FR2887010A1 - Cuve etanche et thermiquement isolee - Google Patents

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Abstract

Cuve étanche et thermiquement isolée comprenant une barrière d'étanchéité primaire (5), une barrière thermiquement isolante primaire (6), une barrière d'étanchéité secondaire (7), une barrière thermiquement isolante secondaire (8), lesdites barrières thermiquement isolantes étant constituées d'une pluralité d'éléments calorifuges respectivement primaires (9) et secondaires (10) comprenant des panneaux de dessus (14). Des moyens de retenue primaires (21, 22) qui retiennent lesdits éléments calorifuges primaires sur une structure porteuse sont indépendants des moyens de retenue secondaires (23) qui retiennent les éléments calorifuges secondaires sur la structure porteuse et comprennent des platines retenues sur les panneaux de dessus (14) des éléments calorifuges secondaires, des goujons fixés aux platines et des moyens de fixation pour fixer lesdits éléments calorifuges primaires aux goujons.

Description

La présente invention se rapporte à une cuve étanche et thermiquement
isolée. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à la fixation des parois étanches et isolantes d'une telle cuve.
Les cuves des navires pour le transport de gaz naturel liquéfié comprennent généralement une double paroi comprenant successivement, depuis l'intérieur vers l'extérieur de la cuve, une barrière d'étanchéité primaire, une barrière thermiquement isolante primaire, une barrière d'étanchéité secondaire et une barrière thermiquement isolante secondaire. Il est nécessaire de fixer ces barrières sur la structure porteuse de la cuve, qui est généralement la paroi intérieure de la double coque du navire.
Le document FR-2 798 902 décrit une cuve dans laquelle les barrières thermiquement isolantes primaire et secondaire sont réalisées sous la forme de caissons respectivement primaires et secondaires juxtaposés. Les organes de fixation des caissons comprennent une douille solidaire de la structure porteuse du navire et formant un joint-rotule. Une tige est fixée à la douille par une de ses extrémités. A l'autre extrémité de la tige est fixée une platine d'appui qui retient les caissons secondaires sur la structure porteuse par l'intermédiaire de rondelles Belleville. Une entretoise permet de positionner une platine supérieure au niveau de la paroi de dessus des caissons secondaires. L'entretoise et la platine supérieure sont fixées sur la platine d'appui. Un goujon est fixé par une de ses extrémités dans la platine supérieure et s'étend vers l'intérieur de la cuve, au-delà de la barrière d'étanchéité secondaire. Une plaque de maintien fixée au goujon permet de retenir les caissons primaires. Ainsi, un même organe de fixation retient à la fois des caissons secondaires et des caissons primaires sur la structure porteuse. Les retenues des caissons primaires et secondaires se font donc nécessairement au même endroit.
Cette cuve présente plusieurs inconvénients. Les organes de fixation comprennent un nombre élevé de pièces, ce qui implique un coût de fabrication et de montage important. Ils constituent un pont thermique important traversant la barrière thermiquement isolante secondaire jusqu'à la structure porteuse. En reprenant les références de ce document, le pont thermique est constitué principalement de la tige supérieure 52, des vis de fixation 49 et de la tige 42. L'isolation de la cuve s'en trouve affectée et un point froid est créé sur la structure porteuse, ce qui est une cause de fragilité.
Du fait des tolérances de fabrication, la surface de la structure porteuse s'écarte généralement de la surface théorique. Des boudins de résine permettent de positionner les caissons secondaires sur la surface théorique. Il est nécessaire de prévoir des tiges de différentes longueurs pour s'adapter à cet écart entre surfaces réelle et théorique.
Les caissons secondaires doivent présenter une contraction thermique compatible avec celle de la tige. On ne peut donc pas choisir n'importe quel matériau isolant, à moins d'augmenter le nombre de rondelles Belleville.
Du fait de la contraction thermique et de la déformation de la structure porteuse due par exemple à la houle, il est nécessaire de retenir la barrière d'étanchéité secondaire et les caissons primaires de manière à ce qu'ils présentent une certaine mobilité, pour éviter qu'ils ne subissent des contraintes trop importantes. La douille doit donc être un joint-rotule, ce qui est coûteux à fabriquer et à monter.
Le document FR-2 683 786 décrit une cuve dans laquelle les caissons primaires sont retenus par des cornières en équerre dont un bord prend appui sur les panneaux de dessous des caissons primaires, l'autre bord étant soudé à une aile de soudure à laquelle sont également soudés les bords relevés de virures formant la barrière d'étanchéité secondaire. L'aile de soudure est partiellement insérée dans une rainure en T du panneau de dessus d'un caisson secondaire.
Cette cuve présente plusieurs inconvénients. Comme les ailes de soudure servent à retenir aussi bien la barrière d'étanchéité secondaire que les caissons d'isolation primaires, ces ailes de soudure reçoivent des efforts susceptibles de provoquer simultanément l'arrachage des caissons primaires supportant la barrière d'étanchéité primaire et l'arrachage de la barrière d'étanchéité secondaire. Ainsi, il existe un risque de rompre les deux barrières étanches en cas de rupture ou d'arrachage des ailes de soudure, ce qui aurait des conséquences catastrophiques. De plus, il est difficile de renforcer les ailes de soudure et leur liaison aux caissons secondaires étant donné que les ailes de soudure doivent pouvoir coulisser par rapport aux caissons secondaires afin de rattraper les écarts de dilatation/contraction thermique avec la barrière étanche secondaire. En outre, il est nécessaire de prévoir un espace entre deux caissons primaires adjacents pour le passage d'une machine de mise en place des cornières. Cet espace doit être comblé par du matériau isolant et par un couvre-joint, ce qui implique des coûts de fabrication et de montage élevés. Enfin, dans cette technique antérieure, la retenue des caissons primaires se fait nécessairement au même endroit que celle de la barrière d'étanchéité secondaire.
