WO2016128696A1 - Gestion des fluides dans une cuve etanche et thermiquement isolante - Google Patents

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Bruno Deletre
Pierre Jean
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Gaztransport Et Technigaz
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Abstract

L'invention concerne un procédé de gestion des fluides dans une cuve étanche et thermiquement isolante (1) contenant un gaz liquéfié (8) à basse température, dans lequel une paroi de la cuve présente une structure multicouche comportant une paroi porteuse extérieure (2), une membrane d'étanchéité primaire (9) destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, un espace intermédiaire (3) situé entre la membrane d'étanchéité primaire et la paroi porteuse extérieure, le procédé comportant : aspirer une phase gazeuse de l'espace intermédiaire vers l'extérieur de la paroi de la cuve pour abaisser la pression dans l'espace intermédiaire en-dessous d'une pression de service de l'espace intermédiaire, détecter une stabilisation de la pression dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration, réchauffer la paroi de la cuve.

Description

GESTION DES FLUIDES DANS UNE CUVE ETANCHE ET THER IQUEMENT ISOLANTE
Domaine technique
L'invention se rapporte au domaine des cuves étanches et thermiquement isolantes pour le stockage et/ou le transport de gaz liquéfiés à basse température, en particulier au domaine des cuves à membranes.
Arrière-plan technologique
Le volume massique d'un corps gazeux peut être réduit dans des proportions très élevées par liquéfaction de ce corps. Il est donc avantageux de stocker ou transporter les gaz dans un état liquéfié à basse température. Par exemple, pour le gaz naturel liquéfié (GNL), le volume massique est réduit d'un facteur 600 entre l'état gazeux dans les conditions normales de température et de pression et l'état liquide à environ -163°C et à pression atmosphérique.
On connaît des cuves étanches et thermiquement isolantes dont la paroi présente une structure multicouche comportant une paroi porteuse extérieure, une membrane d'étanchéité primaire destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, une membrane d'étanchéité secondaire disposée entre la paroi porteuse extérieure et la membrane d'étanchéité primaire, un espace secondaire située entre la membrane d'étanchéité secondaire et la paroi porteuse extérieure, un espace primaire située entre la membrane d'étanchéité secondaire et la membrane d'étanchéité primaire, et une barrière isolante secondaire constituée de matières isolantes solides disposées dans l'espace secondaire.
Dans certaines structures de cuves, une barrière isolante primaire est en outre disposée dans l'espace primaire. Lorsque la paroi de cuve est dans son état de fonctionnement normal, le contenu de la cuve est isolé thermiquement de l'extérieur par la superposition de la barrière isolante primaire et de la barrière isolante secondaire. En cas d'envahissement de l'espace primaire par le gaz liquéfié contenu dans la cuve, à la suite d'une rupture ou défaillance de la membrane primaire, il reste la barrière isolante secondaire pour isoler thermiquement la structure porteuse de ce fluide froid, afin d'éviter que la structure porteuse n'atteigne une température trop froide susceptible de la fragiliser, en particulier lorsqu'il s'agit de la coque d'un navire.
D'autres structures de cuves prévoient un espace primaire très mince par rapport à l'espace secondaire, de sorte que la barrière isolante primaire est supprimée ou très réduite. De telles cuves sont par exemple divulguées dans les publications FR-A-2709725, FR-A-2781036 et EP-A-1898143.
Des avantages résultant de ce choix sont le fait que l'isolation thermique de la structure porteuse est sensiblement la même dans l'état de fonctionnement normal et dans le cas d'envahissement de l'espace primaire par le gaz liquéfié. De ce fait, les matériaux de la structure porteuse, notamment grades d'acier de la coque de navire, peuvent être optimisés. De plus, aucun composant n'est susceptible de subir un choc thermique en cas de perte d'étanchéité de la membrane primaire, puisque l'équilibre thermique est quasiment inchangé. Il n'est donc pas nécessaire de dimensionner la membrane étanche secondaire en vue de deux points de fonctionnement très différents l'un de l'autre, ce qui simplifie la conception et l'optimisation de cette membrane pour tenir les sollicitations en fatigue, par exemple les sollicitations causées par l'élongation de la poutre du navire à la houle.
WO-A-2010139914 décrit un procédé de test d'étanchéité d'un réservoir à membrane qui est conduit dans un réservoir dont la température est initialement proche de la température ambiante. Ce procédé ne concerne donc pas une cuve étanche et thermiquement isolante dont la membrane d'étanchéité primaire est à la basse température d'une cargaison de gaz liquéfié.
Résumé
Une idée à la base de l'invention est de prévenir l'apparition d'une surpression soudaine dans l'espace primaire d'une cuve à membrane, en particulier dans le cas d'une cuve où l'espace primaire est très mince.
Certains aspects de l'invention partent du constat que toute fuite de liquide ou de vapeur à travers la membrane étanche primaire est susceptible de causer la présence d'une phase liquide dans un espace primaire très mince qui est sensiblement à la température de la cargaison. Cette phase liquide sera en effet soit entrée sous forme de liquide et maintenue sur sa courbe d'équilibre, soit entrée sous forme de vapeur et condensée sous la membrane étanche primaire, soit, en fonction des matériaux présents dans l'espace primaire, entrée sous une forme quelconque et adsorbée par les matériaux solides présentant des capacités d'adsorbions ou une capillarité élevées. A ce titre, le contreplaqué est un matériau couramment utilisé dans une barrière thermiquement isolante. A titre d'exemple, des essais menés en laboratoire montrent qu'un tel matériau est susceptible de s'imbiber de GNL. Dans le cas extrême où les conditions de température et de pression dans l'espace primaire correspondent à la courbe d'équilibre diphasique du méthane et où une fuite de liquide se produit, le contreplaqué peut se charger de 18 à 20% en masse de GNL.
Lors du réchauffage d'une cuve à membrane, la masse de gaz présente dans l'espace primaire sous une forme condensée ou adsorbée par le bois va se vaporiser. Dans un système à espace primaire réduit, dans lequel les pertes de charges sont très importantes, une surpression risque de se former dans les zones de l'espace primaire distantes des points d'échappement. Cette pression est susceptible d'endommager la barrière primaire de manière catastrophique et peut donc causer de sévères dégâts à la cuve. Les efforts engendrés sur les ancrages liant les deux barrières sont, dans certaines configurations, susceptibles d'endommager la barrière secondaire elle-même créant des canaux de fuite, mettant en péril l'intégrité du navire portant la cuve.
Un but de l'invention est donc de proposer une procédure de réchauffage qui permette de réchauffer la cuve sans risque de montée en pression de l'espace primaire. Une telle procédure de réchauffage peut être employée dans différentes circonstances, par exemple en vue d'effectuer une intervention technique humaine dans la cuve, pour l'inspection réglementaire de la cuve, la maintenance ou la réparation d'un élément de la cuve. Elle peut aussi être employée pour arrêter temporairement ou définitivement l'exploitation de la cuve.
Pour cela, selon un mode de réalisation, l'invention fournit un procédé de gestion des fluides dans une cuve étanche et thermiquement isolante contenant un gaz liquéfié à basse température,
dans lequel une paroi de la cuve présente une structure multicouche comportant une paroi porteuse extérieure, une membrane d'étanchéité primaire destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, et un espace intermédiaire situé entre la membrane d'étanchéité primaire et la paroi porteuse extérieure, le procédé comportant : aspirer une phase gazeuse de l'espace intermédiaire vers l'extérieur de la paroi de la cuve pour abaisser la pression dans l'espace intermédiaire en-dessous d'une pression de service de l'espace intermédiaire,
détecter une stabilisation de la pression dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration,
réchauffer la paroi de la cuve.
L'étape de réchauffer la paroi de la cuve peut comporter l'étape de vider la cuve de sa cargaison de gaz liquéfié à basse température.
Grâce à ces caractéristiques, il est possible, au moment de réchauffer la paroi de cuve, de forcer la vaporisation de la phase liquide éventuellement accumulée dans l'espace intermédiaire, notamment l'espace primaire, voire d'une phase condensée solide, en déplaçant la pression régnant dans l'espace intermédiaire en-dessous du point d'équilibre à la température considérée, qui est la température de la cargaison au contact de la membrane primaire.
La vidange et le réchauffage d'une telle cuve étanche et thermiquement isolante, lorsqu'elle est initialement remplie d'une cargaison de gaz liquéfié à basse température, peut comporter la séquence d'étapes suivantes :
Déchargement : la cargaison est déchargée vers des réservoirs de déchargement à l'aide d'une ou plusieurs pompes principales situées dans la cuve. A l'issue de ce déchargement, il reste un talon de gaz liquéfié qui n'est pas pompable par la pompe principale.
- Assèchement : avant un arrêt technique de la cuve, le déchargement peut être complété en faisant appel à une pompe d'assèchement qui refoule dans un collecteur de plus petit diamètre que la pompe principale. A l'issue de cette étape, le talon de gaz liquéfié est réduit à une quantité dite impompable.
