FR3115091A1 - Cuve étanche et thermiquement isolante - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne une cuve étanche et thermiquement isolante. La barrière isolante primaire (4) de la cuve comprend une pluralité de blocs isolants (10) juxtaposés, chaque bloc isolant comportant une plaque de fond (11) et un bloc de mousse thermiquement isolante (12) disposé sur la plaque de fond (11), la plaque de fond (11) de chaque bloc isolant (10) débordant du bloc de mousse thermiquement isolante (12) de façon à ménager à chaque fois un espace entre le bloc de mousse thermiquement isolante (12) et le bloc de mousse thermiquement isolante d’un bloc isolant adjacent. La barrière isolante primaire (4) comprend en outre une pluralité d’éléments de pontage (20), chaque élément de pontage (20) étant disposé dans un desdits espaces entre les blocs de mousse thermiquement isolante (12) de deux blocs isolants (10) adjacents, étant fixé à une face interne des plaques de fond (11) desdits deux blocs isolants adjacents et recouvrant une partie desdites faces internes. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Cuve étanche et thermiquement isolante
L’invention se rapporte au domaine des cuves étanches et thermiquement isolantes. Plus précisément, l’invention se rapporte à une cuve étanche et thermiquement isolante présentant une membrane étanche primaire et une membrane étanche secondaire, la membrane étanche primaire étant ondulée.
Arrière-plan technologique
On connaît dans l’état de la technique une cuve étanche et thermiquement isolante comportant une paroi de cuve retenue sur une structure porteuse, la paroi de cuve incluant, dans le sens de l’épaisseur depuis l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière isolante secondaire retenue sur la structure porteuse, une membrane étanche secondaire retenue sur la barrière isolante secondaire, une barrière isolante primaire retenue sur la membrane étanche secondaire et une membrane étanche primaire ondulée retenue sur la barrière isolante primaire.
Une telle cuve étanche et thermiquement isolante peut notamment être utilisée dans le transport de produits liquides froids, tels que du gaz naturel liquéfié (GNL), notamment à bord d’une structure flottante telle qu’un navire.
La membrane étanche primaire est typiquement ondulée selon deux directions, c’est-à-dire qu’elle présente une première série d’ondulations s’étendant parallèlement à une première direction, et une deuxième série d’ondulations s’étendant parallèlement à une deuxième direction. La première direction et la deuxième direction peuvent être perpendiculaires entre elles.
Dans une telle cuve, la membrane étanche primaire est directement au contact du produit liquide froid à transporter, et subit donc aussi bien des contraintes mécaniques liées aux déformations de la structure flottante en service que des contraintes thermiques liées aux variations de température à l’intérieur de la cuve notamment lors de sa mise à froid et au gradient de température entre l’intérieur de la cuve et l’extérieur de la cuve. Il est donc important, afin d’optimiser la durée de vie de la membrane étanche primaire, de s’assurer que les contraintes soient réparties le plus uniformément possible entre les ondulations de la membrane étanche primaire.
Résumé
Une idée à la base de l’invention est de proposer une cuve étanche et thermiquement isolante dans laquelle les contraintes subies par la membrane étanche primaire sont plus uniformément réparties entre les ondulations de celle-ci.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolante comportant une paroi de cuve retenue sur une structure porteuse, la paroi de cuve incluant, dans le sens de l’épaisseur depuis l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière isolante secondaire retenue sur la structure porteuse, une membrane étanche secondaire retenue sur la barrière isolante secondaire, une barrière isolante primaire retenue sur la membrane étanche secondaire et une membrane étanche primaire ondulée retenue sur la barrière isolante primaire,
dans laquelle la barrière isolante primaire comprend une pluralité de blocs isolants juxtaposés, chaque bloc isolant comportant une plaque de fond et un bloc de mousse thermiquement isolante disposé sur la plaque de fond, la plaque de fond de chaque bloc isolant débordant du bloc de mousse thermiquement isolante de façon à ménager à chaque fois un espace entre le bloc de mousse thermiquement isolante et le bloc de mousse thermiquement isolante d’un bloc isolant adjacent,
dans laquelle la barrière isolante primaire comprend en outre une pluralité d’éléments de pontage, chaque élément de pontage étant disposé dans un desdits espaces entre les blocs de mousse thermiquement isolante de deux blocs isolants adjacents, étant fixé à une face interne des plaques de fond desdits deux blocs isolants adjacents et recouvrant une partie desdites faces internes.
Dans une telle cuve, la membrane étanche primaire est ondulée. Lorsque la cuve est installée dans un navire et est remplie d’un produit liquide froid, les déformations imposées aux parois de la cuve lorsque le navire navigue tendent à solliciter les ondulations de la membrane étanche primaire, tandis que la pression exercée par le produit liquide froid sur les parois de la cuve tend à coupler le comportement mécanique de la membrane étanche primaire au comportement mécanique de la barrière isolante primaire. En prévoyant que la barrière isolante primaire comprend des blocs de mousse et des éléments de pontage disposés dans les espaces entre les blocs de mousse à cheval sur les blocs isolants, on assure que la barrière isolante primaire se déforme le plus uniformément possible, ce qui permet alors de répartir les contraintes le plus uniformément possible entre les ondulations de la membrane étanche primaire.
Par ailleurs, les éléments de pontage tendent à supprimer, ou à tout le moins limiter, les déplacements relatifs entre les blocs isolants. De tels déplacements relatifs peuvent se produire par exemple sous l’effet des accélérations que subit la barrière isolante primaire lorsque le navire navigue et/ou sous l’effet des déformations de la coque lorsque le navire navique. En supprimant ou limitant ces déplacements relatifs, on assure notamment un équilibre des pré-charges statiques entre les différentes zones ondulées de la membrane étanche primaire.
Selon des modes de réalisation, une telle cuve peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, chaque bloc isolant comprend une plaque de couvercle, le bloc de mousse étant disposé entre la plaque de fond et la plaque de couvercle, et la membrane isolante primaire étant retenue sur les plaques de couvercle des blocs isolants.
Selon un mode de réalisation, la plaque de couvercle et/ou la plaque de fond sont réalisées en bois contreplaqué.
Selon un mode de réalisation, la membrane étanche primaire présente une première série d’ondulations s’étendant parallèlement à une première direction, et chaque ondulation de la première série d’ondulations est disposée au droit d’une première fente prévue dans un bloc de mousse thermiquement isolante d’un bloc isolant ou au droit d’un interstice ménagé entre un élément de pontage et un bloc de mousse thermiquement isolante d’un bloc isolant.
Ainsi, pour les ondulations disposées au droit d’une fente prévue dans un bloc de mousse d’un bloc isolant, ladite fente autorise l’ouverture de l’ondulation liée à la déformation sous contrainte de cette ondulation. De même, pour les ondulations disposées au droit d’un interstice ménagé entre un élément de pontage et un bloc de mousse d’un bloc isolant, l’interstice autorise l’ouverture de l’ondulation liée à la déformation sous contrainte de cette ondulation. Les fentes ou interstices évitent ainsi de reporter toutes les contraintes subies par une ondulation donnée sur les ondulations voisines. Ensemble avec le fait que, comme on l’a mentionné ci-dessus, la barrière isolante primaire se déforme le plus uniformément possible du fait de la présence des éléments de pontage, ceci assure que les contraintes sont plus uniformément réparties entre les ondulations de la première série d’ondulations.
Selon un mode de réalisation, la membrane étanche primaire présente une deuxième série d’ondulations s’étendant parallèlement à une deuxième direction, et chaque ondulation de la deuxième série d’ondulations est disposée au droit d’une deuxième fente prévue dans un bloc de mousse thermiquement isolante d’un bloc isolant ou au droit d’un interstice ménagé entre un élément de pontage et un bloc de mousse thermiquement isolante d’un bloc isolant.
De façon analogue à la première série d’ondulations, ces caractéristiques permettent de répartir plus uniformément les contraintes entre les ondulations de la deuxième série d’ondulations.
Selon un mode de réalisation, la deuxième direction est perpendiculaire à la première direction.
Selon un mode de réalisation, chaque élément de pontage est collé sur une face interne des plaques de fond desdits deux blocs isolants adjacents.