Le but de l'invention est de fournir une cuve ne présentant pas au moins certains des inconvénients précités de l'art antérieur.
Pour cela, l'invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolée intégrée dans la structure porteuse d'un ouvrage flottant, ladite cuve comprenant une barrière d'étanchéité primaire destinée à être au contact avec le produit contenu dans ladite cuve, une barrière d'étanchéité secondaire disposée entre ladite barrière d'étanchéité primaire et ladite structure porteuse, une barrière thermiquement isolante primaire constituée d'une pluralité d'éléments calorifuges primaires juxtaposés entre lesdites deux barrières d'étanchéité, une barrière thermiquement isolante secondaire constituée d'une pluralité d'éléments calorifuges secondaires juxtaposés entre ladite barrière d'étanchéité secondaire et ladite structure porteuse, lesdits éléments calorifuges secondaires comprenant des panneaux de dessus pour supporter ladite barrière d'étanchéité secondaire, ladite cuve comprenant des moyens de retenue secondaires pour retenir lesdits éléments calorifuges secondaires sur ladite structure porteuse, ladite cuve comprenant des moyens de retenue primaires pour retenir lesdits éléments calorifuges primaires sur ladite structure porteuse, lesdits moyens de retenue primaires comprenant: - des platines positionnées au niveau desdits panneaux de dessus des éléments calorifuges secondaires, - des goujons fixés auxdites platines et s'étendant en direction de ladite barrière thermiquement isolante primaire, au-delà de ladite barrière d'étanchéité secondaire, ladite barrière d'étanchéité secondaire étant raccordée auxdits goujons de manière étanche, - des moyens de fixation pour fixer lesdits éléments calorifuges 35 primaires auxdits goujons au-delà de ladite barrière d'étanchéité secondaire, caractérisée en ce que lesdits moyens de retenue primaires sont indépendants desdits moyens de retenue secondaires, lesdites platines étant retenues sur lesdits panneaux de dessus des éléments calorifuges secondaires de manière à retenir lesdits éléments calorifuges primaires sur ladite structure porteuse par l'intermédiaire desdits éléments calorifuges secondaires.
Ainsi, les moyens de retenue primaires peuvent être placés à des endroits différents des moyens de retenue secondaires. Les platines étant retenues sur les panneaux de dessus des éléments calorifuges secondaires, leur position est définie sans avoir besoin de tiges fixées sur la structure porteuse dont la longueur devrait dépendre de l'écart entre les surfaces réelle et théorique de la structure porteuse. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir des pièces de différentes tailles en fonction de l'écart entre les surfaces théorique et réelle de la structure porteuse ou de réaliser des réglages, ni de prévoir un joint-rotule. L'absence de tige s'étendant sur toute l'épaisseur de la barrière isolante secondaire pour coupler les éléments calorifuges primaires à la structure porteuse permet également de choisir plus librement le matériau isolant constituant les éléments secondaires et/ou de réduire le nombre de rondelles Belleville. En effet, les éléments calorifuges secondaires peuvent se contracter thermiquement indépendamment de la contraction thermique d'une tige ou, du moins, des tiges de moins grande longueur peuvent être utilisées comme moyen de retenue, ce qui réduit les amplitude de dilatation. Il n'y a pas de pont thermique à travers la barrière thermiquement isolante secondaire, et donc pas de point froid sur la structure porteuse. La fabrication et le montage des moyens de retenue primaires et des moyens de retenue secondaires sont plus faciles et moins coûteux.
La cuve selon l'invention ne présente pas de risque de rupture simultanée des barrières d'étanchéité primaire et secondaire. En effet, les moyens de retenue primaires étant indépendants d'une aile de soudure formant joint glissant, on peut les dimensionner librement en fonction des efforts qu'ils doivent recevoir.
De préférence, les panneaux de dessus comprennent des 35 logements, les platines étant situées dans les logements, des plaques d'arrêt étant fixées aux panneaux de dessus pour retenir les platines dans les logements.
Avantageusement, les panneaux de dessus présentent des logements, lesdites platines étant fixées aux panneaux de dessus dans les 5 logements par collage, rivetage ou vissage.
Selon un mode de réalisation particulier, les panneaux de dessus comprennent des lamages autour des logements, les plaques d'arrêt étant fixées aux panneaux de dessus dans les lamages de manière à affleurer avec les panneaux de dessus, les platines présentant des bossages centraux qui affleurent avec les plaques d'arrêt et les panneaux de dessus, de manière à présenter une surface sensiblement plane pour le support de la barrière d'étanchéité secondaire.
De préférence, les panneaux de dessus comprennent des inserts métalliques présentant des alésages taraudés débouchant dans les lamages pour recevoir des vis de fixation des plaques d'arrêt.
Avantageusement, les platines comprennent des douilles cylindriques définissant des alésages taraudés, les goujons présentant des parties inférieures filetées, pour fixer par vissage les goujons aux douilles cylindriques.
Selon un mode de réalisation particulier, les douilles cylindriques font saillie sur la face des platines tournée vers les éléments calorifuges secondaires, les logements présentant des perçages centraux pour recevoir les douilles cylindriques.
De préférence, les goujons sont soudés aux platines par 25 l'intermédiaire de la barrière d'étanchéité secondaire.
Avantageusement, les moyens de fixation comprennent des rondelles engagées sur les goujons et des écrous coopérant avec des parties supérieures filetées des goujons pour retenir les rondelles en appui sur les éléments calorifuges primaires.
Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de fixation comprennent des rondelles Belleville.
De préférence, les éléments calorifuges primaires comprennent des panneaux de fond, les rondelles étant retenues en appui sur les panneaux de fond.
Avantageusement, les goujons comprennent des collerettes situées au niveau de la barrière d'étanchéité secondaire, du côté de 2887010 6 l'intérieur de la cuve, la barrière d'étanchéité secondaire étant raccordée de manière étanche aux collerettes.
