WO2018104688A1 - Cuve etanche et thermiquement isolante - Google Patents

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Bruno Deletre
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Gaztransport Et Technigaz
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Definitions

  • the invention relates to the field of sealed and thermally insulating tanks with membranes.
  • the invention relates to the field of sealed and thermally insulating tanks for the storage and / or transport of liquid at low temperature, such as tanks for the transport of liquefied petroleum gas (also called LPG) having, for example a temperature between -50 ° C and 0 ° C, or for the transport of Liquefied Natural Gas (LNG) at about -162 ° C at atmospheric pressure.
  • LPG liquefied petroleum gas
  • LNG Liquefied Natural Gas
  • LNG liquefied natural gas
  • a membrane vessel is for example described in the document FR2724623A.
  • the liquid in the tank is subjected to different movements in the tank, for example related to the swell in the context of a vessel tank. It is necessary to control the agitation of the liquid contained in the tank and the integrity of the tank which can degrade under the effect of different movements of liquid in the tank. Such control is particularly important in the context of an LNG tank due to the dangerous nature of the transported liquid.
  • Document EP0120777B1 discloses a device for observing a cryogenic tank in service containing a liquefied fuel.
  • a tank comprises an insertion tube of an observation device mounted in a pipe integral with the dome of the tank.
  • This insertion tube has a transparent wall for observing the inside of the tank using the observation device.
  • the insertion of the observation device into the tank imposes many constraints for the realization of the tube to maintain the integrity of the observation device despite its insertion into the cryogenic space of the tank.
  • Such a tube is therefore complex to achieve.
  • such a tube imposes a size and the presence of a large thermal bridge in the tank.
  • An idea underlying the invention is to allow a monitoring of the contents of a tank in a simple manner, compact and limiting the presence of thermal bridges.
  • the invention provides a sealed and thermally insulating vessel intended to contain a cryogenic fluid, the vessel comprising:
  • a load-bearing structure defining an internal space of the tank
  • a waterproof membrane carried by the thermally insulating barrier and defining a cryogenic fluid storage space of the tank
  • the tank further comprising an endoscopic observation device, the endoscopic observation device comprising:
  • An optical sensor disposed outside the internal space of the vessel, an outer end of the optical fiber bundle emerging from the sheath out of the internal space of the vessel being connected to the optical sensor, an inner end of the optical fiber bundle opposite the outer end of the optical fiber bundle emerging from the sheath into the cryogenic fluid storage space of the tank, the optical sensor being configured to receive observation data of the cryogenic fluid storage space of the vessel from the inner end of the optical fiber bundle.
  • the inside of the tank can be observed with a simple and not very complex device, the optical sensor constituting the sensitive member of the observation device being kept outside the internal space of the tank. Keeping the sensitive member out of the internal space of the tank allows the use of a sensitive member with good resolution characteristics for the observation of the interior of the tank.
  • such an optical sensor kept out of the internal space of the tank does not need to have characteristics of resistance to the internal conditions of the tank such as cold resistance or atmospheres rich in explosive gases.
  • the integrity of the tightness of the tank is kept simple by the presence of the collars. Furthermore, only the sheath containing the optical fiber passes through the thermally insulating wall so that the integration of the observation device to the tank is simple and has a limited thermal bridge.
  • such a tank may comprise one or more of the following characteristics.
  • the sealed and thermally insulating tank further comprises a lighting device disposed outside the internal space of the tank, the lighting device being configured to emit a luminous flux inside the tank.
  • a lighting device can be made independently of the endoscopic device or integrated therewith.
  • the outer end of the optical fiber bundle is connected to the lighting device, the lighting device being configured to emit a luminous flux inside the tank via the inner end of the optical fiber bundle.
  • the lighting device comprises:
  • a protective lighting sheath housing a dedicated optical fiber bundle, the protective lighting sheath successively passing through the supporting structure, the thermally insulating barrier and the waterproof membrane, the protective lighting sheath comprising an outer collar fastened in a sealed manner; on the supporting structure and an inner flange sealingly attached to the waterproof membrane, the lighting protective sheath containing a sealing gasket sealingly closing the interior space of the lighting protective sheath around the optical fiber bundle dedicated
  • the lighting device is kept out of the internal space of the tank, thus allowing the use of a simple lighting device to illuminate the interior of the tank.