- Montée en température : la montée en température est une opération qui a pour but, d'une part, d'évaporer les produits de cargaison impompables, d'autre part, de porter la température de la paroi de cuve, y compris l'isolation thermique, à des valeurs proches de la température ambiante. La montée en température n'est pas nécessairement immédiatement consécutive au déchargement. En effet, il est possible de conserver toute ou sensiblement toute la membrane primaire à la basse température du gaz liquéfié pendant une plus ou moins longue durée pendant et après l'étape de déchargement. Pour cela, il est possible de pulvériser du gaz liquéfié sur une surface interne de la membrane d'étanchéité primaire. Cette procédure de pulvérisation peut notamment être utilisée dans un navire de transport de gaz liquéfié qui doit effectuer un trajet sur ballast, c'est-à-dire avec une cuve peu remplie. Dans ce cas, le gaz liquéfié devant être pulvérisé peut provenir de la cuve elle-même.
La montée en température peut être suivie d'une opération de mise sous gaz inerte, pour réduire la teneur en vapeurs de cargaison dans la cuve et les systèmes de transfert qui lui sont associés, afin d'éviter tout risque d'inflammation ; puis d'une opération de mise sous air pour permettre l'accès du personnel à l'intérieur de la cuve afin d'y effectuer des inspections ou d'y réaliser des travaux d'entretien.
Selon des modes de réalisation avantageux, un tel procédé de gestion des fluides peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Dans la séquence indiquée ci-dessus, le procédé de gestion des fluides peut être déclenché à différentes étapes, à un moment où la membrane d'étanchéité est encore à la basse température de la cargaison. Le procédé peut notamment être déclenché au début, au cours ou à la fin de l'étape de déchargement, ou le cas échéant, au début, au cours ou à la fin de l'étape d'assèchement.
Selon un mode de réalisation, le procédé est déclenché alors que la cuve étanche et thermiquement isolante est encore remplie d'une cargaison de gaz liquéfié à basse température.
Selon un mode de réalisation, le procédé est déclenché alors que la cuve étanche et thermiquement isolante contient initialement un talon de gaz liquéfié à basse température, l'étape de réchauffer la paroi de la cuve comportant l'étape de vider la cuve du talon de gaz liquéfié à basse température.
Selon un mode de réalisation, le procédé comportant en outre l'étape de maintenir la membrane d'étanchéité primaire à ladite basse température du gaz liquéfié pendant la durée du test de stabilisation de la pression et au moins jusqu'au début de l'étape de réchauffage, par exemple par pulvérisation de gaz liquéfié sur une surface interne de la membrane d'étanchéité primaire.
Selon un mode de réalisation, le procédé est déclenché alors que le talon de gaz liquéfié à basse température est constitué d'une quantité impompable de gaz liquéfié à basse température, que des pompes embarquées dans la cuve étanche et thermiquement isolante ne sont pas capables de pomper. Pour maintenir la membrane d'étanchéité primaire à ladite basse température du gaz liquéfié au moins jusqu'au début de l'étape de réchauffage, il est alors possible d'y pulvériser du gaz liquéfié en provenance d'une autre source que la cuve elle-même.
Dans un mode de réalisation, l'aspiration de la phase gazeuse est effectuée au moyen d'une pompe à vide régulée pour atteindre une pression cible. De préférence, l'écart entre la pression cible prédéterminée et la pression de service de l'espace intermédiaire est supérieur à 10 kPa.
Dans un mode de réalisation, la stabilisation de la pression dans l'espace intermédiaire est détectée après que la pression a cessé d'évoluer pendant une durée de stabilité supérieure à 1 h, de préférence supérieure à 2h. Qualitativement, la durée de stabilité doit être d'autant plus longue que le volume libre de l'espace intermédiaire est grand.
Différents critères quantitatifs sont utilisables pour qualifier une stabilisation de la pression. Un critère pouvant être utilisé pour déterminer qu'une grandeur physique s'est stabilisée pendant une durée de stabilité T est de vérifier que la variation relative de cette grandeur reste inférieure à un seuil prédéterminé X. En d'autres termes, pour la pression P(t) à partir d'un instant t0, on définit la variation de pression DP(t) comme :
P(t) = P(t0) + DP (t), Vt/ t0 < t
Le critère de stabilité pendant une durée de stabilité T peut être alors :
Figure imgf000008_0001
Pour les procédés décrits ici, le niveau de précision exigé dépend de considérations propres à l'application visée, et notamment aux exigences de sécurité impliquées selon la nature de l'installation de stockage et du produit qui y est stocké. X peut par exemple être inférieur ou égal à 5%, de préférence inférieur à 2%, voire 1%. Ces critères sont aussi applicables à d'autres grandeurs physiques, par exemple la température.
Dans un mode de réalisation, le procédé comporte en outre l'étape de sélectionner une procédure de réchauffage en fonction de la pression stabilisée dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration. Grâce à ces caractéristiques, il est possible de sélectionner une procédure de réchauffage adaptée aux conditions effectivement obtenues dans l'espace intermédiaire.
Dans un mode de réalisation, on sélectionne une procédure de réchauffage rapide lorsque la pression stabilisée dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration est inférieure ou égale à une pression seuil prédéterminée inférieure à la pression de service. La procédure de réchauffage rapide peut comporter en outre l'étape d'injecter du gaz chaud dans la cuve vidée de sa cargaison de gaz liquéfié à basse température, par exemple des gaz d'échappement d'un moteur thermique ou des gaz chauffés par ces derniers par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur ou tout autre gaz plus chaud que la température ambiante.
Dans un mode de réalisation, on sélectionne une procédure de réchauffage lente lorsque la pression stabilisée dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration est au-dessus d'une pression seuil prédéterminée inférieure à la pression de service. La procédure de réchauffage lente peut consister à vider la cuve lentement et/ou à laisser la paroi de cuve s'équilibrer naturellement avec la température ambiante à mesure que la cuve est vidée. La procédure de réchauffage lente peut comporter l'étape d'injecter un gaz froid dans la cuve ou de pulvériser un flux de GNL ou d'azote liquide dans la cuve, en particulier dans la partie haute de la cuve, pendant que la cuve est vidée de sa cargaison de gaz liquéfié à basse température. Le gaz froid peut être du diazote ou tout autre gaz inerte plus froid que la température ambiante. La pulvérisation d'un flux de gaz liquéfié permet de ralentir plus efficacement la remontée naturelle en température en consommant la chaleur latente de vaporisation de ce flux. Le cas échéant, on peut utiliser pour cela un réservoir d'azote liquide relié à la rampe de pulvérisation.
Dans un mode de réalisation, le procédé comporte en outre :
détecter la présence d'une phase liquide dans l'espace intermédiaire,
maintenir l'aspiration de la phase gazeuse dans l'espace intermédiaire pour sensiblement évaporer et/ou désorber toute la phase liquide avant de réchauffer la paroi de cuve.
La détection d'une phase liquide peut être faite de plusieurs manières. Dans un mode de réalisation, la présence d'une phase liquide est détectée en réponse à une stabilisation de la pression dans l'espace intermédiaire à un niveau intermédiaire entre une pression cible prédéterminée et la pression de service, et l'évaporation et/ou désorption de toute la phase liquide est détectée en réponse à une baisse ultérieure de la pression dans l'espace intermédiaire en-dessous du niveau intermédiaire.
Dans un mode de réalisation, la détection d'une phase liquide comporte : mesurer la température dans l'espace intermédiaire pendant une période de temps à partir de l'abaissement de la pression absolue dans l'espace intermédiaire, détecter une phase liquide en réponse à une stabilisation de la température dans l'espace intermédiaire au voisinage du point d'équilibre liquide-vapeur du gaz liquéfié pour une pression cible prédéterminée, et détecter une évaporation et/ou désorption de toute la phase liquide en réponse à une stabilisation de la température dans l'espace intermédiaire au voisinage de la température du gaz liquéfié contenu dans la cuve.
Grâce à ces caractéristiques, on détermine si le fluide dans l'espace intermédiaire se comporte comme un équilibre diphasique à la pression considérée, ou s'il est en équilibre thermique avec son environnement indépendamment de la pression qui lui est imposée.
Dans un mode de réalisation, l'abaissement de la pression dans l'espace intermédiaire comporte :
abaisser la pression dans l'espace intermédiaire jusqu'à un premier seuil de pression inférieur à la pression de service,
mesurer une première température dans l'espace intermédiaire après la baisse de pression jusqu'au premier seuil de pression,
abaisser la pression dans l'espace intermédiaire jusqu'à un deuxième seuil de pression inférieur au premier seuil de pression,
mesurer une deuxième température dans l'espace intermédiaire à des instants successifs après la baisse de pression jusqu'au deuxième seuil de pression, déterminer un écart entre la deuxième température et la première température, maintenir l'aspiration et différer le réchauffage de la cuve tant que l'écart entre la deuxième température et la première température n'est pas inférieur à un seuil de température prédéterminé,
sélectionner la procédure de réchauffage après que l'écart entre la première température et la deuxième température est devenu inférieur au seuil de température prédéterminé. La procédure lente ou rapide peut être sélectionnée en fonction de la pression stabilisée.
Dans un mode de réalisation, la procédure de réchauffage lente est sélectionnée si l'écart entre la deuxième température et la première température n'est pas devenu inférieur à un seuil de température prédéterminé après une durée d'aspiration maximale prédéterminée. Un tel état peut signifier qu'une entrée de phase liquide très importante risque d'exister à travers la membrane primaire, de sorte que le réchauffage de la cuve doit être accompagné de mesures de sécurité.