Selon un mode de réalisation particulier, la barrière d'étanchéité secondaire est soudée aux collerettes.
De préférence, au moins une des platines est située au niveau d'une interface entre des éléments calorifuges secondaires adjacents, ladite platine étant retenue sur les panneaux de dessus desdits éléments calorifuges secondaires adjacents en enjambant ladite interface.
Avantageusement, plusieurs plaques d'arrêt fixées auxdits éléments calorifuges secondaires adjacents de ladite interface retiennent ladite platine.
Selon un mode de réalisation particulier, les éléments calorifuges sont des caissons contenant un matériau thermiquement isolant, chacun des caissons comprenant un panneau de dessus, un panneau de fond et des parois latérales reliant lesdits panneaux de fond et ledit panneau de dessus à distance l'un de l'autre.
De préférence, lesdits éléments calorifuges comprennent des blocs de mousse revêtus respectivement d'un panneau de dessus rigide.
Avantageusement, les barrières d'étanchéité primaire et secondaire comprennent respectivement une pluralité de virures métalliques à bords relevés vers l'intérieur de la cuve, les virures étant réalisées en tôle mince à faible coefficient de dilatation et étant soudées deux à deux, par leurs bords relevés, sur deux faces d'une aile de soudure qui est retenue mécaniquement sur les éléments calorifuges primaires et secondaires, respectivement, par un joint glissant, les ailes de soudure étant partiellement engagées dans des rainures parallèles ménagées dans des panneaux de dessus des éléments calorifuges.
L'invention fournit aussi un ouvrage flottant, en particulier un navire méthanier, caractérisé par le fait qu'il comprend une cuve étanche et thermiquement isolée selon l'objet de l'invention ci-dessus.
Une telle cuve peut notamment être employée dans une installation flottante de production et de stockage (connue sous l'acronyme anglais FPSO), servant à stocker le gaz liquéfié en vue de son exportation depuis le site de production, ou dans une unité flottante de stockage et de regazéification (connue sous l'acronyme anglais FSRU), servant à décharger un navire méthanier en vue de l'alimentation d'un réseau de transport de gaz.
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. Sur ces dessins: - la figure 1 est une vue partielle en perspective et en coupe d'une cuve selon l'invention dans une structure porteuse; - la figure 2 est une vue partielle en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 de la paroi de la cuve; - la figure 3 est une vue partielle en coupe du détail III de la figure 2, représentant un organe de retenue primaire selon une première variante; - la figure 4 représente en coupe une platine de l'organe de retenue primaire de la figure 3; - la figure 5 est une vue partielle en perspective de l'organe de retenue primaire de la figure 3; - la figure 6 est une vue partielle en coupe du détail VI de 20 la figure 2, représentant un organe de retenue primaire selon une deuxième variante; les figures 7 et 8 représentent le panneau de dessus d'un élément calorifuge secondaire en coupe selon la ligne VII-VII de la figure 5 à deux étapes successives du montage de la plaque d'arrêt par rivetage; -la figure 9 est une vue partielle du dessus en coupe d'un élément calorifuge secondaire, au niveau d'un coin; - la figure 10 est une vue partielle du dessus d'un élément calorifuge secondaire, au niveau d'un coin; - la figure 11 est une vue partielle du dessus en coupe d'un élément calorifuge primaire, au niveau d'un coin; - la figure 12 est une vue partielle du dessus d'un élément calorifuge primaire, au niveau d'un coin; - la figure 13 est une vue partielle en perspective d'un 35 organe de retenue primaire; 2887010 8 - la figure 14 est une vue de face d'un goujon pouvant être utilisé dans un organe de retenue primaire.
A la figure 1, on voit la paroi interne de la double coque d'un ouvrage flottant, par exemple un navire méthanier, un FPSO ou un FSRU, où est installée la cuve selon l'invention. Cette paroi double forme des compartiments définis chacun par une pluralité de faces longitudinales 2 sensiblement planes soudées par leurs bords longitudinaux pour former globalement une section de cylindre ou de cône et par des cloisons transversales 3 aux extrémités des faces longitudinales du compartiment. Les faces longitudinales 2 et les cloisons transversales 3 d'un compartiment constituent la structure porteuse 1 de la cuve qui va être décrite. Les cloisons transversales 3 sont également doubles. Généralement, les faces longitudinales 2 sont agencées globalement en un cône de courbe directrice polygonale dans la partie de proue du navire (non représentée), et en un cylindre de courbe directrice polygonale, comme visible à la figure 1, dans le reste du navire.
A la figure 2, on voit une coupe dans la cuve selon la ligne II-II de la figure 1. La cuve comprend, depuis l'intérieur de la cuve vers la structure porteuse 1, une barrière d'étanchéité primaire 5, une barrière thermiquement isolante primaire 6, une barrière d'étanchéité secondaire 7 et une barrière thermiquement isolante secondaire 8.
Les barrières thermiquement isolantes primaire et secondaire sont réalisées sous la forme d'une pluralité d'éléments calorifuges juxtaposés, dénommés respectivement éléments calorifuges primaires et secondaires. Dans le mode de réalisation représenté, les éléments calorifuges primaires sont des caissons primaires 9 de forme parallélépipédique et les éléments calorifuges secondaires sont des caissons secondaires 10 de forme parallélépipédique. La figure 2 ne montre qu'une demie largeur des caissons 9 et 10. La ligne A délimite un bord latéral des caissons 9 et 10 et la ligne B est un axe de symétrie médian des caissons 9 et 10. Ainsi, il n'est pas nécessaire de représenter l'autre moitié des caissons.
