FR3121730A1 - Dispositif d’ancrage destiné à retenir des blocs isolants - Google Patents

Dispositif d’ancrage destiné à retenir des blocs isolants Download PDF

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Abstract

Un dispositif d’ancrage (20 ; 200) destiné à retenir des blocs isolants contre une paroi porteuse (2) comporte un ensemble de serrage (30 ; 300) et une tige d’ancrage (22). L’ensemble de serrage (30 ; 300) comporte une pièce de fermeture (32) et au moins une pièce profilée (31 ; 310). La pièce profilée (31 ; 310) comporte : une portion centrale (31U ; 310U) comportant un fond (31F ; 310F) et présentant une section creuse dont une concavité est tournée à l’opposé de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage (22) ; et deux ailes (31W ; 310W) s’étendant dans des directions opposées de part et d’autre de la portion centrale (31U ; 310U), depuis une extrémité opposée audit fond (31F ; 310F) de la portion centrale (31U ; 310U). La pièce de fermeture (32) est rapportée aux ailes (31W ; 310W) de façon à fermer la section creuse de la portion centrale (31U ; 310U) et présente une surface plane du côté opposé auxdites ailes (31W ; 310W). Fig. 2

Description

Dispositif d’ancrage destiné à retenir des blocs isolants
L'invention se rapporte au domaine des cuves étanches et thermiquement isolantes intégrées dans une structure porteuse pour contenir un fluide froid, notamment aux cuves à membrane pour contenir des gaz liquéfiés, et en particulier aux dispositifs d’ancrage mécaniques utilisables dans une telle cuve.
Des cuves étanches et thermiquement isolantes peuvent être utilisées dans différentes industries pour stocker des produits 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. Le Gaz de Pétrole Liquéfié (GPL) peut être stocké à une température comprise entre -50°C et 0°C.
Dans le cas d’un ouvrage flottant, la cuve peut être destinée au transport du gaz liquéfié ou à recevoir du gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l’ouvrage flottant.
On connaît, par exemple par les documents WO-A-2014096600 et WO-A-2019110894, une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage de gaz naturel liquéfié agencée dans une structure porteuse et dont les parois présentent une structure multicouche, à savoir de l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire ancrée contre la structure porteuse, une membrane d’étanchéité secondaire qui est supportée par la barrière thermiquement isolante secondaire, une barrière thermiquement isolante primaire qui est supportée par la membrane d’étanchéité secondaire et une membrane d’étanchéité primaire qui est supportée par la barrière thermiquement isolante primaire et qui est destinée à être contact avec le gaz naturel liquéfié stocké dans la cuve.
Chaque barrière d’isolation thermique, primaire et secondaire, comporte un ensemble de blocs isolants modulaires, respectivement primaire et secondaire, de forme générale parallélépipédique qui sont juxtaposés et qui forment ainsi une surface de support pour une membrane d’étanchéité respective. Les blocs isolants sont ancrés sur la structure porteuse au moyen de dispositifs d’ancrage qui sont fixés à la structure porteuse et qui sont positionnés au niveau des coins des blocs isolants primaires et secondaires. Chaque dispositif d’ancrage coopère ainsi avec les coins de quatre blocs isolants secondaires adjacents et avec les coins de quatre blocs isolants primaires adjacents afin de les retenir contre la structure porteuse. Les blocs isolants sont du type comprenant une couche de mousse polymère disposée entre une plaque de fond et une plaque de couvercle qui sont parallèles entre elles. Un pilier d’angle peut être disposé entre la plaque de fond et le dispositif d’ancrage au niveau de chaque coin de chaque bloc isolant secondaire, afin de reprendre une partie des efforts exercés par le dispositif d’ancrage et ainsi limiter le risque d’endommagement de la mousse polymère.
On connaît aussi par le document FR 2 527 544 une cuve étanche et thermiquement isolante du type précité, où les blocs isolants sont des caissons isolants réalisés en bois contreplaqué et remplis d'un matériau particulaire thermiquement isolant, tel que par exemple de la perlite.
Certains aspects de l’invention partent du constat que les parois de cuve peuvent subir des contraintes de compression importantes et localisées en raison des phénomènes de ballotement des liquides contenus dans les cuves. Or les dispositifs d’ancrage sont réalisés avec des composants généralement plus raides que les blocs isolants pour pouvoir ancrer de manière fiable les barrières thermiquement isolantes tout en présentant un encombrement limité. Ces différences de raideur entraînent un risque de créer des défauts de planéité d’une barrière thermiquement isolante en réponse à des contraintes de compression depuis l’intérieur de la cuve, notamment lorsque la barrière thermiquement isolante est réalisée essentiellement en mousse polymère. Ces défauts de planéité peuvent causer des concentrations des contraintes au droit des dispositifs d’ancrage qui seraient préjudiciables à l’intégrité de la membrane étanche supportée par la barrière thermiquement isolante. Il convient en outre d’éviter que la mousse polymère de la barrière thermiquement isolante puisse être endommagée par le dispositif d’ancrage. De plus, les piliers d’angle étant plus conducteurs thermiquement que la mousse polymère, ils peuvent provoquer un phénomène de pont thermique qui est préjudiciable aux propriétés d’isolation thermique de la barrière thermiquement isolante.
Une idée à la base de l’invention consiste à permettre à un dispositif d’ancrage de comprimer une hauteur la plus grande possible de mousse polymère de la barrière thermiquement isolante sans risquer d’endommager la mousse polymère. Une autre idée à la base de l’invention consiste à permettre à une surface supérieure d’un dispositif d’ancrage de servir de surface plane servant de surface d’appui pour la membrane étanche. Une autre idée à la base de l’invention consiste à éviter d’avoir à recourir à des piliers d’angle afin d’éviter les phénomènes de pont thermique.
Selon un mode de réalisation, l’invention propose un dispositif d’ancrage destiné à retenir des blocs isolants contre une paroi porteuse, comportant un ensemble de serrage et une tige d’ancrage faisant saillie de l’ensemble de serrage,
dans lequel l’ensemble de serrage comporte une pièce de fermeture et au moins une pièce profilée,
la tige d’ancrage comportant une extrémité inférieure destinée à être attachée à une paroi porteuse et une extrémité supérieure opposée à l’extrémité inférieure et couplée à la pièce profilée,
la pièce profilée comportant ;
- une portion centrale comportant un fond et présentant une section creuse dont une concavité est tournée à l’opposé de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage ; et
- deux ailes s’étendant dans des directions opposées de part et d’autre de la portion centrale, depuis une extrémité opposée audit fond de la portion centrale,
l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage étant couplée audit fond de la portion centrale pour pouvoir exercer une traction sur la portion centrale en direction de l’extrémité inférieure, la pièce de fermeture étant rapportée aux ailes de façon à fermer la section creuse de la portion centrale et présentant une surface plane du côté opposé auxdites ailes.
Grâce à ces caractéristiques, le dispositif d’ancrage peut comprimer une hauteur la plus grande possible de mousse polymère de la barrière thermiquement isolante, ce qui limite le risque d’endommagement de la mousse polymère. La surface plane de la pièce de fermeture, du côté opposé aux ailes, peut servir de surface d’appui pour la membrane étanche, ce qui contribue à assurer la planéité de cette membrane étanche.
Selon d’autres modes de réalisation avantageux, un tel dispositif d’ancrage peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, la portion centrale de la pièce profilée est garnie d’un matériau thermiquement isolant, sous la pièce de fermeture.
Ceci permet de diminuer les phénomènes de pont thermique entre les blocs isolants adjacents.
Selon un mode de réalisation, le fond de la portion centrale de la pièce profilée présente un perçage central traversé par l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage, et un élément de serrage qui coopère avec une portion filetée de l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’ancrage comporte en outre deux tasseaux disposés de part et d’autre de la portion centrale de la pièce profilée, chaque tasseau étant destiné à s’appuyer sur un bloc isolant et présentant un lamage sur lequel s’appuie une aile correspondante de la pièce profilée.
Ces tasseaux tendent à répartir les contraintes exercées par l’ensemble de serrage sur les coins des blocs isolants adjacents. En outre, les tasseaux tendent à ajouter de la rigidité auxdits blocs isolants adjacents.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’ancrage comporte en outre une ou plusieurs rondelles élastiques enfilées sur l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage entre l’élément de serrage et le fond de la portion centrale de la pièce profilée de manière à pouvoir exercer un effort élastique sur le fond en direction de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage.