Dans un mode de réalisation, l'espace intermédiaire comporte une membrane d'étanchéité secondaire disposée entre la paroi porteuse extérieure et la membrane d'étanchéité primaire, un espace secondaire située entre la membrane d'étanchéité secondaire et la paroi porteuse extérieure, un espace primaire située entre la membrane d'étanchéité secondaire et la membrane d'étanchéité primaire, et une barrière isolante secondaire solide disposée dans l'espace secondaire, une épaisseur de l'espace primaire est très inférieure à une épaisseur de l'espace secondaire,
la pression est abaissée dans l'espace secondaire et dans l'espace primaire de manière que l'écart de pression entre l'espace secondaire et l'espace primaire reste en-dessous d'un seuil de sécurité,
et on détecte la stabilisation de la pression au moins dans l'espace primaire pour sélectionner la procédure de réchauffage en fonction de la pression stabilisée dans l'espace primaire.
Dans un mode de réalisation, la pression dans l'espace secondaire est abaissée en-dessous de la pression dans l'espace primaire.
L'invention fournit également un dispositif de gestion des fluides pour une cuve étanche et thermiquement isolante destinée à contenir un gaz liquéfié à basse température, dans lequel une paroi de la cuve présente une structure multicouche comportant une paroi porteuse extérieure, une membrane d'étanchéité primaire destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, un espace intermédiaire située entre la membrane d'étanchéité primaire et la paroi porteuse extérieure,
le dispositif de gestion des fluides comportant :
des capteurs de pression pour mesurer la pression dans l'espace intermédiaire, une pompe à vide reliée à l'espace intermédiaire pour aspirer une phase gazeuse de l'espace intermédiaire vers l'extérieur de la paroi de la cuve et apte à abaisser la pression dans l'espace intermédiaire en-dessous d'une pression de service de l'espace intermédiaire,
un module de commande apte à détecter une stabilisation de la pression dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration et à sélectionner une procédure de réchauffage en fonction de la pression stabilisée dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration.
Un tel dispositif peut être employé pour mettre en œuvre les procédés précités. Selon des modes de réalisation avantageux, un tel dispositif peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre des capteurs de température pour mesurer la température dans l'espace intermédiaire, et le module de commande pilote la pompe à vide et les capteurs de température de manière à :
abaisser la pression dans l'espace intermédiaire jusqu'à un premier seuil de pression inférieur à la pression de service,
mesurer une première température dans l'espace intermédiaire après la baisse de pression jusqu'au premier seuil de pression,
abaisser la pression dans l'espace intermédiaire jusqu'à un deuxième seuil de pression inférieur au premier seuil de pression,
mesurer une deuxième température dans l'espace intermédiaire à des instants successifs après la baisse de pression jusqu'au deuxième seuil de pression, déterminer un écart entre la deuxième température et la première température, maintenir l'aspiration et différer le réchauffage de la cuve tant que l'écart entre la deuxième température et la première température n'est pas inférieur à un seuil de température prédéterminé,
sélectionner la procédure de réchauffage rapide après que l'écart entre la première température et la deuxième température est devenu inférieur au seuil de température prédéterminé.
Dans un mode de réalisation, l'espace intermédiaire comporte une membrane d'étanchéité secondaire disposée entre la paroi porteuse extérieure et la membrane d'étanchéité primaire, un espace secondaire située entre la membrane d'étanchéité secondaire et la paroi porteuse extérieure, un espace primaire située entre la membrane d'étanchéité secondaire et la membrane d'étanchéité primaire, et une barrière isolante secondaire solide disposée dans l'espace secondaire, l'épaisseur de l'espace primaire est très inférieure à une épaisseur de l'espace secondaire,
et la pompe à vide est reliée au moins à l'espace primaire,
le module de commande étant apte à détecter la stabilisation de la pression au moins dans l'espace primaire pour sélectionner la procédure de réchauffage en fonction de la pression stabilisée dans l'espace primaire.
Dans un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre une liaison de fluide reliant l'espace secondaire à l'espace primaire, la liaison de fluide comportant une soupape fermée par défaut et apte à s'ouvrir en réponse à un différentiel de pression supérieur à un seuil d'ouverture prédéterminé entre l'espace secondaire et l'espace primaire.
Dans un mode de réalisation, une première pompe à vide est reliée à l'espace primaire et une deuxième pompe à vide reliée à l'espace secondaire. Dans un autre mode de réalisation, une pompe à vide est reliée parallèlement à l'espace primaire par une première conduite d'aspiration et à l'espace secondaire par une deuxième conduite d'aspiration, chaque conduite d'aspiration étant munie d'un organe de perte de charge.
Une cuve équipée d'un tel dispositif de gestion des fluides peut faire partie d'une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, éthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres.
Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport de gaz liquéfié comporte une double coque et une cuve précitée disposée dans la double coque. Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d'un tel navire, dans lequel on achemine un fluide 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 fluide, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entraîner un fluide à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
Brève description des figures
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
- La figure 1 est une vue schématique en section transversale d'une cuve étanche et thermiquement isolante équipée d'un dispositif de gestion des fluides selon un mode de réalisation,
- La figure 2 est un diagramme d'étapes d'un procédé de gestion pouvant être employé dans la cuve de la figure 1 selon un premier mode de réalisation,
- La figure 3 est un diagramme d'étapes d'un procédé de gestion pouvant être employé dans la cuve de la figure 1 selon un deuxième mode de réalisation,
- La figure 4 est un diagramme représentant des étapes complémentaires du procédé de gestion de la figure 3,
- La figure 5 est un diagramme illustrant des pressions mesurées dans la cuve de la figure 1 dans un état de fonctionnement normal,
- La figure 6 est un diagramme illustrant des pressions mesurées dans la cuve de la figure 1 dans un état de fuite de la paroi porteuse, - La figure 7 est un diagramme illustrant des pressions mesurées dans la cuve de la figure 1 dans un état de fuite de la membrane secondaire,
- La figure 8 est un diagramme illustrant des pressions mesurées dans la cuve de la figure 1 dans un état de fuite de la membrane primaire et sans cette fuite,
- La figure 9 est un diagramme d'étapes d'un procédé de gestion pouvant être employé dans la cuve de la figure 1 selon un troisième mode de réalisation,
- La figure 10 est un diagramme représentant des étapes complémentaires du procédé de gestion de la figure 9,
- La figure 11 est un diagramme illustrant des pressions mesurées dans la cuve de la figure 1 au cours du procédé de gestion de la figure 9,
- La figure 12 est un diagramme illustrant des températures mesurées dans la cuve de la figure 1 au cours du procédé de gestion de la figure 9,
- La figure 13 est une vue partielle du dispositif de gestion des fluides de la figure 1 selon une variante,
- La figure 14 est une vue partielle du dispositif de gestion des fluides de la figure 1 selon une autre variante,
- La figure 15 est une vue de dessous d'un élément de barrière isolante primaire pouvant être employé dans la cuve de la figure 1 ,
- La figure 16 est une vue partielle en coupe transversale d'une paroi de cuve employant l'élément de barrière isolante primaire de la figure 15,
- La figure 17 est une représentation schématique écorchée d'un navire méthanier équipé d'une cuve et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
Description détaillée de modes de réalisation
Dans la description et les revendications, le terme « gaz » présente un caractère générique et vise indifféremment un gaz constitué d'un seul corps pur ou un mélange gazeux constitué d'une pluralité de composants. Un gaz liquéfié désigne ainsi un corps chimique ou un mélange de corps chimiques qui a été placé dans une phase liquide à basse température et qui se présenterait dans une phase vapeur dans les conditions normales de température et de pression.
Sur la figure 1 , une cuve étanche et thermiquement isolante 1 pour le stockage et le transport d'un gaz liquéfié est représentée. Une telle cuve 1 peut être installée à terre ou sur un ouvrage flottant. Dans le cas d'un ouvrage flottant, la cuve peut être installée dans la coque d'un navire de transport de gaz liquéfié, tel qu'un méthanier, mais peut également être destinée à tout navire dont le groupe motopropulseur, les groupes électrogènes, les générateurs de vapeurs ou tout autre organe consommateur sont alimentés en gaz. A titre d'exemple, il peut ainsi s'agir d'un navire de transport de marchandises, d'un navire de transport de passagers, d'un navire de pêche, d'une unité flottante de production d'électricité ou autres.
La cuve 1 est une cuve à membranes dont les parois présentent une structure multicouche comportant, depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve 1 , une paroi porteuse 2, qui est par exemple la paroi interne de la double coque du navire, un espace secondaire 3 comportant des éléments isolants secondaires 4 reposant contre la paroi porteuse 2, une membrane d'étanchéité secondaire 5 reposant contre les éléments isolants secondaires 4, un espace primaire 6 comportant éventuellement des éléments solides 7 reposant contre la membrane d'étanchéité secondaire 5 et une membrane d'étanchéité primaire 9 destinée à être en contact avec le gaz liquéfié 8 contenu dans la cuve.
Une telle cuve peut notamment présenter une forme parallélépipédique, prismatique, ou polyédrique.
