FR3000042A1

FR3000042A1 - Cuve etanche et thermiquement isolante

Info

Publication number: FR3000042A1
Application number: FR1262729A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Thenard; Guillaume Leclere; Gery Canler
Original assignee: Gaztransport et Technigaz SA
Current assignee: Gaztransport et Technigaz SA
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-06-27
Anticipated expiration: 2032-12-21
Also published as: FR3000042B1; KR20150096681A; WO2014096600A1; CN104870882A; AU2013366322B2; CN104870882B; AU2013366322A1; KR101994435B1

Abstract

La barrière isolante secondaire d'une cuve étanche et thermiquement isolante comporte un ensemble d'éléments calorifuges (6) de forme générale parallélépipédique juxtaposés sur la structure porteuse pour former une surface de support sensiblement uniforme pour la membrane étanche secondaire, et des organes de retenue attachés à la structure porteuse entre les éléments calorifuges juxtaposés et coopérant avec les éléments calorifuges pour retenir les éléments calorifuges contre la structure porteuse. Un élément calorifuge de la barrière isolante secondaire comporte un premier sous-ensemble (11, 13, 14) parallélépipédique s'étendant parallèlement à la membrane étanche secondaire, un deuxième sous-ensemble parallélépipédique (16, 18) présentant une longueur inférieure de manière à laisser découverte une surface supérieure (21). Un organe de retenue comporte un l'élément de fixation présentant des parties périphériques coopérant avec la portion découverte de la surface supérieure (21) des panneaux intermédiaires des éléments calorifuges (6) entre lesquels l'organe de retenue est disposé pour retenir les éléments calorifuges contre la structure porteuse.

Description

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.