Chaque caisson 9 comprend un panneau de dessus 11, un panneau de fond 12 et des parois latérales 13 reliant le panneau 11 au panneau 12 et les maintenant à distance l'un de l'autre pour définir un 2887010 9 espace intérieur du caisson apte à recevoir une ou plusieurs matières isolantes. De même, chaque caisson 10 comprend un panneau de dessus 14, un panneau de fond 15 et des parois latérales 16. Les panneaux 11, 12, 14 et 15 et les parois latérales 13 et 16 sont par exemple en bois, en bois contreplaqué densifié, en résine plastique ou en matériau composite.
Les caissons 9 et 10 sont remplis d'une garniture d'isolation thermique, par exemple de la perlite ou de la mousse polyuréthanne éventuellement renforcée par des tissus de fibre de verre. Selon un mode de réalisation préférentiel, la garniture d'isolation thermique comporte de la mousse rigide ou souple, renforcée ou non, à basse densité, c'est-à-dire inférieure à 60 kg/m3, par exemple de l'ordre de 40 à 50 kg/m3, ce qui présente de très bonnes propriétés thermiques. On peut aussi utiliser un matériau à porosité d'ordre de grandeur nanométrique de type aérogel. Un matériau de type aérogel est un matériau solide de faible densité qui a une structure extrêmement fine et fortement poreuse, pouvant aller jusqu'à 99 %. La taille des pores de ces matériaux s'étend typiquement entre 10 et 20 nanomètres. La structure nanométrique de ces matériaux limite fortement le libre parcours moyen des molécules de gaz, et donc le transport convectif de chaleur et de masse. Les aérogels sont donc de très bons isolants thermiques, avec une conductivité thermique par exemple inférieure à 20.10-3W.m-1.K-1, de préférence inférieure à 16.10- 3W.m 1.K-1. Ils offrent typiquement une conductivité thermique 2 à 4 fois inférieure à celle d'autres isolants classiques comme les mousses. Les aérogels peuvent être conditionnés sous différentes formes, par exemple sous la forme de poudre, de billes, de fibres non tissées, de tissu, etc. Les très bonnes propriétés isolantes de ces matériaux permettent de réduire l'épaisseur des barrières isolantes dans lesquelles ils sont utilisés, ce qui entraîne un gain de volume utile dans la cuve.
Les barrières d'étanchéité 5 et 7 sont réalisées par une pluralité de virures métalliques 17 en métal à faible coefficient de dilatation, par exemple en invar selon la technique connue. Les virures 17 comprennent des bords relevés 20 vers l'intérieur de la cuve. Les virures sont soudées deux à deux, par leurs bords relevés, à chaque fois sur les deux faces d'une aile de soudure 18. Les ailes de soudure 18 ont une section en forme d'équerre. Les bords relevés des virures 17 sont 2887010 10 soudés sur un bras de l'équerre, alors que l'autre bras de l'équerre est engagé dans une rainure 19.
Les panneaux de dessus 11 et 14 comprennent une pluralité de rainures 19 parallèles, la distance entre deux rainures 19 correspondant à la largeur d'une virure, alors que la distance entre un bord libre d'un caisson et une rainure 19 adjacente correspond à la largeur d'une demi-virure, de façon qu'une virure réalise la jonction entre deux caissons adjacents. Ainsi, les barrières d'étanchéité primaire 5 et secondaire 7 sont retenues sur les barrières thermiquement isolantes respectivement primaire 6 et secondaire 8. Les ailes de soudure 18 et les rainures 19 forment des joints glissants permettant aux virures 17 de se contracter et de se déformer par rapport aux caissons 9 et 10.
La cuve comprend des organes de retenue pour retenir les caissons primaires 9 et secondaires 10 sur la structure porteuse 1. Sur la figure 2, on voit un organe de retenue secondaire 23. Une pluralité d'organes de retenue secondaires identiques, formant des moyens de retenue secondaires, sont disposés à intervalles réguliers sur la surface interne de la structure porteuse 1, sous la forme d'un tableau à cellules rectangulaires ou carrées, en fonction des dimensions des caissons secondaires 10, et permettent de retenir les caissons secondaires sur la structure porteuse 1. On prévoit au moins un organe de retenue secondaire 23 à chaque coin d'un caisson secondaire 10. Si la longueur et/ou la largeur des caissons secondaires 10 est importante, on peut prévoir un ou plusieurs organes de retenue secondaires intermédiaires agencés le long de ladite longueur et/ou largeur. Dans la suite, on ne décrit qu'un organe de retenue secondaire inséré au niveau des coins de quatre caissons secondaires adjacents, les éventuels organes de retenue intermédiaires étant identiques.
Dans la cuve représentée, l'organe de retenue secondaire 23 comprend un goujon 26 soudé sur l'intérieur de la paroi 2. Comme la géométrie de la structure porteuse 1 est imparfaite, on prévoit des cales d'épaisseur 25 autour des goujons filetés 26. L'épaisseur de chaque cale d'épaisseur 25 est calculée par informatique à partir d'un relevé topographique de la surface interne de la structure porteuse 1. Ainsi, on positionne les panneaux de fond 15 des caissons 10 le long d'une surface théorique régulière. Entre les panneaux de fond 15 et la structure porteuse 1, on prévoit de manière classique des boudins de mastic 24 qui sont collés aux panneaux de fond 15 et s'écrasent contre la structure porteuse 1 lors de la pose des caissons 10 de manière à assurer un soutien de ceux-ci. Pour éviter que ce mastic n'adhère à la structure porteuse 1, une feuille de papier kraft non représentée est prévue entre eux.
Comme représenté figure 9, le panneau de fond 15 d'un caisson secondaire 10 présente un bord périphérique 99 qui fait saillie latéralement autour des parois 16 du caisson 10. Au coin du caisson 10, les parois 16 présentent un pan biseauté 41 et le panneau 15 présente un pan biseauté 100. Le pan 100 définit un espace pour le passage du goujon 26.
