WO2015132307A1 - Forced diffusion treatment for an insulating part made from expanded synthetic foam - Google Patents

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Nicolas THENARD
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Bruno Deletre
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Definitions

  • the invention relates to the field of the use of expanded synthetic foams for producing thermal insulation parts, and more particularly thermoplastic or thermosetting closed cell foams.
  • the porous closed-cell materials consist of a solid matrix in which many gas bubbles of larger or smaller sizes are trapped.
  • Various thermoplastic and thermosetting synthetic materials can be used as matrices, for example polyurethane (PU), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyetherimide, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyimide . This list is not exhaustive.
  • a foaming agent In the expansion synthesis methods, a foaming agent is used. Two large families of blowing agents can be used depending, in particular, on the method of synthesis of the matrix. Expansion agents resulting from a chemical reaction, known as chemical agents, and expansion agents resulting from the vaporization of a liquid under a rise in temperature or a decrease in pressure, called physical agents. Some synthetic foams may contain only physical agents, for example pentane foamed polypropylene foam, and others exclusively chemical agents, for example carbon dioxide (CO2) foamed PU foam, and still others may be used. Both types of blowing agents are used, for example expanded polyurethane foams with several agents including pentane and expansion gases 141b, 365 and 245fa. In all cases, the blowing agent is or gives rise to an expansion gas which develops and occupies the cells of the foam.
  • CO2 carbon dioxide
  • the expansion gases are generally selected according to their implementation properties and their prices but also according to their thermal conductivity. They are usually chosen to limit as much as possible thermal transfers by conduction in the gas phase of the insulating material on the one hand and to have low diffusion coefficients in the selected matrix.
  • the cells thus contain an initial gas or gas mixture.
  • the latter is the seat of diffusion phenomena that gradually vary the composition of the gas phase in the cells of the foam, including the partial pressures of the expansion gases and environmental gas.
  • the chemical species whose partial pressure is lower in the environment than in the foam tend to escape from the foam whereas that whose partial pressure is lower in the foam than in the environment tend to penetrate into the foam. diffusion foam.
  • FIG. 1 represents the evolution of the thermal conductivity at 20 ° C., expressed in W / mK on the ordinate axis, as a function of the time of exposure to the ambient atmosphere, expressed in days on the abscissa axis, for two pieces of CO 2 expanded polyurethane foam with a density of 130kg / m 3 .
  • Curve 1 and the diamonds refer to a piece 25 mm thick.
  • Curve 2 and squares refer to a 50 mm thick piece.
  • An idea underlying the invention is to prevent and / or remedy the phenomena of aging of the foam described above.
  • the invention provides a method for forced diffusion treatment of a thermally insulating piece made of expanded synthetic foam, comprising:
  • the insulating part is exposed to a gaseous atmosphere with partial pressures for the dinitrogen, the oxygen, the carbon dioxide and the gases having a diffusion coefficient in the synthetic foam. foams greater than or equal to that of the dinitrogen which are lower than partial pressures of these bodies in the air at normal pressure.
  • the evacuation step is terminated when a combination of the partial pressures of the dinitrogen, oxygen, carbon dioxide and gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that of in the insulating part is below a determined threshold, a physical property of the insulating part related to said cumulative partial pressures reaches a determined threshold or after a determined time.
  • the thermally insulating part is disposed in a sealed and thermally insulating tank wall and forms an insulating barrier of the tank wall. Also, during the evacuation step, all or part of the tank wall is heated.
  • Such an evacuation step makes it possible to evacuate gases which are unfavorable to the thermal properties of the foam, in particular dinitrogen, oxygen, carbon dioxide, helium, dihydrogen, argon and the like.
  • the invention also provides a method for forced diffusion treatment of a thermally insulating expanded thermosetting polyurethane foam part comprising at least 80% closed cells, said method comprising:
  • the invention also provides a sealed and thermally insulating vessel intended to contain a low temperature liquefied combustible gas, in which a wall of the vessel comprises a multilayer structure mounted on a carrier wall, the multilayer structure comprising a primary sealing membrane in contact with the liquefied fuel gas contained in the tank, a secondary sealing membrane disposed between the primary waterproofing membrane and the supporting wall, a primary heat-insulating barrier disposed between the primary waterproofing membrane and the secondary sealing membrane, and a secondary thermally insulating barrier disposed between the secondary sealing membrane and the supporting wall, and wherein one or each thermally insulating barrier comprises thermally insulating pieces of expanded synthetic foam.
  • the tank is equipped with a forced diffusion treatment device comprising:
  • a heating device adapted to heat the primary sealing membrane and / or the supporting wall and / or the thermally insulating barriers to raise the temperature of the thermally insulating parts, for example by circulating hot gas,
  • a pumping device connected to the or each thermally insulating barrier comprising the thermally insulating pieces made of expanded synthetic foam and capable of reducing the total pressure of a gaseous phase in the or each thermally insulating barrier below the normal pressure, preferably in below 10 mbar, and a control unit adapted to:
  • FIG. 1 is a graph of the evolution of the thermal conductivity of an expanded synthetic foam as a function of the time of exposure to the ambient atmosphere.
  • FIG. 2 is a graph similar to FIG. 1 showing the influence of the aging temperature of the expanded synthetic foam.
  • Figure 3 is a schematic sectional view of a sealed and insulating tank in which methods according to the invention can be implemented.
  • FIG. 4 is a schematic side view of an insulating panel that can be used in the tank of FIG. 3.
  • Figure 5 is a schematic cutaway representation of a vessel tank LNG and a loading / unloading terminal of this vessel.
  • normal pressure will be used as a synonym for atmospheric pressure.
  • the treatment process consists in heating the insulating part to a discharge temperature greater than ambient temperature and simultaneously exposing the insulating part to a gaseous atmosphere with low partial pressures. for dinitrogen and oxygen, ie less than their partial pressure in air at atmospheric pressure.
  • This step makes it possible to accelerate the diffusion of the gases present in the foam towards the ambient environment.
  • the foam is placed under high temperature conditions so that the diffusion coefficients of the gases present in the matrix are increased.
  • the foam is placed under reduced pressure, at least for the main gases constituting the air, in order to accelerate the diffusion of the gases present in the foam, at least nitrous oxide and oxygen, to the external gaseous atmosphere.
  • the expanded synthetic foam comprises at least 80% closed cells.
  • Matrix materials and blowing agents may be selected from the polymers and agents mentioned in the introduction.
  • the expanded synthetic foam is in particular a thermosetting polyurethane foam comprising at least 80% of closed cells.
  • the discharge temperature is chosen so as not to damage the expanded synthetic foam.
  • a discharge temperature of less than 100 ° C. is preferably chosen.
  • a temperature up to 100 ° C may be acceptable for certain polymers such as polypropylene or polyethylene.
  • the discharge temperature is preferably below 80 ° C. This threshold of 80 ° C. is for example preferred for a foam of polyurethane, PVC, or polystyrene, especially to avoid the sublimation of polystyrene.
  • the choice of discharge temperature may also take into account the heat resistance of other materials that are assembled to the insulation part, depending on the characteristics of the intended application.
  • the discharge temperature preferably corresponds to a substantial rise in temperature. According to one embodiment, the discharge temperature is greater than 50 ° C, or even greater than 60 ° C.
  • the heating of the insulating part may be achieved by various heating means, for example by radiation, conduction, for example brought into contact with a hot solid, or conducto-convection, that is to say placed in contact with a fluid hot.
  • the gaseous atmosphere of the evacuation step also has a low partial pressure for an expansion gas used for the manufacture of the expanded synthetic foam. Thanks to these characteristics, it is also possible to reduce the concentration of the expansion gas during the evacuation step, in order to reduce the thermal conductivity of the expanded foam.
  • the insulating foam is foamed with one or more expansion agents having a diffusion coefficient as high as possible.
  • the expansion gas used for the manufacture of the expanded synthetic foam consists essentially of carbon dioxide.
  • rigid polyurethane foam can be expanded with CO 2 .
  • the coefficient of diffusion of CO 2 is higher than that of other known expansions agents, in particular expansion gases 141b, 245fa, 365, or pentane.
  • a C0 2 expanded foam has the double advantage of not using gas that is likely to contribute significantly to global warming or the hole in the ozone layer, and to present the highest production costs. weak on the other hand.
  • the expanded foam C0 2 is expanded by chemical reaction of the water.
  • Table 1 gives orders of magnitude of the diffusion coefficients measured at ambient temperature on various polyurethane foams with a density of 120 to 135 kg / m 3 .
  • Table 2 illustrates the evolution of diffusion coefficients as a function of temperature, and shows in particular the increase of the diffusion coefficient with temperature.
  • a first technique consists in subjecting the insulating piece to a reduced total pressure.
  • the gaseous atmosphere of the evacuation step has a total pressure lower than the normal pressure, preferably less than 10 mbar.
  • the external environment is depopulated gas species likely to diffuse massively in the foam.
  • the establishment and maintenance of this reduced pressure can be performed with a vacuum pump or other suction device. The suction makes it possible to eliminate the gases released from the foam of the ambient medium as and when they leave.
  • the heating of the insulating part is advantageously carried out by direct conduction or radiation.
  • a second alternative technique of the first is to immerse the insulating part in an atmosphere consisting essentially of one or more gas diffusing very badly in the foam.
  • the gaseous atmosphere of the evacuation step is a gaseous phase of gas with large molecules in forced convection, that is to say a gaseous phase of gas having a molar mass greater than or equal to at 70g / mol.
  • the gaseous phase of large molecule gases inasmuch as it has extremely low levels of nitrogen and oxygen, also creates a partial pressure gradient which favors the migration of dinitrogen and oxygen to the outside of the insulating part.
  • the convection movement makes it possible to eliminate the gases exiting the foam from the ambient environment as they emerge.
  • Such a sweep with a gas whose diffusion coefficient in the foam is very low can be implemented with very large molecule gases, for example cyclopentane (C 5 H 0 ), gas CF 4 , gas R-23, gas R-508 B, R-134 gas (CH 2 FCF 3 ), gas 141 b, gas 245fa, gas 365 or any other gas with a molar mass greater than or equal to 70 g / mol.
  • gases for example cyclopentane (C 5 H 0 ), gas CF 4 , gas R-23, gas R-508 B, R-134 gas (CH 2 FCF 3 ), gas 141 b, gas 245fa, gas 365 or any other gas with a molar mass greater than or equal to 70 g / mol.
  • the table below represents the molar mass of several gases, the gases below having a molar mass greater than or equal to 70 g / mol being able to be used as gaseous atmosphere in which the insulation part is immersed during the evacuation step.
  • the evacuation step is terminated after the partial pressures of some of the gases initially present in the cells have reached a target value.
  • gases for the conductivity of the foam are nitrogen and oxygen, as well as C0 2 possibly, for example if it has been used as an expansion agent. It is therefore appropriate to complete the evacuation step when a plurality of partial pressures of at least the dinitrogen and the oxygen in the insulating part is less than a determined threshold.
  • the determined threshold is less than or equal to 30 mbar for the accumulation of partial pressures of dinitrogen, oxygen, carbon dioxide and gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that dinitrogen.
  • This threshold corresponds approximately to a foam containing 3% of air.
  • the detection of such a condition can be carried out by direct or indirect experimental measurement and / or by calculation, in particular by numerical modeling.
  • a direct measurement the measurement of the nitrogen and oxygen in the insulating part during the evacuation step is measured and the evacuation step is stopped when the concentrations of the nitrogen and oxygen measured in the insulating room exceed the desired thresholds.
  • one or more physical properties related to the concentration of the dinitrogen and oxygen in the insulating part are measured and the evacuation step is stopped. when the measured property reaches a value which has been determined elsewhere, experimentally or by modeling, that it corresponds to the desired concentration.
  • the evacuation step is stopped after a determined time, which has been determined by the calculation, in particular by numerical modeling, taking into account the thermodynamic conditions of the treatment and the physical properties of the foam and chemical species present.
  • This forced diffusion treatment method can be applied to any kind of expanded foam insulating part.
  • This forced diffusion treatment method can be implemented either in a dedicated processing station, for example in an insulating parts manufacturing plant, or directly in the operating environment of the insulating part.
  • the insulating part comprises reliefs or holes of small size increasing the exchange surface of the insulating part with the gaseous atmosphere.
  • the piece of foam has a ratio volume / area of exchange important so as to promote the diffusion phenomena during the evacuation step.
  • the piece of foam has, for example, grooves of thickness of the order of one millimeter or holes of small diameter, for example about 2 mm, judiciously distributed in order to facilitate the diffusion of the gases without risking the creation of zones. gas convection.
  • These reliefs or holes may in particular be arranged in the width or length of a parallelepiped panel.
  • the insulating part is disposed in a sealed and thermally insulating tank wall and forms an insulating barrier of the tank wall.
  • the insulating foam foam part may in particular be part of a prefabricated insulation panel installed in the thickness of the wall of the tank, for example in a LNG tanker.
  • prefabricated panels are described in the publication FR-A-2781557.
  • the evacuation step comprises the step of heating all or part of the tank wall.
  • this heating of the tank wall must be implemented while the tank is empty.