Des cuves étanches et thermiquement isolantes peuvent être utilisées dans différentes industries pour stocker des produits chauds ou froids. Par exemple, dans le domaine de l'énergie, le gaz naturel liquéfié (GNL) est un liquide à forte teneur en méthane qui peut être stocké à pression atmosphérique à environ -163°C dans des cuves de stockage terrestres ou dans des cuves embarquées dans des structures flottantes. 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 15 ou de matériaux aérogels. FR-A-2798902 divulgue une autre cuve de GNL agencée dans la coque d'un navire dans laquelle une barrière isolante primaire et une barrière isolante secondaire sont constituées chacune d'une unique couche de caissons remplis de blocs de mousse à basse densité de l'ordre de 33 à 40 kg/m3 collés à des entretoises 20 en bois contreplaqué. Selon un mode de réalisation, l'invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolante agencée dans une structure porteuse pour contenir un fluide froid, 25 dans laquelle une 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 parallèle à la membrane étanche primaire et une barrière isolante secondaire disposée entre la membrane étanche secondaire et la structure porteuse, 30 dans laquelle la barrière isolante secondaire comporte un ensemble d'éléments calorifuges de forme générale parallélépipédique juxtaposés sur la structure porteuse pour former une surface de support sensiblement uniforme pour la membrane étanche secondaire, et des organes de retenue attachés à la structure porteuse entre les éléments 5 calorifuges juxtaposés et coopérant avec les éléments calorifuges pour retenir les éléments calorifuges contre la structure porteuse, dans laquelle un élément calorifuge de la barrière isolante secondaire comporte : un premier sous-ensemble parallélépipédique s'étendant parallèlement à la membrane étanche secondaire, le premier sous-ensemble parallélépipédique 10 comprenant un premier bloc de mousse polymère à haute densité, un panneau de fond collé sous le premier bloc de mousse polymère à haute densité, un panneau intermédiaire collé sur le premier bloc de mousse polymère à haute densité, et une pluralité de piliers raidisseurs de petite section disposés entre le panneau de fond et le panneau intermédiaire et s'étendant dans le sens de l'épaisseur du premier bloc 15 de mousse polymère à haute densité, et un deuxième sous-ensemble parallélépipédique s'étendant parallèlement à la membrane étanche secondaire, le deuxième sous-ensemble parallélépipédique comprenant un deuxième bloc de mousse polymère collé sur le panneau intermédiaire et un panneau de couvercle collé sur le deuxième bloc de mousse 20 polymère, le deuxième sous-ensemble parallélépipédique présentant une longueur inférieure à la longueur du premier sous-ensemble parallélépipédique et étant sensiblement centré sur le premier sous-ensemble parallélépipédique de manière à laisser découverte une surface supérieure du panneau intermédiaire au niveau de deux portions d'extrémité opposées du premier sous-ensemble parallélépipédique ; 25 et dans laquelle un organe de retenue comporte : une tige orientée selon l'épaisseur de la barrière isolante secondaire et présentant une portion d'extrémité inférieure attachée à la structure porteuse, et un élément de fixation lié à une portion d'extrémité supérieure de la tige, l'élément de fixation présentant une surface inférieure et une surface supérieure parallèles à la 30 membrane étanche secondaire et séparées par une distance égale à l'épaisseur du deuxième sous-ensemble parallélépipédique, la surface inférieure de l'élément de fixation présentant des parties périphériques coopérant avec la portion découverte de la surface supérieure des panneaux intermédiaires des éléments calorifuges entre lesquels l'organe de retenue est 5 disposé pour retenir les éléments calorifuges contre la structure porteuse, la surface supérieure de l'élément de fixation affleurant au niveau de la surface supérieure des panneaux de couvercle des éléments calorifuges entre lesquels l'organe de retenue est disposé pour former avec lesdits panneaux de couvercle la surface de support sensiblement uniforme pour la membrane étanche secondaire. 