Selon un mode de réalisation, la face interne de la plaque de fond de chaque bloc isolant présente aux moins deux rainures, chaque rainure s’étendant le long d’un bord de ladite plaque de fond sur une partie ou la totalité dudit bord de la plaque de fond.
Selon un mode de réalisation, lesdites rainures de la plaque de fond sont configurées pour recueillir un excès de colle qui est dirigé vers l’intervalle entre deux plaques de fond adjacentes par la pression de l’élément de pontage sur la face interne des plaques de fond.
Ainsi, on élimine ou à tout le moins on limite le risque qu’une portion de la membrane étanche secondaire soit collée par la colle qui a servi au collage des éléments de pontage. Il est en effet important, du point de vue de la tenue de la paroi de cuve vis-à-vis des sollicitations thermiques et mécaniques, que la membrane étanche secondaire puisse glisser par rapport à la barrière isolante primaire.
Selon un mode de réalisation, lesdites rainures s’étendent parallèlement au bord respectif de la plaque de fond le long duquel elles s’étendent.
Selon un mode de réalisation, chaque élément de pontage présente deux rainures, les rainures s’étendant parallèlement l’une à l’autre et étant disposées de part et d’autre d’un intervalle entre les plaques de fond desdits deux blocs isolants adjacents.
Selon un mode de réalisation, lesdites rainures de l’élément de pontage sont configurées pour recueillir un excès de colle qui est dirigé vers l’intervalle entre deux plaques de fond adjacentes par la pression de l’élément de pontage sur la face interne plaques de fond.
Ainsi, on élimine ou à tout le moins on limite le risque qu’une portion de la membrane étanche secondaire soit collée par la colle qui a servi au collage des éléments de pontage.
Selon un mode de réalisation, lesdites rainures s’étendent parallèlement aux bords respectifs des plaques de fond délimitant ledit intervalle.
Selon un mode de réalisation, chaque élément de pontage présente une languette destinée à être reçue dans un intervalle entre les plaques de fond desdits deux blocs isolants adjacents.
Une telle languette permet d’empêcher un éventuel excès de colle qui serait dirigé vers l’intervalle entre deux plaques de fond adjacentes par la pression de l’élément de pontage sur les plaques de fond.
Ainsi, on élimine ou à tout le moins on limite le risque qu’une portion de la membrane étanche secondaire soit collée par la colle qui a servi au collage des éléments de pontage.
Selon un mode de réalisation, une bande souple, par exemple en papier kraft, est disposée sous chaque élément de pontage de façon à être reçue dans un intervalle entre les plaques de fond desdits deux blocs isolants adjacents.
Une telle bande souple peut s’interposer entre la membrane étanche secondaire et la colle qui a servi au collage des éléments de pontage, ce qui élimine ou à tout le moins limite le risque qu’une portion de la membrane étanche secondaire soit collée par cette colle.
Selon un mode de réalisation, les blocs isolants de la barrière isolante primaire sont disposés à espaces réguliers selon des rangées parallèles à la première direction et à la deuxième direction.
Selon un mode de réalisation, la barrière isolante primaire comprend en outre une pluralité d’éléments de coin, chaque élément de coin étant disposé entre les blocs de mousse de quatre blocs isolants voisins, étant fixé à une face interne des plaques de fond desdits quatre blocs isolants voisins et recouvrant une partie desdites faces internes.
Ainsi, les éléments de coin peuvent être disposés en quinconce par rapport aux blocs de mousse des blocs isolants. Cette disposition en quinconce favorise la répartition des efforts mécaniques sur plusieurs blocs de mousse et permet de limiter localement les déplacements des blocs isolants relativement les uns aux autres en cas de ballottement (aussi connu sous la dénomination anglaise de « sloshing ») du produit liquide froid contenu dans la cuve et/ou lors des déformations de la coque du navire lors de la navigation. En effet, les éléments de coin assurent un raccord mécanique entre les blocs isolants voisins qui empêche l’écartement mutuel des blocs isolants. Ainsi, les déplacements relatifs des blocs isolants les uns par rapport aux autres sont limités, ce qui permet de solliciter plus uniformément les ondulations de la membrane étanche primaire lors de la mise en froid de la cuve.
Selon un mode de réalisation, les éléments de coin sont collés à ladite face interne des plaques de fond desdits quatre blocs isolants voisins.
Selon un mode de réalisation, chaque espace entre les blocs de mousse de quatre blocs isolants voisins est occupé par une portion d’extrémité d’un élément de pontage.
De façon analogue aux éléments de coin, le fait que chaque espace entre les blocs de mousse de quatre blocs isolants voisins soit occupé par une portion d’extrémité d’un élément de pontage limite le risque de déplacement de ces blocs de mousse en cas de ballottement du produit liquide froid contenu dans la cuve ou de déformation de la coque lors de la navigation.
Selon un mode de réalisation, chaque bloc isolant de la barrière isolante primaire est retenu sur la membrane étanche secondaire par un coupleur mécanique, le coupleur mécanique traversant la membrane étanche secondaire au niveau du centre de la plaque de fond du bloc isolant.
Selon un mode de réalisation, chaque coupleur mécanique est reçu dans un puits que présente le bloc isolant correspondant.
Selon un mode de réalisation, chaque bloc isolant de la barrière isolante primaire est retenu sur la membrane étanche secondaire par une pluralité de coupleurs mécaniques, chaque coupleur mécanique traversant la membrane étanche secondaire au niveau d’un coin de la plaque de fond du bloc isolant.
Ainsi, chaque bloc isolant de la barrière isolante primaire peut être positionné par sa plaque de fond pendant l’assemblage de la barrière isolante primaire, ce qui facilite l’assemblage de la paroi de cuve.
Selon un mode de réalisation, chaque coupleur mécanique est reçu dans un puits que présente un élément de coin.
Selon un mode de réalisation, la membrane étanche secondaire est réalisée par soudage de virures métalliques présentant des bords relevés, lesdits bords relevés étant reçus dans des fentes inférieures que présente chaque bloc isolant de la barrière isolante primaire.
Selon un mode de réalisation, chaque élément de pontage situé dans le prolongement desdites fentes inférieures présente des fentes inférieures supplémentaires pour recevoir lesdits bords relevés.
Selon un mode de réalisation, la membrane étanche secondaire est ondulée et réalisée par soudage de tôles métalliques, chaque tôle métallique présentant au moins une portion d’ondulation, lesdites portions d’ondulation étant reçues dans des logements que présente chaque bloc isolant de la barrière isolante primaire.
Selon un mode de réalisation, chaque élément de pontage situé dans le prolongement desdits logements présente des logements supplémentaires pour recevoir lesdites portions d’ondulation.
Selon un mode de réalisation, chaque élément de pontage comporte une couche de mousse thermiquement isolante qui est fixée à une face interne des plaques de fond desdits deux blocs isolants adjacents.
Selon un mode de réalisation, chaque élément de pontage comporte une couche de mousse thermiquement isolante et un panneau de fond, par exemple en bois contreplaqué, la couche de mousse thermiquement isolante étant collée au panneau de fond et le panneau de fond étant fixé à une face interne des plaques de fond desdits deux blocs isolants adjacents, de préférence par collage.
Selon un mode de réalisation, chaque élément de pontage comporte une couche de mousse thermiquement isolante et un composite de fond, la couche de mousse thermiquement isolante étant collée au composite de fond et le panneau de fond étant fixé à une face interne des plaques de fond desdits deux blocs isolants adjacents, de préférence par collage. À titre d’exemple, le composite peut être une plaque en résine polymère fibrée, ou une feuille en résine polymère fibrée avec optionnellement un feuillard en métal.
Selon un mode de réalisation, chaque élément de pontage comporte en outre un panneau de couvercle collé sur la couche de mousse thermiquement isolante.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un navire pour le transport d’un produit liquide froid, le navire comportant une double coque et une cuve décrite ci-dessus disposée dans la double coque.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un système de transfert pour un produit liquide froid, le système comprenant un navire décrit ci-dessus, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entraîner un flux de 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.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi une utilisation d’un navire décrit ci-dessus pour le chargement ou déchargement d’un produit liquide froid, dans laquelle 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.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue partielle, éclatée et en perspective, d’une paroi d’une cuve étanche et thermiquement isolante selon un premier mode de réalisation.