La cuve 1 représentée à la figure 1 présente un espace primaire 6 de faible épaisseur, et donc de faible volume, rempli d'éléments modulaires solides 7 de faible épaisseur pouvant remplir une fonction d'isolation thermique, une fonction de transmission des efforts et/ou de protection mécanique contre la perforation de la membrane d'étanchéité secondaire 5. Les éléments modulaires solides 7, de même que les éléments isolants secondaires 4, peuvent être réalisés en différents matériaux, par exemple bois contreplaqué, mousse polymère, laine de verre ou de roche, perlite expansée, aérogels, balsa et autres matériaux isolants.
En variante, l'espace primaire 6 peut également être un espace vide entre les deux membranes étanches, dépourvu de toute matière solide. Un exemple d'un tel espace primaire est fourni dans la publication EP-A-1898143. Le gaz liquéfié 8 est un produit froid susceptible de se vaporiser lors d'un réchauffage jusqu'à la température ambiante. Le gaz liquéfié 8 peut notamment être un gaz naturel liquéfié (GNL), c'est-à-dire un mélange gazeux comportant majoritairement du méthane ainsi qu'un ou plusieurs autres hydrocarbures, tels que l'éthane, le propane, le n-butane, le i-butane, le n-pentane le i-pentane, le néopentane, et de l'azote en faible proportion.
Le gaz liquéfié 8 peut également être de l'éthane ou un gaz de pétrole liquéfié (GPL), c'est-à-dire un mélange d'hydrocarbures issu du raffinage du pétrole comportant essentiellement du propane et du butane. Le gaz liquéfié 8 peut également être de l'azote, de l'hélium, de l'éthylène ou de l'hydrogène liquide.
Le gaz liquéfié 8 est stocké dans l'espace intérieur de la cuve dans un état d'équilibre diphasique liquide-vapeur. Le gaz est donc présent sous la forme d'une phase vapeur 10 dans la partie supérieure de la cuve. La température d'équilibre du gaz naturel liquéfié correspondant à son état d'équilibre diphasique liquide-vapeur est d'environ -162°C lorsqu'il est stocké à pression atmosphérique.
Lors de son exploitation, la cuve 1 est inévitablement soumise à de fortes variations de température. En particulier, après que la cuve 1 a été exploitée pour transporter ou stocker le gaz liquéfié 8, il peut être nécessaire de complètement vider puis réchauffer la cuve 1 jusqu'à la température ambiante, soit parce qu'il n'y a pas de cargaison immédiatement disponible devant être stockée ou transportée dans la cuve 1 , soit parce qu'une intervention de réparation ou de maintenance nécessite d'introduire du personnel et/ou des outils dans la cuve 1.
La cuve 1 de la figure 1 est équipée d'un ou plusieurs capteurs de pression 41 pour mesurer la pression dans l'espace primaire 6, d'un ou plusieurs capteurs de pression 42 pour mesurer la pression dans l'espace secondaire 3, d'un ou plusieurs capteurs de température 45 pour mesurer la température dans l'espace primaire 6, d'un ou plusieurs capteurs de température 46 pour mesurer la température dans l'espace secondaire 3. Le but de ces capteurs apparaîtra dans la description des procédés ci-dessous.
On va maintenant décrire des procédures pouvant être employées pour réchauffer la cuve 1 en toute sécurité, en évitant de générer des surpressions inacceptables dans l'espace primaire 6. Il faut relever que la variation de la pression causée par un flux de gaz introduit dans un espace fermé donné est d'autant plus rapide que le volume de cet espace est faible. Ainsi, le risque d'une surpression apparaissant soudainement dans l'espace primaire en raison de la vaporisation d'une certaine quantité de gaz depuis sa phase liquide est plus élevé dans un espace primaire de petit volume. Néanmoins, les procédures décrites ci-dessous sont utilisables dans toute cuve à membrane quel que soit le volume de l'espace primaire.
En référence à la figure 2, une procédure de réchauffage selon un premier mode de réalisation va être décrite. A des fins d'illustration, la cuve 1 est supposée contenir initialement une cargaison de GNL stockée à une pression de cuve voisine de la pression atmosphérique, de sorte que le point d'équilibre liquide-vapeur est voisin de -162°C. La pression de cuve désigne ici la pression absolue régnant dans la phase vapeur au sommet de la cuve 1 , et qui détermine donc la température d'équilibre diphasique dans la cuve 1. Elle peut différer de la pression atmosphérique par quelques dixièmes de kPa en plus ou en moins, dans les limites de résistance des membranes d'étanchéité.
Le contenu réel des espaces primaire 6 et secondaire 3 n'est pas précisément connu au début de la procédure de réchauffage, de sorte que l'existence d'une éventuelle phase liquide susceptible de se vaporiser au cours de la procédure de réchauffage n'est ni certaine, ni exclue. Toutefois, sauf présence de défauts d'étanchéité dans la membrane primaire 9 ou dans la paroi porteuse 2, les espaces primaire 6 et secondaire 3 sont supposés contenir initialement une phase gazeuse à pression voisine de la pression de cuve.
A l'étape 11 , la procédure de réchauffage est enclenchée dans le but de vider la cuve ou achever de vider la cuve et réchauffer les parois de la cuve. A l'étape 12, l'espace secondaire 3 est mis en dépression à l'aide d'une pompe à vide 22 agencée pour pomper la phase gazeuse dans l'espace secondaire 3 et rejeter le gaz pompé en dehors de la paroi de cuve, par exemple dans l'air ambiant, dans un collecteur de vapeur du navire ou dans la cuve 1. A l'étape 13, l'espace primaire 6 est mis en dépression à l'aide d'une pompe à vide 21 agencée pour pomper la phase gazeuse dans l'espace primaire 6 et rejeter le gaz pompé en dehors de la paroi de cuve, par exemple dans l'air ambiant, dans un collecteur de vapeur du navire ou dans la cuve 1. Les pompes à vide 21 et 22 sont mises en oeuvre de manière à effectuer une régulation de la pression absolue dans respectivement l'espace primaire 6 et l'espace secondaire 3. Pour cela, des pressions cibles sont fixées : à savoir une pression cible primaire P0-dp1 pour l'espace primaire 6 et une pression cible secondaire P0-dp2 pour l'espace secondaire 3, où P0 désigne la pression de cuve et dp1 et dp2 désignent des valeurs positives. La dépression -dp1 a pour but de déplacer l'équilibre liquide-vapeur qui s'est éventuellement établi dans l'espace primaire 6, par exemple si une fuite du gaz liquéfiée 8 s'y est introduite ou si d'autres corps gazeux s'y sont condensés ou y ont été adsorbés, de manière à provoquer une vaporisation forcée de la phase liquide. La dépression -dp1 doit être assez élevée pour que cette vaporisation présente une cinétique suffisante. De préférence dp1 vaut environ 10 à 50 kPa, par exemple environ 20 kPa. Pendant que la pompe à vide 21 régule la pression dans l'espace primaire 6 en vue d'établir et de maintenir la pression cible primaire P0-dp1 , la pompe à vide 22 régule la pression dans l'espace secondaire 3 en vue d'établir et de maintenir la pression cible secondaire P0-dp2. La dépression -dp2 a essentiellement pour but de maintenir un relatif équilibre de pression de part et d'autre de la membrane secondaire 5, étant donné que la membrane secondaire 5 n'est normalement pas capable de résister à un écart de pression élevé. Ainsi, les pressions cibles doivent satisfaire la relation :
|dp1-dp2| < DP,
où DP désigne un seuil de sécurité prédéterminé garantissant l'intégrité de la membrane secondaire 5. De préférence, DP est compris entre 0,5kPa et 4kPa, par exemple égal à 2kPa. De préférence, les pressions cibles satisfont aussi la relation :
dp2>dp1 ,
de sorte que l'écart de pression de part et d'autre de la membrane secondaire 5 tend à plaquer celle-ci contre la barrière isolante secondaire et non à l'arracher de la barrière isolante secondaire.
Les pompes à vide 21 et 22 sont des pompes cryogéniques, c'est-à-dire aptes à supporter des températures cryogéniques inférieures à -150 °C. Elles sont en outre conformes à la réglementation ATEX, c'est-à-dire conçues afin d'écarter tout risque d'explosion. Les pompes à vide peuvent être réalisées de diverses manières, par exemple de type Roots (c'est-à-dire à lobes rotatifs), à palettes, à anneau liquide, à vis, avec un effecteur de type venturi. Des fournisseurs de pompes à vide sont par exemple la société MPR Industries ou le groupe Busch.
La régulation de la pression absolue par les pompes à vide 21 et 22 dans l'espace primaire 6 et l'espace secondaire 3 peut être débutée simultanément ou séquentiellement et est maintenue pendant une période de temps suffisante pour que les pressions se stabilisent au niveau des pressions cibles et restent stables pendant une durée de stabilité prédéterminée, comme indiqué à l'étape 14.
Selon un mode de réalisation, en particulier s'il n'existe pas de moyen de détecter la présence ou l'absence de phase liquide dans l'espace primaire 6, la durée de stabilité est choisie relativement longue, pour autoriser la vaporisation de toute la phase liquide susceptible d'exister avec une marge de sécurité importante. La durée de stabilité peut ainsi être de l'ordre de plusieurs heures, par exemple entre 2h et 10h. Inversement, une durée de stabilité plus courte peut être choisie si une détection de la phase liquide est également mise en œuvre, comme il sera expliqué plus bas.