Le goujon 26 est fileté et un écrou taraudé 27 retient sur le goujon 26 une rondelle Belleville 28 et une rondelle plate 29. Ainsi, la rondelle plate 29 est maintenue en appui sur les coins des bords périphériques 99 des panneaux de dessous 15 de quatre caissons secondaires 10 adjacents.
Les pans 41 des quatre caissons secondaires 10 adjacents définissent un espace permettant, après avoir posé les caissons 10, d'accéder au goujon 26 pour y fixer la rondelle 29, la rondelle Belleville 28 et l'écrou 27.
La figure 2 représente également un organe de retenue primaire 21 selon une première variante et un organe de retenue primaire 22 selon une seconde variante. Les caissons primaires sont retenus sur la structure porteuse 1 par l'intermédiaire des caissons secondaires 10 par une pluralité d'organes de retenue primaires, formant des moyens de retenue primaires.
Dans le mode de réalisation représenté, l'organe de retenue primaire 21 se trouve superposé avec l'organe de retenue secondaire 23.
Il est situé au niveau des coins adjacents de quatre caissons primaires 9. Les caissons primaires 9 sont chacun superposés avec un caisson secondaire 10.
Si la longueur et/ou la largeur des caissons primaires 9 est importante, on peut prévoir un ou plusieurs organes de retenue primaires intermédiaires selon la première variante, agencés le long de ladite longueur et/ou largeur. Dans la suite, on ne décrit qu'un organe de retenue primaire selon la première variante inséré au niveau des coins de quatre caissons primaires adjacents, les éventuels organes de retenue intermédiaires étant de configuration analogue.
Comme représenté figure 10, le panneau de dessus 14 d'un caisson secondaire 10 présente un bord périphérique 101 qui fait saillie latéralement autour des parois 16 du caisson 10. Au coin du caisson 10, le panneau 14 présente un pan biseauté 102. Le pan 102 défini un espace pour recevoir partiellement un organe de retenue primaire 21. A la place du pan biseauté 102 rectiligne, le panneau 14 pourrait présenter un renfoncement courbe, par exemple en demi-cercle.
Cet organe de retenue primaire 21 selon la première variante est décrit plus en détail en référence aux figures 3 à 5. Les panneaux de dessus 14 comprennent des logements 30. Une platine 31 est retenue dans les quatre logements 30 des quatre caissons secondaires 10 adjacents, par des plaques d'arrêt 37. La platine 31 et les plaques 37 sont en acier inoxydable. Alternativement elles pourraient être en d'autres matériaux, par exemple en plastique, en matériau composite ou en contreplaqué.
Les panneaux 14 comprennent des lamages 36 situés à la périphérie des logements 30 et dans lesquels sont situées les plaques d'arrêt 37, de manière à affleurer avec la surface supérieure des panneaux 14. Dans le cadre de cette description, supérieur signifie tourné vers l'intérieur de la cuve, et inférieur signifie tourné vers la structure porteuse 1.
Les plaques 37 comprennent des alésages 40 permettant de fixer les plaques 37 aux panneaux 14. Comme représenté sur la figure 5, chaque plaque 37 présente deux alésages 40.
Pour cela, selon un mode de réalisation particulier, les panneaux 14 comprennent des inserts métalliques 80 présentant des alésages taraudés 85 débouchant dans les lamages 36 pour recevoir des vis de fixation 82 des plaques d'arrêt 37. La fixation par vissage est représentée sur la partie droite de la figure 3. Les inserts 80 se trouvent dans des alésages 81 ménagés dans les panneaux 14 et alignés avec les alésages 40. Les inserts 80 comprennent des pattes de maintien 86 permettant de les mettre en prise sur la surface inférieure des panneaux 14 pour empêcher les inserts 80 de tourner.
Alternativement, les plaques 37 peuvent être fixées dans les lamages 36 par rivetage. La fixation des plaques 37 par rivetage est représentée surla partie gauche de la figure 3 et les figures 7 et 8. Dans le cas où les plaques 37 sont fixées par rivets, cela est fait comme représenté figures 7 et 8 en perçant des alésages 83 traversant les panneaux 14 et débouchant dans les lamages 36. Les alésages 83 se prolongent dans le matériau isolant. Les plaques 37 sont alors placées dans les lamages 36 de manière à ce que les alésages 40 correspondent avec les alésages 83. Des rivets 84 sont insérés dans les alésages 40 et 83 et fixent les plaques 37 sur les panneaux 14 grâce à des pattes de maintien 87 qui prennent appui sur la surface inférieure des panneaux 14.
Les plaques 37 pourraient être fixées dans les logements 30 par d'autres moyens, par exemple par collage. Dans ce cas, elles ne 15 comprennent pas nécessairement d'alésage 40.
Comme visible sur la figure 4, la platine 31 comprend un large rebord plan 38 de forme carrée, aux coins biseauté. La platine 31 comprend également un bossage central 33 qui affleure avec les plaques 37 et la surface supérieure des panneaux 14. Ainsi, la barrière d'étanchéité secondaire 7 repose sur une surface plane.
La platine 31 comprend aussi une douille cylindrique 32 en saillie sur la face opposée au bossage 33 et percée d'un alésage taraudé 39. L'espace défini entre les pans 102 des panneaux 14 sert à recevoir partiellement la douille 32. Au niveau de l'alésage 39, la barrière d'étanchéité secondaire 7 est percée pour permettre le passage d'un goujon 35. Le goujon 35 comprend une partie inférieure filetée qui est vissée dans l'alésage taraudé 39. L'entrée de l'alésage 39, au niveau du bossage 33, est chanfreinée pour faciliter l'introduction du goujon 35.
Une première variante du goujon 35 est notamment représentée sur la figure 3. La figure 14 représente une autre variante du goujon 35, dans laquelle les éléments identiques ou similaires sont désignés par les mêmes chiffres de référence que dans la première variante.
Pour rétablir l'étanchéité, le goujon 35 comprend une 35 collerette 34 à laquelle est ensuite soudée la barrière d'étanchéité secondaire 7, et une partie supérieure filetée 51.