  • the integrity of the tightness of the tank is kept simple and only the sheath containing the optical fiber passes through the thermally insulating wall so that the integration of the observation device to the tank remains simple and has a limited thermal bridge.
  • the protective sheath is discontinuous.
  • the discontinuous protective sheath has an internal tubular section comprising the internal collar.
  • the discontinuous protective sheath has an outer tubular section comprising the outer collar. According to one embodiment, the discontinuous protective sheath has an intermediate tubular section comprising the intermediate collar.
  • the protective sheath comprises a continuous tube successively passing through the carrier structure, the thermally insulating barrier and the sealed membrane.
  • the inner flange and the outer flange are attached to an outer surface of the continuous tube of the protective sheath.
  • the intermediate flange is attached to the outer surface of the continuous tube of the protective sheath.
  • the waterproof membrane, the bearing structure and the outer and inner flanges are metallic, the outer flange being welded to the supporting structure, the sealed membrane being welded to the inner flange.
  • the carrier structure has a through hole through the thickness of the carrier structure, the protective sheath being housed in the passage opening so as to pass through the carrier structure.
  • the thermally insulating barrier comprises a plurality of juxtaposed insulating blocks.
  • the protective sheath is housed in a space between two adjacent insulating blocks of the plurality of insulating blocks so as to pass through the thermally insulating barrier at said space.
  • each insulating block of the plurality of insulating blocks comprises a bottom panel and a cover panel parallel to the supporting structure at the level of said insulating block, an insulating lining being interposed between the bottom panel and the panel. cover of each insulating block.
  • the bottom panel of an insulating block of the plurality of insulating blocks comprises a first passage opening, the cover panel of said insulating block having a second passage opening opposite the first orifice. in a direction of thickness of the insulating block perpendicular to the supporting structure, the protective sheath being housed in the first through hole and the second through hole so as to crossing the thermally insulating barrier at the first and second through-holes of said insulating block.
  • the heat-insulating lining of said insulating block is a foam having a third through-hole, the third through-hole being coaxial with the first through hole and the second through-hole, the protective sheath being housed in the third through-hole.
  • the optical fiber bundle comprises:
  • An optical core connected to the optical sensor and forming a signal guide channel for conveying imaging data from the interior of the vessel to the optical sensor, and
  • a single bundle of optical fibers and thus a single protective sheath passing through the supporting structure and the tank wall allows both the transport of the lighting in the tank and the transport of the captured video signal. inside the tank.
  • the optical fiber bundle comprises a first optical fiber bundle connected to the optical pickup and a second bundle of optical fibers connected to the illumination device so that the first bundle of optical fibers enables the transport of the video signal. captured inside the tank and that the second bundle of optical fibers allows the transport of lighting in the tank.
  • the protective sheath is a metal sheath on which are welded the inner and outer collars.
  • the sealed connections between the collars and on the one hand the protective sheath and, on the other hand, the sealed membranes are made in a simple manner for example by welding.
  • the optical sensor is a flight time sensor.
  • the flight time sensor is a matrix flight time sensor.
  • a flight time sensor consists of a receiver (single or matrix phototransistor for example) and a logic having a time base. very accurate to synchronize an associated or integrated lighting and the receiver.
  • the clock is initialized and a "flash" light pulse is emitted, the receiver measures for each pixel the time of reception of the corresponding signal.
  • the flight time sensor then calculates the map of the distances traveled via a possible calibration matrix and the speed of light in the medium.
  • Such a flight time sensor allows the observation of the inside of the tank with robust and reliable optical sensors.
  • time-of-flight sensors are inexpensive while allowing the geometry of the surface of the liquid contained in the tank to be followed in real time.
  • the illumination signal has a spectrum selected from the group consisting of the visible spectrum, the Infra-Red spectrum and the ultraviolet spectrum.
  • the optical sensor is a triangulation telemetry sensor.
  • Such an optical sensor advantageously makes it possible to monitor the liquid contained in the tank when the optical properties of the liquid / vapor interface of the liquid contained in the tank are unfavorable for the analysis by the liquid contained in the tank by a flight time sensor.
  • a triangulation sensor makes it possible to observe the interior of the vessel even in the presence of an absorbing diffusive medium.
  • the inner end of the optical fiber bundle comprises a diffraction device configured to divide the signal emitted by the lighting device into a plurality of diffracted beams.