A l'issue de la durée de stabilité, l'étape 15 consiste à procéder à la vidange et au réchauffage de la cuve 1. Selon l'état initial de la cuve, la vidange peut ici concerner toute la cargaison, ou uniquement un talon liquide en fond de cuve. Le réchauffage peut être mis en œuvre par simple mise en communication de la cuve vidée avec l'atmosphère ambiante, ou par injection de gaz chaud dans la cuve pour accélérer le réchauffage, par exemple des gaz de combustion issus d'une machine thermique. La régulation de pression par les pompes à vide 21 et 22 est de préférence poursuivie pendant l'étape 15. Cette précaution permet de continuer de vaporiser un éventuel flux de liquide entrant dans l'espace primaire 6 en raison d'un défaut d'étanchéité de la membrane primaire 9.
La figure 5 illustre un exemple de réalisation du procédé ci-dessus, dans un cas où les dépressions dp1 et dp2 sont égales à 20 kPa. La figure 5 est un diagramme représentant la pression absolue exprimée en kPa sur l'axe des ordonnées et le temps exprimé en second sur l'axe des abscisses. La courbe 16 représente la pression dans l'espace primaire et la courbe 17 représente la pression dans l'espace secondaire. Dans cet exemple, les pressions 16 et 17 atteignent effectivement les pressions cibles souhaitées, ce qui signifie qu'il n'existe pas de défaut d'étanchéité. En pratique, la détection du fait que la pression souhaitée a été effectivement atteinte consiste à détecter le franchissement par le bas d'un seuil de détection présentant un écart de tolérance positif avec la pression de consigne de la pompe à vide. Cet écart de tolérance est faible par rapport à dp1 et dp2, typiquement compris entre 0,1 et 1 kPa. Il peut être plus précisément fixé en fonction des caractéristiques structurelles de la cuve, en particulier en fonction de la perte de charge entre l'entrée de la pompe à vide et le capteur de pression d'une part, et de la durée de stabilité d'autre part.
La procédure décrite ci-dessus peut être mise en œuvre sous le contrôle d'un dispositif de commande électronique 50, par exemple un ordinateur programmé. Pour cela, le dispositif de commande 50 est relié aux capteurs de pression 41 et 42 par des liaisons 43 et 44, afin d'acquérir des mesures de pression au cours du temps, et aux pompes à vide 21 et 22 par des liaisons 23 et 24, afin de piloter les pompes à vide 21 et 22 au cours du temps. L'étape 11 peut être déclenchée manuellement, par exemple par l'actionnement d'un organe de commande d'une interface homme-machine non représentée, ou automatiquement, par exemple par la réception d'une instruction depuis un système informatique central non représenté.
Dans l'exemple ci-dessus, on a supposé que l'espace primaire 6 était initialement à la pression de cuve P0 de la cuve 1. Dans une variante de réalisation, l'espace primaire 6 est initialement en dépression, c'est-à-dire que la pression de service Ps dans l'espace primaire 6 est déjà inférieure à la pression de cuve P0de la cuve 1 lorsque la cuve est pleine de sa cargaison. Dans ce cas, s'il existe accidentellement une phase liquide dans l'espace primaire 6, celle-ci est à l'équilibre à la pression Ps. La vaporisation de cette phase liquide peut donc de la même manière être forcée en abaissant la pression en-dessous de la pression de service Ps. Le procédé ci-dessus est donc aussi utilisable dans ce cas en employant pour l'espace primaire 6 une pression cible Ps-dp1 et pour l'espace secondaire 3 une pression cible Ps-dp2.
Le procédé décrit ci-dessus est aussi adaptable à une cuve présentant une seule membrane étanche, par exemple lorsque la membrane secondaire 5 est supprimée ou remplacée par une enveloppe étanche autoporteuse capable de supporter un écart de pression. Dans ce cas, l'étape 12 peut être supprimée. La procédure de la figure 2 est une procédure de purge par mise en dépression qui ne permet pas de discriminer des anomalies telles qu'une perte d'étanchéité de la membrane étanche primaire 9 ou secondaire 5. De plus, la présence de marges de sécurité importantes dans la durée de stabilité ne permet pas d'optimiser la durée de la procédure. Ainsi, une procédure permettant aussi de détecter un défaut d'étanchéité de la membrane primaire 9, la membrane secondaire 5 ou la paroi porteuse 2 peut être préférée. De plus une procédure permettant aussi de détecter la présence de gaz liquide ou absorbé par des matériaux dans l'espace primaire 6 peut aussi être préférée.
Les figures 3 et 4 représentent une procédure de réchauffage selon un deuxième mode de réalisation qui répond à ces besoins.
Les deux premières étapes 11 et 12 sont inchangées par rapport à la figure 2. A l'étape 25, l'évolution de la pression dans l'espace secondaire 3 est surveillée à l'aide du capteur de pression 42, pour déterminer si la pression converge vers la pression cible attendue P0-dp2. Si ce test est satisfait, ce qui est par exemple vrai dans l'exemple de la figure 5, le procédé passe à l'étape 13 qui est inchangée par rapport à la figure 2. Sinon, le procédé passe à la figure 4 qui sera décrite plus bas.
Le test de l'étape 25 est utile pour éviter d'endommager la membrane secondaire 5 en cas de défaut d'étanchéité de la paroi porteuse 2. Ce cas est expliqué en référence à la figure 6. La figure 6 est un diagramme analogue à la figure 5 représentant un exemple de réalisation du procédé, dans lequel les dépressions dp1 et dp2 sont égales à 20 kPa et un défaut d'étanchéité substantiel de la paroi porteuse 2 existe. La courbe 117 est une courbe de référence représentant l'évolution de pression attendue dans l'espace secondaire 3 dans des conditions de fonctionnement normales. La courbe 117 converge rapidement vers la pression cible P0-dp2. La courbe 17 représente la pression effectivement mesurée dans l'espace secondaire 3. Dans ce cas, elle se stabilise significativement au- dessus de la pression cible, en raison d'un débit de fuite permanant à travers la paroi porteuse 2. En raison de cette fuite, il existe le risque que l'espace secondaire 3 contienne des quantités importantes de gaz absorbé par les éléments isolants secondaires 4, qui risquent de sa vaporiser de manière soudaine lors du réchauffage et d'endommager les membranes étanches. Pour cette raison, lorsque le test de l'étape 25 n'est pas satisfait après une certaine durée de surveillance, le procédé de la figure 4 est exécuté. En référence à la figure 4, l'étape 31 consiste à modifier la pression cible primaire pour la rendre compatible avec la pression Ρ0-δ2 effectivement mesurée dans l'espace secondaire 3. En d'autres termes, la valeur dp1 est modifiée pour satisfaire : |dp1-52| < DP.
L'étape 32 est équivalente à l'étape 13 précitée, mais avec la nouvelle pression cible P0-dp1. La courbe 16 de la figure 6 représente ainsi la pression mesurée dans l'espace primaire 6 au cours de la procédure. Compte tenu de la dépression moins importante, l'étape 32 ne peut pas assurer une évacuation de la phase liquide éventuelle avec le même degré de sécurité qu'à l'étape 13.
L'étape 33 consiste enfin à effectuer la vidange et le réchauffage de la cuve
1 , mais avec une cinétique lente compte tenu des risques d'une vaporisation soudaine de produits dans l'espace secondaire et/ou l'espace primaire. Selon l'état initial de la cuve, la vidange peut ici concerner toute la cargaison, ou uniquement un talon liquide en fond de cuve. La procédure de réchauffage lent comporte par exemple une pulvérisation de GNL issu de la cargaison dans la cuve 1 pendant tout ou partie de la durée de vidange et de réchauffage.
De retour à la figure 3, lorsque l'étape 13 est effectuée, l'étape 26 consiste à surveiller l'évolution de la pression dans l'espace primaire 6 à l'aide du capteur de pression 41 , pour déterminer si la pression converge vers la pression cible attendue P0-dp1. Si ce test est satisfait, ce qui est par exemple vrai dans l'exemple de la figure 5, le procédé passe à l'étape 15 qui est inchangée par rapport à la figure 2. Sinon, le procédé passe à l'étape 27.
Le test de l'étape 26 est utile pour déterminer s'il existe une fuite dans la membrane primaire 9. Ce cas est expliqué en référence à la figure 8. La figure 8 est un diagramme analogue à la figure 5 représentant un exemple de réalisation du procédé, dans lequel les dépressions dp1 et dp2 sont égales à 20 kPa et un défaut d'étanchéité substantiel de la membrane primaire 9 existe. La courbe 116 est une courbe de référence représentant l'évolution de pression attendue dans l'espace primaire 6 dans des conditions de fonctionnement normales. La courbe 116 converge rapidement vers la pression cible P0-dp1. La courbe 16 représente la pression effectivement mesurée dans l'espace primaire 6. Dans ce cas, elle se stabilise significativement au-dessus de la pression cible, en raison d'un débit de fuite permanent à travers la membrane primaire 9. En raison de cette fuite, il existe le risque que l'espace primaire 6 contienne des quantités importantes de phase liquide et/ou de gaz absorbé par les éléments isolants primaires 7, qui risquent de sa vaporiser de manière soudaine lors du réchauffage et d'endommager les membranes étanches. Pour cette raison, lorsque le test de l'étape 26 n'est pas satisfait après une certaine durée de surveillance, l'étape 27 est effectuée.
