FR2978748A1 - Cuve etanche et thermiquement isolante - Google Patents

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Abstract

Une cuve étanche et thermiquement isolante agencée dans une structure porteuse (1) pour contenir un fluide froid comporte au moins une barrière étanche et au moins une barrière isolante (2, 4) disposée entre la barrière étanche et la structure porteuse. La barrière isolante (2) comporte un premier ensemble d'éléments calorifuges (11) juxtaposés pour former une première couche et un deuxième ensemble d'éléments calorifuges (10) juxtaposés pour former une deuxième couche située entre la première couche et la structure porteuse. Un élément calorifuge (11) de la première couche comporte à chaque fois un caisson rempli d'une garniture d'isolation essentiellement constituée de laine minérale ou de mousse polymère à basse densité. Un élément calorifuge (10) de la deuxième couche comporte à chaque fois un bloc de mousse polymère à haute densité.

Description

4 L'invention se rapporte au domaine des cuves étanches et thermiquement isolantes agencées dans une structure porteuse pour contenir un fluide froid, notamment aux cuves à membrane pour contenir des gaz liquéfiés. On connaît des cuves étanches et thermiquement isolantes agencées dans la coque d'un navire pour le transport d'un gaz naturel liquéfié (GNL) à forte teneur en méthane. Une telle cuve est divulguée par exemple dans FR-A-2867831. Dans cette cuve connue, une barrière isolante primaire et une barrière isolante secondaire sont constituées sous une forme modulaire à l'aide de caisses parallélépipédiques en bois juxtaposées. Les caisses sont remplies d'une garniture calorifuge de perlite expansée ou de matériaux aérogels. Selon un mode de réalisation, l'invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolante agencée dans une structure porteuse pour contenir un fluide, dans laquelle une paroi de la cuve comporte au moins une barrière étanche et au moins une barrière isolante disposée entre la barrière étanche et la structure porteuse, dans laquelle la barrière isolante comporte un premier ensemble d'éléments calorifuges juxtaposés pour former une première couche et un deuxième ensemble d'éléments calorifuges juxtaposés pour former une deuxième couche située entre la première couche et la structure porteuse, un élément calorifuge de la première couche comportant à chaque fois un caisson rempli d'une garniture d'isolation essentiellement constituée de laine minérale ou de mousse polymère à basse densité, un élément calorifuge de la deuxième couche comportant à chaque fois un bloc de mousse polymère à haute densité.
Selon des modes de réalisation, une telle cuve peut comporter une ou plusieurs des dispositions suivantes. Selon un mode de réalisation, la mousse polymère à basse densité présente une densité inférieure à 50kg/m3. En particulier, la mousse polymère à basse densité peut être choisie parmi le groupe consistant en la mousse de polyuréthane et la mousse de polychlorure de vinyle.
Selon un mode de réalisation, la mousse polymère à haute densité présente une densité supérieure à 100kg/m3. En particulier, la mousse polymère à haute densité peut être choisie parmi le groupe consistant en la mousse de polyuréthane et la mousse de polyuréthane renforcée de fibres de verre.