  • Such heating can be achieved by many means, for example by radiative heating, conductive heating or conducto-convective heating.
  • an inner surface and / or an outer surface of the vessel wall is exposed to a hot gaseous atmosphere.
  • the method further comprises one or more diffusion inhibitory actions applied to the insulating part during an operation step subsequent to the evacuation step, the said or each inhibiting action being effective for curbing a diffusion. gas into the interior of the piece of expanded material. Thanks to these characteristics, after the evacuation step, it prevents or slows the entry or the entry of ambient gases into the foam during its subsequent operation.
  • the diffusion inhibiting action (s) are actions that are substantially continuous in time, so as to prevent or slow down durably the penetration of air or other ambient gases by diffusion in the synthetic foam.
  • different inhibitory actions can be used alternatively or in combination.
  • Several inhibitory actions can be used in combination by being used simultaneously in time or being used successively in time during successive periods of the step of operating the insulating part.
  • the inhibitive action consists in exposing the insulating part to a gaseous atmosphere whose total pressure is kept below the normal pressure, preferably below 10 mbar. Thanks to these characteristics, the foam is maintained in a reduced pressure space. The ambient gas then having very low partial pressures, their tiny diffusion no longer affects the conductivity of the foam.
  • the inhibiting action consists in keeping the insulating part at a temperature below 0 ° C., preferably below -20 ° C. Thanks to these characteristics, the foam is maintained under reduced temperature conditions at which the diffusion coefficients of the ambient gases in the matrix are much lower than they are during the evacuation step. As the diffusion phenomenon is therefore extremely slow, the migration of the ambient gas to the cells can be slowed down considerably to kinetics whose effect is negligible over the duration of use of the insulation.
  • Figure 2 illustrates the effect of low temperatures on the evolution of thermal conductivity over time.
  • the thermal conductivity expressed on the ordinate axis in W / mK, is plotted as a function of the aging time, expressed on the abscissa axis in days.
  • the example relates to a PU foam at 40 kg / m 3 density.
  • the thermal conductivity is measured at a positive temperature of + 20 ° C.
  • curves 5 and 6 the thermal conductivity is measured at a negative temperature of -120 ° C, which produces much lower values.
  • the inhibitive action consists in exposing the insulating part to a gaseous atmosphere consisting essentially of a chemical species with large molecules that is weakly diffusive. Thanks to these characteristics, the foam is maintained in a non-diffusive gas environment.
  • Gases which have the following properties are preferably chosen: a diffusion coefficient in the matrix of the very low foam, a conductivity low thermal, and densities and viscosities greatly limiting thermal convection.
  • Gases that can be used for this purpose include CF 4; the gas R-23, the gas R-508 B, the gas R-134 (CH 2 FCF 3 ), the gas 141b, the gas 245fa, the gas 365 or any other gas with a molar mass greater than or equal to 70 g / mol.
  • the choice among the aforementioned gases may in particular be made according to the temperature and pressure conditions in the operating environment. It is appropriate that the gas chosen is in the vapor phase under the conditions of temperature and pressure of the operating environment.
  • gases that are particularly suitable for an operating environment in a primary or secondary insulating barrier of a tank wall of liquefied natural gas are, in particular, HFC R-508-B and HFC R-23 gases at a temperature of about -100 ° C to -120 and the CF 4 at a lower temperature.
  • the saturating vapor pressure of the HFC gas R23 is 60 mbar at -120 ° C.
  • the saturated vapor pressure of the CF4 gas at -160 ° C is 30 mbar and 1.15 bar at -120 ° C.
  • Embodiments of the method applied to expanded foam blocks for use in the manufacture of a thermal insulation barrier arranged in the thickness of a liquefied gas tank wall will now be described.
  • a sealed and thermally insulating tank 10 intended to contain a low temperature liquefied combustible gas has a prismatic shape and is integrated into a carrying structure constituted by the double hull of a ship.
  • the outer wall and the inner wall of the double shell forming the supporting structure are designated by the numbers 1 1 and 12 in Figure 3.
  • a ballast space 13 is defined between the two walls 11 and 12.
  • a wall of the tank comprises a multilayer structure mounted on the carrier wall 12.
  • the multilayer structure comprises a primary sealing membrane 15 in contact with the liquefied fuel gas contained in the tank, a membrane of sealing secondary member 16 disposed between the primary sealing membrane 15 and the supporting wall 12, a primary heat-insulating barrier 17 disposed between the primary sealing membrane 15 and the secondary sealing membrane 16, and a secondary heat-insulating barrier 18 disposed between the secondary sealing membrane 16 and the supporting wall 12.
  • thermally insulating barriers 17 and 18 there are many materials that can be used in thermally insulating barriers.
  • one or each of the thermally insulating barriers 17 and 18 comprises thermally insulating pieces of expanded synthetic foam.
  • the constituent foam of the insulating blocks is treated once installed on board but in a phase preceding the cold setting of the vessels of the vessel.
  • the foam blocks are heated to an exhaust temperature at which the foam and any components associated with the foam, for example commonly used materials such as plywood, glass wool and triplex, are not damaged by heat.
  • this temperature varies from 60 to 80 ° C.
  • the diffusion coefficients of the gases present in the foam are increased in order to reduce the duration of the forced diffusion treatment.
  • FIG. 3 shows schematically a blowing pipe 22 opening into the inner space 20 and a blowing pipe 23 opening into the ballast space 13 for this purpose.
  • the or one of the insulation spaces 17 and 18 thus heated are also placed at reduced pressure, for example between 0.1 mbar and 10 mbar, in order to increase the motor pressure gradient of the diffusion of the gases present in the foam, that is to say, to ensure that the ambient environment of the foam has sufficiently low partial pressures for the gases leaving the foam to substantially empty the gas cells that they contain.
  • a vacuum pump 25 arranged to extract the gaseous phase of the primary thermally insulating barrier 17 and / or the heat barrier.
  • Secondary insulation 18 shows schematically a suction pipe 26 opening into the primary space and a suction pipe 27 opening into the secondary space for this purpose.
  • This evacuation step can be controlled automatically by an electronic control unit 30 controlling the vacuum pump 25 and the blower 21 using various feedback parameters 31, for example physical measurements taken in the tank by pressure sensors. , temperature, gas analysis or other.
  • This evacuation step is preferably followed by inhibitory diffusion actions to maintain the cells of the foam substantially free of gas penalizing the thermal conductivity.
  • One possibility of action is to maintain the gas isolation spaces at a reduced pressure throughout the operation of the vessel to reduce the partial pressures of species likely to migrate into the foam.
  • One possibility of action is to cool the vessel in such a way that the insulation foam is placed under reduced temperature conditions.
  • the reduction of these temperatures makes it possible to greatly reduce the diffusion coefficients of the ambient gases in the foam, even if the isolation spaces 17 and 18 are replaced at atmospheric pressure.
  • Each isolation space can thus be swept with steam nitrogen without risking to degrade the thermal conductivity properties of the foam as the vessels of the vessel are cold.
  • a possibility of action when the ship returns to near-ambient temperature conditions, that is to say when the tanks are emptied, is to perform a new vacuum draw with the vacuum pump 25, without necessarily heating simultaneously. the tank wall. This makes it possible to prevent the diffusion of the ambient gas into the foam and possibly to empty the peripheral layers of the foam of the flushing gas which could have diffused in reduced quantity.
  • Another possible action is to fill the isolation space with a gas having a diffusion coefficient in the matrix of the foam as low as possible.
  • a gas having a diffusion coefficient in the matrix of the foam as low as possible.
  • the insulating part is a flattened parallelepipedal foam block 40 whose surface has two large faces 43, 44 parallel to the length and width directions of the block and mutually spaced in a thickness direction of the block, and peripheral faces 41, 42 smaller than the large faces and extending in the thickness direction of the block between the two large faces.
  • the impervious coating 45 here has the shape of a band disposed longitudinally on the peripheral faces 41, 42 of the block all around the block and having a width less than the thickness of the block.
  • this impervious coating is disposed only on the surfaces of the foam block 40 which are exposed to a temperature greater than -20 ° C. in use, that is to say portions close to the double shell 11, 12.
  • the width of the strip 45 is between 3 and 6 cm, and ideally 4.5 cm for a secondary insulation barrier of high density PU foam.
  • the gas-tight coating can be made in a number of ways.
  • the gas-tight coating comprises a layer of polymer resin and / or paint disposed on the outer surface of the insulating part and / or a metal sheet, for example at least a few microns thick, bonded to the outer surface of the insulating part. the insulating part.
  • a metal sheet may be made of aluminum or other metals.
  • the foam block 40 is used in a prefabricated insulation panel 50 whose structure is otherwise known, and which will now be recalled.
  • the panel 50 has substantially the shape of a rectangular parallelepiped; it consists of a first plate 51 of plywood or a composite material 9 mm thick surmounted by the foam block 40, itself surmounted by a layer of tight composite material 52 intended to form the membrane secondary 16.
  • a second block of foam 53 which itself bears a second plywood plate 54 of 12 mm thick.
  • the subassembly 53, 54 is intended to constitute an element of the primary insulation barrier 17. It has, in plan, a rectangular shape whose sides are parallel to those of the subassembly 1, 40, 52.
  • the two subsets have, seen in plan, the form of two rectangles having the same center.
  • a peripheral rim 57 exists all around the subassembly 53, 54 and is constituted by the edge of the subassembly 1, 40, 52.
  • the impervious layer 52 is for example made in a multilayer composite composed of one or more metal foils and one or more fiberglass mats impregnated with polymeric resin.
  • the technique described above to prevent aging of the insulating parts can be used in different types of tanks, for example in an LNG tank in a land installation or in a floating structure such as a LNG tank or other.
  • a tank equipped with a forced diffusion treatment device as illustrated in FIG. 3 can also be made in the form of a terrestrial storage facility, for example for storing LNG, or to be installed in a floating structure, coastal or deep-sea, including a LNG tank, a floating storage and regasification unit (FSRU), a floating production and remote storage unit (FPSO) and others.
  • a LNG tank for example for storing LNG
  • FSRU floating storage and regasification unit
  • FPSO floating production and remote storage unit
  • a vessel for the transport of a cold liquid product comprises a double hull and a aforementioned tank disposed in the double hull.
  • the invention also provides a method of loading or unloading such a vessel, in which a cold liquid product is conveyed through isolated pipes from or to a floating or land storage facility to or from the vessel vessel.
  • the invention also provides a transfer system for a cold liquid product, the system comprising the abovementioned vessel, insulated pipes arranged to connect the vessel installed in the hull of the vessel to a floating storage facility. or terrestrial and a pump for driving a flow of cold liquid product through the insulated pipelines from or to the floating or land storage facility to or from the vessel vessel.
  • a cutaway view of a LNG tank 70 shows a sealed and insulated tank 71 of generally prismatic shape mounted in the double hull 72 of the ship.
  • the wall of the tank 71 comprises a primary sealed barrier intended to be in contact with the LNG contained in the tank, a secondary sealed barrier arranged between the primary waterproof barrier and the double hull 72 of the ship, and two insulating barriers arranged respectively between the primary watertight barrier and the secondary watertight barrier and between the secondary watertight barrier and the double hull 72.
  • loading / unloading lines 73 arranged on the upper deck of the ship can be connected, by means of appropriate connectors, to a marine or port terminal to transfer a cargo of LNG from or to the tank 71.
  • FIG. 5 represents an example of a marine terminal comprising a loading and unloading station 75, an underwater pipe 76 and an onshore installation 77.
  • the loading and unloading station 75 is a fixed off-shore installation comprising an arm mobile 74 and a tower 78 which supports the movable arm 74.
  • the movable arm 74 carries a bundle of insulated flexible pipes 79 that can connect to the loading / unloading pipes 73.
  • the movable arm 74 can be adapted to all gauges of LNG carriers .
  • a connection pipe (not shown) extends inside the tower 78.
  • the loading and unloading station 75 enables the loading and unloading of the LNG tank 70 from or to the shore facility 77.
  • the underwater line 76 allows the transfer of the liquefied gas between the loading or unloading station 75 and the onshore installation 77 over a large distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the tanker vessel 70 at great distance from the coast during the loading and unloading operations.
  • pumps on board the ship 70 and / or pumps equipping the shore installation 77 and / or pumps equipping the loading and unloading station 75 are used.

Abstract

A method of forced diffusion treatment for a thermally insulating part (40) made from expanded synthetic foam, comprising: during a discharge step, heating the insulating part to a discharge temperature higher than ambient temperature and simultaneously exposing the insulating part to a gaseous atmosphere having low partial pressures of dinitrogen, dioxygen, carbon dioxide and the gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that of the dinitrogen, ending the discharge step when the cumulative partial pressures of the dinitrogen, dioxygen, carbon dioxide and gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that of the dinitrogen in the insulating part is less than a predefined threshold.

Description

TRAITEMENT DE DIFFUSION FORCEE D'UNE PIECE ISOLANTE EN MOUSSE FORCE DIFFUSION PROCESSING OF A FOAM INSULATING PIECE
SYNTHETIQUE EXPANSEE EXPANDED SYNTHETIC
Domaine technique  Technical area
L'invention se rapporte au domaine de l'utilisation des mousses synthétiques expansées pour réaliser des pièces d'isolation thermique, et plus particulièrement des mousses thermoplastiques ou thermodurcissables à cellules fermées.  The invention relates to the field of the use of expanded synthetic foams for producing thermal insulation parts, and more particularly thermoplastic or thermosetting closed cell foams.