L'étape 27 consiste à analyser la courbe d'évolution de la pression mesurée dans l'espace primaire 6 pour détecter si un plateau de stabilisation intermédiaire a été franchi. La courbe 16 de la figure 8 illustre une telle évolution. Cette courbe 16 montre qu'avant de se stabiliser finalement à une valeur proche de 90 kPa au-delà de l'instant 27000s, la pression dans l'espace primaire 6 s'est stabilisée temporairement entre l'instant 15000s et l'instant 20000s en formant un plateau à une valeur intermédiaire Pi comprise entre la pression initiale et la pression de stabilisation finale, proche de 97 kPa. L'existence d'un tel plateau signifie qu'un flux de gaz régulier a été généré pendant cette période sous l'effet de la dépression dans l'espace primaire 6, soit par vaporisation d'une phase liquide accumulée, soit par désorption d'une phase absorbée. Le franchissement de ce plateau et la stabilisation de la pression à un niveau inférieur signifie donc que cette phase liquide ou absorbée a été complément évaporée et que le réchauffage peut maintenant être effectué, de manière lente ou rapide selon qu'il existe ou non une fuite en cours. Pour cela le procédé revient à l'étape 26 comme indiqué par la flèche 28. Dans l'exemple de la courbe 16 de la figure 8 en trait continu, la pression de stabilisation finale est nettement supérieure à la pression cible, ce qui signifie qu'il existe un débit de fuite permanent. La pression de stabilisation résulte en effet de l'équilibre entre le débit de pompage et le débit de fuite. La procédure de réchauffage lente doit être poursuivie dans ce cas, c'est-à-dire lorsque la pression est stabilisée et que le procédé revient à l'étape 27.
Sur la figure 8, la courbe 216 en trait mixte illustre un autre cas, dans lequel une quantité de phase liquide condensée ou adsorbée était stockée dans l'espace primaire, sans qu'il existe un débit de fuite permanent. Après franchissement du plateau de vaporisation, la pression se stabilise finalement au niveau de la pression cible. Le procédé passe à l'étape 15 qui est inchangée par rapport à la figure 2. L'existence d'un stock de gaz condensés ou adsorbés dans l'espace primaire sans débit de fuite dans les membranes peut avoir différentes causes. Par exemple, ce stock peut être dû à un générateur de gaz de balayage défectueux ou mal réglé, qui au lieu de générer un flux de diazote pur introduit des quantités non négligeables d'autres gaz dans l'espace primaire, par exemple du dioxyde de carbone, du dioxygène ou d'autres impuretés. Une autre origine possible du stock d'impuretés réside dans les matières solides introduites dans l'espace primaire à des fins d'isolation ou de renforcement structurel, par exemple des mousse polymères chargées d'agents d'expansion qui auront été libérés par diffusion au cours de la durée d'exploitation de la cuve. Au bout d'une durée d'exploitation de plusieurs mois ou années, de tels phénomènes sont susceptibles de générer des stocks substantiels de corps gazeux condensés ou adsorbés dans l'espace primaire.
Dans certains cas, il peut exister plusieurs plateaux de stabilisation successifs avant la stabilisation finale de la pression, par exemple pour des couples particuliers de matériaux adsorbant-adsorbé. Inversement, si la pression descend directement vers la valeur stable finale sans marquer de plateau, cela signifie qu'il n'y avait pas de quantité substantielle de produit en phase liquide ou absorbée à évaporer. Dans tous les cas, c'est le niveau de la pression stabilisée finale qui permet de sélectionner la procédure de réchauffage rapide ou la procédure lente. Toutefois, une durée de stabilisation relativement longue doit être observée pour s'assurer que la pression finale a effectivement été atteinte. Une procédure plus rapide et plus certaine pour détecter la présence d'une phase liquide peut donc être de surveiller aussi l'évolution des températures, comme il sera expliqué plus bas.
Dans les explications qui précèdent, le cas d'un défaut de la membrane secondaire 5 n'a pas été abordé. En effet, un tel défaut est seulement susceptible de modifier la cinétique d'évolution des pressions dans les espaces primaire et secondaire sous l'action des pompes à vide et n'empêche pas en soi la descente des pressions vers les pressions cibles, et plus particulièrement vers la pression cible la plus basse. Ce cas est illustré sur la figure 7. La figure 7 est un diagramme analogue à la figure 5 représentant un exemple de réalisation du procédé, dans lequel les dépressions dp1 et dp2 sont égales à 20 kPa et un défaut d'étanchéité substantiel de la membrane secondaire 5 existe. La courbe 117 est une courbe de référence représentant l'évolution de pression attendue dans l'espace secondaire 3 dans des conditions de fonctionnement normales. La courbe 117 converge rapidement vers la pression cible P0-dp2. La courbe 17 représente la pression effectivement mesurée dans l'espace secondaire 3. La courbe 16 représente la pression effectivement mesurée dans l'espace primaire 6. Du fait de la communication entre les deux espaces, la pompe à vide 22 fait baisser la pression dans l'espace secondaire 3 moins vite que ce qui était attendu. Dans une variante de réalisation, l'étape 25 est modifiée afin de détecter également l'existence d'un défaut dans la membrane étanche secondaire 5. Pour cela, une comparaison entre la dérivée temporelle de la pression mesurée 17 et de la courbe de référence 117 est effectuée. Pour le reste, la procédure est inchangée.
Les courbes de références 16 et 117 sont tracées lorsque l'état de fonctionnement de la cuve 1 vient d'être vérifié, par exemple lorsque le navire est en neuvage.
En référence aux figures 9 à 12, on va maintenant décrire une procédure de réchauffage selon un troisième mode de réalisation dans lequel des mesures de températures sont employées pour détecter la présence d'une phase liquide dans l'espace primaire 6. Les mesures de température visent à évaluer le comportement local du fluide présent dans l'espace primaire 6. Afin de tirer une information sur la nature du fluide en un point donné, la procédure consiste à réduire la pression et à suivre l'évolution des températures. Un abaissement de la pression est censé produire un refroidissement de la phase vapeur par détente. Toutefois, compte-tenu de la grande surface d'échange de la membrane primaire 9 avec la cargaison liquide 8, la vapeur refroidie dans l'espace primaire a tout de suite tendance à se réchauffer jusqu'à la température de la cargaison 8 par contact avec la membrane primaire 9. Ainsi, si à la suite d'un abaissement de la pression, la température revient en quelques minutes à sa température initiale, alors le fluide dans l'espace primaire 6 est sous phase vapeur. Si par contre la température tend vers la température d'équilibre du liquide à la pression abaissée considérée, alors l'espace primaire contient une fraction de liquide non nulle, au moins au voisinage du point de mesure de la température. Un réseau de capteurs de température et de pression répartis sur les parois de la cuve 1 est donc nécessaire pour pouvoir prendre des mesures locales dans différentes zones des parois de la cuve 1.
La figure 9 décrit un procédé de gestion des pressions et d'acquisition des mesures. La figure 11 est un diagramme représentant la pression absolue exprimée en kPa sur l'axe des ordonnées et le temps exprimé en second sur l'axe des abscisses, sur lequel les courbes 16 et 17 représentent la pression mesurée respectivement dans l'espace primaire 6 et l'espace secondaire 3 au cours du procédé de la figure 9. La figure 12 est un diagramme représentant la température exprimée en degrés Celsius sur l'axe des ordonnées et le temps exprimé en second sur l'axe des abscisses, sur lequel les courbes 39 et 40 représentent la température mesurée dans l'espace primaire 6 au cours du procédé de la figure 9, respectivement en absence et en présence d'une phase liquide devant être vaporisée.
A l'étape 51 , la pression dans l'espace secondaire est abaissée d'un petit écart Rs, par exemple de l'ordre de 1 kPa, afin que la pression puisse être abaissée similairement dans l'espace primaire sans générer d'efforts excessifs sur la membrane secondaire 5. A l'étape 52, la pression dans l'espace primaire est abaissée d'un petit écart Rp, où Rp≤Rs. A l'étape 53, un certain délai s'écoule pour laisser se stabiliser la température de la phase vapeur dans l'espace primaire 6. A l'étape 54, une mesure de température de référence Tr est acquise dans l'espace primaire 6, reflétant normalement un petit refroidissement par rapport à la température initiale et un retour à l'équilibre d'autant plus rapide que la masse de phase liquide est faible.
A l'étape 55, la pression dans l'espace secondaire est abaissée d'un fort écart Qs, par exemple de l'ordre de 20 kPa, afin que la pression puisse être abaissée similairement dans l'espace primaire sans générer d'efforts excessifs sur la membrane secondaire 5. A l'étape 56, la pression dans l'espace primaire est abaissée d'un fort écart Qp, où Qp≤Qs. A l'étape 57, un certain délai s'écoule pour laisser se stabiliser la température de la phase vapeur dans l'espace primaire 6. A l'étape 58, une deuxième mesure de température Tm est acquise dans l'espace primaire 6.