Ces rondelles élastiques permettent d’assurer un ancrage élastique des blocs isolants sur la paroi porteuse.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’ancrage comporte un organe élastiquement compressible disposé entre chaque tasseau et l’aile correspondante de la pièce profilée, l’organe élastiquement compressible étant configuré pour se comprimer élastiquement en réponse à un effort tendant à rapprocher la pièce profilée du tasseau.
Ces organes élastiquement compressibles permettent au dispositif d’ancrage d’amortir les déplacements relatifs des blocs isolants adjacents ainsi que la compression de la mousse polymère isolante de chacun desdits blocs isolants adjacents.
Selon un mode de réalisation, l’organe élastiquement compressible comporte une pile de rondelles élastiques.
Selon un mode de réalisation, l’organe élastiquement compressible est reçu dans un trou borgne ou un évidement que présente le tasseau en regard de l’aile correspondante.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble de serrage comporte deux pièces profilées, chaque pièce profilée comportant une portion centrale comportant un fond et présentant une section creuse dont une concavité est tournée vers l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage et deux ailes s’étendant dans des directions opposées de part et d’autre de ladite portion centrale, depuis une extrémité supérieure de ladite portion centrale opposée audit fond, les portions centrales de chaque pièce profilée étant alignées, et la pièce de fermeture étant rapportée aux ailes de l’au moins une des deux pièces profilées de façon à fermer la section creuse de la portion centrale de chaque pièce profilée.
La présence de deux pièces profilées permet de dissocier les mouvements relatifs des deux paires de blocs isolants secondaires adjacents.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble de serrage comporte en outre une platine intermédiaire couplée à l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage et s’étendant dans les portions centrales des pièces profilées, sous la pièce de fermeture, et un organe élastiquement compressible est disposé entre la platine intermédiaire et le fond de la portion centrale de chaque pièce profilée de manière à pouvoir exercer un effort élastique sur ledit fond en direction de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage.
Ces organes élastiquement compressibles permettent d’assurer un ancrage élastique des blocs isolants sur la paroi porteuse.
Selon un mode de réalisation, la platine intermédiaire est pourvue d’une cage, la cage comportant un fond de cage présentant un perçage central traversé par l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage, et l’ensemble de serrage comporte en outre un élément de serrage qui coopère avec une portion filetée de l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage et une ou plusieurs rondelles élastiques enfilées sur l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage entre l’élément de serrage et le fond de cage de manière à pouvoir exercer un effort élastique sur le fond de cage en direction de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’ancrage comporte en outre un élément thermiquement isolant disposé sous la pièce profilée et traversé par la tige d’ancrage.
Selon un mode de réalisation, l’élément thermiquement isolant présente un logement central que traverse la tige d’ancrage.
Selon un mode de réalisation, le logement central présente une section qui s’élargit en allant depuis l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage vers l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’ancrage comporte en outre une douille engagée sur l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage et destinée à être fixée sur la paroi porteuse, la douille présentant un logement recevant l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage de manière à former une liaison rotule.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit également une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un fluide, comportant une paroi porteuse, des dispositifs d’ancrage fixés à la paroi porteuse et une paroi de cuve ancrée à la paroi porteuse à l’aide desdits dispositifs d’ancrage, la paroi de cuve présentant successivement dans une direction d’épaisseur, depuis l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante et une membrane d’étanchéité qui repose contre la barrière thermiquement isolante,
dans laquelle la barrière thermiquement isolante comprend des blocs isolants de forme parallélépipédique qui sont juxtaposés sur la paroi porteuse, un dit bloc isolant comportant une plaque de couvercle définissant une surface de support pour la membrane d’étanchéité et un bloc de mousse polymère renforcée de fibres agencé sous la plaque de couvercle, et
dans laquelle au moins un dit dispositif d’ancrage est selon l’un quelconque des modes de réalisation précités, l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage étant fixée à la paroi porteuse entre une pluralité des blocs isolants, les ailes de la pièce profilée du dispositif d’ancrage coopérant avec la pluralité de blocs isolants afin de serrer la pluralité de blocs isolants en direction de la paroi porteuse, et la surface plane de la pièce de fermeture étant située dans le prolongement de la surface de support définie par la plaque de couvercle.
Dans une telle cuve, les ailes de la pièce profilée du dispositif d’ancrage coopèrent avec les blocs isolants afin de serrer ceux-ci en direction de la paroi porteuse. On peut ainsi éviter d’avoir recours à des piliers d’angle, ce qui permet d’éviter les phénomènes de pont thermique liés à de tels piliers d’angle.
Selon d’autres modes de réalisation avantageux, une telle cuve peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, un dit bloc isolant comporte une plaque de fond parallèle à et espacée de la plaque de couvercle, le bloc de mousse polymère renforcée de fibres étant agencé entre la plaque de couvercle et la plaque de fond.
Selon un mode de réalisation, chaque tasseau est fixé à la plaque de couvercle d’au moins un dit bloc isolant, par exemple par collage et/ou par vissage.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante est une barrière thermiquement isolante secondaire, les blocs isolants sont des blocs isolants secondaires et la membrane d’étanchéité est une membrane d’étanchéité secondaire, la paroi de cuve comportant en outre une barrière thermiquement isolante primaire reposant contre la membrane d’étanchéité secondaire et une membrane d’étanchéité primaire qui repose contre la barrière thermiquement isolante primaire et est destinée à être en contact avec le fluide contenu dans la cuve, la barrière thermiquement isolante primaire comportant des blocs isolants primaires qui sont chacun superposés sur l’un des blocs isolants secondaires, et
l’ensemble de serrage forme un organe de serrage secondaire destiné à coopérer avec la barrière isolante secondaire, la pièce de fermeture présentant un alésage central dans lequel est vissé un goujon faisant saillie de l’ensemble de serrage à l’opposé de la tige d’ancrage, ledit goujon portant un organe de serrage primaire destiné à coopérer avec la barrière isolante primaire, et dans laquelle ledit goujon traverse de manière étanche la membrane d’étanchéité secondaire et l’organe de serrage primaire est maintenu en appui en direction de la paroi porteuse contre une pluralité de blocs isolants primaires superposés à ladite pluralité de blocs isolants secondaires de manière à retenir la pluralité de blocs isolants primaires vers la paroi porteuse.
Selon un mode de réalisation, l’invention propose en outre un dispositif d’ancrage destiné à retenir des blocs isolants contre une paroi porteuse, comportant un ensemble de serrage et une tige d’ancrage faisant saillie de l’ensemble de serrage,
dans lequel l’ensemble de serrage comporte deux pièces profilées et une platine,
la tige d’ancrage comportant une extrémité inférieure destinée à être attachée à une paroi porteuse et une extrémité supérieure opposée à l’extrémité inférieure,
chaque pièce profilée comportant une portion centrale comportant un fond et présentant une section creuse dont une concavité est tournée vers l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage et deux ailes s’étendant dans des directions opposées de part et d’autre de ladite portion centrale, depuis une extrémité supérieure de ladite portion centrale opposée audit fond, les portions centrales de chaque pièce profilée étant alignées,
la platine étant couplée à l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage et s’étendant dans les portions centrales des pièces profilées,
la platine présentant une surface plane du côté opposé auxdites ailes,
et un organe élastiquement compressible étant disposé entre la platine intermédiaire et le fond de la portion centrale de chaque pièce profilée de manière à pouvoir exercer un effort élastique sur ledit fond en direction de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage.
Selon un mode de réalisation, la platine est pourvue d’une cage, la cage comportant un fond de cage présentant un perçage central traversé par l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage, et l’ensemble de serrage comporte en outre un élément de serrage qui coopère avec une portion filetée de l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage et une ou plusieurs rondelles élastiques enfilées sur l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage entre l’élément de serrage et le fond de cage de manière à pouvoir exercer un effort élastique sur le fond de cage en direction de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage.