  • a diffraction device allows using a single optical fiber a measurement based on a plurality of light beams.
  • the thermally insulating barrier comprises a secondary thermally insulating barrier carried by the carrier structure and a primary thermally insulating barrier carried by the secondary thermally insulating barrier, the impervious membrane being a primary impervious membrane anchored on the primary thermally insulating barrier.
  • the vessel further comprising a secondary sealed membrane carried by the secondary heat-insulating barrier and interposed between the primary heat-insulating barrier and the secondary heat-insulating barrier, the protective sheath comprising in addition to an intermediate flange interposed along the protective sheath between the inner flange and the outer flange, said intermediate flange being sealingly attached to the secondary waterproof membrane. Thanks to these characteristics, the observation device can be integrated with a sealed and thermally insulating tank having a plurality of thermally insulating barriers and a plurality of sealed membranes.
  • the secondary waterproof membrane and the intermediate flange are metallic, the secondary waterproof membrane being welded to the intermediate flange.
  • the secondary waterproof membrane comprises a composite film, the intermediate flange being adhesively bonded to said composite film.
  • the vessel further comprises a second endoscopic observation device, the second endoscopic observation device comprising:
  • a second protective sheath housing a second bundle of optical fibers, the second protective sheath successively passing through the carrier structure, the thermally insulating barrier and the sealed membrane, the second sheath comprising a second external collar sealingly attached to the carrying structure and a second inner flange sealingly attached to the waterproof membrane, the second sheath containing a sealing gasket sealingly closing the interior space of the second sheath around the second optical fiber bundle,
  • a second optical sensor disposed outside the internal space of the tank, an outer end of the second optical fiber bundle housed in the second protective sheath emerging from the second protective sheath out of the internal space of the tank being connected to the second optical sensor, an inner end of the second optical fiber bundle opposite the outer end of the second bundle of optical fibers emerging from the second sheath into the storage space of cryogenic fluid of the vessel, the second optical sensor being configured to receive observation data of the cryogenic fluid storage space of the vessel from the inner end of the second optical fiber bundle,
  • the protective sheath and the second protective sheath have separate orientations so that the optical fiber bundle and the second optical fiber bundle have distinct orientations in the tank.
  • the second endoscopic observation device comprises a second lighting device disposed outside the internal space of the tank, an outer end of the second optical fiber bundle housed in the second protective sheath emerging from the second protective sheath out of the internal space of the tank being connected to the second lighting device, the second lighting device being configured to emit a second luminous flux inside the tank via the inner end the second bundle of optical fibers,
  • the invention also provides a method of mounting a sealed and thermally insulating tank as described above, the method of mounting the vessel comprising the steps of:
  • a protective sheath comprising at least a tubular portion, an inner collar and an outer collar;
  • thermally insulating barrier comprising two elements insulators disposed on either side of the optical fiber bundle for example so that the thermally insulating barrier surrounds the bundle of optical fibers;
  • such a sealed and thermally insulating vessel mounting method may include one or more of the following features.
  • the thermally insulating barrier comprises a primary thermally insulating barrier and a secondary thermally insulating barrier
  • the impervious membrane comprises a primary waterproof membrane and a secondary waterproof membrane
  • the protective sheath further comprises an intermediate collar, said collar intermediate has dimensions greater than the dimensions of the inner collar, the secondary waterproof membrane having a passage opening having dimensions on the one hand less than the dimensions of the intermediate collar and, on the other hand, greater than the dimensions of the inner collar
  • the step of installing the thermally insulating barrier on the load-bearing structure comprising the steps of installing the secondary heat-insulating barrier on the bearing structure and then installing the primary heat-insulating barrier on the secondary waterproof membrane so that each sealed barrier surrounds the bundle of optical fibers
  • the step of disposing the sealed membrane on the insulating barrier comprising the steps of disposing the secondary waterproof membrane on the secondary thermally insulating barrier by inserting the bundle of optical fibers in the orifice of the membrane secondary waterproof seal to the intermediate flange, the step of disposing the secondary waterproof membrane being carried out prior
  • the steps of welding the membranes sealed to the collars are cork welding steps. During such a plug weld, an orifice of the sealed membranes disposed under the sealed membrane to the right of the corresponding collar is filled with welding material to seal the membrane at said orifice of the membrane to said collar.