Selon un mode de réalisation, la garniture d'isolation de l'élément calorifuge de la première couche comporte en outre des bandes de papier sur lesquelles la laine minérale est collée pour diminuer la convection dans le caisson. Selon un mode de réalisation, un élément calorifuge de la première couche et un élément calorifuge de la deuxième couche ont à chaque fois les mêmes dimensions dans un plan de la paroi de cuve et sont disposés de manière alignée, et des organes de retenue solidaires de la structure porteuse sont agencés au niveau des coins des éléments calorifuges alignés et coopèrent avec des pièces de bord des éléments calorifuges de la première couche pour retenir les éléments calorifuges alignés des deux couches de la barrière isolante contre la structure porteuse, un élément calorifuge de la deuxième couche comportant à chaque fois des tasseaux rigides s'étendant dans le sens de l'épaisseur du bloc de mousse polymère à haute densité au niveau des coins du bloc de mousse polymère à haute densité pour reprendre les efforts des organes de retenue. Selon un mode de réalisation, l'élément calorifuge de la première couche et 20 l'élément calorifuge de la deuxième couche alignés sont fixés l'un sur l'autre et forment un module isolant préfabriqué. Selon un mode de réalisation, l'élément calorifuge de la deuxième couche comporte un panneau de couvercle en contreplaqué fixé sur le bloc de mousse. En particulier, le panneau de couvercle peut comporter un pli interne en bois de sapin 25 et un pli externe en bois de bouleau. Le bois de bouleau présente une meilleure résistance mécanique que le bois de sapin, lequel s'avère meilleur isolant thermique. Cette combinaison offre ainsi un compromis avantageux quant aux propriétés de résistance mécanique et d'isolation thermique. Selon un mode de réalisation, des cordons de mastic disposés sur une 30 surface inférieure de l'élément calorifuge de la deuxième couche sont en appui 4 contre la structure porteuse de manière à compenser des défauts de planéité de la structure porteuse. Selon un mode de réalisation, l'élément calorifuge de la deuxième couche comporte un panneau de fond rigide fixé sous le bloc de mousse, les cordons de 5 mastic étant fixés sur le panneau de fond. Selon un mode de réalisation, le caisson de l'élément calorifuge de la première couche comporte un panneau de fond, des voiles latéraux fixés audit panneau de fond et faisant saillie perpendiculairement d'un côté du panneau de fond pour délimiter le contour d'un espace intérieur du caisson, une pluralité de 10 cloisons internes mutuellement parallèles et perpendiculaires audit panneau de fond qui s'étendent entre les voiles latéraux de manière à diviser ledit espace intérieur en une pluralité de compartiments dans lesquels la garniture calorifuge est disposée, et un panneau de couvercle supporté et fixé sur un bord supérieur des voiles latéraux et des cloisons internes parallèlement au panneau de fond et à distance de celui-ci 15 pour fermer l' espace intérieur du caisson. Selon un mode de réalisation, une cloison interne du caisson comporte une structure creuse constituée de deux parois fixées l'une à l'autre de manière espacée et parallèle par l'intermédiaire de pièces d'espacement disposées entre les deux parois. 20 Selon un mode de réalisation, la paroi de la cuve comporte successivement une membrane étanche primaire destinée à être en contact avec le fluide, une barrière isolante primaire, une membrane étanche secondaire et une barrière isolante secondaire, dans laquelle la première couche et la deuxième couche d'éléments calorifuge 25 forment la barrière isolante secondaire entre la membrane étanche secondaire et la structure porteuse, et dans laquelle la barrière isolante primaire est constituée d'éléments calorifuges juxtaposés, un élément calorifuge de la barrière isolante primaire comportant à chaque fois un caisson rempli d'une garniture d'isolation essentiellement constituée 30 de laine minérale ou de perlite.
Selon un mode de réalisation dans ce cas, les bords des éléments calorifuges de la barrière isolante primaire sont sensiblement alignés avec les bords des éléments calorifuges de la barrière isolante secondaire, et les organes de retenue solidaires de la structure porteuse sont agencés au niveau des coins des éléments calorifuges et coopèrent avec des pièces de bord des éléments calorifuges de la barrière isolante primaire et de la barrière isolante secondaire pour retenir les éléments calorifuges de la barrière isolante primaire contre la membrane étanche secondaire et les éléments calorifuges de la barrière isolante secondaire contre la structure porteuse.