Selon la variante de la figure 14, le goujon 35 comprend également une partie inférieure filetée 70, située sous la collerette 34 et destinée à être vissée dans l'alésage taraudé 39. Au dessus de la collerette 34 et en dessous de la partie supérieure filetée 51, le goujon 35 présente, de bas en haut, un tronçon 71 de diamètre supérieur à celui de la partie 51, un tronçon 72 de diamètre égal ou légèrement inférieur à celui du tronçon 71, et présentant et au moins un plat 74 permettant d'offrir une prise à une clé ou un autre outil pour visser le goujon 35 dans l'alésage 39, et un tronçon 73 non fileté de diamètre sensiblement égal à celui de la partie supérieure filetée 51.
Le goujon 35 retient des moyens de fixation, comprenant une rondelle plate 52, une ou plusieurs rondelles Belleville et un écrou 53, représentés schématiquement sur la figure 2 et identiques aux moyens de fixation selon la deuxième variante, décrite en référence à la figure 6. Les rondelles sont situées au niveau du tronçon 73 et l'écrou 53 est vissé sur la partie supérieure filetée 51.
Comme représenté à la figure 11, les parois latérales 13 des caissons primaires 9 présentent, au niveau des coins, des renfoncements 103. Les panneaux de dessous 12 dépassent dans les renfoncements 103 et définissent des rebords 104 de sorte que la rondelle plate 52 prend appui sur les rebords 104 des panneaux de dessous 12 des quatre caissons primaires 9 adjacents, ce qui retient les caissons primaires 9 sur les caissons secondaires 10. Les rebords 104 présentent des renfoncements 105 définissant un espace pour le passage du goujon 35.
La platine 31 dispose d'un jeu lui permettant de se déplacer légèrement dans les logements 30. Ainsi, on peut facilement rattraper les tolérances de fabrication lors de l'assemblage de la cuve. De plus, la barrière d'étanchéité secondaire 7 et les caissons primaires 9 sont retenus sur les caissons secondaires 10 tout en pouvant se déplacer en réponse à la contraction thermique et aux déformations de la coque du navire dues à la houle. On réduit donc les contraintes dans la barrière d'étanchéité secondaire 7 et dans les caissons primaires 9.
Comme représenté à la figure 12, les panneaux de dessus 11 des caissons primaires 9 présentent à chaque coin une découpe 54 alignée avec le renfoncement 103. Les découpes 54 définissent donc un espace d'accès entre les caissons primaires 9 permettant de visser l'écrou 53 et les rondelles au goujon 35.
La figure 13 représente une variante de l'organe de retenue primaire 21, dans laquelle les éléments identiques ou similaires sont désignés par les même référence que la variante décrite ci-dessus. La figure 13 est une vue similaire à la figure 5, dans laquelle seule une plaque d'arrêt 37 est représentée. On n'a pas représenté la barrière d'étanchéité secondaire 7 ni le goujon 35. Dans cette variante, chaque plaque 37 présente trois alésages 40. La platine 31 est fixée à l'interface de quatre caissons secondaires 10, dont les panneaux de dessus 14 sont représentés très partiellement, uniquement au niveau du coin.
Sur la figure 2, un organe de retenue primaire 22 selon une deuxième variante est prévu au centre des caissons 9. La ligne de coupe II-II est brisée de sorte qu'elle passe par un coin et par le centre d'un caisson primaire 9 et d'un caisson secondaire 10.
L'organe de retenue primaire 22 selon la deuxième variante est décrit en référence à la figure 6. Il peut être placé en tout point du panneau 14, indépendamment des organes 23 et des bords et des coins des caissons primaires 9 et secondaires 10. Pour cela, le caisson primaire 9 comprend un puits 106 au fond duquel le panneau de dessous 12 présente un alésage 107 de diamètre inférieur à celui du puits 106, de manière à définir un rebord 108 entre l'alésage 107 et la matière isolante du caisson. Si cette matière isolante est granulaire, on prévoit bien sûr une paroi latérale (non représentée) autour du puits 106. Le panneau de dessus 14 comprend un logement 60 dont la position correspond à celle de l'alésage 107. Une platine 61 de forme similaire à la platine 31 à l'exception du bossage central 33 se trouve dans le logement 60. La platine 61 comprend une douille cylindrique 62 et un large rebord plan 68 qui est fixé au panneau 14 par rivetage. Alternativement le rebord plan pourrait être collé ou vissé au panneau 14.
Dans cette deuxième variante, les panneaux 14 ne présentent pas de lamage et la platine 61 ne présente pas de bossage central. La plaque 61 affleure avec la surface supérieure des panneaux 14. Les panneaux 14 présentent des alésages 63 au centre des logements 60 pour recevoir les douilles cylindriques 62.
2887010 16 Le goujon 65 est vissé par une partie inférieure filetée dans un alésage 69 de la douille 62. Le goujon 65 comprend une partie supérieure filetée retenant des moyens de fixations, comprenant une rondelle plate 67, une rondelle Belleville 66 et un écrou 64. La rondelle plate 67 prend appui sur le rebord 108, ce qui retient les caissons primaires 9 sur les caissons secondaires 10.
Bien qu'il ait été décrit un seul organe de retenue primaire selon cette deuxième variante, on peut en prévoir un ou plusieurs par caisson primaire 9 selon la taille du caisson. On peut aussi se passer de tout point de retenue de ce type si la taille du caisson primaire le permet.
Le montage de la cuve qui vient d'être décrite s'effectue en montant d'abord les caissons secondaires 10 sur la structure porteuse 1 et en les fixant par les organes de retenue secondaires 23. Les espaces définis entre les pans 41 et les espaces entre les parois 16 sont ensuite bourrés d'un matériau thermiquement isolant. On place ensuite les platines 31 et 61 dans les logements 30 et 60 respectivement. On fixe les plaques d'arrêt 37 dans les lamages 36.