  • the collar is cooled in its portion close to the sheath, for example by a block of high specific heat material or a phase change material.
  • the sheath comprises a single tubular portion on which the flanges are fixed.
  • the sheath comprises a plurality of tubular portions, each tubular portion having a respective collar.
  • the method further comprises a step of fixing an optical head on an inner end of the optical fiber bundle.
  • the optical fiber bundle comprises a plurality of optical fiber bundles
  • the mounting method further comprising a step of butt optically joining the plurality of bundles of optical fibers to form an optical fiber bundle. wave using said assembled optical fiber bundles.
  • Such a tank can be part of a land storage facility, for example to store LNG or be installed in a floating structure, coastal or deep water, including a LNG tank, a floating storage and regasification unit (FSRU) , a floating production and remote storage unit (FPSO) and others.
  • FSRU floating storage and regasification unit
  • FPSO floating production and remote storage unit
  • the invention also provides a vessel for the transport of a cold liquid product comprises a double hull and a said 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.
  • Figure 1 is a perspective view of a vessel for the transport of liquefied gas having a plurality of storage tanks;
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a sealed and thermally insulating tank wall of a tank of FIG. 1 at the level of an observation device of the interior of the tank;
  • FIG. 3 is a detailed view of the end of the protective sheath located inside the tank in the observation device of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a schematic representation of an exemplary embodiment of the observation device of FIG. 2;
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of the protective sheath at the level of the secondary waterproof membrane sealed to the intermediate collar;
  • FIGS. 6 and 7 are diagrammatic views of the observation device illustrating two alternative embodiments of the protective sheath;
  • FIG. 8 is a profile of an alternative embodiment of the observation device
  • FIG. 9 is a cutaway schematic representation of a vessel of a LNG carrier and a loading / unloading terminal of this vessel.
  • FIG. 1 illustrates such a support structure in which longitudinal walls 2 of the supporting structure 1 extend parallel to the longitudinal direction of the ship and form a polygonal section in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the ship.
  • the longitudinal walls 2 meet in longitudinal edges 3, which form for example angles of the order of 135 ° in an octagonal geometry.
  • the general structure of such polyhedral vessels is described, for example, with reference to FIG. 1 of document FR3008765.
  • the longitudinal walls 2 are interrupted in the longitudinal direction of the vessel by transverse walls 4 of the supporting structure 1 which are perpendicular to the longitudinal direction of the ship.
  • the longitudinal walls 2 and the transverse walls 4 meet at the edges 5 front and rear.
  • Each wall 2, 4 of the supporting structure carries a respective sealed and thermally insulating tank wall.
  • the adjectives "superior” and “internal” applied to an element of the vessel designate the part of this element oriented towards the interior of the vessel and the adjectives "inferior” and “external” designate the portion of this element oriented to the outside of the tank, regardless of the orientation of the tank wall relative to the earth's gravity field.
  • the term “above” designates a position located closer to the inside of the tank and the term “below” a position located closer to the supporting structure 1, whatever the orientation of the wall of the tank. tank relative to the earth's gravity field.
  • a sealed and thermally insulating tank comprises, from the supporting structure 1 towards the inside of the tank, a secondary heat-insulating barrier 6 anchored to the supporting structure 1, a secondary waterproof membrane 7 carried by the secondary heat-insulating barrier 6, a barrier thermally insulating primary 8 anchored on the secondary thermally insulating barrier 6 or on the supporting structure 1, and a primary waterproof membrane 9 carried by the primary thermally insulating barrier 8, said primary waterproof membrane being in contact with a fluid stored in the tank such than liquefied natural gas at -162 ° C.
  • Each thermally insulating barrier 6, 8 consists of a plurality of insulating blocks 10 juxtaposed so as to form thermally insulating barriers 6, 8.
  • each block insulation 10 comprises a bottom panel 11 and a cover panel 12 parallel to the wall 2, 4 of the supporting structure 1 carrying said insulating block 10.
  • These panels 11, 12 surround a heat-insulating lining 13 for example polyurethane foam, foam PVC, glass wool, perlite or other.
  • Such insulating blocks 10 on the one hand guarantee the thermal insulation of the sealed and thermally insulating tank and, on the other hand, constitute the mechanical structure of the walls of said tank.
  • Each waterproof membrane 7, 9 consists of metal sheets juxtaposed and welded together tightly.