Selon un mode de réalisation, la ou chaque membrane étanche comporte des bandes de tôle métallique parallèles dont les bords longitudinaux sont relevés en saillie vers l'intérieur de la cuve et des ailes de soudure parallèles retenues sur la barrière d'isolation thermique sous-jacente et faisant saillie vers l'intérieur de la cuve à chaque fois entre deux bandes de tôle pour former un joint soudé étanche avec les bords longitudinaux relevés adjacents. Une telle cuve peut faire partie d'une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres. Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d'un produit liquide froid comporte une double coque et une cuve précitée disposée dans la double coque. Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d'un tel navire, dans lequel on achemine un produit liquide froid 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 produit liquide froid, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire. Une idée à la base de l'invention est de concevoir une structure de paroi de cuve offrant des propriétés avantageuses quant à l'isolation thermique, la résistance mécanique et le prix de revient. Certains aspects de l'invention partent de l'idée de choisir et positionner des matériaux dans la structure de paroi de cuve en fonction des gammes de températures où les propriétés thermiques de ces matériaux sont les meilleures. Notamment, l'invention part du constat qu'une cuve de fluide froid présente des portions de paroi relativement plus froides situées vers l'intérieur de la cuve dans le sens de l'épaisseur de la paroi et des portions de paroi relativement plus chaudes situées vers l'extérieur de la cuve. Certains aspects de l'invention partent de l'idée de concevoir une structure de barrière isolante à partir de matériaux choisis pour leur compatibilité avec des conditions cryogéniques, notamment dans le domaine du GNL, leur durée de vie étendue et leur coût relativement faible. 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 un graphique représentant la conductivité thermique À en fonction de la température pour une sélection de matériaux utilisables dans une paroi de cuve de GNL. - La figure 2 est une vue partielle en perspective d'une paroi de cuve étanche et isolante. - La figure 3 est une vue en perspective d'un bloc de mousse de la paroi de la figure 1. - La figure 4 est une vue en perspective d'un élément calorifuge 30 comportant le bloc de mousse de la figure 3. - La figure 5 est une vue en perspective d'un caisson isolant de la paroi de la figure 1. - La figure 6 est une vue en perspective d'un ensemble de cloisons de séparation utilisables dans une variante du caisson de la figure 5. - La figure 7 est un graphique représentant un profil de température pouvant être obtenu dans la paroi de cuve de la figure2. - La figure 8 est une représentation schématique écorchée d'une cuve de navire méthanier et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
La figure 1 représente l'évolution de la conductivité thermique en fonction de la température sur une plage de température allant d'environ -162°C (GNL à pression atmosphérique) à environ 20°C pour une sélection de matériaux appropriés pour la construction d'une cuve de GNL. Les matériaux les plus appropriés du point de vue du coût et de la sécurité d'utilisation dans un navire méthanier sont généralement les laines minérales, notamment laine de verre, les mousses polymères de polyuréthane (PU) et de polychlorure de vinyle (PVC) à haute et à basse densité, éventuellement avec des fibres de verre noyées, et la perlite. D'autres mousses polymères sont aussi envisageables. Sur la figure 1, les matériaux suivants sont indiqués : 91 : perlite de densité 50kg/m3 92 : perlite de densité 60kg/m3 93 : perlite de densité 55kg/m3 94 : laine de verre de densité 35kg/m3 95 : mousse PU renforcée de densité 130kg/m3 96 : mousse PU de densité 45kg/m3 97 : mousse PVC de densité 35 kg/m3 98 : mousse PU rigide renforcée de fibres de verre de densité 130 kg/m3.
On constate que pour une température comprise entre -163°C et -130°C 30 (point A), le coefficient de conduction thermique de la laine de verre 94 est le plus 4 faible de tous les matériaux indiqués. Entre -130°C et -5°C (point B), les propriétés thermo-conductrices de la mousse PVC 97 sont les plus basses. Entre -5°C et 20°C, la mousse rigide 98 offre la plus faible conductivité thermique. En raison du coût relativement plus élevé de la mousse PVC, il peut être envisagé d'exclure ce matériau de la sélection indiquée. On lui préférera alors la laine de verre 94 qui apparaît comme le deuxième meilleur matériau de la sélection indiquée entre -130°C et -50°C (point C). Entre -50°C et -5°C, on préférera alors la mousse rigide 98 qui constitue le deuxième meilleur matériau sur cette plage. Parmi les matériaux indiqués ci-dessus, les mousses à haute densité 95 et 98 offrent une rigidité structurelle permettant d'employer ces matériaux en tant que composants structurels, avec ou sans éléments de renforcement plus rigides. En référence à la figure 2, on décrit maintenant un exemple de réalisation d'une structure de paroi de cuve qui exploite les considérations ci-dessus pour offrir un compromis intéressant entre isolation thermique, prix de revient, résistance mécanique et facilité d'installation. La figure 2 représente une paroi étanche et thermiquement isolante en perspective écorchée pour montrer la structure de cette paroi. Une telle structure peut être mise en oeuvre sur des surfaces étendues ayant diverses orientations, par exemple pour recouvrir des parois de fond, de plafond et de côté d'un réservoir.