Selon un mode de réalisation, la portion centrale d’au moins l’une des deux pièces profilées est garnie d’un matériau thermiquement isolant.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’ancrage comporte en outre au moins deux tasseaux disposés de part et d’autre des portions centrales des deux pièces profilées, chaque tasseau étant destiné à s’appuyer sur au moins un bloc isolant et présentant un lamage sur lequel s’appuie une aile correspondante de l’une des deux pièces profilées.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’ancrage comporte un organe élastiquement compressible disposé entre chaque tasseau et l’aile correspondante, l’organe élastiquement compressible étant configuré pour se comprimer élastiquement en réponse à un effort tendant à rapprocher la pièce profilée du tasseau.
Selon un mode de réalisation, l’organe élastiquement compressible comporte une pile de rondelles élastiques.
Selon un mode de réalisation, l’organe élastiquement compressible est reçu dans un trou borgne ou un évidement que présente le tasseau en regard de l’aile correspondante.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’ancrage comporte en outre un élément thermiquement isolant disposé sous les deux pièces profilées et traversé par la tige d’ancrage.
Selon un mode de réalisation, l’élément thermiquement isolant présente un logement central que traverse la tige d’ancrage.
Selon un mode de réalisation, le logement central présente une section qui s’élargit en allant depuis l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage vers l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’ancrage comporte en outre une douille engagée sur l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage et destinée à être fixée sur la paroi porteuse, la douille présentant un logement recevant l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage de manière à former une liaison rotule.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit également une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un fluide, comportant une paroi porteuse, des dispositifs d’ancrage fixés à la paroi porteuse et une paroi de cuve ancrée à la paroi porteuse à l’aide desdits dispositifs d’ancrage, la paroi de cuve présentant successivement dans une direction d’épaisseur, depuis l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante et une membrane d’étanchéité qui repose contre la barrière thermiquement isolante,
dans laquelle la barrière thermiquement isolante comprend des blocs isolants de forme parallélépipédique qui sont juxtaposés sur la paroi porteuse, un dit bloc isolant comportant une plaque de couvercle définissant une surface de support pour la membrane d’étanchéité et un bloc de mousse polymère renforcée de fibres agencé sous la plaque de couvercle, et
dans laquelle au moins un dit dispositif d’ancrage est selon l’un quelconque des modes de réalisation précités, l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage étant fixée à la paroi porteuse entre une pluralité des blocs isolants, les ailes des deux pièces profilées du dispositif d’ancrage coopérant avec la pluralité de blocs isolants afin de serrer la pluralité de blocs isolants en direction de la paroi porteuse, et la surface plane de la platine étant située dans le prolongement de la surface de support définie par la plaque de couvercle.
Selon d’autres modes de réalisation avantageux, une telle cuve peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, un dit bloc isolant comporte une plaque de fond parallèle à et espacée de la plaque de couvercle, le bloc de mousse polymère renforcée de fibres étant agencé entre la plaque de couvercle et la plaque de fond.
Selon un mode de réalisation, chaque tasseau est fixé à la plaque de couvercle d’au moins un dit bloc isolant, par exemple par collage et/ou par vissage.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante est une barrière thermiquement isolante secondaire, les blocs isolants sont des blocs isolants secondaires et la membrane d’étanchéité est une membrane d’étanchéité secondaire, la paroi de cuve comportant en outre une barrière thermiquement isolante primaire reposant contre la membrane d’étanchéité secondaire et une membrane d’étanchéité primaire qui repose contre la barrière thermiquement isolante primaire et est destinée à être en contact avec le fluide contenu dans la cuve, la barrière thermiquement isolante primaire comportant des blocs isolants primaires qui sont chacun superposés sur l’un des blocs isolants secondaires, et
l’ensemble de serrage forme un organe de serrage secondaire destiné à coopérer avec la barrière isolante secondaire, la platine présentant un alésage central dans lequel est vissé un goujon faisant saillie de l’ensemble de serrage à l’opposé de la tige d’ancrage, ledit goujon portant un organe de serrage primaire destiné à coopérer avec la barrière isolante primaire, et dans laquelle ledit goujon traverse de manière étanche la membrane d’étanchéité secondaire et l’organe de serrage primaire est maintenu en appui en direction de la paroi porteuse contre une pluralité de blocs isolants primaires superposés à ladite pluralité de blocs isolants secondaires de manière à retenir la pluralité de blocs isolants primaires vers la paroi porteuse.
Selon un mode de réalisation, le fluide est un gaz liquéfié, tel que du gaz naturel liquéfié, du gaz de pétrole liquéfié, ou de l’éthylène liquéfié.
Une cuve décrite ci-dessus peut faire partie d’une installation de stockage terrestre, une installation de stockage posée sur un fond marin, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres.
Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d’un fluide comporte une double coque et une cuve décrite ci-dessus disposée dans la double coque. Selon un mode de réalisation, la double coque comporte une coque interne formant la paroi porteuse de la cuve.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un système de transfert pour un fluide, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un fluide à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d’un tel navire, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
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 est une vue en perspective écorchée d’une paroi de cuve.
La est une vue de côté de la paroi de cuve selon la flèche II de la , montrant l’un des dispositifs d’ancrage de la paroi de cuve de la selon un premier mode de réalisation.
La est une vue analogue à la , montrant seulement l’ensemble de serrage et la tige d’ancrage du dispositif d’ancrage de la .
La est un dessin en perspective représentant schématiquement l’appui de l’ensemble de serrage des figures 2 et 3A sur les quatre blocs isolants secondaires adjacents.
La est une vue éclatée partielle de l’ensemble de serrage du dispositif d’ancrage des figures 2 et 3A.
La est une vue analogue à la , montrant un dispositif d’ancrage selon un deuxième mode de réalisation.
La est une vue analogue à la , montrant un dispositif d’ancrage selon une variante du deuxième mode de réalisation.
La est une vue analogue aux figures 5A et 5B, montrant seulement l’ensemble de serrage et la tige d’ancrage du dispositif d’ancrage des figures 5A et 5B.
La est un dessin en perspective représentant schématiquement l’appui de l’ensemble de serrage des figures 5A, 5B et 6A sur les quatre blocs isolants secondaires adjacents.
La est une vue éclatée partielle de l’ensemble de serrage du dispositif d’ancrage des figures 5A, 5B et 6A.
La est une vue analogue à la , montrant un dispositif d’ancrage selon un troisième mode de réalisation.
La est un dessin en perspective représentant schématiquement l’appui de l’ensemble de serrage de la sur les quatre blocs isolants secondaires adjacents.
La est une vue analogue à la , montrant un dispositif d’ancrage selon une variante du troisième mode de réalisation.
La est une vue éclatée partielle de l’ensemble de serrage d’un dispositif d’ancrage selon un quatrième mode de réalisation.
La est une vue montrant l’ensemble de serrage de la , dans son état assemblé, en vue de côté depuis la flèche IXB sur la .
La est un dessin en perspective représentant schématiquement l’appui de l’ensemble de serrage de la sur les quatre blocs isolants secondaires adjacents.
La est une vue analogue à la , montrant une partie du dispositif d’ancrage de la en vue de côté depuis la flèche X sur la .
La est une vue éclatée partielle de l’ensemble de serrage d’un dispositif d’ancrage selon un cinquième mode de réalisation.
La est un dessin en perspective représentant schématiquement l’appui de l’ensemble de serrage de la sur les quatre blocs isolants secondaires adjacents.
La est une vue éclatée partielle de l’ensemble de serrage d’un dispositif d’ancrage selon une variante du cinquième mode de réalisation.
La est une vue montrant l’ensemble de serrage de la , dans son état assemblé, en coupe selon le plan XII-XII de la .
La est une vue éclatée partielle de l’ensemble de serrage d’un dispositif d’ancrage selon un sixième mode de réalisation.
La est une vue schématique de dessus de la paroi de cuve de la , montrant la position du dispositif d’ancrage.
La est une représentation schématique écorchée d’une cuve de navire méthanier et d’un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
Par convention, les termes « inférieur » et « supérieur » sont utilisés pour définir la position relative d'un élément par rapport à un autre, respectivement en direction de l'extérieur ou de l’intérieur de la cuve comme dans la paroi horizontale qui est représentée sur la . Néanmoins la description suivante est applicable à toute paroi indépendamment de son orientation dans le champ de gravité.