  • Such a waterproof membrane 7, 9 metal can be made in many ways, for example with embossed sheets or corrugated stainless steel, manganese steel, nickel steel with very low expansion coefficient (INVAR®).
  • the sheets are made of INVAR® and have raised edges 14 and each raised edge 14 is welded to a welding support 15 anchored in the corresponding cover panel 12.
  • thermally insulating barriers 6, 8 as well as such tight membranes 7, 9 are for example described in the document FR2691520.
  • the thermally insulating barriers 6, 8 and the sealed membranes 7, 9 are produced in a similar manner to the insulating blocks and to the corrugated waterproof membranes described in the document FR2877638.
  • an endoscope is integrated in the tank.
  • Such an endoscope may be a flexible endoscope or a rigid endoscope.
  • Such an endoscope comprises an optical measurement means, hereinafter called optical sensor 16, which is associated with a lighting device 17.
  • the optical sensor 16 and the lighting device 17 are arranged outside the sealed and thermally insulating vessel. , that is to say on one side of the supporting structure 1 opposite the side of the supporting structure 1 carrying the wall of the tank sealed and thermally insulating.
  • the optical sensor 16 and the lighting device 17 are connected at a first end 18 to a waveguide formed of a bundle of optical fibers 19 hereinafter called the optical fiber 19.
  • the optical fiber 19 passes successively through the structure carrier 1 and the wall of the sealed and thermally insulating vessel so that a second end of said optical fiber 19 opens into the sealed and thermally insulating vessel. This second end is coupled to an optical head 20 of the endoscope for observing the inside of the tank.
  • the optical fiber 19 passes through the carrier structure 1 and the tank wall is sealed and thermally preferably while being oriented along an axis perpendicular to the carrier structure 1.
  • the optical head 20 can be made in different ways.
  • the optical head 20 may be made using a telescentric lens, allowing not to lose light, a convergent lens, one or more miniature lenses of the GRIN-rod type or any other optical head adapted to observe the inside of the tank.
  • the endoscope optical head 20 used herein is configured to capture light substantially at infinity, i.e. light parallel to the optical axis, the purpose being to observe the interior of a tank that can reach large sizes, of the order of several tens of meters in length, it is necessary to be able to observe in the tank on great distances compared to medical endoscopes.
  • the waveguide installed in the protective sheath is described above as a bundle of optical fibers 19 but may be made in other ways.
  • this waveguide may be a rigid silica rod or an optical fiber bundle made of polymethyl methacrylate (PMMA) or silica.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the waveguide can be made in several successive sections coupled by optical connectors.
  • Many technologies exist to make a suitable optical connector for example using spherical mircos-lenses or GRIN-rod type miniature lenses. It is recalled that GRIN-rod type miniature lenses are made from monoblock bars with index gradient.
  • the materials selected for producing the waveguide are advantageously selected so that the waveguide, the encapsulating resin and a protective sheath 23 surrounding the waveguide have relatively close thermal contraction coefficients.
  • the endoscope is made with a waveguide in the form of optical fiber is made of 0.1.10 "6 K " 1 expansion coefficient silica with a protective sheath made of steel alloy.
  • the resistance modulus of such a polyurethane resin is small and compensates for the difference in coefficient of thermal expansion.
  • the optical fiber is made of PMMA with a coefficient of expansion of 40 ⁇ 10 -6 K -1 associated with a sheath 23 of stainless steel having an expansion coefficient of between 12 ⁇ 10 -6 K -1 and 15 ⁇ 10 -6 K “1 or a nickel alloy having a coefficient of expansion of between 30.10 " 6 K “1 and 40.10 “6 K “ 1 and a polyurethane or epoxy resin having a coefficient of expansion of 40 to 60 * 10 "6 ⁇
  • An endoscope with a diameter of 1.3mm can convey information of 30000 pixels over several meters.
  • the endoscope uses a flight time camera (TOF for the acronym "Time of Flight” in English).
  • TOF flight time camera
  • Such a flight time camera functions as an optical radar whose estimation of the distance resides in the measurement of the flight time of a light signal from the transmitter to the receiver by reflection.
  • the lighting device 17 is controlled to emit a light pulse towards the target, that is to say towards the liquid contained in the sealed tank and thermally insulating.