L'orientation de la figure 1 n'est donc pas limitative à cet égard. La paroi de cuve est attachée à la paroi d'une structure porteuse 1. Par convention, on appellera « au-dessus » une position située plus près de l'intérieur du réservoir et « en dessous » une position située plus près de la structure porteuse 1, quelle que soit l'orientation de la paroi de cuve par rapport au champ de gravité terrestre. La paroi de cuve comporte une barrière isolante secondaire 2, une barrière étanche secondaire non représentée retenue sur le dessus 3 de la barrière isolante secondaire 2, une barrière isolante primaire 4 retenue sur la barrière étanche secondaire 2 et une barrière étanche primaire non représentée retenue sur le dessus 5 de la barrière isolante primaire 4.
La barrière isolante secondaire 2 est constituée d'une pluralité de modules isolants secondaires parallélépipédiques 6 qui sont disposés côte à côte, de manière à recouvrir sensiblement la surface interne de la structure porteuse 1. Un module isolant secondaire est constitué de deux parties : un bloc de mousse 10 dans la partie inférieure proche de la structure porteuse 1 et un caisson en bois 11 rempli d'une garniture non structurelle dans la partie supérieure. Le bloc de mousse 10 est représenté sur la figure 3. Il est réalisé en mousse polymère à haute densité, notamment dans la mousse rigide 98 qui à ses propriétés thermiques les plus intéressantes entre -50°C et 20°C. Il présente une forme globale de parallélépipède rectangle avec des pans coupés 12 dans les coins pour laisser passer des organes de fixation qui seront décrits plus bas. Ainsi, la découpe du bloc isolant 10 est optimisée de façon à limiter au maximum les cheminées thermiques présentes entre les blocs de mousse. De préférence, les seuls jeux présents sont les jeux de montage et les passages des organes de fixation dans les coins.
Pour permettre la planéité des membranes étanches, des cordons de mastic non représentés sont installés entre la structure porteuse 1 et la surface inférieure des blocs 10. Ces cordons de mastic sont par exemple collés sur la surface inférieure des blocs 10. Ils n'adhèrent pas à la structure porteuse 1 en raison de la mise en place d'un papier kraft non représenté entre la structure porteuse 1 et le mastic.
Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 4, le bloc de mousse 10 est muni de piliers d'angle 27 pour reprendre une partie de la charge de compression en service et ainsi limiter l'écrasement et le fluage de la mousse. Optionnellement, le bloc de mousse 10 peut aussi être muni d'un panneau de couvercle 13 et/ou d'un panneau de fond 14, par exemple ne bois contreplaqué.
Le panneau de fond 14 est par exemple ne bois contreplaqué de 9mm d'épaisseur. Un tel panneau permet une meilleure répartition des contraintes de compression, une meilleure tenue des cordons de mastic et limite la détérioration locale de la mousse. Les contraintes de compression appliquées par les cordons de mastic à l'isolation sont dues à la pression statique et dynamique du GNL de la cuve.
L'utilisation du panneau de fond 14 qui répartir ces contraintes permet de positionner assez librement les cordons de mastic par rapport aux bords des blocs de mousse 10. Selon un mode de réalisation, les cordons de mastic peuvent être des cordons ondulés tels que décrits dans FR-A1-2931535. Le panneau de fond 14 peut être aussi fait dans matériau composite 5 résistant à la flexion et au cisaillement. L'assemblage entre le panneau de fond 14 et le bloc de mousse 10 est réalisé par collage. Le panneau de couvercle 13 collé sur la partie supérieure du bloc de mousse 10 sert aussi, le cas échéant, à répartir les contraintes de compression. Le caisson 11 situé dans la partie supérieure du module isolant secondaire 6 10 est représenté sur la figure 5 sans son panneau de couvercle 18, visible sur la figure 2. Le caisson 11 comporte le panneau de couvercle 18, par exemple en contre-plaqué de 9mm, un panneau de fond 17 également en contre-plaqué de 9mm, des voiles externes 16 en contre-plaqué ainsi que des cloisons internes antieffondrement 15. Sur la figure 5, les cloisons internes 15 sont des voiles en contre- 15 plaqué Dans une variante esquissée sur la figure 6, les cloisons internes 115 sont des structures creuses comportant des éléments d'espacement 20 pris en sandwich entre deux voies plans 21. Une telle structure creuse permet une meilleure tenue mécanique. 20 L'espace intérieur du caisson 11 est rempli d'une garniture isolante non représentée constituée de laine de verre ou de mousse PVC à basse densité. Dans le cas de la laine de verre, des éléments anti-convectifs sont préférentiellement intégrés, par exemple sous la forme de feuilles de papier sur lesquels la laine de verre est collée. Le caisson 11 avec sa garniture peut être entièrement préfabriqué. 25 Comme visible sur la Figure 5, la paroi de fond des caissons 11 déborde latéralement sur les deux petits côtés du caisson 11, de façon que dans chaque angle du caisson, sur cette partie débordante, soient fixés des tasseaux 9 qui coopèrent avec les organes de fixation des caissons 30. De façon à faciliter la construction de la paroi de cuve, le module isolant 30 secondaire 6 peut être fourni sous la forme d'un élément préfabriqué dans lequel le bloc de mousse 10 est collé au caisson 11. Ce collage doit au minimum tenir lors de l'installation des modules isolants. En effet, une fois posé, il n'est pas nécessaire que ce collage soit durable car l'ancrage de la barrière isolante est réalisé par les organes de fixation 30.