Sur la , on a représenté la structure multicouche d’une paroi de cuve 1, étanche et thermiquement isolante pour le stockage d’un fluide liquéfié, tel que du gaz naturel liquéfié (GNL). La paroi de cuve 1 comporte successivement, dans le sens de l’épaisseur, depuis l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire 3 retenue à une paroi porteuse 2, une membrane étanche secondaire 4 reposant contre la barrière thermiquement isolante secondaire 3, une barrière thermiquement isolante primaire 5 reposant contre la membrane étanche secondaire 4 et une membrane étanche primaire 6 destinée à être en contact avec le gaz naturel liquéfié contenu dans la cuve.
La paroi porteuse 2 peut notamment être formée par la coque ou la double coque d’un navire. La paroi porteuse 2 fait typiquement partie d’une structure porteuse comportant une pluralité de parois définissant la forme générale de la cuve, habituellement une forme polyédrique.
La barrière thermiquement isolante secondaire 3 comporte une pluralité de blocs isolants secondaires 7 qui sont ancrés sur la paroi porteuse 2 au moyen de dispositifs d’ancrage 20 qui seront décrits de manière détaillée par la suite. Les blocs isolants secondaires 7 présentent une forme générale parallélépipédique et sont disposés selon des rangées parallèles.
La membrane d’étanchéité secondaire 4 comporte une nappe continue de virures métalliques 8 à bords relevés. Les virures métalliques 8 sont soudées par leurs bords relevés sur des supports de soudure parallèles qui sont fixés dans les rainures 9 ménagées dans des plaques de couvercle des blocs isolants secondaires 7. Les virures métalliques 8 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.
La barrière thermiquement isolante primaire 5 comporte une pluralité de blocs isolants primaires 11 présentent une forme générale parallélépipédique et des dimensions de longueur et de largeur identiques à celles des blocs isolants secondaires 7. Chacun des blocs isolants primaires 11 est positionné au droit de l’un des blocs isolants secondaires 7, dans l’alignement de celui-ci selon la direction d’épaisseur de la paroi de cuve 1.
La membrane d’étanchéité primaire 6 peut être réalisée de différentes manières. Elle comporte ici une nappe continue de virures métalliques 8 à bord relevés. Comme dans la membrane d’étanchéité secondaire 4, les virures métalliques 8 sont soudées par leurs bords relevés sur des supports de soudure parallèles qui sont fixés dans des rainures ménagées sur des plaques de couvercle des blocs isolants primaires 11.
Sur la , un bloc isolant secondaire 7 a été omis pour laisser voir des cales d’épaisseur 12 et des cordons de mastic 13 destinés à compenser des défauts de planéité de la paroi porteuse 2. Des cales de positionnement non représentées peuvent aussi être prévues comme décrit dans la publication WO-A-2018069585.
Les dispositifs d’ancrage 20 sont positionnés de préférence au niveau des quatre coins des blocs isolants secondaires 7 et blocs isolants primaires 11. Chaque empilement d’un bloc isolant secondaire 7 et d’un bloc isolant primaire 11 est ancré à la paroi porteuse 2 au moyen de quatre dispositifs d’ancrage 20. En outre, chaque dispositif d’ancrage 20 coopère avec les coins de quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents et avec les coins de quatre blocs isolants primaires 11 adjacents.
En relation avec la , on observe plus précisément la structure d’un bloc isolant secondaire 7 selon un mode de réalisation. Le bloc isolant secondaire 7 comporte ici une couche de mousse polymère isolante 16 prise en sandwich entre une plaque de fond 14 et une plaque de couvercle 15. La plaque de fond 14 et la plaque de couvercle 15 sont par exemple réalisées en bois contreplaqué. La couche de mousse polymère isolante 16 est collée sur la plaque de fond 14 et la plaque de couvercle 15. La mousse polymère isolante peut notamment être une mousse à base de polyuréthanne, optionnellement renforcée par des fibres.
La montre plus précisément le positionnement d’un dispositif d’ancrage 20 entre les coins de quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents selon un mode de réalisation, en vue de dessus. Le dispositif d’ancrage 20 est représenté par le contour de l’ensemble de serrage 30. On voit que la plaque de couvercle 15 de chaque bloc isolant secondaire 7 comporte un évidement 53 en forme de cheminée rectangulaire, qui reçoit l’ensemble de serrage 30 et découvre un évidement 651 dans la couche de mousse polymère isolante 16, l’évidement 651 recevant un tasseau 65 décrit plus loin..
En référence aux figures 2 à 4, on décrit maintenant la structure d’un dispositif d’ancrage 20 selon un premier mode de réalisation.
Le dispositif d’ancrage 20 comporte essentiellement un ensemble de serrage 30 et une tige d’ancrage 22. L’extrémité inférieure de la tige d’ancrage 22 est reçue dans une douille 23 dont la base est soudée à la paroi porteuse 2 en une position centrale du dégagement 55 entre les zones de coin de quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents. La douille 23 forme une rotule pour la tige d’ancrage 22. Par exemple, elle loge un écrou 18 dans lequel vient se visser l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage 22. De façon connue en soi, une bague 21 permet de bloquer en rotation la douille 23. La tige d’ancrage 22 s’étend dans la direction d’épaisseur de la paroi de cuve 1 et passe entre les blocs isolants secondaires 7 adjacents.
L’ensemble de serrage 30 comporte successivement dans la direction d’épaisseur une pièce profilée 31 et une pièce de fermeture 32, qui sont notamment représentées en perspective sur la .
Comme cela est visible sur les figures 2, 3A et 4, la pièce profilée 31 comporte une portion centrale 31U et deux ailes 31W.
La portion centrale 31U présente une section creuse, ici en forme de « U ». Comme représenté sur les figures, une concavité de cette section creuse est tournée à l’opposé de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage 22. Le fond 31F de la portion centrale 31U comporte ici un perçage central 41 (voir ) qui est traversé par l’extrémité supérieure 44 de la tige d’ancrage 22.
Les deux ailes 31W s’étendent dans des directions opposées de part et d’autre de la portion centrale 31U. Plus précisément, comme cela est mieux visible sur la , chacune des deux ailes 31W s’étend depuis une extrémité respective de la portion centrale 31U opposée au fond 31F.
La pièce de fermeture 32 présente une forme générale de parallélépipède rectangle comprenant deux grandes faces opposées qui sont parallèles à la paroi porteuse 2.
La pièce de fermeture 32 est rapportée aux ailes 31W, par exemple au moyen de quatre vis de fixation 34 dont les parties filetées sont reçues dans des trous taraudés 39 que présentent les ailes 31W, et dont les têtes de vis 36 sont reçues dans des alésages 46 que présente la pièce de fermeture 32. L’une des grandes faces de la pièce de fermeture 32 est ainsi maintenue en contact avec les ailes 31W, de façon à fermer la section creuse de la portion centrale 31U. L’autre des grandes faces de la pièce de fermeture 32 constitue une surface plane servant de surface d’appui pour la membrane secondaire 4 comme on va le détailler plus loin.
Les bords extérieurs de la pièce de fermeture 32 et des ailes 31W sont de préférence alignés.
Le contour géométrique de l’ensemble constitué de la pièce de fermeture 32 et des ailes 31W présente lui aussi une forme générale de parallélépipède rectangle comprenant deux grandes faces opposées qui sont parallèles à la paroi porteuse 2. En variante, la forme de contour de l’ensemble constitué de la pièce de fermeture 32 et des ailes 31W pourrait être différente, par exemple hexagonale ou circulaire.
La pièce profilée 31 est maintenue par la tige d’ancrage 22 en appui en direction de la paroi porteuse 2 contre le sommet de la couche de mousse polymère 16 de chacun des quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents, soit directement, soit par l’intermédiaire de tasseaux 65 qui seront décrits plus loin.