10 Selon des modes de réalisation, une telle cuve peut comporter une ou plusieurs des dispositions suivantes. Les piliers raidisseurs peuvent être prévus en plus ou moins grand nombre et disposés de différentes manières dans le premier sous-ensemble parallélépipédique. Selon un mode de réalisation, les piliers raidisseurs du premier 15 sous-ensemble parallélépipédique sont disposés entre le panneau de fond et le panneau intermédiaire au niveau des deux portions d'extrémité opposées du premier sous-ensemble parallélépipédique. Une telle disposition permet de reprendre efficacement les éventuels efforts de compression transmis par l'intermédiaire de l'élément de fixation sur la portion découverte du panneau 20 intermédiaire. Selon un mode de réalisation, le premier sous-ensemble parallélépipédique comporte quatre piliers raidisseurs disposés aux quatre coins du premier bloc de mousse. Une telle disposition permet de créer de manière simple un cadre relativement rigide pour stabiliser le bloc de mousse, notamment contrer des efforts 25 de flexion engendrés par la dilatation thermique différentielle. De préférence, les extrémités des piliers raidisseurs sont attachées, par exemple agrafées, clouées et/ou collées, au panneau de fond et au panneau intermédiaire. Selon un mode de réalisation, le premier sous-ensemble parallélépipédique présente un embrèvement s'étendant sur toute l'épaisseur du premier sous-30 ensemble parallélépipédique au niveau de chacun des quatre coins du premier sous- ensemble parallélépipédique pour former des dégagements dans lesquels les organes de retenue sont disposés, l'embrèvement présentant une profondeur égale à la profondeur de la portion d'extrémité découverte du panneau intermédiaire, de sorte qu'une paroi latérale du premier sous-ensemble parallélépipédique au fond de l'embrèvement est aligné avec une paroi latérale du deuxième sous-ensemble parallélépipédique. Selon un mode de réalisation, l'embrèvement présente une section rectangulaire et le pilier raidisseur disposé au coin du premier bloc de mousse présente deux ailes perpendiculaires longeant deux côtés de l'embrèvement. Une telle disposition permet notamment de protéger le coin du bloc de mousse contre des détériorations accidentelles lors de la mise en place des organes de retenue. Selon un mode de réalisation, l'élément de fixation comporte une platine métallique inférieure formant la surface inférieure, une platine métallique supérieure formant la surface supérieure et un bloc de matière isolante rigide agencé entre les platines métalliques inférieure et supérieure. Une telle disposition permet de réaliser un élément de fixation relativement large pour distribuer les efforts transmis au panneau intermédiaire en prise avec la surface inférieure. Une telle disposition permet aussi de réaliser un élément de fixation relativement solide pour reprendre d'éventuels efforts de compression en cas d'endommagement d'un élément calorifuge secondaire adjacent, tout en limitant le pont thermique formé vers la structure porteuse. Les panneaux peuvent être réalisés en différents matériaux, par exemple dans un matériau composite résistant à la flexion et au cisaillement. Selon un mode de réalisation, le panneau de fond, le panneau intermédiaire et le panneau de couvercle sont en bois contreplaqué. Un tel matériau est économique et offre des possibilités d'approvisionnement variées. Selon un mode de réalisation, la mousse polymère à haute densité présente une densité supérieure à 90kg/m3, par exemple entre 120 et 140 kg/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, des cordons de mastic disposés sur une surface inférieure du panneau de fond sont en appui contre la structure porteuse de 5 manière à compenser des défauts de planéité de la structure porteuse. Selon un mode de réalisation, 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 de laine minérale ou de perlite. 10 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 15 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 20 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 25 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 30 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, et en particulier une structure de barrière isolante secondaire, offrant des propriétés avantageuses quant à l'isolation thermique, la résistance mécanique et le prix de revient. Certains aspects de l'invention dérivent du constat que lorsqu'une cuve étanche et thermiquement isolée est remplie de gaz naturel liquéfié, la différence de température entre l'extérieur de la cuve et l'intérieur de la cuve génère un gradient thermique au sein des éléments calorifuges. Ce gradient thermique peut provoquer des phénomènes de dilatation différentielle au sein des assemblages collés de mousse polymère avec d'autres matériaux rigides, par exemple bois contreplaqué, susceptibles de provoquer des contraintes tendant à fléchir les éléments calorifuges. Cette flexion peut notamment avoir lieu lorsque les moyens d'attache de l'élément calorifuge dans la cuve ne sont pas aptes à reprendre totalement ces contraintes, par exemple lorsque l'élément calorifuge n'est pas collé à la coque sur toute sa superficie, mais uniquement attaché au niveau d'une pluralité de points d'attache.