La figure 2 est une vue en coupe de la figure 1 selon II-II.
La figure 3 est une vue de dessus illustrant schématiquement la disposition dans le plan des blocs isolants constituant la barrière isolante primaire de la paroi de cuve représentée sur les figures 1 et 2.
La figure 4A est une vue de dessus analogue à la figure 3, illustrant schématiquement la disposition des blocs isolants selon une variante.
La figure 4B est une vue de dessus analogue à la figure 3, illustrant schématiquement la disposition des blocs isolants selon une autre variante.
La figure 4C est une vue de dessus analogue à la figure 3, illustrant schématiquement la disposition des blocs isolants selon encore une autre variante.
La figure 5A est une vue de côté montrant un élément de pontage et montrant partiellement les plaques de fond de deux blocs isolants de la cuve de la figure 1, selon une variante.
La figure 5B est une vue de dessus illustrant l’une des plaques de fond de la figure 5A selon un premier exemple de réalisation.
La figure 5C est une vue de dessus illustrant l’une des plaques de fond de la figure 5A selon un deuxième exemple de réalisation.
La figure 5D est une vue de dessus illustrant l’une des plaques de fond de la figure 5A selon un troisième exemple de réalisation.
La figure 5E est une vue de dessus illustrant l’une des plaques de fond de la figure 5A selon un quatrième exemple de réalisation
La figure 6A est une vue de côté analogue à la figure 5A, montrant un élément de pontage et montrant partiellement les plaques de fond de deux blocs isolants de la cuve de la figure 1, selon une autre variante.
La figure 6B est une vue de dessous de l’élément de pontage de la figure 6A.
La figure 7A est une vue de côté analogue à la figure 5A, montrant un élément de pontage et montrant partiellement les plaques de fond de deux blocs isolants de la cuve de la figure 1, selon encore une autre variante.
La figure 7B est une vue en perspective montrant le dessous de l’élément de pontage de la figure 7A.
La figure 8 est une vue de côté analogue à la figure 5A, montrant un élément de pontage et montrant partiellement les plaques de fond de deux blocs isolants de la cuve de la figure 1, selon encore une autre variante.
La figure 9 est une vue partielle, éclatée et en perspective, d’une cuve étanche et thermiquement isolante selon un deuxième mode de réalisation.
La figure 10 est une vue en coupe de la figure 9 selon X-X.
La figure 11 est une représentation schématique écorchée d’une cuve de navire méthanier et d’un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
La figure 1 est une vue partielle, éclatée et en perspective d’une paroi d’une cuve étanche et thermiquement isolante selon un premier mode de réalisation. Une telle structure peut être mise en œuvre pour 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 structure porteuse 1 peut être constituée par la coque interne d’un navire à double coque ou par une structure construite à l’intérieur de cette coque interne.
La paroi de cuve est composée successivement dans son épaisseur d’une barrière isolante secondaire 2 retenue sur la paroi de la structure porteuse 1, d’une membrane étanche secondaire 3 retenue sur la barrière isolante secondaire 2, d’une barrière isolante primaire 4 retenue sur la membrane étanche secondaire 3 et d’une membrane étanche primaire 5 retenue sur la barrière isolante primaire 4.
La barrière isolante secondaire 2 est constituée d’une pluralité de blocs isolants secondaires 2a de forme parallélépipédique qui sont juxtaposés, de manière à recouvrir sensiblement la surface interne de la structure porteuse 1.
Comme cela est visible sur la figure 1, chaque bloc isolant secondaire 2a comprend un bloc de mousse thermiquement isolante 2b et une plaque de couvercle 2c. La plaque de couvercle 2c est disposée au-dessus du bloc de mousse 2b et s’étend parallèlement à la paroi de la structure porteuse 1.
La plaque de couvercle 2c présente deux rainures 2d parallèles entre elles et s’étendant dans une direction parallèle à l’une des paires de côté du bloc isolant secondaire 2a. Comme cela est visible sur la figure 10, les rainures 2d présentent une 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 de la plaque de couvercle 2c permet l’ancrage de la membrane étanche secondaire 3. La membrane étanche secondaire 3 est constituée d’une pluralité de virures présentant chacune des bords relevés. Les bords relevés de chaque virure sont soudés aux ailes de soudure selon la technique connue. Les virures sont, par exemple, réalisées en Invar®, c’est-à-dire un alliage de fer et de nickel dont le coefficient de dilatation est typiquement compris entre 1,2.10-6et 2.10-6K-1. Dans ce cas, les virures peuvent présenter par exemple une épaisseur de l’ordre de 0,7 mm. En variante, les virures peuvent être réalisées en un alliage de fer à forte teneur en manganèse dont le coefficient de dilatation est typiquement compris entre 7.10-6et 9.10-6K-1. Dans le cas d’une cuve de navire, les virures sont de préférence orientées parallèlement à la direction longitudinale du navire.
La barrière isolante primaire 4 est essentiellement constituée d’une pluralité de blocs isolants primaires 10, d’une pluralité d’éléments de pontage 20 et d’une pluralité d’éléments de coin 150. Les dispositions relatives des blocs isolants primaires 10, des éléments de pontage 20 et des éléments de coin 150 seront décrites plus loin.
On voit également sur les figures 1, 9 et 10 que les blocs isolants primaires 10 présentent chacun des fentes inférieures 8 pour recevoir les bords relevés des virures. En l’espèce, deux fentes inférieures 8 sont prévues pour chaque bloc isolant primaire 10, mais un nombre différent de fentes inférieures 8 pourrait être prévu en fonction du rapport du nombre de virures et de la taille des blocs isolants primaires 10.
La membrane étanche primaire 5 est ondulée. Plus précisément, de façon connue en soi et comme cela est visible sur les figures 1 et 2, la membrane étanche primaire 5 présente une première série d’ondulations 61 et une deuxième série d’ondulations 62. Les ondulations 61 sont parallèles entre elles et s’étendent dans une première direction d1. Les ondulations 62 sont parallèles entre elles et s’étendent dans une deuxième direction d2. La deuxième direction d2 est ici perpendiculaire à la première direction d1. Les ondulations 61 et 62 font saillie vers l’intérieur de la cuve.
La membrane étanche primaire 5 est obtenue par assemblage d’une pluralité de tôles métalliques ondulées 60, dont trois sont visibles sur la figure 1. Chaque tôle métallique ondulée 60 présente une portion des ondulations 61 et 62. Les tôles métalliques ondulées 60 sont, par exemple, réalisées en acier inoxydable ou en aluminium. Les tôles métalliques ondulées 60 sont rectangulaires, et présentent, de préférence, des dimensions de largeur et de longueur qui valent des multiples entiers d’un espacement entre les ondulations 61 et 62 et aussi des multiples entiers des dimensions des blocs isolants primaires 10. On notera qu’il existe une légère sur-longueur des tôles 60 afin d’assurer un recouvrement d’une tôle donnée sur une tôle adjacente.
Sur les figures, les ondulations 61 et 62 sont continues et se croisent entre elles. Dans une variante de réalisation non représentée, les tôles métalliques ondulées 60 présentent des portions des ondulations 61 et 62 espacées les unes des autres, de façon à ce que les ondulations 61 et 62 soient discontinues et ne se croisent pas entre elles.
En outre, selon la technique connue, les tôles métalliques ondulées 60 peuvent être fixées, par exemple par des soudures par points, sur des bandes d’ancrage 69 que présentent les blocs isolants primaires 10. Ces bandes d’ancrage 69 sont logées dans des lamages (non représentés) que présentent les plaques de couvercle 13 des blocs isolants 10 et les panneaux de couvercle 23 des éléments de pontage 20. Les bandes d’ancrage 69 sont représentées sur la figure 9 mais pas sur la figure 1 afin de ne pas surcharger le dessin. De plus, certaines bandes d’ancrage 69 peuvent être remplacées par de la protection thermique afin d’éviter d’endommager les panneaux de couvercle 13, 23 lors de la réalisation des soudures d’étanchéité en périphérie des tôles métalliques.