La montre aussi que du matériau thermiquement isolant 450 peut être disposé entre le fond 31F de la pièce profilée 31 et la douille 23. Ce matériau thermiquement isolant 450 prend ici la forme d’un bloc d’isolant thermique 451, qui est par exemple réalisé en laine de verre, ou en mousse synthétique isolante. Le bloc d’isolant thermique 451 est traversé par la tige d’ancrage 22, via un trou traversant 452 destiné à recevoir la tige d’ancrage 22. Comme cela est visible sur la , le trou traversant 452 présente une section qui s’élargit en allant depuis l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage 22 vers l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage 22. En particulier, ceci peut être obtenu en donnant au trou traversant 452 une section tronconique comme représenté sur la . Cet élargissement de la section en allant vers l’extrémité supérieure de la tige d’ancrage 22 permet de faciliter l’installation de la pièce entretoise autour de la tige d’ancrage 22, étant indiqué que cette installation est réalisée lorsque la tige d’ancrage 22 est déjà fixée à la paroi porteuse 2 par la douille 23 et l’écrou 18. En outre, cet élargissement permet d’offrir un certain dégagement dans lequel la tige d’ancrage 22 est libre de se déplacer du fait de la liaison rotule formée par la douille 23. En variante, le trou traversant 452 peut présenter une section de largeur constante.
Comme on l’a mentionné ci-dessus, l’extrémité supérieure 44 de la tige d’ancrage 22 est engagée à travers un perçage central 41 que présente le fond 31F de la portion centrale 31U. L’extrémité supérieure 44 débouche ainsi dans la section creuse de la portion centrale 31U. Un écrou 42 coopère avec un filetage ménagé au niveau de l’extrémité supérieure 44 de la tige d’ancrage 22 de manière à retenir la pièce profilée 31 en direction de la paroi porteuse 2.
Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif d’ancrage 20 comporte en outre une ou plusieurs rondelles élastiques 43, de type Belleville. Les rondelles élastiques 43 sont enfilées sur la tige d’ancrage 22 entre l’écrou 42 et le fond 31F de la portion centrale 31U. En outre, de manière avantageuse, un organe de verrouillage 49 est disposé au-dessus de l’écrou 42. L’organe de verrouillage 49 présente une forme carrée ou rectangulaire dont la diagonale présente une dimension supérieure à la largeur de la section creuse de la portion centrale 31U, ce qui permet de bloquer en rotation la tige d’ancrage 22 et évite ainsi à la tige d’ancrage 22 de se désengager de l’écrou 42.
En revenant à la , on voit que chacune des ailes 31W de la pièce profilée 31 prend appui sur un tasseau 65 correspondant. Chaque tasseau 65 est disposé directement sous la plaque de couvercle 15 d’un bloc isolant secondaire 7, de façon à occuper un évidement 651 ménagé dans la couche de mousse polymère isolante 16 sous la plaque de couvercle 15 de ce bloc isolant secondaire 7. Chaque tasseau 65 présente un lamage 66 destiné à recevoir l’aile 31W correspondante. Les tasseaux 65 peuvent être réalisés en contreplaqué ou en matériau composite, par exemple en résine polymère fibrée. La montre à titre d’exemple qu’un même tasseau 65 peut être reçu dans les évidements 651 de deux blocs isolants secondaires 7 adjacents. En variante, un tasseau 65 pourrait être prévu pour chaque bloc isolant secondaire 7.
La est un dessin en perspective représentant schématiquement l’appui de l’ensemble de serrage 30 sur les quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents. Sur cette figure, les quatre flèches dirigées vers le bas de la figure symbolisent l’appui des ailes 31W sur les quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents, en l’espèce par l’intermédiaire des tasseaux 65. Les rondelles élastiques 43 permettent quant à elles d’assurer un ancrage élastique desdits blocs isolants secondaires 7 sur la paroi porteuse 2.
Les ailes 31W permettent de maximiser la hauteur de mousse polymère isolante 16 sur laquelle prend appui la pièce profilée 31. Puisque la pièce de fermeture 32 est rapportée aux ailes 31W, la pièce de fermeture 32 offre à l’ensemble de serrage 30 une résistance mécanique suffisante pour maintenir la barrière isolante primaire 5 sur la membrane secondaire 4. En outre, comme on l’a mentionné ci-dessus, celle des grandes faces de la pièce de fermeture 32 qui n’est pas en contact avec les ailes 31W constitue en outre une surface plane servant de surface d’appui pour la membrane secondaire 4, ce qui contribue à assurer la planéité de la membrane secondaire 4.
Les tasseaux 65 tendent à répartir les contraintes exercées par l’ensemble de serrage 30 sur les coins des blocs isolants secondaires 7 adjacents, ce qui évite que la mousse polymère isolante 16 soit excessivement comprimée, ce qui pourrait faire fluer la mousse polymère isolante 16. On limite ainsi le risque d’endommagement de la mousse polymère isolante 16. En outre, les tasseaux 65 tendent à ajouter de la rigidité auxdits blocs isolants secondaires 7 adjacents.
Chaque tasseau 65 peut être fixé à la plaque de couvercle 15 d’un bloc isolant secondaire 7, par exemple par collage et/ou par vissage, de façon à transmettre les efforts exercés par les ailes 31W à la plaque de couvercle 15, et par là limiter encore davantage le risque d’endommagement de la mousse polymère isolante 16.
En variante, les tasseaux 65 peuvent être omis ; les ailes 31W s’appuient alors directement sur la couche de mousse polymère isolante 16.
La paroi de cuve 1 pourrait se limiter à la barrière isolante secondaire 3 et la membrane étanche secondaire 4 pour réaliser une cuve à membrane simple. Dans le cas où la barrière isolante primaire 5 et la membrane étanche primaire 6 sont présentes, le dispositif d’ancrage 20 comporte aussi un étage primaire. Pour cela, la pièce de fermeture 32 présente un alésage fileté 47 en son centre, dans lequel est montée une embase filetée d’un goujon 27 destiné à l’ancrage des blocs isolants primaires 11. Le goujon 27 traverse un perçage ménagé au travers d’une virure métallique 8 de la membrane étanche secondaire 4. Le goujon 27 présente une collerette qui est soudée à sa périphérie, autour du perçage, pour assurer l’étanchéité de la membrane étanche secondaire 4.
L’étage primaire du dispositif d’ancrage 20 comporte également une platine d’appui primaire 28 qui est en appui en direction de la paroi porteuse 2 sur une ou plusieurs cales d’appui 19 disposées entre dans chacun des quatre blocs isolants primaires 11 adjacents, de manière à lesdits blocs isolants primaires 11 adjacents retenir contre la membrane étanche secondaire 4. La ou les cales d’appui 19 sont en appui sur une partie débordante d’une plaque de fond du bloc isolant primaire 11. En alternative, la platine d’appui primaire 28 peut être en appui directement sur lesdites parties débordantes.
Un écrou 29 coopère avec un filetage ménagé au niveau de l’extrémité supérieure du goujon 27 de manière à assurer la fixation de la platine d’appui primaire 28 sur le goujon 27. Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif d’ancrage 20 comporte en outre une rondelle élastique de type Belleville enfilée sur le goujon 27 entre l’écrou 28 et la platine d’appui primaire 28, ce qui permet d’assurer un ancrage élastique des blocs isolants primaires 11 sur la membrane étanche secondaire 4.
En référence aux figures 5A à 7, on décrit maintenant la structure d’un dispositif d’ancrage 20 selon un deuxième mode de réalisation. Sur ces figures, les éléments identiques à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes signes de référence et ne sont pas décrits à nouveau.
Le dispositif d’ancrage 20 selon ce deuxième mode de réalisation diffère de celui du premier mode de réalisation en cela que chaque tasseau 65 comporte au moins un organe élastiquement compressible 80 disposé entre le tasseau 65 et l’aile 31W correspondante. L’organe élastiquement compressible 80 peut comprendre ou consister en une pile de rondelles élastiques, par exemple de type Belleville. Dans l’exemple représenté, ces rondelles élastiques sont enfilées sur les extrémités inférieures des vis de fixation 34, ces extrémités inférieures faisant saillie des ailes 31W vers les tasseaux 65. Dans la variante représentée sur la , les tasseaux 65 présentent des trous borgnes 81, en regard des ailes 31W, pour recevoir ces extrémités inférieures et les rondelles élastiques. L’empilement de rondelles élastiques prend appui sur le fond du trou borgne 81 où il est reçu. L’extrémité inférieure de la vis de fixation 34 est reçue dans un trou borgne 811 débouchant dans le fond du trou borgne 81, avec un débattement vertical qui autorise la compression de l’empilement de rondelles élastiques contre le fond du trou borgne 81 lorsque l’aile 31W se rapproche du tasseau 65.