Certains aspects de l'invention partent de l'idée de réaliser des éléments calorifuges relativement épais pour une barrière isolante secondaire tout en plaçant un panneau intermédiaire au sein de l'épaisseur de l'élément calorifuge pour limiter des contraintes de flexion d'origine thermique. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et 25 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 écorchée d'une paroi de 30 cuve étanche et isolante. - La figure 2 est une vue en perspective d'un élément calorifuge secondaire de la paroi de la figure 1. - La figure 3 est une vue plane de l'élément calorifuge secondaire de la figure 2 selon la flèche III. - La figure 4 est une vue agrandie en coupe d'un pilier d'angle de l'élément calorifuge secondaire selon la ligne IV de la figure 3. - La figure 5 est une vue plane d'un coupleur pouvant être utilisé dans la paroi de cuve de la figure 1. - La figure 6 est une représentation schématique écorchée d'une cuve de 10 navire méthanier et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve. - Les figures 7 et 8 sont deux schémas de principes illustrant un phénomène de contraction différentielle générant un moment de flexion. On va rappeler brièvement le phénomène de contraction différentielle avec 15 deux exemples simples illustrés schématiquement dans les figures 7 et 8. Un panneau en bois contreplaqué 37 est collé sur une couche de mousse polymère 36 monobloc plus épaisse. Le panneau en contreplaqué 37 et la couche de mousse polymère 36 sont soumis à un gradient thermique 38 descendant. Cela signifie que la température au niveau du panneau en contreplaqué 37 est inférieure 20 à la température au niveau de la surface inférieure 41 de la couche de mousse polymère 36. La mousse polymère présente un coefficient de dilatation thermique plus important que le bois contreplaqué. Ainsi, la mousse polymère se contracte plus par rapport à la température ambiante que le panneau en contreplaqué 37 sous l'effet du gradient thermique 38. Comme le panneau contreplaqué 37 et la couche 25 de mousse polymère 36 sont collés et que par surcroit la couche de mousse polymère 36 est plus rigide en flexion que le panneau contreplaqué 37, le panneau 37 et la couche de mousse polymère 36 tendent à fléchir suivant la courbure convexe 39. Le même phénomène peut être observé dans un deuxième exemple illustré 30 schématiquement dans la figure 8 où le panneau en bois contreplaqué 37 est collé en dessous de la couche de mousse polymère 36. Toutefois, dans ce cas, la couche de mousse polymère 36 et le panneau 37 tendent à fléchir selon une courbure convexe opposée 40 à la courbure convexe 39 décrite dans le premier exemple. Par ailleurs, comme le panneau en bois contreplaqué 37 est situé en dessous de la 5 couche de mousse polymère 36, ce panneau 37 est soumis à une température plus chaude que dans le premier exemple pour le même gradient thermique 38. En conséquence, celui-ci se contracte moins que dans le premier exemple, ce qui engendre une courbure convexe 40 plus importante que la courbure convexe 39 du premier exemple. Ceci est dû au fait que la différence de contraction thermique 10 entre la couche de mousse polymère 36 et le panneau 37 est plus importante que dans le premier exemple. La figure 1 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 15 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, 20 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 3 retenue sur le dessus de la barrière isolante secondaire 2, une barrière isolante primaire 4 retenue sur la barrière étanche secondaire 3 et une 25 barrière étanche primaire 5 retenue sur le dessus 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. Pour permettre la planéité des membranes étanches, des cordons de mastic 7 sont 30 installés entre la structure porteuse 1 et la surface inférieure des modules isolants secondaires 6. Ces cordons de mastic sont par exemple collés sur la surface inférieure du module isolant secondaire 6. 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, les cordons de mastic peuvent être des cordons ondulés tels que décrits dans FR-A1-2931535. Des cales 28 sont également prévues sur la paroi porteuse pour supporter les coins des modules isolants secondaires 6. Un module isolant secondaire 6 est représenté plus en détails sur les figures 2 et 3. Il constitué de deux parties : un sous-ensemble parallélépipédique 10 dans la 10 partie inférieure proche de la structure porteuse 1 et un sous-ensemble parallélépipédique 20 légèrement moins long dans la partie supérieure. Le sous-ensemble 10 comporte un bloc de mousse polymère à haute densité 11, notamment polyuréthane avec ou sans de fibres de verre, pris en sandwich entre deux panneaux plans de bois contreplaqué 13 et 14. Le bloc de 15 mousse 11 présente une forme globale de parallélépipède rectangle avec des découpes dans les coins pour laisser passer des piliers d'angle 12. Le panneau de fond 13 et le panneau intermédiaire 14 présentent une forme identique, à savoir une forme rectangle avec un embrèvement rectangulaire 15 dans chaque coin pour créer des dégagements dans la paroi de cuve à l'état 20 assemblé, au niveau de l'interface entre plusieurs modules isolants secondaires 6 juxtaposés. Ces dégagements servent à recevoir des coupleurs mécaniques 30, visibles sur la figure 1. Ainsi, la découpe du sous-ensemble 10 est optimisée de façon à limiter au maximum les cheminées thermiques présentes entre les blocs de mousse. De 25 préférence, les seuls jeux présents sont les jeux de montage et les passages des coupleurs mécaniques 30 dans les coins. Le bloc de mousse 11 est collé sur toute sa superficie au panneau de fond 13 et au panneau intermédiaire 14. Au niveau de chaque coin, le bloc de mousse 11 est collé sur toute sa hauteur au pilier d'angle 12. Le pilier d'angle 12 est en outre attaché au panneau de fond 13 et au panneau intermédiaire 14 par des agrafes ou similaires. La figure 4 montre la section du pilier d'angle 12 dans un mode de réalisation. Les surfaces internes 17 sont collées sur la paroi latérale du bloc de mousse 11 tandis que les surfaces externes 15 sont dans la continuité de l'embrèvement rectangulaire 15 du panneau de fond 13 et du panneau intermédiaire 14. Les piliers d'angle 12 permettent de reprendre une partie de la charge de compression en service et ainsi limiter l'écrasement et le fluage de la mousse 11.