Selon une variante de réalisation non représentée, la membrane étanche secondaire 3 peut elle aussi être ondulée et réalisée par assemblage de tôles métalliques ondulées, comme la membrane étanche primaire 5. Dans ce cas, en lieu et place des fentes inférieures 8, des logements sont prévus afin de recevoir les ondulations que présentent les tôles métalliques ondulées constituant la membrane étanche secondaire 3.
On va maintenant décrire un bloc isolant primaire 10, toujours en se référant à la figure 1, étant entendu que les blocs isolants primaires 10 sont identiques les uns aux autres.
Comme cela est visible sur la figure 1, un bloc isolant primaire 10 comprend une plaque de fond 11, un bloc de mousse thermiquement isolante 12, et une plaque de couvercle 13.
Le bloc de mousse 12 est constitué d’une mousse thermiquement isolante, qui peut être par exemple une mousse polymère, par exemple une mousse de polyéthylène, polyuréthane ou autre, optionnellement renforcée de fibres, par exemple de fibres de verre. La mousse polymère présente typiquement une densité comprise entre 110 et 170 kg/m3 et plus particulièrement égale à 130 kg/m3. Le bloc de mousse 12 est fixé à la plaque de fond 11, par exemple par collage.
La plaque de couvercle 13 est disposée sur le bloc de mousse 12. Le bloc de mousse 12 est fixé à la plaque de couvercle 13, par exemple par collage.
La plaque de couvercle 13 et/ou la plaque de fond 11 peuvent être réalisées par exemple en bois contreplaqué.
L’ensemble constitué de la plaque de couvercle 13 et du bloc de mousse 12 présente une forme extérieure généralement parallélépipédique, comme cela est visible sur la figure 1.
La plaque de fond 11 présente elle aussi une forme extérieure généralement parallélépipédique. Ses côtés sont parallèles aux côtés de l’ensemble constitué de la plaque de couvercle 13 et du bloc de mousse 12. Son centre est aligné avec le centre de l’ensemble constitué de la plaque de couvercle 13 et du bloc de mousse 12. Toutefois, comme cela est visible sur la figure 1, la plaque de fond 11 déborde du bloc de mousse 12, c’est-à-dire que l’enveloppe géométrique définie par les côtés de la plaque de fond 11 est plus grande que, et contient entièrement, l’enveloppe géométrique définie par les côtés du bloc de mousse 12.
Comme cela est visible sur la figure 1, les blocs isolants 10 sont disposés à espaces réguliers selon des rangées parallèles aux directions d1 et d2. En particulier, les centres des blocs isolants 10 sont disposés à espaces réguliers selon des rangées parallèles aux directions d1 et d2. En outre, dans ce premier mode de réalisation, les blocs isolants 10 sont retenus sur la membrane étanche secondaire 3 et sur la barrière isolante secondaire 2 à l’aide de coupleurs mécaniques 29, dont un seul est visible sur la figure 1. Chaque coupleur mécanique 29 traverse la membrane étanche secondaire 3 et le centre de la plaque de fond 11 d’un bloc isolant 10. Les coupleurs mécaniques 29 seront décrits plus en détail ci-dessous en rapport avec le deuxième mode de réalisation. On a désigné par le nombre 180 un puits pratiqué dans le bloc isolant 10 et permettant d’accéder au coupleur mécanique 29. Ce puits 180 peut être obturé par un bouchon thermiquement isolant (non représenté) avant d’installer la membrane étanche primaire 5.
Puisque les plaques de fond 11 de chaque bloc isolant 10 débordent du bloc de mousse 12 de ce bloc isolant 10, il subsiste un espace entre les blocs de mousse 12 de deux blocs isolants 10 voisins. Cet espace est occupé par un ou plusieurs éléments de pontage 20.
On va maintenant décrire la structure générale d’un élément de pontage 20, toujours en se référant à la figure 1.
Comme cela est visible sur la figure 1, un élément de pontage 20 comprend un panneau de fond 21, un bloc de mousse thermiquement isolante 22 et un panneau de couvercle 23.
Le bloc de mousse 22 est constitué d’une mousse thermiquement isolante, qui peut être par exemple une mousse polymère, par exemple une mousse de polyéthylène, polyuréthane ou autre, optionnellement renforcée de fibres, par exemple de fibres de verre. La mousse polymère présente typiquement une densité comprise entre 110 et 170 kg/m3 et plus particulièrement égale à 130 kg/m3. La mousse du bloc de mousse 22 et la mousse du bloc de mousse 12 peuvent être identiques, afin de faciliter la fabrication de la paroi de la cuve et aussi afin d’éviter de créer des inhomogénéités dans les propriétés d’isolation thermique de la barrière isolante primaire 4. Le bloc de mousse 22 est fixé au panneau de fond 21, par exemple par collage.
Le panneau de couvercle 23 est disposé sur le bloc de mousse 22. Le bloc de mousse 22 est fixé au panneau de couvercle 23, par exemple par collage.
Le panneau de couvercle 23 peut être réalisé par exemple en bois contreplaqué. Le bois contreplaqué du panneau de couvercle 23 et le bois contreplaqué de la plaque de couvercle 13 peuvent être identiques, afin de faciliter la fabrication de la paroi de la cuve et aussi afin d’éviter de créer des inhomogénéités dans les propriétés d’isolation thermique de la barrière isolante primaire 4. De même, le panneau de fond 21 peut être réalisé par exemple en bois contreplaqué, et le bois contreplaqué du panneau de fond 21 et le bois contreplaqué du panneau de fond 11 peuvent être identiques. En variante, au lieu d’être réalisés en bois contreplaqué, le panneau de fond 21 et/ou le panneau de couvercle 23 peuvent être réalisés en un matériau composite. À titre d’exemple, le panneau de couvercle 23 peut être une plaque en résine polymère fibrée. À titre d’exemple, le panneau de fond 21 peut être une plaque en résine polymère fibrée, ou une feuille en résine polymère fibrée avec optionnellement un feuillard en métal.
L’élément de pontage 20 présente une forme extérieure généralement parallélépipédique, comme cela est visible sur la figure 1. Les côtés de l’élément de pontage 20 sont typiquement parallèles aux côtés des deux blocs isolants 10 adjacents. En outre, il est préférable que l’élément de pontage 20 occupe l’espace entier entre les blocs de mousse 12 des deux blocs isolants 10 adjacents, éventuellement à l’exception de petits interstices ménagés entre les blocs de mousse 12 et l’élément de pontage 20, ces interstices permettant un certain jeu lors du montage.
L’élément de pontage 20 est fixé aux plaques de fond 11 des deux blocs isolants 10 adjacents de façon à recouvrir une partie desdites plaques de fond 11. Cette fixation est de préférence effectuée par collage, plus particulièrement par collage à l’aide d’une colle époxy ou d’une colle polyuréthane, un tel collage étant relativement aisé à réaliser. L’élément de pontage 20 peut toutefois être fixé aux plaques de fond 11 par tout autre moyen adéquat, par exemple par vissage, par clipsage ou par une combinaison des moyens qui viennent d’être cités.
La figure 1 montre en outre que deux éléments de pontage 20 sont prévus dans chaque espace entre les blocs de mousse 12 des deux blocs isolants 10 adjacents. Il est toutefois possible de prévoir un nombre différent d’éléments de pontage 20 dans chacun desdits espaces, à condition d’adapter convenablement les dimensions des éléments de pontage 20.
En outre, comme cela est visible sur la figure 10, les éléments de pontage 20 qui se trouvent dans le prolongement des fentes inférieures 8 présentent eux aussi des fentes inférieures 9 prolongeant les fentes inférieures 8, de façon à recevoir les bords relevés des virures de la membrane étanche secondaire 3. Lorsque la membrane étanche secondaire 3 est ondulée comme on l’a décrit ci-dessus, en lieu et place des fentes inférieures 9, les éléments de pontage 20 présentent des logements supplémentaires prolongeant les logements des blocs isolants 10, ces logements supplémentaires recevant les ondulations des tôles métalliques ondulées constituant la membrane étanche secondaire 3.
En prévoyant que la barrière isolante primaire 4 comprend les blocs de mousse 12 et les éléments de pontage 20 disposés dans les espaces entre les blocs de mousse 12 à cheval sur les blocs isolants 10, on assure que la barrière isolante primaire 4 se déforme le plus uniformément possible, ce qui permet alors de répartir les contraintes le plus uniformément possible entre les ondulations 61, 62 de la membrane étanche primaire 5.