En outre, l’écrou 42 prend directement appui sur le fond 31F de la portion centrale 31U de la pièce profilée 31 ; en d’autres termes, par rapport au premier mode de réalisation, les rondelles élastiques 43 sont supprimées.
La est un dessin en perspective représentant schématiquement l’appui de l’ensemble de serrage 30 sur les quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents. Sur cette figure, les quatre flèches dirigées vers le bas de la figure symbolisent l’appui des ailes 31W sur les quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents, en l’espèce par l’intermédiaire des organes élastiquement compressibles 80. Les organes élastiquement compressibles 80 permettent au dispositif d’ancrage 20 d’amortir les déplacements relatifs des blocs isolants secondaires 7 adjacents ainsi que la compression de la mousse polymère isolante 16 de chacun desdits blocs isolants secondaires 7.
On voit également sur les figures 6B et 7 qu’un seul organe élastiquement compressible 80 est prévu pour chaque bloc isolant secondaire 7 adjacent. En variante, plus d’un organe élastiquement compressible 80 pourrait être prévu pour chaque bloc isolant secondaire 7 adjacent.
On a représenté sur la un dispositif d’ancrage 20 selon une variante du deuxième mode de réalisation. Dans cette variante, les extrémités inférieures des vis de fixation 34 et les organes élastiquement compressibles 80 sont reçus dans des évidements 81A. Les évidements 81A sont identiques aux trous borgnes 81 représentés sur la , à ceci près qu’ils débouchent latéralement sur les faces latérales de la portion centrale 31U.
On a représenté sur les figures 8A, 8B et 8C un dispositif d’ancrage 20 selon un troisième mode de réalisation. Sur ces figures, les éléments identiques à ceux du premier mode de réalisation ou du deuxième mode de réalisation portent les mêmes signes de référence et ne sont pas décrits à nouveau.
Ce troisième mode de réalisation se distingue du deuxième mode de réalisation en cela que les rondelles élastiques 43 ne sont pas supprimées. En d’autres termes, le dispositif d’ancrage 20 présente à la fois les rondelles élastiques 43 décrites en rapport avec le premier mode de réalisation et les organes élastiquement compressibles 80 décrits en rapport avec le deuxième mode de réalisation. Les organes élastiquement compressibles 80 peuvent être reçus dans des trous borgnes 81 ( ) ou des évidements 81A ( ) analogues à ceux décrits en rapport avec le deuxième mode de réalisation.
La est un dessin en perspective représentant schématiquement l’appui de l’ensemble de serrage 30 sur les quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents. Sur cette figure, les quatre flèches dirigées vers le bas de la figure symbolisent l’appui des ailes 31W sur les quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents, en l’espèce par l’intermédiaire des organes élastiquement compressibles 80.
Il est à noter que dans tous les modes de réalisation décrits jusqu’ici, la section creuse de la portion centrale 31U est avantageusement garnie d’un isolant thermique, par exemple en polystyrène, sous la pièce de fermeture 32. Ceci permet de diminuer les phénomènes de pont thermique entre les blocs isolants secondaires 7 adjacents.
En référence aux figures 9A, 9B, 9C et 10, on décrit maintenant la structure d’un dispositif d’ancrage 200 selon un quatrième mode de réalisation. Sur ces figures, les éléments identiques à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes signes de référence et ne sont pas décrits à nouveau.
Dans les premier, deuxième et troisième modes de réalisation, l’ensemble de serrage 30 comporte une unique pièce profilée 31, et la tige d’ancrage 22 passe à travers un perçage central 41 que comporte le fond 31F de la portion centrale 31U de la pièce profilée 31. A contrario, dans le quatrième mode de réalisation, comme cela est représenté sur la , le dispositif d’ancrage 200 comporte un ensemble de serrage 300 qui comporte deux pièces profilées 310 séparées l’une de l’autre par un espace 390. La tige d’ancrage 22 passe dans l’espace 390. Les deux pièces profilées 310 présentent chacune une structure semblable à celle de la pièce profilée 31, c’est-à-dire qu’elles comportent chacune : une portion centrale 310U qui présente une section creuse, ici en forme de « U », dont une concavité est tournée à l’opposé de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage 22 ; et deux ailes 310W, qui s’étendent dans des directions opposées de part et d’autre de la portion centrale 310U. Plus précisément, les ailes 310W s’étendent depuis une extrémité respective de la portion centrale 310U opposée au fond 310F de la portion centrale 310U.
Les portions centrales 310U respectives des deux pièces profilées 310 sont alignées. En outre, afin notamment de simplifier la fabrication et l’assemblage de l’ensemble de serrage 300, les deux pièces profilées 310 sont typiquement identiques, ou à tout le moins leurs portions centrales 310U respectives présentent la même section creuse et les mêmes dimensions.
La pièce de fermeture 32 est rapportée aux ailes 310W de chacune des deux pièces profilées 310, de façon à fermer les sections creuses de leurs portions centrales 310U. Ceci est effectué par exemple au moyen d’une vis de fixation 34 par aile 310W. Les parties filetées des vis de fixation 34 sont alors reçues dans des trous taraudés 390 que présentent les ailes 310W, et les têtes de vis 36 des vis de fixation 34 sont reçues dans les alésages 46 de la pièce de fermeture 32.
En se référant aux figures 9A, 9B et 10, le dispositif d’ancrage 200 comporte en outre une platine intermédiaire 400, qui est disposée entre les fonds 310F des pièces profilées 310 et la pièce de fermeture 32. La platine intermédiaire 400 s’étend dans les sections creuses des portions centrales 310U des pièces profilées 310.
L’extrémité supérieure 44 de la tige d’ancrage 22 est fixée à la platine intermédiaire 400, par exemple au moyen d’un écrou 420 coopérant avec un filetage ménagé au niveau de l’extrémité supérieure 44 de manière à retenir la platine intermédiaire 400 en direction de la paroi porteuse 2. Une rondelle plate 419 peut être disposée entre l’écrou 420 et la platine intermédiaire 400 afin de répartir les contraintes exercées par l’écrou 420 sur la platine intermédiaire 400. L’extrémité supérieure 44 passe à travers un alésage 410 ménagé dans la platine intermédiaire 400.
Un organe élastiquement compressible 90 est disposé entre la platine intermédiaire 400 et le fond 310F de la portion centrale 310U, de manière à pouvoir exercer un effort élastique sur le fond 310F en direction de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage 22. L’organe élastiquement compressible 90 peut comprendre ou consister en une pile de rondelles élastiques, par exemple de type Belleville. Dans ce cas, ces rondelles élastiques peuvent être enfilées sur les extrémités de vis (non représentées) analogues aux vis de liaison 34 et dont les têtes de vis sont reçues dans des alésages (non représentés) que présente la platine intermédiaire 400.
La est un dessin en perspective représentant schématiquement l’appui de l’ensemble de serrage 300 sur les quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents. Sur cette figure, les quatre flèches dirigées vers le bas de la figure symbolisent l’appui des ailes 310W sur les quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents, en l’espèce par l’intermédiaire des tasseaux 65. Chacune des ailes 310W est en appui sur un desdits blocs isolants secondaires 7 adjacents. Ainsi, chacune des pièces profilées 310 est en appui, via ses ailes 310W respectives, sur deux desdits blocs isolants secondaires 7 adjacents. La présence de deux pièces profilées 310, au lieu d’une seule pièce profilée 31 comme dans les modes de réalisation précédemment décrits, permet ainsi de dissocier les mouvements relatifs des deux paires de blocs isolants secondaires 7 adjacents. Les organes élastiquement compressibles 90 permettent d’assurer l’ancrage élastique des blocs isolants secondaires 7 sur la paroi porteuse 2.
En référence aux figures 11A, 11B, 11C et 12, on décrit maintenant la structure d’un dispositif d’ancrage 200 selon un cinquième mode de réalisation. Sur ces figures, les éléments identiques à ceux du quatrième mode de réalisation portent les mêmes signes de référence et ne sont pas décrits à nouveau. La est une vue en coupe selon le plan XII-XII de la ; en vue de côté selon la flèche A sur la , la vue du dispositif d’ancrage est identique à la celle de la . Sur les figures 11A et 11C ainsi que sur la décrite plus loin, une portion de l’une des pièces profilées 310 est arrachée selon le trait en pointillés afin de révéler la cage 440 et la ou les rondelles élastiques 95.