Le sous-ensemble parallélépipédique 20 situé dans la partie supérieure du module isolant secondaire 6 comporte un deuxième bloc de mousse polymère à haute densité 16, notamment polyuréthane avec ou sans de fibres de verre, pris en sandwich entre le panneau intermédiaire 14 et un panneau de couvercle 18 en bois contreplaqué. Le bloc de mousse 16 est collé sur toute sa superficie au panneau de couvercle 18 et au panneau intermédiaire 14 et ne comporte aucun pilier, ce qui simplifie sa fabrication et son assemblage. Le bloc de mousse 16 est sensiblement moins épais que le bloc de mousse 11, par exemple environ 1/3 de l'épaisseur du bloc de mousse 11. Comme le sous-ensemble parallélépipédique 20 est moins long que le sous-ensemble 10, les deux extrémités longitudinales du panneau intermédiaire 14 sont dégagées et offrent une surface supérieure libre 21 en forme bande. De façon à faciliter la construction de la paroi de cuve, le module isolant secondaire 6 est de préférence fourni sous la forme d'un élément préfabriqué. Dans un mode de réalisation, les dimensions suivantes sont prévues : Longueur du sous ensemble 10: 118 cm Longueur du sous ensemble 20 : 114 cm Largeur du module isolant secondaire 6 : 100 cm Epaisseur du bloc de mousse 11 : 20 cm Epaisseur du bloc de mousse 16 : 6,5 cm Epaisseur du panneau de couvercle 18: 1,5 cm Epaisseur du panneau de fond 13 : 1 cm Epaisseur du panneau intermédiaire 14: 1 cm Epaisseur du module isolant secondaire 6: 30 cm 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. De retour sur la figure 1, on voit que les coupleurs mécaniques 30 sont positionnés au niveau des coins des modules isolants secondaires 6 à raison de quatre coupleurs mécaniques 30 par module 6. La surface libre 21 du panneau intermédiaire 14 permet de mettre en prise les coupleurs mécaniques 30 afin de retenir les modules isolants secondaires 6 sur la paroi porteuse 1. Un coupleur mécanique 30 est représenté plus en détail sur la figure 5. Le coupleur mécanique 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 modules isolants secondaires 6 adjacents. La douille 22 porte une première tige 23 vissée à celle-ci. La tige 23 passe entre les modules 6 adjacents. Une pièce de fixation est montée sur la tige 23 pour serrer les modules 6 contre la structure porteuse 1 au niveau des surfaces libres 21 du panneau intermédiaire 14. La pièce de fixation comporte une platine métallique inférieure 24, une platine supérieure 26 et un bloc en bois contre-plaqué 25 montée sur la platine 24 de façon à servir d'entretoise entre la platine 24 et la platine supérieure 26 et à réduire le pont thermique vers la structure porteuse 1. La hauteur de cet agencement est déterminée de façon que la platine supérieure 26 vienne affleurer au niveau des panneaux de couvercle 18 pour supporter la membrane secondaire 3. En d'autres termes, l'épaisseur 29 de la pièce de fixation formée par le bloc 25 et les platines 24 et 26 est égale à l'épaisseur du sous-ensemble 20. De plus, l'épaisseur du sous-ensemble 10 correspond à la distance 50 entre la cale 28 la platine inférieure 24.