Par ailleurs, les éléments de pontage 20 tendent à supprimer, ou à tout le moins limiter, les déplacements relatifs entre les blocs isolants 10. De tels déplacements relatifs peuvent se produire par exemple sous l’effet des accélérations que subit la barrière isolante primaire 4 lorsque le navire navigue et/ou sous l’effet des déformations de la coque lorsque le navire navique. En supprimant ou limitant ces déplacements relatifs, on assure notamment un équilibre des pré-charges statiques entre les différentes zones ondulées de la membrane étanche primaire 5.
La figure 2 est une vue en coupe de la figure 1 selon II-II et permet de visualiser le positionnement des ondulations 62 relativement aux blocs isolants 10 et aux éléments de pontage 20.
Comme cela est visible sur la figure 2, en parcourant la série d’ondulations 62 en suivant la direction d1, les ondulations 62 comprennent successivement une ondulation 62-1 disposée au droit du centre d’un bloc de mousse 12 d’un bloc isolant 10, puis deux ondulations 62-2 disposées au droit des interstices ménagés entre un élément de pontage 20 et les blocs de mousse 12 de deux blocs isolants 10, puis de nouveau une ondulation 62-1, et ainsi de suite.
Les blocs isolants 10 présentent des fentes 172 au droit desquelles sont disposées les ondulations 62-1. Les fentes 172 s’étendent à travers les plaques de couvercle 13 et à travers une partie des blocs de mousse 12.
Ces fentes 172 sont aptes à légèrement s’ouvrir lorsque l’ondulation 62-1 en vis-à-vis se déforme sous l’effet d’une contrainte. Autrement dit, du fait de la présence des fentes 172, la mousse des blocs de mousse 12 autorise l’ouverture de l’ondulation 62-1. Ceci évite de reporter les contraintes subies par une ondulation 62-1 sur les ondulations 62-2 voisines. Les interstices entre les éléments de pontage 20 et les blocs de mousse 12 de deux blocs isolants 10 jouent un rôle analogue à celui des fentes 172 vis-à-vis des ondulations 62-2. On comprend alors que grâce aux fentes 172 et aux interstices entre les éléments de pontage 20 et les blocs de mousse 12, les contraintes peuvent être réparties plus uniformément entre les ondulations 62-1 et les ondulations 62-2, et donc plus uniformément réparties au sein de la membrane étanche primaire 5.
De façon tout à fait semblable, et bien que cela ne soit pas représenté sur les figures, en parcourant la série d’ondulations 61 selon la direction d2, les ondulations 61 comprennent successivement une ondulation disposée au droit du centre d’un bloc de mousse 12 d’un bloc isolant 10, puis deux ondulations disposées au droit des interstices ménagés entre un élément de pontage 20 et les blocs de mousse 12 de deux blocs isolants 10, et ainsi de suite. Cette disposition joue un rôle tout à fait semblable à celui de la disposition décrite ci-dessus de la série d’ondulations 62. En outre, les blocs isolants 10 présentent des fentes 171 au droit desquelles sont installées certaines des ondulations de la série d’ondulations 61, les fentes 171 jouant avec ces ondulations un rôle tout à fait semblable à celui des fentes 172 avec les ondulations 62-1.
Comme on l’a mentionné ci-dessus, les tôles métalliques ondulées 60 constituant la membrane étanche primaire 5 sont fixées à des bandes d’ancrage 69. Les bandes d’ancrage 69 sont logées dans des lamages (non représentés) que présentent les plaques de couvercle 13 des blocs isolants 10 et les panneaux de couvercle 23 des éléments de pontage 20. Plus précisément, une bande d’ancrage 69 de ce type est présente entre chaque ondulation de la série d’ondulations 61 et chaque ondulation de la série d’ondulations 62. Les bandes d’ancrage 69 sont représentées sur la figure 9 mais pas sur la figure 1 afin de ne pas surcharger le dessin.
Comme on l’a mentionné ci-dessus, la barrière isolante primaire 4 comprend des éléments de coin 150. L’un de ces éléments de coin 150 est visible sur la figure 1 et est représenté en coupe sur la figure 10. Les éléments de coin 150 comprennent, de façon analogue aux éléments de pontage 20, un panneau de fond (non visible sur la figure 1), un bloc de mousse thermiquement isolante (non visible sur la figure 1), et un panneau de couvercle 153.
La mousse du bloc de mousse de l’élément de coin 150 et la mousse du bloc de mousse 12 peuvent être identiques, afin de faciliter la fabrication de la paroi de la cuve et aussi afin d’éviter de créer des inhomogénéités dans les propriétés d’isolation thermique de la barrière isolante primaire 4. Ce bloc de mousse est fixé au panneau de fond de l’élément de coin 150, par exemple par collage et/ou par vissage.
Le panneau de couvercle 153 est disposé sur le bloc de mousse. Le bloc de mousse est fixé au panneau de couvercle 153, par exemple par collage.
Le panneau de couvercle 153 peut être réalisé par exemple en bois contreplaqué. Le bois contreplaqué du panneau de couvercle 153 et le bois contreplaqué de la plaque de couvercle 13 peuvent être identiques, afin de faciliter la fabrication de la paroi de la cuve et aussi afin d’éviter de créer des inhomogénéités dans les propriétés d’isolation thermique de la barrière isolante primaire 4. De même, le panneau de fond peut être réalisé par exemple en bois contreplaqué, et le bois contreplaqué du panneau de fond et le bois contreplaqué du panneau de fond 11 peuvent être identiques.
Comme cela est visible sur la figure 1, chaque élément de coin 150 est disposé entre les blocs de mousse 12 de quatre blocs isolants 10 voisins. Autrement dit, chaque élément de coin 150 est disposé en quinconce relativement aux blocs de mousse 12 de quatre blocs isolants 10 voisins. Cette disposition en quinconce favorise la répartition des efforts mécaniques sur plusieurs blocs de mousse 12 et permet de limiter localement les déplacements des blocs isolants 10 relativement les uns aux autres en cas de ballottement (aussi connu sous la dénomination anglaise de « sloshing ») du produit liquide froid contenu dans la cuve et/ou lors des déformations de la coque du navire lors de la navigation.
La fixation de chaque élément de coin 150 aux panneaux de fond 11 est de préférence effectuée par collage, plus particulièrement par collage à l’aide d’une colle époxy ou d’une colle polyuréthane, un tel collage étant relativement aisé à réaliser.
La figure 3 représente schématiquement un dimensionnement possible des blocs isolants 10, des éléments de pontage 20 et des éléments de coin 150. La figure 3 est en vue de dessus, c’est-à-dire en vue depuis l’intérieur de la cuve vers la barrière isolante primaire 4. On détermine tout d’abord un pas, c’est-à-dire une longueur choisie, qui est désignée par k sur la figure 3. Ce pas k étant choisi, les plaques de couvercle 13 des blocs isolants 10 ont des côtés égaux de longueur 2k. Les plaques de couvercle 153 des éléments de coin 150 ont des côtés égaux de longueur k. Les plaques de couvercle 23 des éléments de pontage 20 ont deux côtés parallèles de longueur 2k et deux côtés parallèles de longueur k. La disposition des blocs isolants 10, des éléments de pontage 20 et des éléments de coin 150 représentée sur la figure 3 est répétée dans un plan parallèle aux directions d1 et d2, de façon à obtenir la disposition en quinconce des éléments de coin 150 relativement aux blocs isolants 10 voisins. On notera que sur la figure 3, un seul élément de pontage 20 est ainsi disposé entre deux blocs isolants 10 voisins. En alternative, deux éléments de pontage 20, avec deux paires de côtés parallèles de longueur k, peuvent être disposés entre deux blocs isolants 10 voisins comme cela est représenté sur la figure 1.