Le dispositif d’ancrage 200 selon ce cinquième mode de réalisation se distingue de celui du quatrième mode de réalisation en cela que la platine intermédiaire 400 est pourvue d’une cage 440. Comme cela est mieux visible sur la , la cage 440 fait saillie de la platine intermédiaire 400 en direction de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage 22. La cage 440 présente un fond 441, ce fond 441 présentant un perçage central 442 qui est traversé par l’extrémité supérieure 44 de la tige d’ancrage 22. Un écrou 444 coopère avec un filetage ménagé au niveau de l’extrémité supérieure 44 de la tige d’ancrage 22 de manière à retenir la cage 440, et par là la platine intermédiaire 400, en direction de la paroi porteuse 2.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif d’ancrage 200 comporte en outre une ou plusieurs rondelles élastiques 95, de type Belleville. Les rondelles élastiques 95 sont enfilées sur la tige d’ancrage 22 entre l’écrou 444 et le fond 441 de la cage 440.
La est un dessin en perspective représentant schématiquement l’appui de l’ensemble de serrage 300 sur les quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents. Sur cette figure, les quatre flèches dirigées vers le bas de la figure symbolisent l’appui des ailes 310W sur les quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents, en l’espèce par l’intermédiaire des tasseaux 65. Comme on l’a mentionné précédemment, les organes élastiquement compressibles 90 permettent d’assurer l’ancrage élastique des blocs isolants secondaires 7 sur la paroi porteuse 2. Les rondelles élastiques 95 permettent quant à elles d’assurer un ancrage élastique de la platine 400.
La représente une variante du cinquième mode de réalisation, dans laquelle la pièce de fermeture 32 n’est rapportée qu’aux ailes 310W de l’une des deux pièces profilées 310, ce qui permet de dissocier encore davantage les mouvements relatifs des deux paires de blocs isolants secondaires 7 adjacents. La pièce de fermeture 32 ferme néanmoins la section creuse des portions centrales 310U des deux pièces profilées 310. De façon non représentée sur les dessins, dans le quatrième mode de réalisation décrit ci-dessus, la pièce de fermeture 32 peut aussi n’être rapportée qu’aux ailes 310W de l’une des deux pièces profilées 31.
Il est à noter que dans les quatrième et cinquième modes de réalisation, la section creuse de chacune des portions centrales 310U est avantageusement garnie d’un isolant thermique, par exemple en polystyrène, sous la pièce de fermeture 32.
En référence à la , on décrit maintenant la structure d’un dispositif d’ancrage 2000 selon un sixième mode de réalisation. Sur cette figure, les éléments identiques à ceux du cinquième mode de réalisation portent les mêmes signes de référence et ne sont pas décrits à nouveau.
Ce sixième mode de réalisation comporte un ensemble de serrage 3000 qui est identique à l’ensemble de serrage 300 du cinquième mode de réalisation à ceci près que la pièce de fermeture 32 est supprimée. L’embase filetée du goujon 27 destiné à l’ancrage des blocs isolants primaires 11 (cf. ) n’est alors pas reçue dans l’alésage fileté 47 de la pièce de fermeture 32, mais dans un alésage fileté 490 que présente la platine 400 en son centre. La platine 400 assure ainsi l’ancrage des blocs isolants primaires 11 en lieu et place de la pièce de fermeture 32. La surface de la platine 400 qui porte l’alésage fileté 490, c’est-à-dire la surface de la platine 400 qui est opposée à la tige d’ancrage 22, est plane, de façon à constituer une surface plane d’appui pour la membrane secondaire 4, ce qui contribue à assurer la planéité de la membrane secondaire 4.
L’appui de l’ensemble de serrage 3000 sur les quatre blocs isolants secondaires 7 adjacents est comparable à celui représenté sur la . Chacune des ailes 310W des pièces profilées 310 s’appuie sur l’un des blocs isolants secondaires 7, directement ou bien par l’intermédiaire d’un tasseau 65. La platine 400 peut coulisser verticalement dans la section creuse 310U des pièces profilées 310, ce coulissement étant limité par la raideur des rondelles élastiques 95. La platine 400 maintient les ailes 310W des pièces profilées 310 en appui sur les blocs isolants secondaires 7 par l’intermédiaire des organes élastiquement compressibles 90.
On comprend que dans ce sixième mode de réalisation, l’ancrage des blocs isolants primaires 11 est simplifié puisqu’il suffit de rapporter l’embase filetée du goujon 27 à l’alésage fileté 490 de la platine 400. Trois pièces, à savoir la platine 400 et les deux pièces profilées 310, suffisent à assurer l’ancrage des blocs isolants primaires 11 et des blocs isolants secondaires 7 sur la paroi porteuse 2.
Le bloc isolant primaire 11 peut être réalisé de différentes manières, par exemple sous la forme d’une couche de mousse polymère isolante en sandwich entre une plaque de fond et une plaque de couvercle comme le bloc isolant secondaire 7.
La plaque de fond comporte alors des rainures destinées à recevoir les bords relevés des virures 8 de la membrane d’étanchéité secondaire 4. La plaque de couvercle comporte également des rainures pour recevoir des supports de soudure.
La structure du bloc isolant primaire 11 est décrite ci-dessus à titre d’exemple. Aussi, dans un autre mode de réalisation, les blocs isolants primaires 11 sont susceptibles de présenter une autre structure générale, par exemple celle décrite dans le document WO-A-2012127141.
La technique décrite ci-dessus pour réaliser une paroi de cuve présentant une seule ou deux membranes étanches peut aussi être utilisée dans différents types de réservoirs, par exemple pour constituer une cuve à double membrane pour gaz naturel liquéfié (GNL) dans une installation terrestre ou dans un ouvrage flottant comme un navire méthanier ou autre.
En référence à la , 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 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 98 et des conduites de liaison 99 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 (20)

  1. Dispositif d’ancrage (20 ; 200) destiné à retenir des blocs isolants contre une paroi porteuse (2), comportant un ensemble de serrage (30 ; 300) et une tige d’ancrage (22) faisant saillie de l’ensemble de serrage (30 ; 300),
    dans lequel l’ensemble de serrage (30 ; 300) comporte une pièce de fermeture (32) et au moins une pièce profilée (31 ; 310),
    la tige d’ancrage (22) comportant une extrémité inférieure destinée à être attachée à une paroi porteuse (2) et une extrémité supérieure (44) opposée à l’extrémité inférieure et couplée à la pièce profilée (31 ; 310),
    la pièce profilée (31 ; 310) comportant :
    - une portion centrale (31U ; 310U) comportant un fond (31F ; 310F) et présentant une section creuse dont une concavité est tournée à l’opposé de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage (22) ; et
    - deux ailes (31W ; 310W) s’étendant dans des directions opposées de part et d’autre de la portion centrale (31U ; 310U), depuis une extrémité opposée audit fond (31F ; 310F) de la portion centrale (31U ; 310U),
    l’extrémité supérieure (44) de la tige d’ancrage (22) étant couplée audit fond de la portion centrale (31U ; 310U) pour pouvoir exercer une traction sur la portion centrale en direction de l’extrémité inférieure, la pièce de fermeture (32) étant rapportée aux ailes (31W ; 310W) de façon à fermer la section creuse de la portion centrale (31U ; 310U) et présentant une surface plane du côté opposé auxdites ailes (31W ; 310W).
  2. Dispositif d’ancrage (20 ; 200) selon la revendication 1, dans lequel la portion centrale (31U ; 310U) de la pièce profilée (31 ; 310) est garnie d’un matériau thermiquement isolant, sous la pièce de fermeture (32).
  3. Dispositif d’ancrage (20) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le fond (31F) de la portion centrale (31U) de la pièce profilée (31) présente un perçage central (41) traversé par l’extrémité supérieure (44) de la tige d’ancrage (22), et un élément de serrage (42) qui coopère avec une portion filetée de l’extrémité supérieure (44) de la tige d’ancrage (22).
  4. Dispositif d’ancrage (20 ; 200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comportant en outre deux tasseaux (65) disposés de part et d’autre de la portion centrale (31U ; 310U) de la pièce profilée (31 ; 310), chaque tasseau (65) étant destiné à s’appuyer sur un bloc isolant et présentant un lamage (66) sur lequel s’appuie une aile (31W ; 310W) correspondante de la pièce profilée (31 ; 310).