  • the optical sensor 16 for example in the form of a CCD camera, measures the flight time of the photons returned by the target, and therefore the liquid contained in the tank, for each pixel.
  • This type of measurement also makes it possible to follow in real time the geometry of the surface of the liquid contained in the tank.
  • Such flight time cameras have the advantages of being inexpensive, robust and reliable, thus providing a relatively simple way of obtaining quantitative information on the state of agitation of the cargo in the sealed and thermally insulating vessel.
  • the optical fiber 19 is preferably a collimated optical fiber.
  • a collimated optical fiber 19 offers a two-layer architecture: a core of the collimated optical fiber constitutes a channel connected to the optical sensor 16 intended to convey the image in a first direction of circulation of the signal 21 and an annular zone of the fiber collimated optical 19 is connected to the lighting device 17 in order to convey the illumination in a second direction of circulation of the signal 22.
  • FIG. 1 is preferably a collimated optical fiber.
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of the observation device in which the core of the fiber collimated optical system 19 is associated on the one hand with a lens 29 forming the optical head 20 of the device and on the other hand with a lens 30 of the optical sensor 16 and in which the annular zone of the collimated optical fiber 19 is associated with the lighting device to illuminate the interior of the tank, as illustrated by the dotted lighting zones referenced 31.
  • a calibration of the system on a target before commissioning is preferable.
  • the use of a collimated optical fiber 19 thus makes it possible on the one hand to bring the lighting into the tank and, on the other hand, to recover the image from the inside of the tank.
  • a grid of known dimension is disposed at a predetermined distance from the optical head 20. Images of the target are made with the optical sensor 16 of the endoscope at different temperatures and the flight time of the photons returned by the target is measured. The optical sensor 16 is then adjusted so that its measurements coincide with the predefined distance. In other words, a distortion correction coefficient is measured in order to be able to correct the measurements as a function of the temperature and the optical defects of the optical head 20.
  • the illumination produced by the lighting device 17 and brought into the tank can be of various kinds.
  • this illumination can be in the visible spectrum, the infra-red spectrum or even in the ultraviolet spectrum for example.
  • each of these optical fibers 19 (or fiber optic bundles) being connected to a dedicated lighting device 17.
  • the fields of vision of the optical sensors are limited, some optical sensors having for example fields of view less than 80 °, it is possible to provide a plurality of endoscopes crossing the walls of the tank at different locations in different orientations to cover the entire interior of the tank.
  • An alternative to the use of time-of-flight cameras is to use an optical measurement device based on the geometric relationship between a light beam of known direction and the point of intersection of the latter with the surface of the liquid contained in the vessel.
  • This method uses a triangulation telemetry sensor whose basic principle is based on optical triangulation.
  • a light beam is emitted by the lighting device 17 in a known direction with respect to an optical axis.
  • the optical axis is for example defined by the orientation of the optical fiber 19 connected to the lighting device 17.
  • the position of the point of impact is measured on the liquid contained in the tank relative to this optical axis, and, by triangulation is deduced the distance of the impact relative to the optical head 20 forming the objective of the optical sensor 16 in the tank.
  • This alternative is of particular interest when the optical properties of the surface of the liquid contained in the tank are unfavorable to a measurement using an optical sensor 16 flight time. Indeed, if this interface has a diffusive and absorbent medium, the measurements obtained by a flight time sensor may be difficult to exploit.
  • a lighting device 17 in the form of a laser transmitter associated with an optical camera makes it possible in a simple and rapid manner to obtain exploitable optical measurements of the surface of the liquid contained in the tank.
  • the optical head 20 is associated with a diffraction grating whose transmitted fraction is a regular and known grid of diffracted beams.
  • a diffraction grating makes it possible to generate a plurality of light beams from a single optical fiber 19 whatever the nature of the liquid to be observed, while avoiding the use of a plurality of optical fibers 19 passing through the walls of the sealed and thermally insulating tank.
  • optical sensors 16 and lighting devices 17 may be used alone or in combination, thus allowing their use for other potential applications both in inspection and in continuous control of the vessel and of the liquid contained in the tank.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view illustrating the passage of the optical fiber 19 at the level of the secondary waterproof membrane 7.
  • the optical fiber 19 is totally or partially sheathed using the protective sheath 23.
  • Such a sheath 23 is metal, for example stainless steel.