Le bloc de bois 25 présente un logement 47 dans lequel l'extrémité supérieure de la tige 23 est engagée en traversant un perçage central de la platine inférieure 24. La platine inférieure 24 est retenue sur la tige 23 au moyen d'un écrou 48 avec interposition d'une pluralité de rondelles Belleville 49 pour procurer un jeu élastique. Au niveau des coins du sous-ensemble 10, l'effort de compression appliqué par le coupleur mécanique 30 au module isolant 6 est repris par les piliers d'angle 12. Les panneaux de couvercle 18 des modules isolants 6 comportent, en outre, une paire de rainures parallèles 19 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 d'étanchéité secondaire 3. 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 selon la technique connue. Sur la barrière d'étanchéité secondaire est montée la barrière isolante 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 45. Le panneau de dessus 45 comporte également deux rainures 46 en forme générale de T inversé, pour recevoir également une aile de soudure sur laquelle sont soudés les bords relevés des virures de la barrière d'étanchéité primaire. L'écart entre deux rainures 19 ou 46 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 cas de rupture de la membrane primaire 5, la barrière isolante primaire 4 se trouve inondé de GNL de sorte que la membrane secondaire 3 se trouve à la température très froide du liquide. Le module isolant secondaire 6 est alors soumis à un gradient thermique très important. La plaque intermédiaire 14 est agencée dans 5 la zone d'épaisseur où ce gradient est très important, et remplit alors la fonction de réduire les efforts de flexion engendrés par la contraction différentielle des matériaux, à savoir de la mousse et du bois contreplaqué. De plus, l'effort de pression hydrostatique supporté par la membrane secondaire 3 est transmis par le coupleur 30 sur la surface 21 du panneau intermédiaire 14 et peut être repris 10 directement par les piliers 12. Ainsi le risque de faire fluer le bloc de mousse 11 est réduit. 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 15 ouvrage flottant comme un navire méthanier ou autre. En référence à la figure 6, 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 20 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 25 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 6 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une 30 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 15 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 20 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 25 « 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. 30