Des ergots métalliques sont alors insérés dans les alésages 39, 69 de manière à dépasser de la surface supérieure des panneaux 14.
Ainsi, quand on place, de manière connue, les virures 17 de la barrière d'étanchéité 7, les ergots créent une petite bosse indiquant les endroits où la barrière 7 doit être percée. Après percement, on retire les ergots des alésages 39 et 69 et on y visse les parties inférieures des goujons 35 et 65, puis on soude les collerettes 34 à la barrière d'étanchéité secondaire 7 de manière à rétablir l'étanchéité.
On peut ensuite placer les caissons primaires 9 et les fixer en vissant les rondelles et écrous sur les goujons 35 et 65, auxquelles on accède respectivement par les espaces définis par les découpes 54 et les renfoncements 103 et par les puits 106.
De manière connue, les espaces définis par les renfoncements 103 et par les puits 106 sont comblés par des bouchons en matériau isolant avant de placer la barrière d'étanchéité primaire 5.
Alternativement au mode de réalisation qui vient d'être décrit, une cuve selon l'invention peut présenter des différences.
Dans la cuve décrite, certains organes de retenue primaires sont selon la première variante et d'autres sont selon la seconde variante.
Dans d'autres modes de réalisation de la cuve, ils peuvent être tous selon la première variante ou selon la deuxième variante.
Les éléments calorifuges secondaires et primaires ont été représentés en phase, c'est-à-dire avec les bords alignés. En variante, ils peuvent être disposés en opposition de phase, c'est-à-dire en plaçant les éléments calorifuges primaires de manière décalée par rapport aux éléments calorifuges secondaires. Par exemple dans ce cas, les organes de retenue primaires placés au niveau des coins des éléments calorifuges secondaires sont alignés avec des puits ménagés dans la partie centrale des éléments calorifuges primaires.
Les organes de retenue primaires selon la deuxième variante peuvent aussi être fixés aux caissons secondaires à l'aide de plaques d'arrêt permettant un certain jeu.
Les moyens de fixation ont été décrits comme prenant appui sur des panneaux de dessous respectifs des éléments calorifuges primaires et secondaires. Alternativement, ils pourraient par exemple prendre appui sur des tasseaux ou des entretoises à un niveau situé entre les surfaces inférieure et supérieure des éléments calorifuges primaires et/ou secondaires ou encore sur les panneaux de dessus des éléments calorifuges. Dans ce cas, la longueur des goujons 26, 35 ou 65 est augmentée à la longueur nécessaire.
Les éléments calorifuges ont été décrits comme des caissons fermés. Selon un autre mode de réalisation, les éléments calorifuges sont des blocs de matière isolante, par exemple des blocs de mousse polyuréthane, auxquels sont fixés, au moins en ce qui concerne les éléments calorifuges secondaires, des panneaux de dessus rigides.
Les goujons ont été décrits fixés aux platines 31 et 61 par vissage dans des alésages. Alternativement, ils pourraient être emmanchés en force dans les alésages. Selon une autre variante, les goujons sont soudés à la platine par l'intermédiaire de la barrière d'étanchéité secondaire, c'està-dire que l'on fusionne localement la base du goujon, la virure d'étanchéité et la platine. Dans ce cas le goujon n'entre pas dans la platine, de sorte que la douille correspondante peut être supprimée et qu'il n'est pas nécessaire de percer la barrière d'étanchéité secondaire lors du montage.
2887010 18 On a représenté des logements 30 et 36 ouverts sur la surface supérieure des panneaux de dessus 14 des éléments calorifuges secondaires, les platines 31 ou 61 étant retenues par tout moyen dans ces logements, par exemple rivetées, vissées, collées ou retenues par des plaques d'arrêt. Alternativement, les logements pourraient présenter des couvercles formés par les panneaux de dessus 14 eux-mêmes et retenant les platines. Dans ce cas, les logements peuvent être ouverts sur la face inférieure des panneaux de dessus des éléments calorifuges secondaires ou consister en un espace creusé dans l'épaisseur des panneaux de dessus des éléments calorifuges secondaires. Les platines sont placées dans les logements lors de la fabrication des éléments calorifuges secondaires avant de fixer le panneau de dessus sur l'élément calorifuge.
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.
2887010 19

Claims (19)

REVENDICATIONS
1. Cuve étanche et thermiquement isolée intégrée dans la structure porteuse (1) d'un ouvrage flottant, ladite cuve comprenant une barrière d'étanchéité primaire (5) destinée à être au contact avec le produit contenu dans ladite cuve, une barrière d'étanchéité secondaire (7) disposée entre ladite barrière d'étanchéité primaire (5) et ladite structure porteuse (1), une barrière thermiquement isolante primaire (6) constituée d'une pluralité d'éléments calorifuges primaires (9) juxtaposés entre lesdites deux barrières d'étanchéité, une barrière thermiquement isolante secondaire (8) constituée d'une pluralité d'éléments calorifuges secondaires (10) juxtaposés entre ladite barrière d'étanchéité secondaire (7) et ladite structure porteuse (1), lesdits éléments calorifuges secondaires (10) comprenant des panneaux de dessus (14) pour supporter ladite barrière d'étanchéité secondaire (7), ladite cuve comprenant des moyens de retenue secondaires (23) pour retenir lesdits éléments calorifuges secondaires (10) sur ladite structure porteuse (1), ladite cuve comprenant des moyens de retenue primaires (21, 22) pour retenir lesdits éléments calorifuges primaires (9) sur ladite structure porteuse (1), lesdits moyens de retenue primaires (21, 22) comprenant: - des platines (31, 61) positionnées au niveau desdits panneaux de dessus (14) des éléments calorifuges secondaires (10), - des goujons (35, 65) fixés auxdites platines (31, 61) et s'étendant en direction de ladite barrière thermiquement isolante primaire (6), au-delà de ladite barrière d'étanchéité secondaire (7), ladite barrière d'étanchéité secondaire (7) étant raccordée auxdits goujons de manière étanche, - des moyens de fixation (64, 66, 67) pour fixer lesdits éléments calorifuges primaires (9) auxdits goujons (35, 65) au-delà de ladite barrière d'étanchéité secondaire (7), caractérisée en ce que lesdits moyens de retenue primaires (21, 22) sont indépendants desdits moyens de retenue secondaires (23), lesdites platines (31, 61) étant retenues sur lesdits panneaux de dessus (14) des éléments calorifuges secondaires (10) de manière à retenir lesdits éléments calorifuges primaires (9) sur ladite structure porteuse (1) par l'intermédiaire desdits éléments calorifuges secondaires (10).
