans des ouvertures ménagées 26 dans l'un et l'autre des deux renforts d'ondes 14 rectilignes qui sont positionnées dans les deux portions rectilignes de l'ondulation se raccordant à la portion curviligne 36.
  • De manière avantageuse, comme représenté sur la figure 3, les deux extrémités 46, 47 de chaque tronçon de renfort 42, 43, 44 sont biseautées, c'est-à-dire forme un angle par rapport à la direction rectiligne d2, d3, d4 dudit tronçon de renfort 42, 43, 44. Ainsi, comme représenté sur la figure 3, en projection dans un plan parallèle à la paroi, chaque tronçon de renfort 42, 43, 44 présente une forme trapézoïdale. En d'autres termes, chaque tronçon de renfort 42, 43, 44 présente deux extrémités 46, 47 biseautées qui sont chacune inclinées par rapport à la direction rectiligne d2, d3, d4 dudit tronçon de renfort 42, 43, 44 de manière à ce que ledit tronçon de renfort 42, 43, 44 s'élargisse du bord interne 48 vers le bord externe 49 de la portion curviligne 36, c'est-à-dire du bord présentant le rayon de courbure le plus faible vers le bord présentant le rayon de courbure le plus fort. Un tel agencement permet d'offrir une plus grande surface de support pour la surface de la portion curviligne 36 de l'ondulation. De façon non représenté, les tronçons de renfort 42, 43, 44 peuvent être accolés dans la portion en contact avec le bord interne 48.
  • De manière avantageuse, chaque extrémité 46, 47 s'étend dans un plan qui est parallèle à la direction d'épaisseur de la paroi. En outre, l'angle formé par le plan de chaque extrémité 46, 47 par rapport à la direction rectiligne d2, d3, d4 du tronçon de renfort 42, 43, 44 est tel que ledit plan de chaque extrémité 46, 47 soit orthogonal ou sensiblement orthogonal à la tangente à la direction curviligne d1, à l'intersection dudit plan avec ladite direction curviligne d1.
  • Selon un mode de réalisation, les deux extrémités 46, 47 biseautées du tronçon de renfort 42, 43, 44 s'étendent chacun dans un plan qui est orthogonal à une tangente à la direction curviligne d1, à l'intersection entre ledit plan et la direction curviligne d1.
  • De manière avantageuse, les angles formés par les plans de deux extrémités de chaque tronçon de renfort 42, 43, 44 par rapport à la direction rectiligne d2, d3, d4 dudit tronçon de renfort 42, 43, 44 sont de même valeur et de sens opposés. Dans la mesure où la forme profilé des tronçons de renfort 42, 43, 44 est symétrique, ceci permet découper les tronçons de renfort 42, 43, 44, à la suite les uns des autres, dans un profilé rectiligne à section constante, et ceci sans chute de matière.
  • Selon un autre mode de réalisation, tel que représenté sur la figure 4, les deux extrémités des tronçons de renforts 42, 43, 44 s'étendent dans un plan orthogonal à la direction rectiligne d2, d3, d4 dudit tronçon de renfort 42, 43, 44.
  • La figure 7 représente un organe de liaison 45 selon un mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, l'organe de liaison 45 est un rail curviligne qui présente une partie curviligne 50 destinée à s'étendre selon la direction curviligne d1 de la portion curviligne 36 de l'ondulation. Le rail curviligne présente une section rectangulaire correspondant sensiblement aux dimensions de l'ouverture 26 ménagée dans les tronçons de renfort 42, 43, 44. L'organe de liaison 45 comporte ainsi un bord interne curviligne 51 et un bord externe curviligne 52 qui présente un rayon de courbure supérieure à celui du bord interne curviligne 51.
  • Dans le mode de réalisation de la figure 7, le bord interne curviligne présente un crénelage formé d'une alternance de saillies 53 et de creux 54. Chacune des saillies 53 est destinée à venir se loger dans l'ouverture 26 de l'un des tronçons de renfort 42, 43, 44. Le creux 54 entre les saillies 53 permettent ainsi de créer un jeu facilitant la mise en place des tronçons de renfort 42, 43, 44 dans la partie curviligne 50 de l'organe de liaison 45. Dans un mode de réalisation alternatif, le crénelage est ménagé dans le bord externe curviligne 52 de l'organe de liaison 45.
  • Notons que si dans les modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus, la portion curviligne de l'ondulation est ménagée dans un membrane d'étanchéité primaire et le dispositif curviligne de renfort est disposé entre ladite membrane d'étanchéité primaire et une barrière thermiquement isolante primaire, la portion curviligne peut également être ménagé dans une membrane d'étanchéité secondaire, le dispositif curviligne de renfort étant alors disposé entre la membrane d'étanchéité secondaire et une barrière thermiquement isolante secondaire.
  • Par ailleurs, selon un autre mode de réalisation non représenté, la portion curviligne n'est pas ménagée à proximité d'une zone d'angle de la paroi mais à proximité d'un pied de support destiné à assurer un guidage d'une tour de chargement/déchargement. A titre d'exemple, de telles portions rectilignes sont notamment décrites et illustrées en relation avec la figure 9 du document WO2011157915 .
  • Selon un autre mode de réalisation non représenté, la portion curviligne de l'ondulation peut être ménagée dans une zone de la paroi de plafond de la cuve qui est traversée par une structure de dôme gaz destinée à extraire de la phase vapeur de l'espace interne de la cuve vers un collecteur de vapeur disposé à l'extérieur de la cuve.