Claims

REVENDICATIONS1. Cuve étanche et thermiquement isolante agencée dans une structure porteuse pour contenir un fluide froid, dans laquelle une paroi de la cuve comporte successivement une membrane étanche primaire (5) destinée à être en contact avec le fluide, une barrière isolante primaire (4), une membrane étanche secondaire (3) parallèle à la membrane étanche primaire et une barrière isolante secondaire (2) disposée entre la membrane étanche secondaire et la structure porteuse, dans laquelle la barrière isolante secondaire comporte un ensemble d'éléments 10 calorifuges (6) de forme générale parallélépipédique juxtaposés sur la structure porteuse pour former une surface de support sensiblement uniforme pour la membrane étanche secondaire, et des organes de retenue (30) attachés à la structure porteuse entre les éléments calorifuges juxtaposés et coopérant avec les éléments calorifuges pour retenir les 15 éléments calorifuges contre la structure porteuse, dans laquelle un élément calorifuge de la barrière isolante secondaire comporte : un premier sous-ensemble (10) parallélépipédique s'étendant parallèlement à la membrane étanche secondaire, le premier sous-ensemble parallélépipédique 20 comprenant un premier bloc de mousse polymère à haute densité (11), un panneau de fond (13) collé sous le premier bloc de mousse polymère à haute densité, un panneau intermédiaire (14) collé sur le premier bloc de mousse polymère à haute densité, et une pluralité de piliers raidisseurs (12) de petite section disposés entre le panneau de fond et le panneau intermédiaire et s'étendant dans le sens de 25 l'épaisseur du premier bloc de mousse polymère à haute densité, et un deuxième sous-ensemble parallélépipédique (20) s'étendant parallèlement à la membrane étanche secondaire, le deuxième sous-ensemble parallélépipédique comprenant un deuxième bloc de mousse polymère (16) collé sur le panneau intermédiaire et un panneau de couvercle (18) collé sur le deuxième bloc de mousse 30 polymère, le deuxième sous-ensemble parallélépipédique présentant une longueurinférieure à la longueur du premier sous-ensemble parallélépipédique et étant sensiblement centré sur le premier sous-ensemble parallélépipédique de manière à laisser découverte une surface supérieure (21) du panneau intermédiaire au niveau de deux portions d'extrémité opposées du premier sous-ensemble parallélépipédique, et dans laquelle un organe de retenue comporte : une tige (23) orientée selon l'épaisseur de la barrière isolante secondaire et présentant une portion d'extrémité inférieure attachée à la structure porteuse, et un élément de fixation lié à une portion d'extrémité supérieure de la tige, l'élément de fixation présentant une surface inférieure (24) et une surface supérieure (26) parallèles à la membrane étanche secondaire et séparées par une distance (29) égale à l'épaisseur du deuxième sous-ensemble parallélépipédique (20), la surface inférieure de l'élément de fixation présentant des parties périphériques coopérant avec la portion découverte de la surface supérieure (21) des panneaux 15 intermédiaires des éléments calorifuges (6) entre lesquels l'organe de retenue est disposé pour retenir les éléments calorifuges contre la structure porteuse, la surface supérieure (26) de l'élément de fixation affleurant au niveau de la surface supérieure des panneaux de couvercle (18) des éléments calorifuges entre lesquels l'organe de retenue est disposé pour former avec lesdits panneaux de couvercle la 20 surface de support sensiblement uniforme pour la membrane étanche secondaire (3).
2. Cuve selon la revendication 1, dans laquelle les piliers raidisseurs (12) du premier sous-ensemble parallélépipédique sont disposés entre le panneau de fond et le panneau intermédiaire (14) au niveau des deux portions d'extrémité 25 opposées du premier sous-ensemble parallélépipédique.
3. Cuve selon la revendication 2, dans laquelle le premier sous-ensemble parallélépipédique comporte quatre piliers raidisseurs disposés aux quatre coins du premier bloc de mousse (11).
4. Cuve selon la revendication 3, dans laquelle le premier sous-30 ensemble parallélépipédique présente un embrèvement (15) s'étendant sur toutel'épaisseur du premier sous-ensemble parallélépipédique au niveau de chacun des quatre coins du premier sous-ensemble parallélépipédique pour former des dégagements dans lesquels les organes de retenue (30) sont disposés, l'embrèvement présentant une profondeur égale à la profondeur de la portion d'extrémité découverte du panneau intermédiaire, de sorte qu'une paroi latérale du premier sous-ensemble parallélépipédique au fond de l'embrèvement est aligné avec une paroi latérale du deuxième sous-ensemble parallélépipédique.
5. Cuve selon la revendication 4, dans laquelle l'embrèvement présente une section rectangulaire et le pilier raidisseur disposé au coin du premier 10 bloc de mousse présente deux ailes perpendiculaires (15) longeant deux côtés de l'embrèvement.
6. Cuve selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle l'élément de fixation comporte une platine métallique inférieure (24) formant la surface inférieure, une platine métallique supérieure (26) formant la surface supérieure et un 15 bloc de matière isolante rigide (25) agencé entre les platines métalliques inférieure et supérieure.
7. Cuve selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle le panneau de fond, le panneau intermédiaire et le panneau de couvercle sont en bois contreplaqué. 20
8. Cuve selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle la mousse polymère à haute densité présente une densité supérieure à 90kg/m3.
9. Cuve selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle la mousse polymère à haute densité est choisie parmi le groupe consistant en la mousse de polyuréthane et la mousse de polyuréthane renforcée de fibres de verre. 25
10. Cuve selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle des cordons de mastic (7) disposés sur une surface inférieure du panneau de fond (13) sont en appui contre la structure porteuse de manière à compenser des défauts de planéité de la structure porteuse.
11. Cuve selon l'une des revendications 1 à 10, dans laquelle la 30 barrière isolante primaire est constituée d'éléments calorifuges juxtaposés (33), unélément 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.
12. Cuve selon l'une des revendications 1 à 11, dans laquelle chaque membrane étanche (3, 5) 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.
13. 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 12 disposée dans la double coque.
14. Procédé d'utilisation d'un navire (70) selon la revendication 13, 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) pour effectuer le chargement ou le déchargement du navire.
15. Système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant un navire (70) selon la revendication 13, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour 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.