Arrière-plan technologique  Technological background
Les matériaux poreux à cellules fermées sont constitués d'une matrice solide dans laquelle de nombreuses bulles de gaz, de tailles plus ou moins grandes sont emprisonnées. Divers matériaux synthétiques thermoplastiques et thermodurcissables peuvent être employés comme matrices, par exemple polyuréthane (PU), polyéthylène téréphtalate (PET), polychlorure de vinyle (PVC), polystyrène (PS), polyétherimide, polyéthylène (PE), polypropylène (PP), polyimide. Cette liste n'est pas exhaustive.  The porous closed-cell materials consist of a solid matrix in which many gas bubbles of larger or smaller sizes are trapped. Various thermoplastic and thermosetting synthetic materials can be used as matrices, for example polyurethane (PU), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyetherimide, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyimide . This list is not exhaustive.
Dans les procédés de synthèse par expansion, un agent moussant est utilisé. Deux grandes familles d'agents d'expansion peuvent être utilisées en fonction notamment du procédé de synthèse de la matrice. Les agents d'expansion issus d'une réaction chimique, dits agents chimiques, et les agents d'expansion issus de la vaporisation d'un liquide sous une élévation de température ou une diminution de la pression, dits agents physiques. Certaines mousses synthétiques peuvent contenir exclusivement des agents physiques, par exemple la mousse polypropylène expansée au pentane, et d'autres exclusivement des agents chimiques, par exemple la mousse PU expansée au dioxyde de carbone (CO2), et d'autres encore peuvent mettre en œuvre les deux types d'agents d'expansion, par exemple les mousses polyuréthanes expansées avec plusieurs agents incluant le pentane et les gaz d'expansion 141 b, 365 et 245fa. Dans tous les cas, l'agent d'expansion est ou donne naissance à un gaz d'expansion qui développe et occupe les cellules de la mousse.  In the expansion synthesis methods, a foaming agent is used. Two large families of blowing agents can be used depending, in particular, on the method of synthesis of the matrix. Expansion agents resulting from a chemical reaction, known as chemical agents, and expansion agents resulting from the vaporization of a liquid under a rise in temperature or a decrease in pressure, called physical agents. Some synthetic foams may contain only physical agents, for example pentane foamed polypropylene foam, and others exclusively chemical agents, for example carbon dioxide (CO2) foamed PU foam, and still others may be used. Both types of blowing agents are used, for example expanded polyurethane foams with several agents including pentane and expansion gases 141b, 365 and 245fa. In all cases, the blowing agent is or gives rise to an expansion gas which develops and occupies the cells of the foam.
Les gaz d'expansion sont généralement sélectionnés en fonctions de leurs propriétés de mise en œuvre et de leurs prix mais également en fonction de leur conductivité thermique. Ils sont en général choisis afin de limiter autant que possible les transferts thermiques par conduction dans la phase gazeuse du matériau isolant d'une part et de présenter des coefficients de diffusion faibles dans la matrice sélectionnée. The expansion gases are generally selected according to their implementation properties and their prices but also according to their thermal conductivity. They are usually chosen to limit as much as possible thermal transfers by conduction in the gas phase of the insulating material on the one hand and to have low diffusion coefficients in the selected matrix.
Une fois que la pièce de mousse expansée a été fabriquée, les cellules contiennent donc un gaz ou un mélange de gaz initial. Durant toute la durée de vie de la mousse considérée, cette dernière est le siège de phénomènes de diffusion qui font peu à peu varier la composition de la phase gazeuse dans les cellules de la mousse, notamment les pressions partielles des gaz d'expansion et des gaz de l'environnement. Ainsi, les espèces chimiques dont la pression partielle est plus faible dans le milieu ambiant que dans la mousse tendent à s'échapper de la mousse alors que celle dont la pression partielle est plus faible dans la mousse que dans le milieu ambiant tendent à pénétrer dans la mousse par diffusion.  Once the expanded foam piece has been manufactured, the cells thus contain an initial gas or gas mixture. During the lifetime of the foam considered, the latter is the seat of diffusion phenomena that gradually vary the composition of the gas phase in the cells of the foam, including the partial pressures of the expansion gases and environmental gas. Thus, the chemical species whose partial pressure is lower in the environment than in the foam tend to escape from the foam whereas that whose partial pressure is lower in the foam than in the environment tend to penetrate into the foam. diffusion foam.
Ainsi, dans des conditions de stockage a l'air libre, la majonie des agents d'expansion tendent à quitter la mousse alors que l'azote et l'oxygène de l'air tendent à diffuser à l'intérieur du matériau isolant. Etant donné que les gaz d'expansion présentent en général des conductivités thermiques plus basses que celles des gaz du milieu ambiant, la qualité d'isolation des mousses considérées tend donc sur une longue durée à se dégrader. Ces phénomènes sont qualifiés de vieillissement de la mousse.  Thus, under open storage conditions, the majority of blowing agents tend to leave the foam while nitrogen and oxygen in the air tend to diffuse inside the insulating material. Since the expansion gases generally have lower thermal conductivities than those of the ambient gases, the insulation quality of the foams considered therefore tends to degrade for a long time. These phenomena are called aging of the foam.
Ce point est illustré sur la figure 1 qui représente l'évolution de la conductivité thermique à 20°C, exprimée en W/mK sur l'axe des ordonnées, en fonction du temps d'exposition à l'atmosphère ambiante, exprimé en jours sur l'axe des abscisses, pour deux pièces de mousse polyuréthane expansée au CO2 de densité 130kg/m3. La courbe 1 et les losanges se rapportent à une pièce de 25 mm d'épaisseur. La courbe 2 et les carrés se rapportent à une pièce de 50 mm d'épaisseur. This point is illustrated in FIG. 1 which represents the evolution of the thermal conductivity at 20 ° C., expressed in W / mK on the ordinate axis, as a function of the time of exposure to the ambient atmosphere, expressed in days on the abscissa axis, for two pieces of CO 2 expanded polyurethane foam with a density of 130kg / m 3 . Curve 1 and the diamonds refer to a piece 25 mm thick. Curve 2 and squares refer to a 50 mm thick piece.
Résumé  summary
Une idée à la base de l'invention est de prévenir et/ou remédier aux phénomènes de vieillissement de la mousse décrits ci-dessus.  An idea underlying the invention is to prevent and / or remedy the phenomena of aging of the foam described above.
Pour cela, selon un mode de réalisation, l'invention fournit un procédé de traitement de diffusion forcée d'une pièce thermiquement isolante en mousse synthétique expansée, comportant :  For this purpose, according to one embodiment, the invention provides a method for forced diffusion treatment of a thermally insulating piece made of expanded synthetic foam, comprising:
pendant une étape d'évacuation, chauffer la pièce isolante à une température d'évacuation supérieure à la température ambiante et exposer simultanément la pièce isolante à une atmosphère gazeuse présentant des pressions partielles basses au moins pour le diazote, le dioxygène, le dioxyde de carbone et les gaz possédant un coefficient de diffusion dans la mousse synthétique expansée supérieur ou égal à celui du diazote, during an evacuation step, heat the insulating part to a temperature exceeding the ambient temperature and simultaneously exposing the insulating part to a gaseous atmosphere with low partial pressures at least for the dinitrogen, oxygen, carbon dioxide and gases having a diffusion coefficient in the expanded, expanded synthetic foam or equal to that of the dinitrogen,
terminer l'étape d'évacuation lorsqu'un cumul des pressions partielles du diazote, du dioxygène, du dioxyde de carbone et des gaz possédant un coefficient de diffusion dans la mousse synthétique expansée supérieur ou égal à celui du diazote dans la pièce isolante est inférieur à un seuil déterminé. terminate the evacuation step when a plurality of partial pressures of the dinitrogen, oxygen, carbon dioxide and gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that of the dinitrogen in the insulating part is less than at a certain threshold.
En d'autres termes, pendant l'étape d'évacuation, on expose la pièce isolante à une atmosphère gazeuse présentant des pressions partielles pour le diazote, le dioxygène, le dioxyde de carbone et les gaz possédant un coefficient de diffusion dans la mousse synthétique expansée supérieur ou égal à celui du diazote qui sont inférieures à des pressions partielles de ces corps dans l'air à pression normale.  In other words, during the evacuation step, the insulating part is exposed to a gaseous atmosphere with partial pressures for the dinitrogen, the oxygen, the carbon dioxide and the gases having a diffusion coefficient in the synthetic foam. foams greater than or equal to that of the dinitrogen which are lower than partial pressures of these bodies in the air at normal pressure.
En outre, l'on termine l'étape d'évacuation, lorsqu'un cumul des pressions partielles du diazote, du dioxygène, du dioxyde de carbone et des gaz possédant un coefficient de diffusion dans la mousse synthétique expansée supérieur ou égal à celui du diazote dans la pièce isolante est inférieur à un seuil déterminé, qu'une propriété physique de la pièce isolante liée audit cumul des pressions partielles atteint un seuil déterminé ou après un temps déterminé.  In addition, the evacuation step is terminated when a combination of the partial pressures of the dinitrogen, oxygen, carbon dioxide and gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that of in the insulating part is below a determined threshold, a physical property of the insulating part related to said cumulative partial pressures reaches a determined threshold or after a determined time.
De plus, la pièce thermiquement isolante est disposée dans une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante et forme une barrière isolante de la paroi de cuve. Aussi, pendant l'étape d'évacuation, l'on chauffe tout ou partie de la paroi de cuve.  In addition, the thermally insulating part is disposed in a sealed and thermally insulating tank wall and forms an insulating barrier of the tank wall. Also, during the evacuation step, all or part of the tank wall is heated.
Une telle étape d'évacuation permet d'évacuer des gaz défavorables aux propriétés thermiques de la mousse, en particulier le diazote, le dioxygène, le dioxyde de carbone, l'hélium, le dihydrogène, l'argon et autres.  Such an evacuation step makes it possible to evacuate gases which are unfavorable to the thermal properties of the foam, in particular dinitrogen, oxygen, carbon dioxide, helium, dihydrogen, argon and the like.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un procédé de traitement de diffusion forcée d'une pièce thermiquement isolante en mousse synthétique expansée de polyuréthanne thermodurcissable comportant au moins 80 % de cellules fermées, ledit procédé comportant :  According to one embodiment, the invention also provides a method for forced diffusion treatment of a thermally insulating expanded thermosetting polyurethane foam part comprising at least 80% closed cells, said method comprising:
pendant une étape d'évacuation, chauffer la pièce isolante à une température d'évacuation supérieure à la température ambiante et exposer simultanément la pièce isolante à une atmosphère gazeuse présentant des pressions partielles pour le diazote, le dioxygène, le dioxyde de carbone et les gaz possédant un coefficient de diffusion dans la mousse synthétique expansée supérieur ou égal à celui du diazote qui sont inférieures à leur pression partielle dans l'air à pression normale , terminer l'étape d'évacuation lorsqu'un cumul des pressions partielles du diazote, du dioxygène, du dioxyde de carbone et des gaz possédant un coefficient de diffusion dans la mousse synthétique expansée supérieur ou égal à celui du diazote dans la pièce isolante est inférieur à un seuil déterminé ou qu'une propriété physique de la pièce isolante liée audit cumul des pressions partielles atteint un seuil déterminé ou après un temps déterminé. during an evacuation step, heat the insulating part to a temperature higher than the ambient temperature and simultaneously exposing the insulating part to a gaseous atmosphere having partial pressures for the dinitrogen, oxygen, carbon dioxide and gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that of the dinitrogen which are less than their partial pressure in the air at normal pressure, complete the evacuation step when a combination of the partial pressures of the dinitrogen, the oxygen, the carbon dioxide and the gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that of the dinitrogen in the insulating part is below a determined threshold or that a physical property of the insulating part related to said cumulative partial pressures reaches a determined threshold or after a predetermined time.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi une cuve étanche et thermiquement isolante destinée à contenir un gaz combustible liquéfié à basse température, dans laquelle une paroi de la cuve comporte une structure multicouche montée sur une paroi porteuse, la structure multicouche comprenant une membrane d'étanchéité primaire en contact avec le gaz combustible liquéfié contenu dans la cuve, une membrane d'étanchéité secondaire disposée entre la membrane d'étanchéité primaire et la paroi porteuse, une barrière thermiquement isolante primaire disposée entre la membrane d'étanchéité primaire et la membrane d'étanchéité secondaire, et une barrière thermiquement isolante secondaire disposée entre la membrane d'étanchéité secondaire et la paroi porteuse, et dans laquelle une ou chaque barrière thermiquement isolante comporte des pièces thermiquement isolantes en mousse synthétique expansée.  According to one embodiment, the invention also provides a sealed and thermally insulating vessel intended to contain a low temperature liquefied combustible gas, in which a wall of the vessel comprises a multilayer structure mounted on a carrier wall, the multilayer structure comprising a primary sealing membrane in contact with the liquefied fuel gas contained in the tank, a secondary sealing membrane disposed between the primary waterproofing membrane and the supporting wall, a primary heat-insulating barrier disposed between the primary waterproofing membrane and the secondary sealing membrane, and a secondary thermally insulating barrier disposed between the secondary sealing membrane and the supporting wall, and wherein one or each thermally insulating barrier comprises thermally insulating pieces of expanded synthetic foam.