De retour sur la figure 2, on voit que les organes de fixation 30 sont positionnés au niveau des coins des modules isolants secondaires 6 à raison de quatre organes de fixation 30 par module 6. Un organe de fixation 30 comprend une douille 22 dont la base est soudée à la structure porteuse 1 en une position qui correspond à un dégagement au niveau des coins de quatre blocs de mousse 10 adjacents. La douille 22 porte une première tige 23 vissée à celle-ci. La tige 23 passe entre les modules 6 adjacents. Une platine métallique d'appui 24 est montée sur la tige 23 pour serrer les tasseaux 9 du caisson 11 contre la structure porteuse 1 au moyen d'un écrou. Une pièce en bois contre-plaqué 25 est montée sur platine 24 de façon à servir d'entretoise entre la platine 24 et une platine supérieure 26 et à réduire le pont thermique vers la structure porteuse. La hauteur de cet agencement est déterminée de façon que la platine supérieure 26 vienne affleurer au niveau des panneaux de couvercle 18 des caissons 11. Au niveau des coins du bloc de mousse 10, l'effort de compression appliqué par l'organe de fixation 30 au module isolant 6 est entièrement repris par les piliers 20 d'angle 27. Les panneaux de couvercle 18 des caissons isolants 11 comportent, en outre, une paire de rainures parallèles 31 en forme sensiblement de T inversé pour recevoir des ailes de soudure en forme d'équerre. La partie des ailes de soudure qui fait saillie vers le dessus des panneaux 18 permet l'ancrage de la barrière 25 d'étanchéité secondaire non représentée. La barrière d'étanchéité secondaire est constituée d'une pluralité de virures d'Invar à bords relevés, ayant une épaisseur de l'ordre de 0,7 mm. Les bords relevés de chaque virure sont soudés aux ailes de soudure précitées. Sur la barrière d'étanchéité secondaire est montée la barrière isolante 30 primaire 4 qui est constituée d'une pluralité de caissons isolants primaires 33.
Chaque caisson isolant primaire 33 est constitué d'une boite parallélépipédique rectangle réalisée en bois contre-plaqué, qui est remplie de matière isolante non structurelle comme de la perlite ou de la laine de verre. Les caissons isolants primaires 33 comportent également des cloisons internes, un panneau de fond et un panneau de dessus 5. Le panneau de dessus 5 comporte deux rainures 35 en forme générale de T inversé, pour recevoir également une aile de soudure (non représentée) sur laquelle sont soudés les bords relevés des virures de la barrière d'étanchéité primaire. L'écart entre deux rainures 31 ou 35 d'un même caisson 11 ou 33 correspond à la largeur d'une virure. L'écart entre les rainures et le bord adjacent du même caisson correspond à la demi-largeur d'une virure, de façon qu'une virure vienne chevaucher deux caissons adjacents. En outre, le panneau de fond du caisson isolant primaire 33 déborde sur ses petits côtés, façon que des tasseaux 34 viennent en appui sur la partie débordante du panneau de fond pour coopérer avec les organes de fixation 30.