  • the sheath 23 passes successively through the supporting structure 1, the secondary heat-insulating barrier 6, the secondary waterproof membrane 7, the primary heat-insulating barrier 8 and the primary waterproof membrane 9.
  • the supporting structure 1 has a through-hole thickness of the carrier structure 1, the sheath 23 being housed in the passage opening so as to pass through the carrier structure 1.
  • the sheath 23 passes through each thermally insulating barrier 6, 8 being housed in a space located between two adjacent insulating blocks 10 so as to pass through the thermally insulating barrier 6, 8 at said space.
  • the crossing of the thermally insulating barriers 6, 8 by the sheath 23 does not require modification of the insulating blocks 10.
  • the bottom panel 11 and the cover panel 12 of an insulating block 10 of thermally insulating barriers 6, 8 each comprise a respective through-hole. These through orifices are opposite each other in a direction perpendicular to the panels 11, 12.
  • said heat-insulating lining 13 also comprises an orifice through the coaxial through passages of the panels 11, 12 of the insulating blocks 10 of the thermally insulating barriers 6, 8.
  • the sheath 23 is housed in these through holes so as to pass through each thermally insulating barrier 6, 8 at these through holes.
  • each sealed membrane 7, 9 also comprises a bore through which the sheath 23 passes.
  • an intermediate collar 24 surrounds the sheath 23.
  • the secondary waterproof membrane 7 is welded to this intermediate collar 24 to seal the secondary waterproof membrane 7 despite the passage of the sheath 23.
  • This intermediate collar 24 is metallic.
  • Such an intermediate flange 24 has a cylindrical portion 25 surrounding the sheath 23 and whose generator is parallel to the axis of the optical fiber 19.
  • This cylindrical portion 25 is sealingly welded to the sheath 23.
  • the intermediate collar 24 comprises an annular portion 26 developing from the cylindrical portion 25 in a plane perpendicular to the generatrix of the cylindrical portion. More particularly, the annular portion 26 develops in a plane parallel to the secondary waterproof membrane 7.
  • the secondary waterproof membrane 7 is sealingly attached to the annular portion 26, for example by welding all around the hole made to pass the sheath 23 similarly in the case of a secondary waterproof membrane comprising a strip comprising a sealed aluminum core sheet and two layers of fiberglass fabric hermetically bonded to adjacent insulating blocks 10 that described in the document FR2691520 cited above, the intermediate flange 24 passes through and is sealingly attached to said strip.
  • An internal flange 27 similar to the intermediate flange 24 described above and illustrated in FIG. 2 is also sealingly attached to the sheath 23 and to the primary waterproof membrane 9.
  • external flange 28 similar to the intermediate flange 24 described above and illustrated in Figure 2 is also attached sealingly on the one hand to the sheath 23 and on the other hand to the supporting structure 1.
  • Such collars 24, 27 , 28 guarantee the tightness of the sealed membranes 7 and 9 and the supporting structure 1 despite the fact that the sheath 23 passes through said watertight membranes 7 and 9 as well as the carrier structure 1.
  • optical fiber 19 is embedded in a sealing material at the ends of the sheath 23 so as to seal the inside of the sheath 23, such a sealed material is for example a PU resin, epoxy.
  • the sheath 23 can take different forms. According to a first embodiment shown in Figure 6, the sheath 23 is made using a single metal tube. The flanges 24, 27, 28 are directly attached to this metal tube and protrude radially around the metal tube. Furthermore, the primary thermally insulating barrier 6 comprises a countersink 32 for accommodating the outer flange 28.
  • This countersink 32 is advantageously formed of two countersinks in a semicircle each formed on an edge of a respective insulating block. These two half-counters facilitate the positioning of the two insulating blocks enclosing the outer flange 28.
  • This outer flange 28 has a thickness greater than the thickness of the other flanges 24, 27 to ensure good cooperation with the carrier structure 1.
  • the sheath 23 is made discontinuously.
  • the sheath 23 comprises an outer tubular portion 33, an intermediate tubular portion 34 and an inner tubular portion 35.
  • Each sheath portion 33 to 35 further comprises one of the flanges 24, 27 and 28.
  • the outer collar 28 is fixed on the outer tubular portion 33
  • the intermediate collar 24 is fixed on the intermediate tubular portion 34
  • the inner collar 27 is fixed on the inner tubular portion 35.