La figure 10 décrit un procédé de traitement des mesures de température. A l'étape 61 , on détermine la température d'équilibre diphasique du gaz liquéfié à la pression (P0-Rp), noté Te. A l'étape 62, un seuil positif proportionnel à |Te-Tr| est calculé, noté ε. A l'étape 63, on teste l'inégalité suivante :
|Tm-Tr|<£
Si l'inégalité est vérifiée, ce qui signifie que la température s'est équilibrée sensiblement au même niveau à la suite du petit écart de pression et à la suite du grand écart de pression, le procédé aboutit à la détection d'une phase de vapeur sèche au niveau du point de mesure, à l'étape 65. Ce cas correspond à la courbe 39 de la figure 12. Le réchauffage peut alors être entrepris immédiatement sans risque.
Si l'inégalité n'est pas vérifiée, ce qui signifie que la température s'est équilibrée à des niveaux sensiblement différents à la suite du petit écart de pression et à la suite du grand écart de pression, le procédé passe à l'étape 64 où on détermine la température d'équilibre diphasique du gaz liquéfié à la pression (P0- Qp), notée Tf. A l'étape 66, on teste l'inégalité suivante :
|Tf-Tm|≤e
Si l'inégalité est vérifiée, ce qui signifie que la température s'est équilibrée sensiblement au niveau du point d'équilibre à la pression abaissée, le procédé aboutit à la détection d'une phase liquide en cours de vaporisation au niveau du point de mesure, à l'étape 68. Ce cas correspond à la courbe 40 de la figure 12.
Si l'inégalité n'est pas vérifiée, un taux de stabilisation τ est calculé à l'étape 67 selon la formule :
x = (Tm— Tf)/ Tr - Tf)
La dépression doit alors être maintenue dans l'espace primaire préalablement au réchauffage de la cuve, pendant une durée d'autant plus longue que ce taux de stabilisation est faible. Sur la figure 12, le réchauffage peut être entrepris à partir de l'instant où la courbe 40 s'est rapprochée suffisamment de la température Te, soit par exemple à partir de l'instant 20000.
Le procédé décrit ci-dessus peut être effectué simultanément ou séquentiellement dans toutes les zones de mesure couvertes par le réseau de capteurs. La procédure du troisième mode de réalisation permet aisément de faire une cartographie des zones contenant une fraction liquide. Par des mesures successives, on peut suivre l'évolution de la teneur en liquide de l'espace primaire.
Les procédures de réchauffage selon le deuxième et le troisième modes de réalisation permettent donc de vérifier l'intégrité du système de stockage. Elles peuvent être menées conjointement afin d'obtenir des informations macroscopiques sur l'état de la cuve ainsi que des informations sur l'évolution de la teneur en condensais ou l'avancement de la purge de l'espace primaire en différents points de l'espace primaire. Ces procédures peuvent aussi être mise en œuvre sous le contrôle du dispositif de commande électronique 50. Avantageusement, lorsque la membrane secondaire 5 est faite en matériaux conducteurs de chaleur, par exemple métalliques, les capteurs de température destinés à la mesure dans l'espace primaire 6 sont disposés sous la membrane , secondaire 5 afin de limiter les traversées de cette dernière. Il est cependant nécessaire de limiter la résistance de contact entre le capteur de température et la membrane secondaire 5.
Dans d'autres modes de réalisation représentés sur les figures 13 et 14, une seule pompe à vide est employée pour la mise en dépression des espaces primaire et secondaire.
La figure 13 représente ainsi une vue partielle de la paroi de cuve équipée d'un dispositif de connexion 35 établissant une connexion fluidique entre l'espace secondaire 6 et l'espace primaire 3. Le dispositif de connexion 35 comporte une soupape tarée 36 présentant un état fermé par défaut et est susceptible de s'ouvrir lorsque la pression dans l'espace secondaire 6 dépasse la pression dans l'espace primaire 3 d'une valeur supérieure à un seuil donné. Le seuil d'ouverture est de préférence compris entre 1 et 5 kPa, par exemple égal à 3 kPa. Dans ce cas, la pompe à vide 22 peut être supprimée et les procédés décrits ci-dessus peuvent être simplifiés, étant donné que la pression est régulée uniquement dans l'espace primaire 3 à l'aide de la pompe à vide 21. La pression dans l'espace secondaire 6 s'adapte passivement à travers le dispositif de connexion 35, en fonction des évolutions dans l'espace primaire 3, de sorte que l'intégrité de la membrane secondaire 5 n'est pas mise en péril. Le dispositif de connexion 35 peut être fixé à demeure dans la paroi de cuve.
La figure 14 représente une vue partielle de la paroi de cuve équipée d'un circuit de connexion 37 en forme de T établissant une connexion fluidique entre la pompe à vide 21 et chacun des espaces primaire 3 et secondaire 6. Un dispositif de perte de charge 38 calibré ou régulé est disposé sur chaque branche du circuit de connexion 37, de manière à pouvoir générer un différentiel de pression de part et d'autre de la membrane secondaire 5, sans que ce différentiel ne dépasse un seuil de sécurité prédéterminé, par exemple 3kPa. Au moins une vanne d'isolement est prévue pour interdire toute communication entre espace primaire 3 et espace secondaire 6 en dehors de la procédure de réchauffage. Les dispositifs de perte de charge 38 peuvent être des vannes d'isolement. Il est souhaitable pour obtenir une efficacité correcte de la mise en dépression de l'espace primaire 3 que les pertes de charges entre différentes zones de l'espace primaire 3 ne soient pas trop élevées. En particulier, si l'espace primaire 6 est rempli d'éléments modulaires solides 7, il est avantageux que ces éléments modulaires solides 7 intercalés entre les membranes incorporent des canaux d'écoulement afin de faciliter l'écoulement des gaz. La régulation en pression de l'espace primaire 3 en est facilitée. De tels canaux d'écoulement sont réalisés de telle manière qu'ils ne pénalisent pas la fonction de supportage des éléments modulaires solides 7. Les figures 15 et 16 illustrent ainsi un exemple de réalisation de l'élément modulaire solide sous la forme d'une pièce d'écartement parallélépipédique 47 comportant des canaux d'écoulement 48 et 49 réalisés sous la forme de rainures perpendiculaires placées du côté de la membrane secondaire 5. La figure 15 est une vue plane de dessous de la pièce d'écartement parallélépipédique 47. La figure 16 est une vue partielle en coupe transversale de la paroi de cuve équipée de la pièce 47. Dans cet exemple, les membranes 5 et 9 sont ondulées.
La technique décrite ci-dessus pour réchauffer une cuve 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.
Grâce aux tests préliminaires au réchauffage tels qu'enseignés ci-dessus, le réchauffage de la cuve peut être conduit de manière plus sûre. Les tests préliminaires enseignés ci-dessus, s'ils sont satisfaits, permettent de faire débuter la montée en température dès la fin des tests. Différents choix peuvent être faits quant à l'instant où l'on commence ces tests préliminaires. La membrane d'étanchéité primaire et l'espace sous-jacent doivent cependant être restés sensiblement à la température du gaz liquéfié jusqu'à la conclusion de ces tests.
En référence à la figure 17, 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 une ou deux barrières isolantes agencées respectivement entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72 et éventuellement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire.
De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 71.
La figure 17 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.
Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en œuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou « une » pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de gestion des fluides dans une cuve étanche et thermiquement isolante (1) contenant un gaz liquéfié (8). à basse température, dans lequel une paroi de la cuve présente une structure multicouche comportant une paroi porteuse extérieure (2), une membrane d'étanchéité primaire (9) destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, un espace intermédiaire (3) situé entre la membrane d'étanchéité primaire et la paroi porteuse extérieure, le procédé comportant, à partir d'un état de la cuve étanche et thermiquement isolante (1) dans lequel la membrane d'étanchéité primaire (9) est à ladite basse température du gaz liquéfié (8) :
aspirer (13, 56) une phase gazeuse de l'espace intermédiaire vers l'extérieur de la paroi de la cuve pour abaisser la pression dans l'espace intermédiaire en-dessous d'une pression de service de l'espace intermédiaire,
mesurer la pression dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration avec un capteur de pression,
détecter (14, 57) une stabilisation de la pression mesurée dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration,
réchauffer (15, 33) la paroi de la cuve.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la cuve étanche et thermiquement isolante est initialement remplie d'une cargaison de gaz liquéfié à basse température, l'étape de réchauffer la paroi de la cuve comportant l'étape de vider la cuve de sa cargaison de gaz liquéfié à basse température.
3. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la cuve étanche et thermiquement isolante contient initialement un talon de gaz liquéfié à basse température, l'étape de réchauffer la paroi de la cuve comportant l'étape de vider la cuve du talon de gaz liquéfié à basse température.