En variante, les éléments de coin 150 peuvent être omis, l’espace entre les blocs de mousse 12 de quatre blocs isolants 10 voisins étant occupé par une portion d’extrémité d’un élément de pontage 20. De façon analogue aux éléments de coin 150, le fait que chaque espace entre les blocs de mousse 12 de quatre blocs isolants 10 voisins soit occupé par une portion d’extrémité d’un élément de pontage limite le risque de déplacement de ces blocs de mousse 12 en cas de ballottement du produit liquide froid contenu dans la cuve ou de déformation de la coque lors de la navigation. Les figures 4A à 4C sont des vues de dessus analogues à la figure 3 et représentent schématiquement des dimensionnements possibles des blocs isolants 10 et des éléments de pontage 20 permettant d’aboutir à une configuration de ce type.
Dans la configuration représentée sur la figure 4A, les espaces entre les blocs de mousse 12 de quatre blocs isolants 10 voisins sont chacun occupés par les portions d’extrémité d’un élément de pontage 20 présentant une longueur 4k dans la direction d2 et une longueur k dans la direction d1. Les espaces entre les blocs de mousse 12 de deux blocs isolants 10 adjacents sont chacun occupés par des éléments de pontage 20 de dimensions 2k et k dans les directions d1 et d2, comme représenté sur la figure.
Dans la configuration représentée sur la figure 4B, les espaces entre les blocs de mousse 12 de quatre blocs isolants 10 voisins sont chacun occupés par les portions d’extrémité d’un élément de pontage 20 présentant une longueur 3k dans la direction d2 et une longueur k dans la direction d1. Les espaces entre les blocs de mousse 12 de deux blocs isolants 10 adjacents sont chacun occupés par des éléments de pontage 20 de dimensions 2k et k dans les directions d1 et d2, comme représenté sur la figure.
Enfin, la figure 4C montre une configuration identique à celle de la figure 4B, à ceci près que les rôles respectifs des directions d1 et d2 sont échangés.
Dans encore une autre variante, non représentée sur les dessins, tous les éléments de pontage 20 présentent une longueur 3k dans la direction d2 (respectivement dans la direction d1) et une longueur k dans la direction d1 (respectivement dans la direction d2).
Comme on l’a mentionné ci-dessus, les éléments de pontage 20 sont de préférence collés aux plaques de fond 11 des blocs isolants 10, par exemple au moyen d’une colle polyuréthane. Pour effectuer ce collage, la colle est appliquée sur les éléments de pontage 20 et/ou sur les plaques de fond 11, et les éléments de pontage 20 sont appuyés contre les plaques de fond 11 de façon à écraser la colle, ce qui termine l’opération de collage. Toutefois, entre deux plaques de fond 11 adjacentes, il subsiste un léger intervalle 111 (voir figures 1, 5A, 6A, 7A et 8) qui laisse découverte une petite portion de la membrane étanche secondaire 3. Il n’est pas souhaitable que cette portion de la membrane étanche secondaire 3 soit collée par la colle qui a servi au collage des éléments de pontage 20 ; au contraire, il est important, du point de vue de la tenue de la paroi de cuve vis-à-vis des sollicitations thermiques et mécaniques, que la membrane étanche secondaire 3 puisse glisser par rapport à la barrière isolante primaire 4.
Les figures 5A à 8 illustrent des variantes du premier mode de réalisation qui permettent d’éliminer ou à tout le moins limiter le risque que la membrane étanche secondaire 3 soit collée par la colle qui a servi au collage des éléments de pontage 20. Sur chacune de ces figures, la largeur de l’intervalle 111 entre deux plaques de fond 11 est exagérée afin de faciliter la compréhension du dessin.
Dans une première variante représentée très schématiquement en vue éclatée et en coupe sur la figure 5A, à proximité de chaque intervalle 111 entre deux plaques de fond 11 adjacentes, chacune de ces plaques de fond 11 présente une rainure 91 qui s’étend le long de son bord qui délimite l’intervalle 111. On comprend alors que tant que la colle n’est pas appliquée à l’élément de pontage 20 et/ou à la plaque de fond 11 entre l’intervalle 111 et les rainures 91, les rainures 91 peuvent recueillir un éventuel excès de colle qui serait dirigé vers l’intervalle 111 par la pression de l’élément de pontage 20 sur les plaques de fond 11. L’excès de colle ainsi recueilli ne parvient donc pas jusqu’à l’intervalle 111 et la membrane étanche secondaire 3. Bien que les rainures 91 soient ici représentées avec une section rectangulaire, elles peuvent plus généralement présenter toute section appropriée. En outre, chaque rainure 91 est typiquement parallèle au bord respectif des plaques de fond 11 le long duquel elle s’étend.
Les rainures 91 peuvent ou non déboucher sur les bords des plaques de fond 11 comme représenté sur la figure 5A. La figure 5B représente un exemple de réalisation dans lequel les rainures 91 débouchent sur les bords de la plaque de fond 11. Dans cet exemple, chaque rainure 91 s’étend le long de la totalité du bord respectif de la plaque de fond 11, et croise perpendiculairement les deux rainures 91 adjacentes.
Les figures 5C à 5E représentent des exemples de réalisation dans lesquels les rainures 91 ne débouchent pas sur les bords de la plaque de fond 11. Dans l’exemple de la figure 5C, chaque rainure 91 s’étend perpendiculairement à, et débouche à angle droit dans, les deux rainures 91 adjacentes. Dans l’exemple de la figure 5D, les rainures 91 sont également perpendiculaires les unes aux autres, mais sont reliées les unes aux autres par des portions de rainure courbes, par exemple en arc de cercle. Dans l’exemple de la figure 5E, les rainures 91 sont subdivisées en deux portions de rainure s’étendant dans le prolongement l’une de l’autre et parallèlement au bord respectif de la plaque de fond 11 ; les rainures 91 pouvant naturellement être subdivisées en un nombre supérieur de portions de rainure.
Il est à noter que le nombre de rainures 91 par plaque de fond 11 peut varier en fonction de la présence éventuelle d’éléments de coin 150 et/ou de la variation des dimensions des éléments de pontage 20, comme décrit ci-dessus en rapport avec les figures 3 et 4C. Ainsi, chaque plaque de fond 11 peut présenter deux, trois ou quatre rainures 91.
Dans une deuxième variante représentée très schématiquement en vue éclatée et en coupe sur la figure 6A, à proximité de l’intervalle 111, le bloc de mousse 22 de l’élément de pontage 20 présente deux rainures 92. Les rainures 92 s’étendent parallèlement l’une à l’autre, parallèlement à l’intervalle 111. Les rainures 92 sont en outre disposées de part et d’autre de l’intervalle 111. On comprend alors que tant que la colle n’est pas appliquée à l’élément de pontage 20 et/ou à la plaque de fond 11 entre l’intervalle 111 et les rainures 92, les rainures 92 peuvent recueillir un éventuel excès de colle qui serait dirigé vers l’intervalle 111 par la pression de l’élément de pontage 20 sur les plaques de fond 11. L’excès de colle ainsi recueilli ne parvient donc pas jusqu’à l’intervalle 111 et la membrane étanche secondaire 3. Bien que les rainures 92 soient ici représentées avec une section rectangulaire, elles peuvent plus généralement présenter toute section appropriée. En outre, chaque rainure 92 est typiquement parallèle au bord respectif des plaques de fond 11 le long duquel elle s’étend.
La figure 6B est une vue du bloc de mousse 22, de dessous de façon à montrer les rainures 92. Comme représenté sur cette figure, les rainures 92 peuvent s’étendre le long de la totalité des côtés du bloc de mousse 22, de façon à déboucher dans deux faces de côté du bloc de mousse 22. Toutefois, en variante, les rainures 92 peuvent ne pas déboucher dans les faces de côté du bloc de mousse 22 et/ou être interrompues.
Dans une troisième variante représentée très schématiquement en coupe sur la figure 7A et en perspective sur la figure 7B, le bloc de mousse 22 de l’élément de pontage 20 présente une languette 95. La languette 95 est destinée à être reçue dans l’intervalle 111. On comprend alors que, où que l’on applique la colle sur l’élément de pontage 20 et/ou la plaque de fond 11 (à l’exception bien sûr de la languette 95), l’excès de colle ne peut pas parvenir jusqu’à la membrane étanche secondaire 3, puisque la languette 95 occupe l’intervalle 111 et empêche ainsi la colle de pénétrer dans l’intervalle 111.