Selon un mode de réalisation, la cuve est équipée d'un dispositif de traitement de diffusion forcée comportant :  According to one embodiment, the tank is equipped with a forced diffusion treatment device comprising:
un dispositif de chauffage apte à chauffer la membrane d'étanchéité primaire et/ou la paroi porteuse et/ou les barrières thermiquement isolantes pour élever la température des pièces thermiquement isolantes, par exemple par circulation de gaz chaud, a heating device adapted to heat the primary sealing membrane and / or the supporting wall and / or the thermally insulating barriers to raise the temperature of the thermally insulating parts, for example by circulating hot gas,
un dispositif de pompage relié à la ou chaque barrière thermiquement isolante comportant les pièces thermiquement isolantes en mousse synthétique expansée et apte à diminuer la pression totale d'une phase gazeuse dans la ou chaque barrière thermiquement isolante en dessous de la pression normale, de préférence en dessous de 10 mbar, et une unité de commande apte à : a pumping device connected to the or each thermally insulating barrier comprising the thermally insulating pieces made of expanded synthetic foam and capable of reducing the total pressure of a gaseous phase in the or each thermally insulating barrier below the normal pressure, preferably in below 10 mbar, and a control unit adapted to:
commander le dispositif de chauffage et le dispositif de pompage pour simultanément chauffer les pièces thermiquement isolantes à une température d'évacuation supérieure à la température ambiante et exposer les pièces thermiquement isolantes à la pression totale inférieure à la pression normale pendant une étape d'évacuation, et controlling the heater and the pumping device to simultaneously heat the thermally insulating pieces to a discharge temperature above room temperature and expose the thermally insulating pieces to the total pressure below the normal pressure during an evacuation step, and
terminer l'étape d'évacuation lorsqu'un cumul des pressions partielles du diazote, du dioxygène, du dioxyde de carbone et des gaz possédant un coefficient de diffusion dans la mousse synthétique expansée supérieur ou égal à celui du diazote dans la pièce isolante est inférieur à un seuil déterminé. terminate the evacuation step when a plurality of partial pressures of the dinitrogen, oxygen, carbon dioxide and gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that of the dinitrogen in the insulating part is less than at a certain threshold.
Brève description des figures  Brief description of the 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.  The invention will be better understood, and other objects, details, characteristics and advantages thereof will appear more clearly in the course of the following description of several particular embodiments of the invention, given solely for illustrative and non-limiting purposes. with reference to the accompanying drawings.
• La figure 1 est un graphique de l'évolution de la conductivité thermique d'une mousse synthétique expansée en fonction du temps d'exposition à l'atmosphère ambiante.  FIG. 1 is a graph of the evolution of the thermal conductivity of an expanded synthetic foam as a function of the time of exposure to the ambient atmosphere.
• La figure 2 est un graphique analogue à la figure 1 montrant l'influence de la température de vieillissement de la mousse synthétique expansée.  FIG. 2 is a graph similar to FIG. 1 showing the influence of the aging temperature of the expanded synthetic foam.
• La figure 3 est une vue schématique en coupe d'une cuve étanche et isolante dans laquelle des procédés selon l'invention peuvent être mis en œuvre.  • Figure 3 is a schematic sectional view of a sealed and insulating tank in which methods according to the invention can be implemented.
· La figure 4 est une vue schématique de côté d'un panneau isolant pouvant être employé dans la cuve de la figure 3.  FIG. 4 is a schematic side view of an insulating panel that can be used in the tank of FIG. 3.
• La figure 5 est une représentation schématique écorchée d'une cuve de navire méthanier et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.  • Figure 5 is a schematic cutaway representation of a vessel tank LNG and a loading / unloading terminal of this vessel.
Description détaillée de modes de réalisation Dans la description et les revendications, on utilisera le terme « pression normale » comme synonyme de pression atmosphérique. Detailed description of embodiments In the description and the claims, the term "normal pressure" will be used as a synonym for atmospheric pressure.
On va maintenant décrire des procédés de traitement d'une pièce isolante en mousse synthétique permettant de prévenir ou de remédier aux phénomènes de vieillissement de la mousse, voire d'améliorer la qualité d'isolation thermique de la pièce isolante.  Processes for treating an insulating part made of synthetic foam to prevent or remedy the phenomena of aging of the foam, or even to improve the quality of thermal insulation of the insulating part, will now be described.
Pour cela, pendant la première étape, dite étape d'évacuation, le procédé de traitement consiste à chauffer la pièce isolante à une température d'évacuation supérieure à la température ambiante et exposer simultanément la pièce isolante à une atmosphère gazeuse présentant des pressions partielles basses pour le diazote et le dioxygène, c'est-à-dire inférieure à leur pression partielle dans l'air à pression atmosphérique.  For this, during the first step, the so-called evacuation step, the treatment process consists in heating the insulating part to a discharge temperature greater than ambient temperature and simultaneously exposing the insulating part to a gaseous atmosphere with low partial pressures. for dinitrogen and oxygen, ie less than their partial pressure in air at atmospheric pressure.
Cette étape permet d'accélérer la diffusion des gaz présents dans la mousse vers le milieu ambiant. La mousse est placée dans des conditions de température élevée afin que les coefficients de diffusion des gaz présents dans la matrice soient augmentés. Par ailleurs, la mousse est placée à pression réduite, du moins pour les principaux gaz constituant l'air, afin d'accélérer la diffusion des gaz présents dans la mousse, du moins du diazote et du dioxygène, vers l'atmosphère gazeuse extérieure.  This step makes it possible to accelerate the diffusion of the gases present in the foam towards the ambient environment. The foam is placed under high temperature conditions so that the diffusion coefficients of the gases present in the matrix are increased. In addition, the foam is placed under reduced pressure, at least for the main gases constituting the air, in order to accelerate the diffusion of the gases present in the foam, at least nitrous oxide and oxygen, to the external gaseous atmosphere.
Ce procédé est applicable à de nombreuses variétés de mousses synthétiques expansées et d'agents d'expansion. De préférence, la mousse synthétique expansée comporte au moins 80% de cellules fermées. Les matériaux de la matrice et les agents d'expansion peuvent être choisis parmi les polymères et agents cités dans l'introduction. A titre d'exemple, la mousse synthétique expansée est notamment une mousse de polyuréthane thermodurcissable comportant au moins 80 % de cellules fermées.  This process is applicable to many varieties of foamed synthetic foams and blowing agents. Preferably, the expanded synthetic foam comprises at least 80% closed cells. Matrix materials and blowing agents may be selected from the polymers and agents mentioned in the introduction. By way of example, the expanded synthetic foam is in particular a thermosetting polyurethane foam comprising at least 80% of closed cells.
La température d'évacuation est choisie de manière à ne pas endommager la mousse synthétique expansée. Pour cela, on choisit de préférence une température d'évacuation inférieure à 100°C.  The discharge temperature is chosen so as not to damage the expanded synthetic foam. For this purpose, a discharge temperature of less than 100 ° C. is preferably chosen.
Une température jusqu'à 100°C peut être acceptable pour certains polymères comme le polypropylène ou le polyéthylène. Pour beaucoup de polymères synthétiques, la température d'évacuation est de préférence inférieure à 80°C. Ce seuil de 80°C est par exemple préféré pour une mousse de polyuréthanne, de PVC, ou de polystyrène, notamment pour éviter la sublimation du polystyrène. Le choix de la température d'évacuation peut aussi tenir compte de la tenue à la chaleur d'autres matériaux qui sont assemblés à la pièce d'isolation, selon les caractéristiques de l'application visée. A temperature up to 100 ° C may be acceptable for certain polymers such as polypropylene or polyethylene. For many synthetic polymers, the discharge temperature is preferably below 80 ° C. This threshold of 80 ° C. is for example preferred for a foam of polyurethane, PVC, or polystyrene, especially to avoid the sublimation of polystyrene. The choice of discharge temperature may also take into account the heat resistance of other materials that are assembled to the insulation part, depending on the characteristics of the intended application.
Toute élévation de température est susceptible d'accroître le coefficient de diffusion des gaz. Par mesure d'efficacité, la température d'évacuation correspond de préférence à une élévation de température substantielle. Selon un mode de réalisation, la température d'évacuation est supérieure à 50°C, voire supérieure à 60°C.  Any rise in temperature is likely to increase the diffusion coefficient of the gases. As a measure of efficiency, the discharge temperature preferably corresponds to a substantial rise in temperature. According to one embodiment, the discharge temperature is greater than 50 ° C, or even greater than 60 ° C.
Le chauffage de la pièce isolante peut être réalisé par divers moyens de chauffage, par exemple par rayonnement, conduction, par exemple mise en contact avec un solide chaud, ou conducto-convection, c'est-à-dire mise en contact avec un fluide chaud.  The heating of the insulating part may be achieved by various heating means, for example by radiation, conduction, for example brought into contact with a hot solid, or conducto-convection, that is to say placed in contact with a fluid hot.
Selon un mode de réalisation, l'atmosphère gazeuse de l'étape d'évacuation présente en outre une pression partielle basse pour un gaz d'expansion utilisé pour la fabrication de la mousse synthétique expansée. Grâce à ces caractéristiques, il est aussi possible de diminuer la concentration du gaz d'expansion lors de l'étape d'évacuation, afin de réduire la conductivité thermique de la mousse expansée.  According to one embodiment, the gaseous atmosphere of the evacuation step also has a low partial pressure for an expansion gas used for the manufacture of the expanded synthetic foam. Thanks to these characteristics, it is also possible to reduce the concentration of the expansion gas during the evacuation step, in order to reduce the thermal conductivity of the expanded foam.
II est avantageux pour la mise en œuvre de cette étape d'évacuation que la mousse isolante soit expansée avec un ou des agents d'expansion présentant un coefficient de diffusion aussi élevé que possible.  It is advantageous for the implementation of this evacuation step that the insulating foam is foamed with one or more expansion agents having a diffusion coefficient as high as possible.
Selon un mode de réalisation, le gaz d'expansion utilisé pour la fabrication de la mousse synthétique expansée est essentiellement constitué de dioxyde de carbone. Par exemple la mousse polyuréthane rigide peut être expansée au CO2. Le coefficient de diffusion du C02 est plus élevé que celui des autres agents d'expansions connus, notamment gaz d'expansion 141b, 245fa, 365, ou pentane. Une mousse expansée au C02 présente en outre le double avantage de ne pas mettre en œuvre de gaz susceptible de contribuer fortement au réchauffement climatique ou au trou dans la couche d'ozone d'une part, et de présenter les coûts de production les plus faibles d'autre part. En effet, la mousse expansée au C02 est expansée par réaction chimique de l'eau. Pour illustration, le tableau 1 donne des ordres de grandeur des coefficients de diffusion mesurés à température ambiante sur diverses mousses polyuréthanes de densité 120 à 135kg/m3. According to one embodiment, the expansion gas used for the manufacture of the expanded synthetic foam consists essentially of carbon dioxide. For example rigid polyurethane foam can be expanded with CO 2 . The coefficient of diffusion of CO 2 is higher than that of other known expansions agents, in particular expansion gases 141b, 245fa, 365, or pentane. In addition, a C0 2 expanded foam has the double advantage of not using gas that is likely to contribute significantly to global warming or the hole in the ozone layer, and to present the highest production costs. weak on the other hand. Indeed, the expanded foam C0 2 is expanded by chemical reaction of the water. For illustration, Table 1 gives orders of magnitude of the diffusion coefficients measured at ambient temperature on various polyurethane foams with a density of 120 to 135 kg / m 3 .
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Tableau 1 : ordre de grandeur des coefficients de diffusion  Table 1: Order of magnitude of diffusion coefficients
Le tableau 2 illustre l'évolution des coefficients de diffusion en fonction de la température, et montre en particulier l'augmentation du coefficient de diffusion avec la température. Table 2 illustrates the evolution of diffusion coefficients as a function of temperature, and shows in particular the increase of the diffusion coefficient with temperature.