En référence à la figure 7, on a simulé le profil de température dans une paroi de cuve de GNL conçue comme sur la figure 2, pour les dimensions suivantes : Epaisseur de l'isolation primaire : 230mm Epaisseur de l'isolation secondaire : 300 mm, dont caisson 11: 125 mm et bloc de mousse 10 : 175 mm Ces épaisseurs des barrières d'isolation sont avantageuses en ce qu'elles respectent les dimensions de conceptions antérieures et sont donc compatibles avec des éléments disponibles sur le marché, tels que les systèmes d'ancrage, les membranes d'étanchéités ainsi que les différentes zones singulières que sont les dièdres et trièdres des cuves.
La ligne 41 de la figure 7 représente la barrière étanche secondaire et la ligne 42 représente l'interface entre le caisson 11 et le bloc de mousse 10. On voit que dans cet exemple, le caisson 11 travaille dans une plage de température [-110°C, -80°C] dans laquelle les propriétés thermiques de la laine de verre 94 ou la mousse PVC basse densité 97 sont optimales. De même, le bloc de mousse 10 se situe en grande partie dans une plage de température [-50°C, 5°C] dans laquelle les propriétés thermiques de la mousse PU haute densité 98 sont optimales. Il en résulte un très bon comportement thermique de la cuve qui limite l'évaporation naturelle (boil-off) de GNL. Les combinaisons de matériaux suivantes sont en particulier envisagées 5 pour réaliser la structure de paroi de la figure 2 : Garniture du Garniture du nature du bloc 10 caisson 33 caisson 11 Exemple 1 Laine de verre Laine de verre Mousse PU renforcée haute densité Exemple 2 Laine de verre Mousse PVC basse Mousse PU densité renforcée haute densité Exemple 3 Perlite Laine de verre Mousse PU renforcée haute densité Exemple 4 Perlite Mousse PVC basse Mousse PU densité renforcée haute densité Les techniques décrites ci-dessus pour réaliser une paroi étanche et isolée peuvent être utilisées dans différents types de réservoirs, par exemple pour constituer la paroi d'un réservoir de GNL dans une installation terrestre ou dans un 10 ouvrage flottant comme un navire méthanier ou autre. En référence à la figure 5, 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 15 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 20 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 5 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. L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou « une» pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes. Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.5

Claims (18)

  1. REVENDICATIONS1. Cuve étanche et thermiquement isolante agencée dans une structure porteuse (1) pour contenir un fluide froid, dans laquelle une paroi de la cuve comporte au moins une barrière étanche et au 5 moins une barrière isolante (2, 4) disposée entre la barrière étanche et la structure porteuse, dans laquelle la barrière isolante (2) comporte un premier ensemble d'éléments calorifuges (11) juxtaposés pour former une première couche et un deuxième ensemble d'éléments calorifuges (10) juxtaposés pour former une deuxième couche 10 située entre la première couche et la structure porteuse, un élément calorifuge (11) de la première couche comportant à chaque fois un caisson rempli d'une garniture d'isolation essentiellement constituée de laine minérale ou de mousse polymère à basse densité, un élément calorifuge (10) de la deuxième couche comportant à chaque fois un bloc 15 de mousse polymère à haute densité.
  2. 2. Cuve selon la revendication 1, dans laquelle la mousse polymère à basse densité présente une densité inférieure à 50kg/m3.
  3. 3. Cuve selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la mousse polymère à basse densité est choisie parmi le groupe consistant en la mousse de 20 polyuréthane et la mousse de polychlorure de vinyle.
  4. 4. Cuve selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle la mousse polymère à haute densité présente une densité supérieure à 100kg/m3.
  5. 5. Cuve selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle la mousse polymère à haute densité est choisie parmi le groupe consistant en la mousse de 25 polyuréthane et la mousse de polyuréthane renforcée de fibres de verre.
  6. 6. Cuve selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle la garniture d'isolation de l'élément calorifuge (11) de la première couche comporte en outre des bandes de papier sur lesquelles la laine minérale est collée pour diminuer la convection dans le caisson.