Dans une autre variante (non représentée sur les dessins), on peut prévoir que les plaques de fond 11 présentent les rainures 91 et que, simultanément, l’élément de pontage 20 présente les rainures 92. Dans encore une autre variante (non représentée sur les dessins), on peut prévoir que l’élément de pontage 20 présente la languette 95 et que, simultanément, les plaques de fond 11 présentent les rainures 91 et/ou l’élément de pontage 20 présente les rainures 92.
Dans encore une autre variante représentée sur la figure 8, une bande souple 99 peut être disposée sur les plaques de fond 11 de façon à recouvrir l’intervalle 111 avant de coller l’élément de pontage 20 sur les plaques de fond 11. C’est alors cette bande souple 99 qui empêche l’excès de colle de parvenir jusqu’à la membrane étanche secondaire 3. La bande souple 99, qui est éventuellement adhésive sur ses portions destinées à venir en contact avec les plaques de fond 11, peut être réalisée par exemple en papier kraft. On notera que la bande souple 99 peut être présente simultanément avec la languette 95 et/ou les rainures 92 et/ou les rainures 91.
On notera en outre que la languette 95 peut être présente même lorsque l’élément de pontage 20 est fixé aux plaques de fond 11 autrement que par collage.
On voit en outre que sur les variantes des figures 5A à 8, le panneau de fond 21 des éléments de pontage 20 est omis, volontairement, afin de montrer que le panneau de fond 21 est une option ; c’est alors le bloc de mousse 22 qui est collé aux plaques de fond 11, et qui présente le cas échéant les rainures 92 et/ou la languette 95. En variante, c’est le panneau de fond 21 qui est collé aux plaques de fond 11, et qui présente le cas échéant les rainures 92 et/ou la languette 95.
En complément ou en alternative, le panneau de fond des éléments de coin 150 peut être omis ; c’est alors leur bloc de mousse qui est collé aux plaques de fond 11.
La figure 9 est une vue partielle, éclatée et en perspective d’une paroi d’une cuve étanche et thermiquement isolante selon un deuxième mode de réalisation. Sur les figures 9 et 10, les éléments qui sont identiques à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes numéros de référence et ne sont donc pas décrits en détail à nouveau sauf lorsque cela est nécessaire. On a représenté une seule tôle métallique ondulée 60, au lieu de trois sur la figure 1, afin de ne pas surcharger le dessin.
Comme cela est représenté sur la figure 9, ce deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation principalement par la position des coupleurs mécaniques 29. Plus précisément, au lieu d’être fixés aux centres des blocs isolants 10, les coupleurs mécaniques 29 sont fixés aux coins des plaques de fond 11 de ces blocs isolants 10. Ce sont donc les éléments de coin 150’ qui reçoivent les coupleurs mécaniques 29, et non les blocs isolants 10.
La figure 10 est une vue partielle de la figure 9 en coupe selon X-X et permet ainsi de voir en coupe l’un des éléments de coin 150’.
L’élément de coin 150’ comprend un panneau de couvercle 151’, un bloc de mousse 152’ et un panneau de couvercle 153’ qui sont respectivement semblables au panneau de couvercle 151, au bloc de mousse 152 et au panneau de couvercle 153, à ceci près que le bloc de mousse 152’ et le panneau de couvercle 153’ sont traversés par un puits 180’ permettant d’accéder au coupleur mécanique 29. Ce puits 180’ peut être obturé par un bouchon thermiquement isolant (non représenté) avant d’installer la membrane étanche primaire 5.
Dans une variante (non représentée sur les dessins) du deuxième mode de réalisation, le panneau de fond 151’ des éléments de coin 150 peut être omis ; c’est alors le bloc de mousse 152’ qui est collé aux plaques de fond 11.
La figure 10 permet également de voir en coupe l’un des coupleurs mécaniques 29. On va maintenant décrire ce coupleur mécanique 29, étant entendu que sa description qui va suivre est également applicable au premier mode de réalisation. Il est en outre entendu que d’autres types de coupleurs mécaniques que celui qui va être décrit peuvent être utilisés, du moment qu’ils sont aptes à retenir les éléments de coin 150’ et/ou les blocs isolants primaires 10 en place sur la membrane étanche secondaire 3 et la barrière isolante secondaire 2.
Chaque coupleur mécanique 29 coopère ici avec quatre zones d’appui appartenant respectivement à la zone de coin de quatre plaques de fond 11 voisines, dont deux seulement sont visibles sur la figure 10 du fait de la vue en coupe selon le plan X-X. Chaque coupleur mécanique 29 comporte un goujon 30 qui fait saillie depuis la barrière isolante secondaire 2 et une plaque d’appui 31 qui est fixée à l’extrémité du goujon 30 et qui est en appui, via des entretoises 58 et le panneau de fond 151’, contre les quatre zones d’appui des quatre plaques de fond 11 voisines de manière à les retenir contre la barrière isolante secondaire 2 et la membrane isolante secondaire 30. La plaque d’appui 31 comporte un alésage (non référencé) enfilé sur le goujon 30. Un écrou 32 coopère avec une extrémité filetée du goujon 30 de manière à assurer la fixation de la plaque d’appui 31. En outre, selon un mode de réalisation avantageux, des rondelles Belleville sont enfilées sur le goujon 30, entre l’écrou 32 et la plaque d’appui 31, ce qui permet d’assurer un ancrage élastique des plaques de fond 11 sur la barrière isolante secondaire 2.
Comme illustré sur la figure 10, le goujon 30 est fixé à une plaque d’ancrage 33 qui est elle-même fixée aux plaques de couvercle 2c de la barrière isolante secondaire 2. Pour ce faire, la plaque d’ancrage 33 comporte par exemple un filetage qui coopère avec une extrémité filetée complémentaire du goujon 30. Par ailleurs, les plaques de couvercle 2c présentent un évidement dans lequel est logée la plaque d’ancrage 33. L’évidement présente une section interne présentant un premier diamètre et une section externe présentant un deuxième diamètre supérieur au premier diamètre de sorte à ménager un épaulement. La plaque d’ancrage 33 présente une forme complémentaire à celle de l’évidement. Ainsi, une face interne de la plaque d’ancrage 33 affleure avec une face interne des plaques de couvercle 2c de manière à former une surface plane de support de la membrane étanche secondaire 3. En outre, la plaque d’ancrage 33 présente une section externe ayant un diamètre plus important que sa section interne de telle sorte que la section externe de ladite plaque 33 d’ancrage soit en butée contre l’épaulement de l’évidement, ce qui permet d’assurer la fixation de la plaque d’ancrage 33 à la barrière isolante secondaire 2.
Par ailleurs, le goujon 30 traverse de manière étanche un orifice ménagé dans la membrane étanche secondaire 3. Dans le mode de réalisation représenté, le coupleur mécanique 29 comporte une rondelle d’étanchéité 34 afin d’assurer l’étanchéité de la membrane étanche secondaire 3 au niveau de son orifice traversé par le goujon 30. La rondelle d’étanchéité 34 présente une collerette se développant radialement par rapport à l’axe du goujon 30 un orifice central dans lequel est engagé le goujon 30 avec un jeu autorisant un déplacement relatif entre la rondelle d’étanchéité 34 et le goujon 30. La collerette est fixée de manière étanche sur la membrane étanche secondaire 3 autour de l’orifice de ladite membrane étanche secondaire 3. Cette fixation étanche est, par exemple, réalisée par soudure.
Par ailleurs, le goujon 30 peut présenter un épaulement d’ancrage 35 faisant saillie radialement vers l’extérieur du goujon 30. Un joint déformable 36 est alors soudé de manière étanche, d’une part, à la rondelle d’étanchéité 34 et, d’autre part, à l’épaulement d’ancrage 35 du goujon 30, ce qui permet d’assurer l’étanchéité de la traversée du goujon 30 à travers la membrane étanche secondaire 3. Dans le mode de réalisation représenté, le joint déformable 36 est un soufflet, par exemple en acier inoxydable. Ainsi, la liaison étanche entre la membrane étanche secondaire 3 et le goujon 30 est souple, ce qui autorise des mouvements relatifs des blocs isolants primaires 10 et/ou des éléments de coin 150’ par rapport à la membrane étanche secondaire 3 et permet ainsi de limiter les risques de dégradation de l’étanchéité de ladite membrane étanche secondaire 3.