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Tableau 2 : Coefficient effectif de diffusion Deff de différents gaz dans une mousse PIR basse densité Table 2: Effective diffusion coefficient D eff of different gases in a low density PIR foam
Plusieurs techniques peuvent être employées pendant l'étape d'évacuation pour créer les gradients de pression partielle qui permettent de faire sortir de la mousse les espèces chimiques souhaitées, notamment dioxygène et diazote et le dioxyde de carbone. Une première technique consiste à soumettre la pièce d'isolation à une pression totale réduite. Selon un mode de réalisation correspondant, l'atmosphère gazeuse de l'étape d'évacuation présente une pression totale inférieure à la pression normale, de préférence inférieure à 10 mbar. Grâce à cette pression réduite, l'ambiance extérieure est dépeuplée des espèces de gaz susceptibles de diffuser massivement dans la mousse. L'établissement et le maintien de cette pression réduite peut être effectué avec une pompe à vide ou autre dispositif d'aspiration. L'aspiration permet de supprimer les gaz sortis de la mousse du milieu ambiant au fur et à mesure de leur sortie. Dans cette technique sous vide, le chauffage de la pièce isolante est avantageusement effectué par conduction directe ou radiation. Several techniques can be employed during the evacuation step to create the partial pressure gradients that allow the desired chemical species to escape from the foam, including oxygen and nitrogen and carbon dioxide. A first technique consists in subjecting the insulating piece to a reduced total pressure. According to a corresponding embodiment, the gaseous atmosphere of the evacuation step has a total pressure lower than the normal pressure, preferably less than 10 mbar. With this reduced pressure, the external environment is depopulated gas species likely to diffuse massively in the foam. The establishment and maintenance of this reduced pressure can be performed with a vacuum pump or other suction device. The suction makes it possible to eliminate the gases released from the foam of the ambient medium as and when they leave. In this vacuum technique, the heating of the insulating part is advantageously carried out by direct conduction or radiation.
Une deuxième technique alternative de la première consiste à immerger la pièce d'isolation dans une atmosphère essentiellement composée d'un ou plusieurs gaz diffusant très mal dans la mousse. Selon un mode de réalisation correspondant, l'atmosphère gazeuse de l'étape d'évacuation est une phase gazeuse de gaz à grosses molécules en convection forcée, c'est-à-dire une phase gazeuse de gaz présentant une masse molaire supérieure ou égale à 70g/mol.  A second alternative technique of the first is to immerse the insulating part in an atmosphere consisting essentially of one or more gas diffusing very badly in the foam. According to a corresponding embodiment, the gaseous atmosphere of the evacuation step is a gaseous phase of gas with large molecules in forced convection, that is to say a gaseous phase of gas having a molar mass greater than or equal to at 70g / mol.
La phase gazeuse de gaz à grosses molécules, dans la mesure où elle présente des teneurs extrêmement faibles en diazote et dioxygène, crée aussi un gradient de pression partielle qui favorise la migration du diazote et du dioxygène vers l'extérieur de la pièce isolante. De plus, le mouvement de convection permet de supprimer les gaz sortis de la mousse du milieu ambiant au fur et à mesure de leur sortie.  The gaseous phase of large molecule gases, inasmuch as it has extremely low levels of nitrogen and oxygen, also creates a partial pressure gradient which favors the migration of dinitrogen and oxygen to the outside of the insulating part. In addition, the convection movement makes it possible to eliminate the gases exiting the foam from the ambient environment as they emerge.
Un tel balayage avec un gaz dont le coefficient de diffusion dans la mousse est très faible peut être mis en œuvre avec des gaz à très grosse molécule, par exemple cyclopentane (C5Hi0), gaz CF4,gaz R-23, gaz R-508 B, gaz R-134 (CH2FCF3), gaz 141 b, gaz 245fa, gaz 365 ou tout autre gaz de masse molaire supérieure ou égale à 70g/mol. Such a sweep with a gas whose diffusion coefficient in the foam is very low can be implemented with very large molecule gases, for example cyclopentane (C 5 H 0 ), gas CF 4 , gas R-23, gas R-508 B, R-134 gas (CH 2 FCF 3 ), gas 141 b, gas 245fa, gas 365 or any other gas with a molar mass greater than or equal to 70 g / mol.
Le tableau ci-dessous représente la masse molaire de plusieurs gaz, les gaz ci-dessous présentant une masse molaire supérieure ou égale à 70 g/mol étant susceptibles d'être utilisés comme atmosphère gazeuse dans laquelle est immergée la pièce d'isolation pendant l'étape d'évacuation. Gaz considéré Masse molaire (g/mol) The table below represents the molar mass of several gases, the gases below having a molar mass greater than or equal to 70 g / mol being able to be used as gaseous atmosphere in which the insulation part is immersed during the evacuation step. Gas considered Molar mass (g / mol)
N2 28 N 2 28
o2 32 o 2 32
co2 44 cyclopentane (C5H10) 70 co 2 44 cyclopentane (C 5 H 10) 70
CF4 88 CF 4 88
R-23 70  R-23 70
R-508 B 95  R-508 B 95
R-134 (CH2FCF3) 102 R-134 (CH 2 FCF 3 ) 102
141b 104 141b 104
245 134245 134
365 148 365,148
On observe en effet que plus la masse molaire d'un gaz est petite plus le phénomène de diffusion au travers de la mousse est rapide.  Indeed, it is observed that the smaller the molar mass of a gas, the faster the phenomenon of diffusion through the foam.
On termine l'étape d'évacuation après que les pressions partielles de certains des gaz initialement présents dans les cellules ont atteint une valeur cible. Les gaz les plus importants et les plus pénalisants pour la conductivité de la mousse sont le diazote et le dioxygène, ainsi que le C02 éventuellement, par exemple s'il a été employé comme agent d'expansion. Il est donc approprié de terminer l'étape d'évacuation lorsqu'un cumul des pressions partielles d'au moins le diazote et le dioxygène dans la pièce isolante est inférieur à un seuil déterminé. The evacuation step is terminated after the partial pressures of some of the gases initially present in the cells have reached a target value. The most important and disadvantageous gases for the conductivity of the foam are nitrogen and oxygen, as well as C0 2 possibly, for example if it has been used as an expansion agent. It is therefore appropriate to complete the evacuation step when a plurality of partial pressures of at least the dinitrogen and the oxygen in the insulating part is less than a determined threshold.
Selon un mode de réalisation, le seuil déterminé est inférieur ou égal à 30 mbar pour le cumul des pressions partielles du diazote, du dioxygène, du dioxyde de carbone et des gaz possédant un coefficient de diffusion dans la mousse synthétique expansée supérieur ou égal à celui du diazote. Ce seuil correspond approximativement à une mousse contenant 3% d'air.  According to one embodiment, the determined threshold is less than or equal to 30 mbar for the accumulation of partial pressures of dinitrogen, oxygen, carbon dioxide and gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that dinitrogen. This threshold corresponds approximately to a foam containing 3% of air.
La détection d'une telle condition peut être effectuée par mesure expérimentale directe ou indirecte et/ou par le calcul, notamment par modélisation numérique. Selon un mode de réalisation correspondant à une mesure directe, on mesure le dosage du diazote et du dioxygène dans la pièce isolante au cours de l'étape d'évacuation et on arrête l'étape d'évacuation lorsque les concentrations du diazote et du dioxygène mesurées dans la pièce isolante franchissent les seuils souhaités. The detection of such a condition can be carried out by direct or indirect experimental measurement and / or by calculation, in particular by numerical modeling. According to an embodiment corresponding to a direct measurement, the measurement of the nitrogen and oxygen in the insulating part during the evacuation step is measured and the evacuation step is stopped when the concentrations of the nitrogen and oxygen measured in the insulating room exceed the desired thresholds.
Selon un mode de réalisation correspondant à une mesure indirecte, on mesure une ou plusieurs propriétés physiques liées à la concentration du diazote et du dioxygène dans la pièce isolante, telle que la conductivité thermique de la mousse, et on arrête l'étape d'évacuation lorsque la propriété mesurée atteint une valeur dont on a déterminé par ailleurs, expérimentalement ou par modélisation, qu'elle correspond à la concentration souhaitée.  According to an embodiment corresponding to an indirect measurement, one or more physical properties related to the concentration of the dinitrogen and oxygen in the insulating part, such as the thermal conductivity of the foam, are measured and the evacuation step is stopped. when the measured property reaches a value which has been determined elsewhere, experimentally or by modeling, that it corresponds to the desired concentration.
Selon un mode de réalisation, on arrête l'étape d'évacuation après un temps déterminé, qui a été déterminé par le calcul, notamment par modélisation numérique, en prenant en compte les conditions thermodynamiques du traitement et les propriétés physiques de la mousse et des espèces chimiques présentes.  According to one embodiment, the evacuation step is stopped after a determined time, which has been determined by the calculation, in particular by numerical modeling, taking into account the thermodynamic conditions of the treatment and the physical properties of the foam and chemical species present.
Ce procédé de traitement de diffusion forcée peut être appliqué à toute sorte de pièce isolante en mousse expansée. Ce procédé de traitement de diffusion forcée peut être mis en œuvre, soit dans un poste de traitement dédié, par exemple dans une usine de fabrication des pièces isolantes, soit directement dans l'environnement d'exploitation de la pièce isolante.  This forced diffusion treatment method can be applied to any kind of expanded foam insulating part. This forced diffusion treatment method can be implemented either in a dedicated processing station, for example in an insulating parts manufacturing plant, or directly in the operating environment of the insulating part.
Selon un mode de réalisation, la pièce isolante comporte des reliefs ou des trous de petite dimension augmentant la surface d'échange de la pièce isolante avec l'atmosphère gazeuse. Grâce à ces caractéristiques, la pièce de mousse présente un ratio Volume/Surface d'échange important de manière à favoriser les phénomènes de diffusion durant l'étape d'évacuation. Pour cela, la pièce de mousse présente par exemple des saignées d'épaisseur de l'ordre d'un millimètre ou des perçages de faible diamètre, par exemple environ 2mm, judicieusement répartis afin de faciliter la diffusion des gaz sans risquer la création de zones de convection gazeuse. Ces reliefs ou trous peuvent notamment être agencés dans la largeur ou la longueur d'un panneau parallélépipédique.  According to one embodiment, the insulating part comprises reliefs or holes of small size increasing the exchange surface of the insulating part with the gaseous atmosphere. Thanks to these characteristics, the piece of foam has a ratio volume / area of exchange important so as to promote the diffusion phenomena during the evacuation step. For this purpose, the piece of foam has, for example, grooves of thickness of the order of one millimeter or holes of small diameter, for example about 2 mm, judiciously distributed in order to facilitate the diffusion of the gases without risking the creation of zones. gas convection. These reliefs or holes may in particular be arranged in the width or length of a parallelepiped panel.
Selon un mode de réalisation, la pièce isolante est disposée dans une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante et forme une barrière isolante de la paroi de cuve. La pièce isolante en mousse expansée peut notamment faire partie constituante d'un panneau isolant préfabriqué installé dans l'épaisseur de la paroi de la cuve, par exemple dans un navire méthanier. A titre illustratif, on notera que des exemples de tels panneaux préfabriqués sont décrits dans la publication FR-A- 2781557. According to one embodiment, the insulating part is disposed in a sealed and thermally insulating tank wall and forms an insulating barrier of the tank wall. The insulating foam foam part may in particular be part of a prefabricated insulation panel installed in the thickness of the wall of the tank, for example in a LNG tanker. As an illustration, it will be noted that examples of such prefabricated panels are described in the publication FR-A-2781557.
Selon un mode de réalisation correspondant, l'étape d'évacuation comporte l'étape de chauffer tout ou partie de la paroi de cuve. Dans le cas d'une cuve destinée à contenir un produit froid, par exemple une cuve de gaz liquéfié, ce chauffage de la paroi de cuve doit être mis en œuvre pendant que la cuve est vide. Un tel chauffage peut être obtenu par de nombreux moyens, par exemple par chauffage radiatif, chauffage conductif ou par chauffage conducto-convectif. Selon un mode de réalisation, on expose une surface intérieure et/ou une surface extérieure de la paroi de cuve à une atmosphère gazeuse chaude.  According to a corresponding embodiment, the evacuation step comprises the step of heating all or part of the tank wall. In the case of a tank intended to contain a cold product, for example a tank of liquefied gas, this heating of the tank wall must be implemented while the tank is empty. Such heating can be achieved by many means, for example by radiative heating, conductive heating or conducto-convective heating. According to one embodiment, an inner surface and / or an outer surface of the vessel wall is exposed to a hot gaseous atmosphere.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé comporte en outre une ou plusieurs actions inhibitives de diffusion appliquées à la pièce isolante pendant une étape d'exploitation postérieure a l'étape d'évacuation, ladite ou chaque action inhibitive étant efficace pour freiner une diffusion gazeuse vers l'intérieur de la pièce de matière expansée. Grâce à ces caractéristiques, après l'étape d'évacuation, on empêche ou on ralentit l'entrée ou la rentrée des gaz ambiants dans la mousse pendant son exploitation ultérieure.  According to a preferred embodiment, the method further comprises one or more diffusion inhibitory actions applied to the insulating part during an operation step subsequent to the evacuation step, the said or each inhibiting action being effective for curbing a diffusion. gas into the interior of the piece of expanded material. Thanks to these characteristics, after the evacuation step, it prevents or slows the entry or the entry of ambient gases into the foam during its subsequent operation.
De préférence, la ou les actions inhibitives de diffusion sont des actions sensiblement continues dans le temps, de manière à empêcher ou ralentir durablement la pénétration d'air ou d'autres gaz ambiants par diffusion dans la mousse synthétique. Pour cela, différentes actions inhibitives peuvent être utilisées de manière alternative ou de manière combinée. Plusieurs actions inhibitives peuvent être utilisées de manière combinée en étant utilisées de manière simultanée dans le temps ou en étant utilisées de manière successive dans le temps au cours de périodes successives de l'étape d'exploitation de la pièce isolante.  Preferably, the diffusion inhibiting action (s) are actions that are substantially continuous in time, so as to prevent or slow down durably the penetration of air or other ambient gases by diffusion in the synthetic foam. For this, different inhibitory actions can be used alternatively or in combination. Several inhibitory actions can be used in combination by being used simultaneously in time or being used successively in time during successive periods of the step of operating the insulating part.