2. Cuve selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits panneaux de dessus (14) comprennent des logements (30), lesdites platines (31) étant situées dans lesdits logements, des plaques d'arrêt (37) étant fixées auxdits panneaux de dessus (14) pour retenir lesdites platines (31) dans lesdits logements (30).
3. Cuve selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits panneaux de dessus (14) présentent des logements (60), lesdites platines (61) étant fixées auxdits panneaux de dessus (14) dans lesdits logements (60) par collage, rivetage ou vissage.
4. Cuve selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdits panneaux de dessus (14) comprennent des lamages (36) autour desdits logements (30), lesdites plaques d'arrêt (37) étant fixées auxdits panneaux de dessus (14) dans lesdits lamages (36) de manière à affleurer avec lesdits panneaux de dessus (14), lesdites platines (31) présentant des bossages centraux (33) qui affleurent avec lesdites plaques d'arrêt (37) et lesdits panneaux de dessus (14), de manière à présenter une surface sensiblement plane pour le support de ladite barrière d'étanchéité secondaire (7).
5. Cuve selon la revendication 4, caractérisée par le fait que lesdits panneaux de dessus (14) comprennent des inserts métalliques (80) présentant des alésages taraudés (85) débouchant dans lesdits lamages (36) pour recevoir des vis de fixation (82) desdites plaques d'arrêt (37).
6. Cuve selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisée par le fait que lesdites platines (31, 61) comprennent des douilles cylindriques (32, 62) définissant des alésages taraudés (39), lesdits goujons (35, 65) présentant des parties inférieures filetées, pour fixer par vissage lesdits goujons (35, 65) auxdites douilles cylindriques (32, 62).
7. Cuve selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdites douilles cylindriques (62) font saillie sur la face desdites platines (61) tournée vers les éléments calorifuges secondaires (10), lesdits logements (60) présentant des perçages centraux (63) pour recevoir lesdites douilles cylindriques (62).
8. Cuve selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits goujons (35, 65) sont soudés auxdites platines (31, 61) par l'intermédiaire de ladite barrière d'étanchéité secondaire (7).
9. Cuve selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits moyens de fixation comprennent des rondelles (67) engagées sur lesdits goujons (35, 65) et des écrous (64) coopérant avec des parties supérieures filetées desdits goujons (35, 65) pour retenir lesdites rondelles (67) en appui sur lesdits éléments calorifuges primaires (9).
10. Cuve selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits moyens de fixation comprennent des rondelles Belleville (66).
11. Cuve selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que lesdits éléments calorifuges primaires (9) comprennent des panneaux de fond (12), lesdites rondelles (67) étant retenues en appui sur lesdits panneaux de fond (12).
12. Cuve selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits goujons (35, 65) comprennent des collerettes (34) situées au niveau de ladite barrière d'étanchéité secondaire (7), du côté de l'intérieur de la cuve, ladite barrière d'étanchéité secondaire (7) étant raccordée de manière étanche auxdites collerettes (34).
13. Cuve selon la revendication 12, caractérisée par le fait que ladite barrière d'étanchéité secondaire (7) est soudée auxdites collerettes (34).
14. Cuve selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisée par le fait qu'au moins une desdites platines (31) est située au niveau d'une interface entre des éléments calorifuges secondaires adjacents, ladite platine (31) étant retenue sur les panneaux de dessus (14) desdits éléments calorifuges secondaires adjacents en enjambant ladite interface.
15. Cuve selon les revendications 2 et 14 prises en combinaison, caractérisée par le fait que plusieurs plaques d'arrêt (37) fixées auxdits éléments calorifuges secondaires adjacents de ladite interface retiennent ladite platine (31).
16. Cuve selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisée par le fait que lesdits éléments calorifuges (9, 10) sont des caissons contenant un matériau thermiquement isolant, chacun desdits caissons comprenant un panneau de dessus (11, 14), un panneau de fond (12, 15) et des parois latérales (13, 16) reliant ledit panneau de fond (12, 15) et ledit panneau de dessus (1l, 14) à distance l'un de l'autre.
17. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que lesdits éléments calorifuges comprennent des blocs de mousse revêtus respectivement d'un panneau de dessus rigide.
18. Cuve selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdites barrières d'étanchéité primaire (5) et secondaire (7) comprennent respectivement une pluralité de virures métalliques (17) à bords relevés (20) vers l'intérieur de la cuve, lesdites virures (17) étant réalisées en tôle mince à faible coefficient de dilatation et étant soudées deux à deux, par leurs bords relevés (20), sur deux faces d'une aile de soudure (18) qui est retenue mécaniquement sur les éléments calorifuges primaires (9) et secondaires (10), respectivement, par un joint glissant, lesdites ailes de soudure (18) étant partiellement engagées dans des rainures parallèles (19) ménagées dans des panneaux de dessus (11, 14) desdits éléments calorifuges.
19. Ouvrage flottant, caractérisé par le fait qu'il comprend une cuve étanche et thermiquement isolée selon l'une des revendications 1 à 18.
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