Afin de protéger le joint déformable 36, le coupleur mécanique 29 est également équipé d’une cloche 37 qui présente un orifice dans lequel est enfilé le goujon 30 et qui recouvre ledit joint déformable 36. Dans le mode de réalisation représenté, la cloche 37 présente une forme générale cylindrique. Il est précisé que l’épaulement d’ancrage 35, le joint déformable 36 et la cloche 37 peuvent être omis.
Dans un troisième mode de réalisation (non représenté sur les dessins), des coupleurs mécaniques 29 tels que décrits précédemment peuvent être fixés à la fois aux centres des blocs isolants 10, comme dans le premier mode de réalisation, et aux coins des plaques de fond 11 des blocs isolants 10, comme dans le deuxième mode de réalisation.
Les techniques décrites ci-dessus pour réaliser une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante 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 ouvrage flottant comme un navire méthanier ou autre.
En référence à la figure 11, une vue écorchée d’un navire méthanier 70 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72.
De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 71.
La figure 11 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.
Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en œuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (22)

  1. Cuve étanche et thermiquement isolante comportant une paroi de cuve retenue sur une structure porteuse (1), la paroi de cuve incluant, dans le sens de l’épaisseur depuis l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière isolante secondaire (2) retenue sur la structure porteuse (1), une membrane étanche secondaire (3) retenue sur la barrière isolante secondaire (2), une barrière isolante primaire (4) retenue sur la membrane étanche secondaire et une membrane étanche primaire (5) ondulée retenue sur la barrière isolante primaire (4),
    dans laquelle la barrière isolante primaire (4) comprend une pluralité de blocs isolants (10) juxtaposés, chaque bloc isolant comportant une plaque de fond (11) et un bloc de mousse thermiquement isolante (12) disposé sur la plaque de fond (11), la plaque de fond (11) de chaque bloc isolant (10) débordant du bloc de mousse thermiquement isolante (12) de façon à ménager à chaque fois un espace entre le bloc de mousse thermiquement isolante (12) et le bloc de mousse thermiquement isolante d’un bloc isolant adjacent,
    dans laquelle la barrière isolante primaire (4) comprend en outre une pluralité d’éléments de pontage (20), chaque élément de pontage (20) étant disposé dans un desdits espaces entre les blocs de mousse thermiquement isolante (12) de deux blocs isolants (10) adjacents, étant fixé à une face interne des plaques de fond (11) desdits deux blocs isolants adjacents et recouvrant une partie desdites faces internes.
  2. Cuve selon la revendication 1, dans laquelle la membrane étanche primaire (5) présente une première série d’ondulations (61) s’étendant parallèlement à une première direction (d1), et dans laquelle chaque ondulation de la première série d’ondulations est disposée au droit d’une première fente (171) prévue dans un bloc de mousse thermiquement isolante (12) d’un bloc isolant (10) ou au droit d’un interstice ménagé entre un élément de pontage (20) et un bloc de mousse thermiquement isolante (12) d’un bloc isolant (10).
  3. Cuve selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la membrane étanche primaire (5) présente une deuxième série d’ondulations (62, 62-1, 62-2) s’étendant parallèlement à une deuxième direction (d2), et dans laquelle chaque ondulation de la deuxième série d’ondulations est disposée au droit d’une deuxième fente (172) prévue dans un bloc de mousse thermiquement isolante (12) d’un bloc isolant (10) ou au droit d’un interstice ménagé entre un élément de pontage (20) et un bloc de mousse thermiquement isolante (12) d’un bloc isolant (10).
  4. Cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle chaque élément de pontage (20) est collé sur une face interne des plaques de fond (11) desdits deux blocs isolants (10) adjacents.
  5. Cuve selon la revendication 4, dans laquelle la face interne de la plaque de fond (11) de chaque bloc isolant (10) présente aux moins deux rainures (91), chaque rainure (91) s’étendant le long d’un bord de ladite plaque de fond (11) sur une partie ou la totalité dudit bord de la plaque de fond.
  6. Cuve selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle chaque élément de pontage (20) présente deux rainures (92), les rainures (92) s’étendant parallèlement l’une à l’autre et étant disposées de part et d’autre d’un intervalle (111) entre les plaques de fond (11) desdits deux blocs isolants (10) adjacents.
  7. Cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle chaque élément de pontage (20) présente une languette (95) destinée à être reçue dans un intervalle (111) entre les plaques de fond (11) desdits deux blocs isolants (10) adjacents.
  8. Cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle une bande souple (99), par exemple en papier kraft, est disposée sous chaque élément de pontage (20) de façon à être reçue dans un intervalle (111) entre les plaques de fond (11) desdits deux blocs isolants (10) adjacents.
  9. Cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle les blocs isolants (10) de la barrière isolante primaire (4) sont disposés à espaces réguliers selon des rangées parallèles à la première direction (d1) et à la deuxième direction (d2).
  10. Cuve selon la revendication 9, dans laquelle la barrière isolante primaire (4) comprend en outre une pluralité d’éléments de coin (150), chaque élément de coin (150) étant disposé entre les blocs de mousse (12) de quatre blocs isolants (10) voisins, étant fixé à une face interne des plaques de fond (11) desdits quatre blocs isolants voisins (10) et recouvrant une partie desdites faces internes.
  11. Cuve selon la revendication 9, dans laquelle chaque espace entre les blocs de mousse (12) de quatre blocs isolants (10) voisins est occupé par une portion d’extrémité d’un élément de pontage (20).
  12. Cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans laquelle chaque bloc isolant (10) de la barrière isolante primaire (4) est retenu sur la membrane étanche secondaire (3) par un coupleur mécanique (29), le coupleur mécanique traversant la membrane étanche secondaire (3) au niveau du centre de la plaque de fond (11) du bloc isolant (10).
  13. Cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans laquelle chaque bloc isolant (10) de la barrière isolante primaire est retenu sur la membrane étanche secondaire (3) par une pluralité de coupleurs mécaniques (29), chaque coupleur mécanique traversant la membrane étanche secondaire (3) au niveau d’un coin de la plaque de fond (11) du bloc isolant (10).
  14. Cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, dans laquelle la membrane étanche secondaire (3) est réalisée par soudage de virures métalliques présentant des bords relevés, lesdits bords relevés étant reçus dans des fentes inférieures (8) que présente chaque bloc isolant (10) de la barrière isolante primaire (4).
  15. Cuve selon la revendication 14, dans laquelle chaque élément de pontage (20) situé dans le prolongement desdites fentes inférieures (8) présente des fentes inférieures supplémentaires (9) pour recevoir lesdits bords relevés.
  16. Cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, dans laquelle la membrane étanche secondaire (3) est ondulée et réalisée par soudage de tôles métalliques, chaque tôle métallique présentant au moins une portion d’ondulation, lesdites portions d’ondulation étant reçues dans des logements que présente chaque bloc isolant (10) de la barrière isolante primaire (4).
  17. Cuve selon la revendication 16, dans laquelle chaque élément de pontage (20) situé dans le prolongement desdits logements présente des logements supplémentaires pour recevoir lesdites portions d’ondulation.
  18. Cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, dans laquelle chaque élément de pontage (20) comporte une couche de mousse thermiquement isolante (22) qui est fixée à une face interne des plaques de fond (11) desdits deux blocs isolants adjacents.
  19. Cuve selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, dans laquelle chaque élément de pontage (20) comporte une couche de mousse thermiquement isolante (22) et un panneau de fond (21), la couche de mousse thermiquement isolante (22) étant collée au panneau de fond (21) et le panneau de fond (21) étant fixé à une face interne des plaques de fond (11) desdits deux blocs isolants (10) adjacents, de préférence par collage.
  20. Navire (70) pour le transport d’un produit liquide froid, le navire comportant une double coque (72) et une cuve (71) selon l’une quelconque des revendications 1 à 19 disposée dans la double coque.
  21. Système de transfert pour un produit liquide froid, le système comprenant un navire (70) selon la revendication 20, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entraîner un 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.
  22. Utilisation d’un navire (70) selon la revendication 20 pour le chargement ou déchargement d’un produit liquide froid, dans laquelle 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 (71) du navire.
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