Trois modes de réalisation des actions inhibitives sont présentés ci- dessous à titre illustratif.  Three embodiments of the inhibitory actions are presented below for illustrative purposes.
Selon un premier mode de réalisation, l'action inhibitive consiste à exposer la pièce isolante à une atmosphère gazeuse dont la pression totale est maintenue inférieure à la pression normale, de préférence inférieure à 10 mbar. Grâce à ces caractéristiques, la mousse est maintenue dans un espace à pression réduite. Les gaz d'ambiance ayant alors des pressions partielles très faibles, leur infime diffusion n'impacte plus la conductivité de la mousse. According to a first embodiment, the inhibitive action consists in exposing the insulating part to a gaseous atmosphere whose total pressure is kept below the normal pressure, preferably below 10 mbar. Thanks to these characteristics, the foam is maintained in a reduced pressure space. The ambient gas then having very low partial pressures, their tiny diffusion no longer affects the conductivity of the foam.
Selon un deuxième mode de réalisation, l'action inhibitive consiste à maintenir la pièce isolante à une température inférieure à 0°C, de préférence inférieure à -20°C. Grâce à ces caractéristiques, la mousse est maintenue dans des conditions de températures réduites auxquelles les coefficients de diffusion des gaz d'ambiance dans la matrice sont beaucoup plus faibles qu'ils ne le sont lors de l'étape d'évacuation. Le phénomène de diffusion étant de ce fait extrêmement lent, la migration du gaz d'ambiance vers les cellules peut être fortement ralentie jusqu'à des cinétiques dont l'effet est négligeable sur la durée d'utilisation de l'isolation.  According to a second embodiment, the inhibiting action consists in keeping the insulating part at a temperature below 0 ° C., preferably below -20 ° C. Thanks to these characteristics, the foam is maintained under reduced temperature conditions at which the diffusion coefficients of the ambient gases in the matrix are much lower than they are during the evacuation step. As the diffusion phenomenon is therefore extremely slow, the migration of the ambient gas to the cells can be slowed down considerably to kinetics whose effect is negligible over the duration of use of the insulation.
La figure 2 illustre l'effet des basses températures sur l'évolution de la conductivité thermique dans le temps. La conductivité thermique, exprimée sur l'axe des ordonnées en W/mK, est tracée en fonction du temps de vieillissement, exprimée sur l'axe des abscisses en jours. L'exemple concerne une mousse de PU à 40 kg/m3 de densité. Sur les courbes 3 et 4, la conductivité thermique est mesurée à une température positive de +20°C. Sur les courbes 5 et 6, la conductivité thermique est mesurée à une température négative de -120°C, ce qui produit des valeurs bien plus basses. Figure 2 illustrates the effect of low temperatures on the evolution of thermal conductivity over time. The thermal conductivity, expressed on the ordinate axis in W / mK, is plotted as a function of the aging time, expressed on the abscissa axis in days. The example relates to a PU foam at 40 kg / m 3 density. On curves 3 and 4, the thermal conductivity is measured at a positive temperature of + 20 ° C. In curves 5 and 6, the thermal conductivity is measured at a negative temperature of -120 ° C, which produces much lower values.
Sur les courbes 3 et 5, le vieillissement de la mousse a eu lieu à une température positive de +20°C. Sur les courbes 4 et 6, le vieillissement de la mousse a eu lieu à une température négative de -20°C. Ainsi, l'effet du froid comme ralentisseur de la diffusion gazeuse est très sensible sur une durée d'au moins 60 jours. Le vieillissement d'une mousse à forte densité produit des observations analogues en partant d'une conductivité thermique initiale plus élevée allant de 0.024 W/mK pour une mousse dont les gaz d'expansion sont des HFC et 141 b, à 0.027 W/mK pour une mousse expansée avec du C02. On the curves 3 and 5, the aging of the foam took place at a positive temperature of + 20 ° C. On curves 4 and 6, the aging of the foam took place at a negative temperature of -20 ° C. Thus, the effect of cold as a retarder of gaseous diffusion is very sensitive over a period of at least 60 days. The aging of a high-density foam produces similar observations starting from a higher initial thermal conductivity ranging from 0.024 W / mK for a foam whose expansion gases are HFCs and 141 b, to 0.027 W / mK for an expanded foam with C0 2 .
Selon un troisième mode de réalisation, l'action inhibitive consiste à exposer la pièce isolante à une atmosphère gazeuse essentiellement constituée d'une espèce chimique à grosses molécules faiblement diffusive. Grâce à ces caractéristiques, la mousse est maintenue dans un environnement de gaz non diffusif.  According to a third embodiment, the inhibitive action consists in exposing the insulating part to a gaseous atmosphere consisting essentially of a chemical species with large molecules that is weakly diffusive. Thanks to these characteristics, the foam is maintained in a non-diffusive gas environment.
On choisit de préférence des gaz qui présentent les propriétés suivantes : un coefficient de diffusion dans la matrice de la mousse très faible, une conductivité thermique faible, et des densités et viscosités limitant fortement la convection thermique. Des gaz qui peuvent être employés pour cela sont notamment le CF4; le gaz R-23, le gaz R-508 B, le gaz R-134 (CH2FCF3), le gaz 141b, le gaz 245fa, le gaz 365 ou tout autre gaz de masse molaire supérieure ou égale à 70 g/mol. Le choix parmi les gaz précités pourra notamment être effectué en fonction des conditions de température et de pression dans l'environnement d'exploitation. Il convient en effet que le gaz choisi soit en phase vapeur dans les conditions de température et de pression de l'environnement d'exploitation. Aussi, pour maintenir ces corps en phase vapeur, il peut être nécessaire de maintenir simultanément une pression relativement basse dans l'environnement d'exploitation de la pièce isolante, par exemple dans la barrière isolante primaire ou secondaire d'une paroi de cuve de gaz naturel liquéfié. A titre illustratif, des gaz particulièrement appropriés pour un environnement d'exploitation dans une barrière isolante primaire ou secondaire d'une paroi de cuve de gaz naturel liquéfié sont notamment les gaz HFC R-508-B et HFC R-23 à une température d'environ -100°C à -120 et le CF4 à une température plus basse. Gases which have the following properties are preferably chosen: a diffusion coefficient in the matrix of the very low foam, a conductivity low thermal, and densities and viscosities greatly limiting thermal convection. Gases that can be used for this purpose include CF 4; the gas R-23, the gas R-508 B, the gas R-134 (CH 2 FCF 3 ), the gas 141b, the gas 245fa, the gas 365 or any other gas with a molar mass greater than or equal to 70 g / mol. The choice among the aforementioned gases may in particular be made according to the temperature and pressure conditions in the operating environment. It is appropriate that the gas chosen is in the vapor phase under the conditions of temperature and pressure of the operating environment. Also, to maintain these bodies in the vapor phase, it may be necessary to simultaneously maintain a relatively low pressure in the operating environment of the insulating part, for example in the primary or secondary insulating barrier of a gas tank wall. liquefied natural. As an illustration, gases that are particularly suitable for an operating environment in a primary or secondary insulating barrier of a tank wall of liquefied natural gas are, in particular, HFC R-508-B and HFC R-23 gases at a temperature of about -100 ° C to -120 and the CF 4 at a lower temperature.
A titre illustratif, la pression de vapeur saturante du gaz HFC R23 est de 60 mbar à -120°C. La pression de vapeur saturante du gaz CF4 à -160°C est 30 mbar et 1.15 bar à -120°C.  By way of illustration, the saturating vapor pressure of the HFC gas R23 is 60 mbar at -120 ° C. The saturated vapor pressure of the CF4 gas at -160 ° C is 30 mbar and 1.15 bar at -120 ° C.
On va maintenant décrire des modes de réalisation du procédé appliqués à des blocs de mousse expansée utilisables dans la fabrication d'une barrière d'isolation thermique agencée dans l'épaisseur d'une paroi de cuve de gaz liquéfié.  Embodiments of the method applied to expanded foam blocks for use in the manufacture of a thermal insulation barrier arranged in the thickness of a liquefied gas tank wall will now be described.
Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 3, une cuve étanche et thermiquement isolante 10 destinée à contenir un gaz combustible liquéfié à basse température présente une forme prismatique et est intégrée dans une structure porteuse constituée par la double coque d'un navire. La paroi externe et la paroi interne de la double coque formant la structure porteuse sont désignées par les chiffres 1 1 et 12 sur la figure 3. Un espace de ballast 13 est défini entre les deux parois 11 et 12.  According to an embodiment shown in FIG. 3, a sealed and thermally insulating tank 10 intended to contain a low temperature liquefied combustible gas has a prismatic shape and is integrated into a carrying structure constituted by the double hull of a ship. The outer wall and the inner wall of the double shell forming the supporting structure are designated by the numbers 1 1 and 12 in Figure 3. A ballast space 13 is defined between the two walls 11 and 12.
Comme montré schématiquement sur la figure 3, une paroi de la cuve comporte une structure multicouche montée sur la paroi porteuse 12. La structure multicouche comprend une membrane d'étanchéité primaire 15 en contact avec le gaz combustible liquéfié contenu dans la cuve, une membrane d'étanchéité secondaire 16 disposée entre la membrane d'étanchéité primaire 15 et la paroi porteuse 12, une barrière thermiquement isolante primaire 17 disposée entre la membrane d'étanchéité primaire 15 et la membrane d'étanchéité secondaire 16, et une barrière thermiquement isolante secondaire 18 disposée entre la membrane d'étanchéité secondaire 16 et la paroi porteuse 12. As shown schematically in FIG. 3, a wall of the tank comprises a multilayer structure mounted on the carrier wall 12. The multilayer structure comprises a primary sealing membrane 15 in contact with the liquefied fuel gas contained in the tank, a membrane of sealing secondary member 16 disposed between the primary sealing membrane 15 and the supporting wall 12, a primary heat-insulating barrier 17 disposed between the primary sealing membrane 15 and the secondary sealing membrane 16, and a secondary heat-insulating barrier 18 disposed between the secondary sealing membrane 16 and the supporting wall 12.
Il existe de nombreux matériaux employables dans les barrières thermiquement isolantes. Dans le mode de réalisation considéré, une ou chacune des barrières thermiquement isolantes17 et 18 comporte des pièces thermiquement isolantes en mousse synthétique expansée.  There are many materials that can be used in thermally insulating barriers. In the present embodiment, one or each of the thermally insulating barriers 17 and 18 comprises thermally insulating pieces of expanded synthetic foam.
Dans un mode de réalisation, la mousse constituante des blocs isolants est traitée une fois installée à bord mais dans une phase précédant la mise en froid des cuves du navire. Pour cela, les blocs de mousse sont chauffés à une température d'évacuation à laquelle la mousse et les éventuels composants associés à la mousse, par exemple des matériaux couramment utilisés tels que le contreplaqué, la laine de verre et le triplex, ne sont pas endommagés par la chaleur. Selon un mode de réalisation préféré, cette température varie de 60 à 80°C environ. Ainsi, les coefficients de diffusion des gaz présents dans la mousse sont augmentés afin de réduire la durée du traitement de diffusion forcée.  In one embodiment, the constituent foam of the insulating blocks is treated once installed on board but in a phase preceding the cold setting of the vessels of the vessel. For this, the foam blocks are heated to an exhaust temperature at which the foam and any components associated with the foam, for example commonly used materials such as plywood, glass wool and triplex, are not damaged by heat. According to a preferred embodiment, this temperature varies from 60 to 80 ° C. Thus, the diffusion coefficients of the gases present in the foam are increased in order to reduce the duration of the forced diffusion treatment.
Pour cela, il est possible de réchauffer l'espace intérieur 20 de la cuve et éventuellement les espaces de ballast 13 à la température souhaitée à l'aide d'une installation soufflante 21 , soufflant par exemple de l'air chaud ou des gaz d'échappement récupérés depuis une installation de propulsion du navire. D'autres moyens de chauffage peuvent aussi être employés. La figure 3 montre schématiquement un tuyau de soufflage 22 débouchant dans l'espace intérieur 20 et un tuyau de soufflage 23 débouchant dans l'espace de ballast 13 dans ce but.  For this, it is possible to heat the inner space 20 of the tank and possibly the ballast spaces 13 to the desired temperature by means of a blower 21, blowing for example hot air or hot gases. exhaust recovered from a ship propulsion plant. Other heating means may also be employed. Figure 3 shows schematically a blowing pipe 22 opening into the inner space 20 and a blowing pipe 23 opening into the ballast space 13 for this purpose.