  7. 7. Cuve selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle un élément calorifuge (11) de la première couche et un élément calorifuge (10) de la deuxième couche ont à chaque fois les mêmes dimensions dans un plan de la paroi de cuve et sont disposés de manière alignée, et dans laquelle des organes de retenue (30) solidaires de la structure porteuse sont agencés au niveau des coins des éléments calorifuges alignés et coopèrent avec des pièces de bord (9) des éléments calorifuges de la première couche pour retenir les éléments calorifuges alignés des deux couches de la barrière isolante contre la structure porteuse (1), un élément calorifuge de la deuxième couche (10) comportant à chaque fois des tasseaux rigides (27) s'étendant dans le sens de l'épaisseur du bloc de mousse polymère à haute densité au niveau des coins du bloc de mousse polymère à haute densité pour reprendre les efforts des organes de retenue.
  8. 8. Cuve selon la revendication 7, dans laquelle l'élément calorifuge de 15 la première couche et l'élément calorifuge de la deuxième couche alignés sont fixés l'un sur l'autre et forment un module isolant préfabriqué (6).
  9. 9. Cuve selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle l'élément calorifuge de la deuxième couche comporte un panneau de couvercle (13) en contreplaqué fixé sur le bloc de mousse, le panneau de couvercle comportant un pli 20 interne en bois de sapin et un pli externe en bois de bouleau.
  10. 10. Cuve selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle des cordons de mastic disposés sur une surface inférieure de l'élément calorifuge (10) de la deuxième couche sont en appui contre la structure porteuse (1) de manière à compenser des défauts de planéité de la structure porteuse. 25
  11. 11. Cuve selon la revendication 10, dans laquelle l'élément calorifuge de la deuxième couche comporte un panneau de fond (14) rigide fixé sous le bloc de mousse, les cordons de mastic étant fixés sur le panneau de fond.
  12. 12. Cuve selon l'une des revendications 1 à 11, dans laquelle le caisson de l'élément calorifuge de la première couche comporte un panneau de fond (17), 30 des voiles latéraux (16) fixés audit panneau de fond et faisant saillie perpendiculairement d'un côté du panneau de fond pour délimiter le contour d'un espace intérieur du caisson, une pluralité de cloisons internes (15, 115) mutuellement parallèles et perpendiculaires audit panneau de fond qui s'étendent entre les voiles latéraux de manière à diviser ledit espace intérieur en une pluralité de compartiments dans lesquels la garniture calorifuge est disposée, et un panneau de couvercle (18) supporté et fixé sur un bord supérieur des voiles latéraux et des cloisons internes parallèlement au panneau de fond et à distance de celui-ci pour fermer l' espace intérieur du caisson.
  13. 13. Cuve selon la revendication 12, dans laquelle une cloison interne du caisson comporte une structure creuse (115) constituée de deux parois (21) fixées l'une à l'autre de manière espacée et parallèle par l'intermédiaire de pièces d'espacement (20) disposées entre les deux parois.
  14. 14. Cuve selon l'une des revendications 1 à 13, dans laquelle la paroi de la cuve comporte successivement une membrane étanche primaire destinée à être en contact avec le fluide, une barrière isolante primaire (4), une membrane étanche secondaire et une barrière isolante secondaire (2), dans laquelle la première couche (11) et la deuxième couche (10) d'éléments calorifuge forment la barrière isolante secondaire entre la membrane étanche secondaire et la structure porteuse, et dans laquelle la barrière isolante primaire est constituée d'éléments calorifuges (33) juxtaposés, un élément calorifuge de la barrière isolante primaire comportant à chaque fois un caisson rempli d'une garniture d'isolation essentiellement constituée de laine minérale ou de perlite.
  15. 15. Cuve selon l'une des revendications 1 à 14, dans laquelle la ou chaque membrane étanche comporte des bandes de tôle métallique parallèles dont les bords longitudinaux sont relevés en saillie vers l'intérieur de la cuve et des ailes de soudure parallèles retenues sur la barrière d'isolation thermique sous-jacente (3, 5)) et faisant saillie vers l'intérieur de la cuve à chaque fois entre deux bandes de tôle pour former un joint soudé étanche avec les bords longitudinaux relevés adjacents.
  16. 16. Navire (70) pour le transport d'un produit liquide froid, le navire comportant une double coque (72) et une cuve (71) selon l'une des revendications 1 à 15 disposée dans la double coque.
  17. 17. Procédé de chargement ou déchargement d'un navire (70) selon la revendication 16, dans lequel on achemine un produit liquide froid à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve du navire (71).
  18. 18. Système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant un navire (70) selon la revendication 16, 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 flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
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