  • Selon un autre mode de réalisation non représenté, la portion curviligne de l'ondulation peut être ménagée dans une zone de la paroi de plafond de la cuve qui est équipée d'une structure de dôme liquide comportant un couvercle auquel est suspendue une tour de chargement/déchargement destiné à charger du gaz liquéfié dans la cuve et/ou à le décharger.
  • La technique décrite ci-dessus pour réaliser une paroi de cuve peut être utilisée dans différents types de cuve de GNL dans une installation terrestre ou dans un ouvrage flottant comme un navire méthanier ou autre.
  • En référence à la figure 8, une vue écorchée d'un navire méthanier 70 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72.
  • De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 71.
  • La figure 8 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 oeuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
  • Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention telle que définie par les revendications.
  • L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
  • Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (16)

  1. Paroi de cuve (1) comportant une barrière thermiquement isolante (2) et une membrane d'étanchéité (3) reposant sur la barrière thermiquement isolante (2), ladite paroi étant caractérisé en ce que la membrane d'étanchéité (3) comporte une ondulation présentant une portion curviligne (36) se développant selon une direction curviligne (d1) et au moins un dispositif curviligne de renfort (37) agencé à l'intérieur de la portion curviligne (36), entre la membrane d'étanchéité (3) et la barrière thermiquement isolante (2) de manière à renforcer ladite portion curviligne (36), ledit dispositif curviligne de renfort (37) comportant une pluralité de tronçons de renfort (42, 43, 44) qui présentent chacun une forme profilée se développant selon une direction rectiligne (d2, d3, d4), le dispositif curviligne de renfort (37) comportant en outre un organe de liaison (45) reliant lesdits tronçons de renfort (42, 43, 44) de manière à les maintenir dans une position dans laquelle, en projection dans un plan parallèle à la paroi de cuve (1), la direction rectiligne (d2, d3, d4) de chacun des tronçons de renfort (42, 43, 44) est orientée tangentiellement à la direction curviligne (d1).
  2. Paroi de cuve (1) selon la revendication 1, dans laquelle chaque tronçon de renfort (42, 43, 44) comporte une ouverture (26) au travers de laquelle est emboîté l'organe de liaison (45).
  3. Paroi de cuve (1) selon la revendication 2, dans laquelle chaque tronçon de renfort (42, 43, 44) comporte une semelle (20) reposant contre la barrière thermiquement isolante (2).
  4. Paroi de cuve (1) selon la revendication 3, dans laquelle chaque semelle (20) comporte deux parois latérales (24, 25) et une paroi inférieure (22) plane qui repose contre la barrière thermiquement isolante (2) et qui relie les deux parois latérales (24, 25), ladite ouverture (26) étant définie par les parois latérales (24, 25) et la paroi inférieure (22).
  5. Paroi de cuve (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle l'organe de liaison (45) est un rail qui présente une partie curviligne (50) s'étendant selon la direction curviligne (d1) de la portion curviligne (36) et qui présente un bord interne curviligne (51) et un bord externe curviligne (52) présentant une plus grande courbure que celle du bord interne curviligne (51).
  6. Paroi de cuve (1) selon la revendication 5, dans lequel l'un des bords interne curviligne (51) et externe curviligne (52) comporte une alternance de saillies (53) et de creux (54) formant un crénelage, chaque saillie (53) étant logée dans l'ouverture (26) de l'un des tronçons de renfort (42, 43, 44).
  7. Paroi de cuve (1) selon la revendication 6, dans laquelle le crénelage est ménagé dans le bord interne curviligne (51) du rail.
  8. Paroi de cuve (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle au moins l'un des tronçons de renfort (42, 43, 44) présente une enveloppe creuse et des voiles de renfort (27, 28) sécants qui s'étendent à l'intérieur de l'enveloppe creuse d'un bord à l'autre de ladite enveloppe creuse.
  9. Paroi de cuve (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle la portion curviligne (36) présente un bord curviligne interne (48) et un bord curviligne externe (49) présentant une courbure plus grande que le bord curviligne interne (48) et dans laquelle au moins l'un des tronçons de renfort (42, 43, 44) présente deux extrémités (46, 47) qui sont chacune inclinées par rapport à la direction rectiligne (d2, d3, d4) dudit tronçon de renfort de manière à ce que ledit tronçon de renfort (42, 43, 44) s'élargisse du bord curviligne interne (48) vers le bord curviligne externe (49) de la portion curviligne (36).
  10. Paroi de cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle l'ondulation comporte deux portions rectilignes disposées de part et d'autre de la portion curviligne (36) dans le prolongement de ladite portion curviligne (36), un élément de renfort (14) étant disposé dans chacune des deux portions rectilignes entre la membrane d'étanchéité (3) et la barrière thermiquement isolante (2) et dans laquelle l'organe de liaison (45) est emboîté dans une ouverture (26) ménagée dans au moins l'un des éléments de renfort (14).
  11. Paroi de cuve (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle la portion curviligne est disposée à proximité d'une zone d'angle de ladite paroi de cuve (1).
  12. Paroi de cuve (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle la portion curviligne est disposée à proximité d'une zone singulière de ladite paroi de cuve (1) dans laquelle la planéité de la membrane d'étanchéité (3) est interrompue.
  13. Cuve étanche et thermiquement isolante comportant au moins une paroi de cuve (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.
  14. Navire (70) comportant une structure porteuse et une cuve (1) selon la revendication 13 ancrée dans ladite structure porteuse.
  15. Système de transfert pour un fluide, le système comportant un navire (70) selon la revendication 14, 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 entrainer un fluide à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
  16. Procédé de chargement ou déchargement d'un navire (70) selon la revendication 14 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 (71) du navire.
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