Les ou l'un des espaces d'isolation 17 et 18 ainsi réchauffés sont aussi placés à pression réduite, par exemple entre 0.1 mbar et 10 mbar, afin d'augmenter le gradient de pression moteur de la diffusion des gaz présents dans la mousse, c'est-à-dire d'assurer que le milieu ambiant de la mousse présente des pressions partielles suffisamment faibles pour les gaz sortant de la mousse pour sensiblement vider les cellules du gaz que ces dernières contiennent. Pour cela, il est possible d'employer une pompe à vide 25 agencée pour extraire la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante primaire 17 et/ou de la barrière thermiquement isolante secondaire 18. La figure 3 montre schématiquement un tuyau d'aspiration 26 débouchant dans l'espace primaire et un tuyau de d'aspiration 27 débouchant dans l'espace secondaire dans ce but. The or one of the insulation spaces 17 and 18 thus heated are also placed at reduced pressure, for example between 0.1 mbar and 10 mbar, in order to increase the motor pressure gradient of the diffusion of the gases present in the foam, that is to say, to ensure that the ambient environment of the foam has sufficiently low partial pressures for the gases leaving the foam to substantially empty the gas cells that they contain. For this, it is possible to use a vacuum pump 25 arranged to extract the gaseous phase of the primary thermally insulating barrier 17 and / or the heat barrier. secondary insulation 18. Figure 3 shows schematically a suction pipe 26 opening into the primary space and a suction pipe 27 opening into the secondary space for this purpose.
La diffusion des gaz est forcée par la température et le gradient de concentration jusqu'à l'obtention d'un niveau satisfaisant. Cette étape d'évacuation peut être pilotée automatiquement par une unité de commande électronique 30 contrôlant la pompe à vide 25 et l'installation soufflante 21 en exploitant divers paramètres de rétroaction 31 , par exemple des mesures physiques prises dans la cuve par des capteur de pression, de température, d'analyse de gaz ou autres.  The diffusion of the gases is forced by the temperature and the concentration gradient until a satisfactory level is obtained. This evacuation step can be controlled automatically by an electronic control unit 30 controlling the vacuum pump 25 and the blower 21 using various feedback parameters 31, for example physical measurements taken in the tank by pressure sensors. , temperature, gas analysis or other.
Cette étape d'évacuation est de préférence suivie d'actions inhibitives de diffusion permettant de maintenir les cellules de la mousse sensiblement exemptes de gaz pénalisant la conductivité thermique.  This evacuation step is preferably followed by inhibitory diffusion actions to maintain the cells of the foam substantially free of gas penalizing the thermal conductivity.
Une possibilité d'action est de maintenir le gaz des espaces d'isolation à une pression réduite durant toute l'opération du navire afin de réduire les pressions partielles des espèces susceptibles de migrer dans la mousse.  One possibility of action is to maintain the gas isolation spaces at a reduced pressure throughout the operation of the vessel to reduce the partial pressures of species likely to migrate into the foam.
Une possibilité d'action est de mettre en froid la cuve de telle manière que la mousse d'isolation soit placée dans des conditions de température réduite. La réduction de ces températures permet de très fortement baisser les coefficients de diffusion des gaz d'ambiance dans la mousse, même si les espaces d'isolation 17 et 18 sont replacés à pression atmosphérique. Chaque espace d'isolation peut ainsi être balayé avec de l'azote vapeur sans risquer de dégrader les propriétés de conductivité thermique de la mousse tant que les cuves du navire sont en froid.  One possibility of action is to cool the vessel in such a way that the insulation foam is placed under reduced temperature conditions. The reduction of these temperatures makes it possible to greatly reduce the diffusion coefficients of the ambient gases in the foam, even if the isolation spaces 17 and 18 are replaced at atmospheric pressure. Each isolation space can thus be swept with steam nitrogen without risking to degrade the thermal conductivity properties of the foam as the vessels of the vessel are cold.
Une possibilité d'action lorsque le navire retourne en conditions de température quasi-ambiantes, c'est-à-dire lorsque les cuves sont vidées, est d'effectuer un nouveau tirage au vide avec la pompe à vide 25, sans nécessairement chauffer simultanément la paroi de cuve. Ceci permet d'empêcher la diffusion du gaz d'ambiance dans la mousse et d'éventuellement vider les couches périphériques de la mousse du gaz de balayage qui aurait pu diffuser en quantité réduite.  A possibility of action when the ship returns to near-ambient temperature conditions, that is to say when the tanks are emptied, is to perform a new vacuum draw with the vacuum pump 25, without necessarily heating simultaneously. the tank wall. This makes it possible to prevent the diffusion of the ambient gas into the foam and possibly to empty the peripheral layers of the foam of the flushing gas which could have diffused in reduced quantity.
Une autre possibilité d'action est de remplir l'espace d'isolation avec un gaz présentant un coefficient de diffusion dans la matrice de la mousse aussi faible que possible. Afin d'améliorer l'effet des actions inhibitives précitées, on peut aussi appliquer un parement étanche au gaz ou ayant un faible coefficient de diffusion des gaz sur les surfaces extérieures de la mousse exposées aux gaz d'ambiance. La mise en place d'un tel parement est effectuée avant l'installation de blocs de mousse dans la paroi de cuve, par exemple dans un atelier de fabrication où le traitement de diffusion forcée des blocs de mousse a été préalablement exécuté. Le parement peut alors rester en place pour toute la durée d'exploitation de la pièce isolante. Another possible action is to fill the isolation space with a gas having a diffusion coefficient in the matrix of the foam as low as possible. In order to improve the effect of the aforementioned inhibitive actions, it is also possible to apply a gastight or low gas diffusion coating on the outer surfaces of the foam exposed to the ambient gases. The establishment of such a facing is performed before the installation of foam blocks in the vessel wall, for example in a manufacturing facility where the forced diffusion treatment of the foam blocks has been previously performed. The cladding can then remain in place for the entire operating life of the insulating part.
Selon un mode de réalisation, illustré notamment sur la figure 4, la pièce isolante est un bloc de mousse parallélépipédique aplati 40 dont la surface présente deux grandes faces 43, 44 parallèles à des directions de longueur et de largeur du bloc et mutuellement espacées dans une direction d'épaisseur du bloc, et des faces périphériques 41 , 42 plus petites que les grandes faces et s'étendant selon la direction d'épaisseur du bloc entre les deux grandes faces. Le revêtement étanche 45 présente ici la forme d'une bande disposée longitudinalement sur les faces périphériques 41 , 42 du bloc tout autour du bloc et présentant une largeur inférieure à l'épaisseur du bloc.  According to one embodiment, illustrated in particular in Figure 4, the insulating part is a flattened parallelepipedal foam block 40 whose surface has two large faces 43, 44 parallel to the length and width directions of the block and mutually spaced in a thickness direction of the block, and peripheral faces 41, 42 smaller than the large faces and extending in the thickness direction of the block between the two large faces. The impervious coating 45 here has the shape of a band disposed longitudinally on the peripheral faces 41, 42 of the block all around the block and having a width less than the thickness of the block.
Selon le mode de réalisation de la figure 4, ce revêtement étanche est disposé uniquement sur les surfaces du bloc de mousse 40 qui sont exposées à une température supérieure à -20°C en service, c'est-à-dire les portions proches de la double coque 11 , 12. Par exemple, la largeur de la bande 45 est comprise entre 3 et 6 cm, et idéalement de 4,5 cm pour une barrière d'isolation secondaire en mousse PU à haute densité.  According to the embodiment of FIG. 4, this impervious coating is disposed only on the surfaces of the foam block 40 which are exposed to a temperature greater than -20 ° C. in use, that is to say portions close to the double shell 11, 12. For example, the width of the strip 45 is between 3 and 6 cm, and ideally 4.5 cm for a secondary insulation barrier of high density PU foam.
Le revêtement étanche au gaz peut être réalisé de plusieurs manières. Par exemple le revêtement étanche au gaz comporte une couche de résine polymère et/ou de peinture disposée sur la surface extérieure de la pièce isolante et/ou une feuille métallique, par exemple épaisse d'au moins quelques microns, collée sur la surface extérieure de la pièce isolante. Une telle feuille métallique peut être réalisée en aluminium ou autres métaux.  The gas-tight coating can be made in a number of ways. For example, the gas-tight coating comprises a layer of polymer resin and / or paint disposed on the outer surface of the insulating part and / or a metal sheet, for example at least a few microns thick, bonded to the outer surface of the insulating part. the insulating part. Such a metal sheet may be made of aluminum or other metals.
Dans le mode de réalisation de la figure 4, le bloc de mousse 40 est employé au sein d'un panneau isolant préfabriqué 50 dont la structure est connue par ailleurs, et qui va être maintenant rappelée. Le panneau 50 a sensiblement la forme d'un parallélépipède rectangle; il est constitué d'une première plaque 51 de contre-plaqué ou d'un matériau composite de 9 mm d'épaisseur surmontée du bloc de mousse 40, lui-même surmontée d'une couche de matériau composite étanche 52 destinée à former la membrane secondaire 16. Sur la couche étanche 52 est disposé un deuxième bloc de mousse 53 qui porte lui-même une deuxième plaque de contre-plaqué 54 de 12 mm d'épaisseur. Le sous-ensemble 53, 54 est destiné à constituer un élément de la barrière d'isolation primaire 17. Il a, vu en plan, une forme rectangulaire dont les côtés sont parallèles à ceux du sous-ensemble 1 , 40, 52. Les deux sous-ensembles ont, vus en plan, la forme de deux rectangles ayant le même centre. Un rebord périphérique 57, de largeur constante, existe tout autour du sous-ensemble 53, 54 et est constitué par la bordure du sous- ensemble 1 , 40, 52. La couche étanche 52 est par exemple réalisée dans un composite multicouche composé d'une ou plusieurs feuilles métalliques et d'un ou plusieurs matelas de fibre de verre imprégnés de résine polymère. In the embodiment of Figure 4, the foam block 40 is used in a prefabricated insulation panel 50 whose structure is otherwise known, and which will now be recalled. The panel 50 has substantially the shape of a rectangular parallelepiped; it consists of a first plate 51 of plywood or a composite material 9 mm thick surmounted by the foam block 40, itself surmounted by a layer of tight composite material 52 intended to form the membrane secondary 16. On the impervious layer 52 is disposed a second block of foam 53 which itself bears a second plywood plate 54 of 12 mm thick. The subassembly 53, 54 is intended to constitute an element of the primary insulation barrier 17. It has, in plan, a rectangular shape whose sides are parallel to those of the subassembly 1, 40, 52. The two subsets have, seen in plan, the form of two rectangles having the same center. A peripheral rim 57, of constant width, exists all around the subassembly 53, 54 and is constituted by the edge of the subassembly 1, 40, 52. The impervious layer 52 is for example made in a multilayer composite composed of one or more metal foils and one or more fiberglass mats impregnated with polymeric resin.
La technique décrite ci-dessus pour empêcher le vieillissement des pièces d'isolation peut être utilisée dans différents types de réservoirs, par exemple dans un réservoir de GNL dans une installation terrestre ou dans un ouvrage flottant comme un navire méthanier ou autre.  The technique described above to prevent aging of the insulating parts can be used in different types of tanks, for example in an LNG tank in a land installation or in a floating structure such as a LNG tank or other.
Une cuve équipée d'un dispositif de traitement de diffusion forcée telle qu'illustrée sur la figure 3 peut aussi être réalisée sous la forme d'une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL, ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres.  A tank equipped with a forced diffusion treatment device as illustrated in FIG. 3 can also be made in the form of a terrestrial storage facility, for example for storing LNG, or to be installed in a floating structure, coastal or deep-sea, including a LNG tank, a floating storage and regasification unit (FSRU), a floating production and remote storage unit (FPSO) and others.
Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d'un produit liquide froid comporte une double coque et une cuve précitée disposée dans la double coque.  According to one embodiment, a vessel for the transport of a cold liquid product comprises a double hull and a aforementioned tank disposed in the double hull.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d'un tel navire, dans lequel on achemine un produit liquide froid à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire. Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour 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. According to one embodiment, the invention also provides a method of loading or unloading such a vessel, in which a cold liquid product is conveyed through isolated pipes from or to a floating or land storage facility to or from the vessel vessel. According to one embodiment, the invention also provides a transfer system for a cold liquid product, the system comprising the abovementioned vessel, insulated pipes arranged to connect the vessel installed in the hull of the vessel to a floating storage facility. or terrestrial and a pump for driving a flow of cold liquid product through the insulated pipelines from or to the floating or land storage facility to or from the vessel vessel.
En référence à la figure 5, une vue écorchée d'un navire méthanier 70 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une barrière 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.  Referring to Figure 5, a cutaway view of a LNG tank 70 shows a sealed and insulated tank 71 of generally prismatic shape mounted in the double hull 72 of the ship. The wall of the tank 71 comprises a primary sealed barrier intended to be in contact with the LNG contained in the tank, a secondary sealed barrier arranged between the primary waterproof barrier and the double hull 72 of the ship, and two insulating barriers arranged respectively between the primary watertight barrier and the secondary watertight barrier and between the secondary watertight barrier and the double hull 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.  In a manner known per se, loading / unloading lines 73 arranged on the upper deck of the ship can be connected, by means of appropriate connectors, to a marine or port terminal to transfer a cargo of LNG from or to the tank 71.