  5. Dispositif d’ancrage (20) selon la revendication 3 ou 4, comportant en outre une ou plusieurs rondelles élastiques (43) enfilées sur l’extrémité supérieure (44) de la tige d’ancrage (22) entre l’élément de serrage (42) et le fond (31F) de la portion centrale (31U) de la pièce profilée (31) de manière à pouvoir exercer un effort élastique sur le fond (31F) en direction de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage (22).
  6. Dispositif d’ancrage (20) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le dispositif d’ancrage (20) comporte un organe élastiquement compressible (80) disposé entre chaque tasseau (65) et l’aile (31W) correspondante de la pièce profilée (31), l’organe élastiquement compressible (80) étant configuré pour se comprimer élastiquement en réponse à un effort tendant à rapprocher la pièce profilée (31) du tasseau (65).
  7. Dispositif d’ancrage (20) selon la revendication 6, dans lequel l’organe élastiquement compressible (80) comporte une pile de rondelles élastiques.
  8. Dispositif d’ancrage (20) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel l’organe élastiquement compressible (80) est reçu dans un trou borgne (81) ou un évidement (81A) que présente le tasseau (65) en regard de l’aile (31W) correspondante.
  9. Dispositif d’ancrage (200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’ensemble de serrage (300) comporte deux pièces profilées (310), chaque pièce profilée comportant une portion centrale (310) comportant un fond (310F) et présentant une section creuse dont une concavité est tournée vers l’extrémité supérieure (44) de la tige d’ancrage (22) et deux ailes (310W) s’étendant dans des directions opposées de part et d’autre de ladite portion centrale (310U), depuis une extrémité supérieure de ladite portion centrale (310U) opposée audit fond (310F), les portions centrales (310U) de chaque pièce profilée (310) étant alignées, et la pièce de fermeture (32) étant rapportée aux ailes (310W) de l’au moins une des deux pièces profilées (310) de façon à fermer la section creuse de la portion centrale (310U) de chaque pièce profilée (310).
  10. Dispositif d’ancrage (200) selon la revendication 9, dans lequel l’ensemble de serrage (300) comporte en outre une platine intermédiaire (400) couplée à l’extrémité supérieure (44) de la tige d’ancrage et s’étendant dans les portions centrales (310U) des pièces profilées (310), sous la pièce de fermeture (32), et un organe élastiquement compressible (90) est disposé entre la platine intermédiaire (400) et le fond (310F) de la portion centrale (310U) de chaque pièce profilée (310) de manière à pouvoir exercer un effort élastique sur ledit fond (310F) en direction de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage (22).
  11. Dispositif d’ancrage (200) selon la revendication 10, dans lequel la platine intermédiaire (400) est pourvue d’une cage (440), la cage comportant un fond de cage (441) présentant un perçage central (442) traversé par l’extrémité supérieure (44) de la tige d’ancrage (22), et l’ensemble de serrage (300) comporte en outre un élément de serrage (444) qui coopère avec une portion filetée de l’extrémité supérieure (44) de la tige d’ancrage (22) et une ou plusieurs rondelles élastiques (95) enfilées sur l’extrémité supérieure (44) de la tige d’ancrage entre l’élément de serrage (444) et le fond de cage (441) de manière à pouvoir exercer un effort élastique sur le fond de cage (441) en direction de l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage (22).
  12. Dispositif d’ancrage (20 ; 200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, comportant en outre un élément thermiquement isolant (450, 451) disposé sous la pièce profilée (31 ; 310) et traversé par la tige d’ancrage (22).
  13. Dispositif d’ancrage (20 ; 200) selon la revendication 12, dans lequel l’élément thermiquement isolant (450, 451) présente un logement central (452) que traverse la tige d’ancrage (22), et le logement central (452) présente une section qui s’élargit en allant depuis l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage (22) vers l’extrémité supérieure (44) de la tige d’ancrage (22).
  14. Dispositif d’ancrage (20 ; 200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, comportant en outre une douille (23) engagée sur l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage (22) et destinée à être fixée sur la paroi porteuse (2), la douille (23) présentant un logement recevant l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage (22) de manière à former une liaison rotule.
  15. Cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un fluide, comportant une paroi porteuse (2), des dispositifs d’ancrage fixés à la paroi porteuse (2) et une paroi de cuve (1) ancrée à la paroi porteuse (2) à l’aide desdits dispositifs d’ancrage, la paroi de cuve présentant successivement dans une direction d’épaisseur, depuis l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante (3) et une membrane d’étanchéité (4) qui repose contre la barrière thermiquement isolante (3),
    dans laquelle la barrière thermiquement isolante (3) comprend des blocs isolants (7) de forme parallélépipédique qui sont juxtaposés sur la paroi porteuse (2), un dit bloc isolant (7) comportant une plaque de couvercle (15) définissant une surface de support pour la membrane d’étanchéité (4) et un bloc de mousse polymère renforcée de fibres (16) agencé sous la plaque de couvercle (15), et
    dans laquelle au moins un dit dispositif d’ancrage (20 ; 200) est selon l’une des revendications 1 à 14, l’extrémité inférieure de la tige d’ancrage (22) étant fixée à la paroi porteuse (2) entre une pluralité des blocs isolants (7), les ailes (31W ; 310W) de la pièce profilée (31 ; 310) du dispositif d’ancrage (20 ; 200) coopérant avec la pluralité de blocs isolants (7) afin de serrer la pluralité de blocs isolants (7) en direction de la paroi porteuse (2), et la surface plane de la pièce de fermeture (32) étant située dans le prolongement de la surface de support définie par la plaque de couvercle (15).
  16. Cuve selon la revendication 15, dans laquelle un dit bloc isolant (7) comporte une plaque de fond (14) parallèle à et espacée de la plaque de couvercle (15), le bloc de mousse polymère renforcée de fibres (16) étant agencé entre la plaque de couvercle (15) et la plaque de fond (14).
  17. Cuve selon la revendication 15 ou 16, dans laquelle la barrière thermiquement isolante (3) est une barrière thermiquement isolante secondaire, les blocs isolants (7) sont des blocs isolants secondaires et la membrane d’étanchéité (4) est une membrane d’étanchéité secondaire, la paroi de cuve comportant en outre une barrière thermiquement isolante primaire (5) reposant contre la membrane d’étanchéité secondaire (4) et une membrane d’étanchéité primaire (6) qui repose contre la barrière thermiquement isolante primaire (5) et est destinée à être en contact avec le fluide contenu dans la cuve, la barrière thermiquement isolante primaire (5) comportant des blocs isolants primaires (11) qui sont chacun superposés sur l’un des blocs isolants secondaires (7), et
    dans laquelle l’ensemble de serrage (30 ; 300) forme un organe de serrage secondaire destiné à coopérer avec la barrière isolante secondaire (3), la pièce de fermeture (32) présentant un alésage central (47) dans lequel est vissé un goujon (27) faisant saillie de l’ensemble de serrage (30 ; 300) à l’opposé de la tige d’ancrage, ledit goujon (27) portant un organe de serrage primaire (28) destiné à coopérer avec la barrière isolante primaire (5), et dans laquelle ledit goujon (27) traverse de manière étanche la membrane d’étanchéité secondaire (4) et l’organe de serrage primaire (28) est maintenu en appui en direction de la paroi porteuse (2) contre une pluralité de blocs isolants primaires (11) superposés à ladite pluralité de blocs isolants secondaires (7) de manière à retenir la pluralité de blocs isolants primaires (11) vers la paroi porteuse (2).
  18. Navire (70) pour le transport d’un fluide, le navire comportant une double coque (72) et une cuve (71) selon l’une quelconque des revendications 16 à 17 disposée dans la double coque (72).
  19. Système de transfert pour un fluide, le système comportant le navire (70) selon la revendication 18, des canalisations isolées (73, 79, 76, 99) agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire (70) à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entrainer un fluide à travers les canalisations isolées (79) depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve (71) du navire (70).
  20. Procédé de chargement ou déchargement d’un navire (70) selon la revendication 18, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 99) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve (71) du navire (70).
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