4. Procédé selon la revendication 3, comportant l'étape de maintenir la membrane d'étanchéité primaire (9) à ladite basse température du gaz liquéfié (8) par pulvérisation de gaz liquéfié sur une surface interne de la membrane d'étanchéité primaire (9) au moins jusqu'au début de l'étape de réchauffage.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'aspiration de la phase gazeuse est effectuée au moyen d'une pompe à vide (21 ) régulée pour atteindre une pression cible.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'écart entre la pression cible prédéterminée et la pression de service de l'espace intermédiaire est supérieur à 10 kPa.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la stabilisation de la pression dans l'espace intermédiaire est détectée après que la pression a cessé d'évoluer pendant une durée de stabilité supérieure à 1 h, de préférence supérieure à 2h.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, comportant en outre l'étape de sélectionner (26) une procédure de réchauffage parmi une procédure de réchauffage rapide et une procédure de réchauffage lente en fonction de la pression stabilisée dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel on sélectionne une procédure de réchauffage rapide (15) lorsque la pression stabilisée dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration est inférieure ou égale à une pression seuil prédéterminée inférieure à la pression de service.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la procédure de réchauffage rapide (15) comporte en outre l'étape d'injecter du gaz chaud dans la cuve vidée de sa cargaison de gaz liquéfié à basse température.
11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel on sélectionne une procédure de réchauffage lente (33) lorsque la pression stabilisée dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration est au-dessus d'une pression seuil prédéterminée inférieure à la pression de service.
12. Procédé selon la revendication 11 , dans lequel la procédure de réchauffage lente (33) comporte l'étape de pulvériser un flux de gaz liquéfié à basse température dans la cuve (1) pendant que la cuve est vidée de sa cargaison de gaz liquéfié à basse température.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, comportant en outre :
détecter (27, 63) la présence d'une phase liquide dans l'espace intermédiaire, maintenir (13, 56) l'aspiration de la phase gazeuse dans l'espace intermédiaire pour sensiblement évaporer et/ou désorber toute la phase liquide avant de réchauffer la paroi de cuve.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la présence d'une phase liquide est détectée (27) en réponse à une stabilisation de la pression dans l'espace intermédiaire à un niveau intermédiaire (Pi) entre une pression cible prédéterminée et la pression de service, et l'évaporation et/ou désorption de toute la phase liquide est détectée en réponse à une baisse ultérieure de la pression dans l'espace intermédiaire en-dessous du niveau intermédiaire.
15. Procédé selon la revendication 13, comportant en outre :
mesurer (54, 58) la température dans l'espace intermédiaire pendant une période de temps à partir de l'abaissement (52, 56) de la pression absolue dans l'espace intermédiaire,
détecter (68) une phase liquide en réponse à une stabilisation de la température dans l'espace intermédiaire au voisinage du point d'équilibre liquide-vapeur du gaz liquéfié pour une pression cible prédéterminée, et détecter (65) une évaporation et/ou désorption de toute la phase liquide en réponse à une stabilisation de la température dans l'espace intermédiaire au voisinage de la température du gaz liquéfié contenu dans la cuve.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l'abaissement de la pression dans l'espace intermédiaire comporte :
abaisser (52) la pression dans l'espace intermédiaire jusqu'à un premier seuil de pression inférieur à la pression de service,
mesurer (54) une première température (Tr) dans l'espace intermédiaire après la baisse de pression jusqu'au premier seuil de pression,
abaisser (56) la pression dans l'espace intermédiaire jusqu'à un deuxième seuil de pression inférieur au premier seuil de pression,
mesurer (58) une deuxième température (Tm) dans l'espace intermédiaire à des instants successifs après la baisse de pression jusqu'au deuxième seuil de pression,
déterminer (63) un écart entre la deuxième température et la première température, maintenir l'aspiration et différer le réchauffage de la cuve tant que l'écart entre la deuxième température et la première température n'est pas inférieur à un seuil de température prédéterminé,
sélectionner la procédure de réchauffage après que l'écart entre la première température et la deuxième température est devenu inférieur au seuil de température prédéterminé.
17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, dans lequel l'espace intermédiaire comporte une membrane d'étanchéité secondaire (5) disposée entre la paroi porteuse extérieure (2) et la membrane d'étanchéité primaire (9), un espace secondaire (3) située entre la membrane d'étanchéité secondaire et la paroi porteuse extérieure, un espace primaire (6) située entre la membrane d'étanchéité secondaire et la membrane d'étanchéité primaire, et une barrière isolante secondaire solide (4) disposée dans l'espace secondaire,
dans lequel une épaisseur de l'espace primaire est très inférieure à une épaisseur de l'espace secondaire,
dans lequel la pression est abaissée dans l'espace secondaire et dans l'espace primaire de manière que l'écart de pression entre l'espace secondaire et l'espace primaire reste en-dessous d'un seuil de sécurité,
et dans lequel on détecte (14, 57) la stabilisation de la pression au moins dans l'espace primaire pour sélectionner la procédure de réchauffage en fonction de la pression stabilisée dans l'espace primaire.
18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel la pression dans l'espace secondaire est abaissée en-dessous de la pression dans l'espace primaire.
19. Dispositif de gestion des fluides pour une cuve étanche et thermiquement isolante (1) destinée à contenir un gaz liquéfié à basse température, le dispositif étant destiné à la mise en œuvre du procédé selon la revendication 8, dans lequel une paroi de la cuve présente une structure multicouche comportant une paroi porteuse extérieure (2), une membrane d'étanchéité primaire (9) destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, un espace intermédiaire (3) située entre la membrane d'étanchéité primaire et la paroi porteuse extérieure, le dispositif de gestion des fluides comportant :
des capteurs de pression (41) pour mesurer la pression dans l'espace intermédiaire, une pompe à vide (21) reliée à l'espace intermédiaire pour aspirer une phase gazeuse de l'espace intermédiaire vers l'extérieur de la paroi de la cuve et apte à abaisser la pression dans l'espace intermédiaire en-dessous d'une pression de service de l'espace intermédiaire,
un module de commande (50) apte à détecter une stabilisation de la pression dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration et à sélectionner une procédure de réchauffage parmi une procédure de réchauffage rapide et une procédure de réchauffage lente en fonction de la pression stabilisée dans l'espace intermédiaire pendant l'étape d'aspiration.
20. Dispositif selon la revendication 19, comportant en outre des capteurs de température (45) pour mesurer la température dans l'espace intermédiaire, dans lequel le module de commande pilote la pompe à vide et les capteurs de température de manière à :
abaisser (52) la pression dans l'espace intermédiaire jusqu'à un premier seuil de pression inférieur à la pression de service,
mesurer (54) une première température dans l'espace intermédiaire après la baisse de pression jusqu'au premier seuil de pression,
abaisser (56) la pression dans l'espace intermédiaire jusqu'à un deuxième seuil de pression inférieur au premier seuil de pression,
mesurer (58) une deuxième température dans l'espace intermédiaire à des instants successifs après la baisse de pression jusqu'au deuxième seuil de pression, déterminer (63) un écart entre la deuxième température et la première température, maintenir l'aspiration et différer le réchauffage de la cuve tant que l'écart entre la deuxième température et la première température n'est pas inférieur à un seuil de température prédéterminé,
sélectionner la procédure de réchauffage rapide après que l'écart entre la première température et la deuxième température est devenu inférieur au seuil de température prédéterminé.
21. Dispositif selon la revendication 19 ou 20, dans lequel l'espace intermédiaire comporte une membrane d'étanchéité secondaire (5) disposée entre la paroi porteuse extérieure et la membrane d'étanchéité primaire, un espace secondaire située entre la membrane d'étanchéité secondaire et la paroi porteuse extérieure, un espace primaire située entre la membrane d'étanchéité secondaire et la membrane d'étanchéité primaire, et une barrière isolante secondaire solide disposée dans l'espace secondaire, dans lequel une épaisseur de l'espace primaire est très inférieure à une épaisseur de l'espace secondaire,
dans lequel la pompe à vide (21) est reliée au moins à l'espace primaire (3), le module de commande (50) étant apte à détecter la stabilisation de la pression au moins dans l'espace primaire pour sélectionner la procédure de réchauffage en fonction de la pression stabilisée dans l'espace primaire.
22. Dispositif selon la revendication 21 , comportant en outre une liaison de fluide (35) reliant l'espace secondaire à l'espace primaire, la liaison de fluide comportant une soupape (36) fermée par défaut et apte à s'ouvrir en réponse à un différentiel de pression supérieur à un seuil d'ouverture prédéterminé entre l'espace secondaire et l'espace primaire.
23. Dispositif selon la revendication 21 ou 22, comportant une première pompe à vide (21) reliée à l'espace primaire et une deuxième pompe à vide (22) reliée à l'espace secondaire.
24. Dispositif selon la revendication 21 ou 22, comportant une pompe à vide (21) reliée parallèlement à l'espace primaire par une première conduite d'aspiration et à l'espace secondaire par une deuxième conduite d'aspiration, chaque conduite d'aspiration étant munie d'un organe de perte de charge (38).
25. Navire (70) comportant un double coque, une cuve (1) étanche et thermiquement isolante destinée à contenir un gaz liquéfié à basse température disposée dans la double coque et un dispositif de gestion des fluides selon l'une quelconque des revendications 19 à 24 équipant la cuve.
26. Procédé de chargement ou déchargement d'un navire (70) selon la revendication 25, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis une cuve du navire (71).
27. Système de transfert pour un fluide, le système comportant un navire (70) selon la revendication 25, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entraîner un fluide à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
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