La figure 5 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement. Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en 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. FIG. 5 represents an example of a marine terminal comprising a loading and unloading station 75, an underwater pipe 76 and an onshore installation 77. The loading and unloading station 75 is a fixed off-shore installation comprising an arm mobile 74 and a tower 78 which supports the movable arm 74. The movable arm 74 carries a bundle of insulated flexible pipes 79 that can connect to the loading / unloading pipes 73. The movable arm 74 can be adapted to all gauges of LNG carriers . A connection pipe (not shown) extends inside the tower 78. The loading and unloading station 75 enables the loading and unloading of the LNG tank 70 from or to the shore facility 77. liquefied gas storage tanks 80 and connecting lines 81 connected by the underwater line 76 to the loading or unloading station 75. The underwater line 76 allows the transfer of the liquefied gas between the loading or unloading station 75 and the onshore installation 77 over a large distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the tanker vessel 70 at great distance from the coast during the loading and unloading operations. In order to generate the pressure necessary for the transfer of the liquefied gas, pumps on board the ship 70 and / or pumps equipping the shore installation 77 and / or pumps equipping the loading and unloading station 75 are used.
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.  Although the invention has been described in connection with several particular embodiments, it is obvious that it is not limited thereto and that it comprises all the technical equivalents of the means described and their combinations if they are within the scope of the invention.
L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou « une » pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes.  The use of the verb "to include", "to understand" or "to include" and its conjugated forms does not exclude the presence of other elements or steps other than those set out in a claim. The use of the indefinite article "a" or "an" for an element or a step does not exclude, unless otherwise stated, the presence of a plurality of such elements or steps.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.  In the claims, any reference sign in parentheses can not be interpreted as a limitation of the claim.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement de diffusion forcée d'une pièce thermiquement isolante (40) en mousse synthétique expansée disposée dans une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante et formant une barrière isolante de la paroi de cuve, ledit procédé comportant :  A method of forced diffusion treatment of a thermally insulating piece (40) of expanded synthetic foam disposed in a sealed and thermally insulating vessel wall and forming an insulating barrier of the vessel wall, said method comprising:
pendant une étape d'évacuation, chauffer tout ou partie de la paroi de cuve de manière à chauffer la pièce isolante à une température d'évacuation supérieure à la température ambiante et exposer simultanément la pièce isolante à une atmosphère gazeuse présentant des pressions partielles basses pour le diazote, le dioxygène, le dioxyde de carbone et les gaz possédant un coefficient de diffusion dans la mousse synthétique expansée supérieur ou égal à celui du diazote, lesdites pressions partielles basses étant pour chacun de ces corps inférieures à la pression partielle audit corps dans i'air à pression normale , during an evacuation step, heating all or part of the tank wall so as to heat the insulating part to a discharge temperature greater than ambient temperature and simultaneously expose the insulating part to a gaseous atmosphere having low partial pressures for dinitrogen, oxygen, carbon dioxide and gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that of the dinitrogen, said low partial pressures being for each of these bodies less than the partial pressure to said body in i air at normal pressure,
terminer l'étape d'évacuation lorsqu'un cumul des pressions partielles du diazote, du dioxygène, du dioxyde de carbone et des gaz possédant un coefficient de diffusion dans la mousse synthétique expansée supérieur ou égal à celui du diazote dans la pièce isolante est inférieur à un seuil déterminé, ou qu'une propriété physique de la pièce isolante liée audit cumul des pressions partielles atteint un seuil déterminé ou après un temps déterminé. terminate the evacuation step when a plurality of partial pressures of the dinitrogen, oxygen, carbon dioxide and gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that of the dinitrogen in the insulating part is less than at a determined threshold, or that a physical property of the insulating part related to said accumulation of partial pressures reaches a determined threshold or after a determined time.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la mousse synthétique expansée comporte au moins 80% de cellules fermées.  2. The method of claim 1, wherein the expanded synthetic foam comprises at least 80% closed cells.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la mousse synthétique expansée est une mousse de polyuréthanne.  3. The method of claim 1 or 2, wherein the foamed synthetic foam is a polyurethane foam.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la mousse de polyuréthanne est une mousse thermodurcissable.  The method of claim 3, wherein the polyurethane foam is a thermosetting foam.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la température d'évacuation est inférieure à 100°C, de préférence inférieure à 80°C.  5. Method according to one of claims 1 to 4, wherein the discharge temperature is less than 100 ° C, preferably less than 80 ° C.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la température d'évacuation est supérieure à 50°C.  6. Method according to one of claims 1 to 5, wherein the discharge temperature is greater than 50 ° C.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le gaz d'expansion utilisé pour la fabrication de la mousse synthétique expansée est essentiellement constitué de dioxyde de carbone. 7. Method according to one of claims 1 to 6, wherein the expansion gas used for the manufacture of the expanded synthetic foam consists essentially of carbon dioxide.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'atmosphère gazeuse de l'étape d'évacuation présente une pression totale inférieure à la pression normale, de préférence inférieure à 10 mbar. 8. Method according to one of claims 1 to 7, wherein the gaseous atmosphere of the evacuation step has a total pressure less than the normal pressure, preferably less than 10 mbar.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'atmosphère gazeuse de l'étape d'évacuation est une phase gazeuse de gaz à présentant une masse molaire supérieure ou égale à 70 g/mol en convection forcée.  9. Method according to one of claims 1 to 8, wherein the gaseous atmosphere of the evacuation step is a gaseous phase of gas having a molar mass greater than or equal to 70 g / mol in forced convection.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le seuil déterminé est inférieur ou égal à 30 mbar pour le cumul des pressions partielles du diazote, du dioxygène, du dioxyde de carbone et des gaz possédant un coefficient de diffusion dans la mousse synthétique expansée supérieur ou égal à celui du diazote.  10. Method according to one of claims 1 to 9, wherein the determined threshold is less than or equal to 30 mbar for the accumulation of partial pressures of dinitrogen, oxygen, carbon dioxide and gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that of the dinitrogen.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la pièce isolante comporte des reliefs ou des trous de petite dimension augmentant la surface d'échange de la pièce isolante avec l'atmosphère gazeuse.  11. Method according to one of claims 1 to 10, wherein the insulating part comprises reliefs or holes of small size increasing the exchange surface of the insulating part with the gaseous atmosphere.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11 , comportant en outre :  12. Method according to one of claims 1 to 11, further comprising:
une action inhibitive de diffusion appliquée à la pièce isolante pendant une étape d'exploitation postérieure à l'étape d'évacuation, ladite action inhibitive étant efficace pour freiner une diffusion gazeuse vers l'intérieur de la pièce de matière expansée. an inhibitory diffusion action applied to the insulating part during an operation step subsequent to the evacuation step, said inhibiting action being effective for braking gaseous diffusion towards the inside of the piece of expanded material.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel l'action inhibitive consiste à exposer la pièce isolante à une atmosphère gazeuse dont la pression totale est maintenue inférieure à la pression normale, de préférence inférieure à 10 mbar.  13. The method of claim 12, wherein the inhibiting action comprises exposing the insulating part to a gaseous atmosphere whose total pressure is kept below the normal pressure, preferably less than 10 mbar.
14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, dans lequel l'action inhibitive consiste à exposer la pièce isolante à une atmosphère gazeuse essentiellement constituée d'une espèce chimique présentant une masse moléculaire supérieure ou égale à 70 g/mol.  14. The method of claim 12 or 13, wherein the inhibiting action comprises exposing the insulating part to a gaseous atmosphere consisting essentially of a chemical species having a molecular mass greater than or equal to 70 g / mol.
15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, dans lequel l'action inhibitive consiste à maintenir la pièce isolante à une température inférieure à 0°C, de préférence inférieure à -20°C. 15. Method according to one of claims 12 to 14, wherein the inhibiting action consists in maintaining the insulating part at a temperature below 0 ° C, preferably below -20 ° C.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel la pièce isolante comporte un revêtement étanche au gaz (45) disposé sur une surface extérieure de la pièce isolante. 16. A method according to any one of claims 1 to 15, wherein the insulating member comprises a gas-tight coating (45) disposed on an outer surface of the insulating member.
17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel le revêtement étanche au gaz comporte une couche de résine polymère et/ou une feuille métallique disposée sur la surface extérieure de la pièce isolante.  The method of claim 16, wherein the gas-tight coating comprises a polymeric resin layer and / or a metal foil disposed on the outer surface of the insulating member.
18. Procédé selon la revendication 16 ou 17, dans lequel la pièce isolante est un bloc de mousse parallélépipédique aplati (40) dont la surface présente deux grandes faces (43, 44) parallèles à des directions de longueur et de largeur du bloc et mutuellement espacées dans une direction d'épaisseur du bloc, et des faces périphériques (41 , 42) plus petites que les grandes faces et s'étendant selon la direction d'épaisseur du bloc entre les deux grandes faces, dans lequel le revêtement étanche présente ia forme d'une bande (45) disposée iongitudinaiement sur les faces périphériques (41 , 42) du bloc tout autour du bloc et présentant une largeur inférieure à l'épaisseur du bloc.  18. The method of claim 16 or 17, wherein the insulating part is a flattened parallelepipedal foam block (40) whose surface has two large faces (43, 44) parallel to the length and width directions of the block and mutually spaced in a thickness direction of the block, and peripheral faces (41, 42) smaller than the large faces and extending in the thickness direction of the block between the two large faces, wherein the watertight coating presents form of a band (45) disposed iongitudinaiement on the peripheral faces (41, 42) of the block all around the block and having a width less than the thickness of the block.
19. Cuve étanche et thermiquement isolante (71 ) destinée à contenir un gaz combustible liquéfié à basse température,  19. A sealed and thermally insulating vessel (71) for containing a liquefied combustible gas at low temperature,
dans laquelle une paroi de la cuve comporte une structure multicouche montée sur une paroi porteuse (12), la structure multicouche comprenant une membrane d'étanchéité primaire (15) en contact avec le gaz combustible liquéfié contenu dans la cuve, une membrane d'étanchéité secondaire (16) disposée entre la membrane d'étanchéité primaire et la paroi porteuse, une barrière thermiquement isolante primaire (17) disposée entre la membrane d'étanchéité primaire et la membrane d'étanchéité secondaire, et une barrière thermiquement isolante secondaire (18) disposée entre la membrane d'étanchéité secondaire et la paroi porteuse, et dans laquelle une ou chaque barrière thermiquement isolante comporte des pièces thermiquement isolantes en mousse synthétique expansée, caractérisée par le fait que la cuve est équipée d'un dispositif de traitement de diffusion forcée comportant : un dispositif de chauffage (21 , 22, 23) apte à chauffer la membrane d'étanchéité primaire et/ou la paroi porteuse et/ou les barrières thermiquement isolantes pour élever la température des pièces thermiquement isolantes, in which a wall of the tank comprises a multilayer structure mounted on a supporting wall (12), the multilayer structure comprising a primary sealing membrane (15) in contact with the liquefied combustible gas contained in the tank, a sealing membrane secondary (16) disposed between the primary sealing membrane and the supporting wall, a primary heat-insulating barrier (17) disposed between the primary waterproofing membrane and the secondary waterproofing membrane, and a secondary heat-insulating barrier (18) disposed between the secondary sealing membrane and the supporting wall, and wherein one or each thermally insulating barrier comprises thermally insulating pieces of expanded synthetic foam, characterized in that the tank is equipped with a forced diffusion treatment device comprising: a heater (21, 22, 23) adapted to heat the waterproofing membrane and / or the carrier wall and / or the thermally insulating barriers to raise the temperature of the thermally insulating parts,
un dispositif de pompage (25, 26, 27) relié à la ou chaque barrière thermiquement isolante comportant les pièces thermiquement isolantes en mousse synthétique expansée et apte à diminuer la pression totale d'une phase gazeuse dans la ou chaque barrière thermiquement isolante en dessous de la pression normale, de préférence en dessous de 10 mbar, a pumping device (25, 26, 27) connected to the or each thermally insulating barrier comprising the thermally insulating pieces of synthetic foam expanded and capable of reducing the total pressure of a gaseous phase in the or each thermally insulating barrier below normal pressure, preferably below 10 mbar,
et une unité de commande (30) apte à : and a control unit (30) adapted to:
commander le dispositif de chauffage et le dispositif de pompage pour simultanément chauffer les pièces thermiquement isolantes à une température d'évacuation supérieure à la température ambiante et exposer les pièces thermiquement isolantes à la pression totale inférieure à la pression normale pendant une étape d'évacuation, et controlling the heater and the pumping device to simultaneously heat the thermally insulating pieces to a discharge temperature above room temperature and expose the thermally insulating pieces to the total pressure below the normal pressure during an evacuation step, and
terminer l'étape d'évacuation lorsqu'un cumul des pressions partielles du diazote, du dioxygène, du dioxyde de carbone et des gaz possédant un coefficient de diffusion dans la mousse synthétique expansée supérieur ou égal à celui du diazote dans les pièces isolantes est inférieur à un seuil déterminé. terminate the evacuation step when a combination of the partial pressures of the dinitrogen, oxygen, carbon dioxide and gases having a diffusion coefficient in the expanded synthetic foam greater than or equal to that of the dinitrogen in the insulating pieces is less than at a certain threshold.
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