  • the optical fiber bundle 19 is housed successively in each of the tubular portions 33 to 35 in order successively and sealingly cross the supporting structure 1 and each of the sealed membranes 7, 9.
  • the optical fiber bundle 19 is embedded in a sealed material such as a PU, epoxy or other resin in each of the tubular portions 33 to 35 of the sheath 23 in order to seal said tubular portions areas 33 to 35.
  • the sheath 23 further comprises two flexible portions 36 for example of thermoplastic polyurethane or PEI each connecting two rigid tubular portions 33 to 35 between them and each housing the optical fiber bundle in the thickness of the thermally insulating barriers 6 , 8.
  • Figure 8 is a profile of an alternative embodiment of the observation device.
  • the sheath 23 is at least partly made of flexible materials.
  • the sheath 23 advantageously comprises firstly three rigid tubular portions 33 to 35 as described with reference to Figure 7 and, secondly, at least two flexible portions 36 each connecting two rigid tubular portions 33 to 35 between them.
  • the optical fiber bundle 19 inserted into the sheath 23 is embedded in each of the tubular portions 33 to 35 of the sheath 23 to ensure sealing of said tubular portions 33 to 35.
  • This variant advantageously makes it possible to adapt the same endoscope to different thicknesses of thermally insulating barriers 6, 8, the flexible portions 36 being more or less unfolded in the thermally insulating barriers 6, 8 depending of the thickness of said thermally insulating barriers 6, 8.
  • such an endoscope ensures that the fiber bundle is not energized or in compression due to a differential contraction of the thermally insulating barrier with respect to the endoscope.
  • the sheath 23 is prefabricated in order to associate the flanges with the tubular portion or portions of the sheath 23.
  • the flanges 24, 27, 28 are for example welded to the rigid tubular portion or portions of the sheath 23.
  • optical fiber bundle 19 is then inserted into the rigid tubular portion or portions of the sheath 23 so as to open on either side of the sheath 23 beyond the inner and outer flanges 27 and 28.
  • the bundle of optical fibers 19 inside the rigid tubular portion or portions of the sheath 23 is then embedded in a resin in order to seal the rigid tubular portion or portions of the sheath 23.
  • Prefabrication of the sheath 23 with the flanges 24, 27, 28 on the rigid tubular portion or portions of the sheath 23 prior to the insertion of the optical fiber bundle 19 and the insertion of a resin into the sheath 23 embedding the optical fiber bundle 19 prevents any degradation of the optical fiber bundle 19 or the resin.
  • the sheath 23 comprising the bundle of optical fibers embedded in the resin is then attached to the carrier structure 1 so as to have the outer end 18 of the optical fiber bundle 19 out of the space intended to house the sealed and thermally insulating tank. .
  • the outer flange 28 is then welded in a sealed manner on the supporting structure 1.
  • half-foam shells 37 are attached around each of the flexible portions 36.
  • Such half-shells of foam ensure one by the continuity of the thermal insulation of the thermally insulating barrier and, on the other hand, the protection of the sheath 23 and the beam
  • foam half-shells 37 are, for example, made of polyurethane foams, polyethylene foams or any other suitable material.
  • These half-foam shells 37 each comprise a groove for housing the sheath 23.
  • the sheath 23 is preferably housed in these grooves with a clearance.
  • a clearance is particularly advantageous for accommodating a flexible portion 36 of sheath 23 in order to adapting the positioning of the flexible portion 36 in the grooves according to the thickness of the thermally insulating barrier.
  • the insulating blocks constituting the secondary thermally insulating barrier 6 are arranged on the supporting structure 1.
  • two insulating blocks are arranged around the half-shells of foam 37 in order to house the sheath 23 and the half-shells of foam 37 in the space between two adjacent insulating blocks.
  • an orifice allowing passage of the sheath 23 and half-shells of foam 37 is provided in the thickness of an insulating block.
  • this passage is of dimension complementary to the dimensions of the two half-shells 37 so that the primary thermally insulating barrier is completed at said insulating block by the two half-shells 37.
  • the sheath 23 is positioned in the thickness of the secondary thermally insulating barrier 6 so that the intermediate flange 24 is flush with the upper surface of the primary thermally insulating barrier 6.
  • the secondary waterproof membrane 7 is then attached to the secondary thermally insulating barrier 6.
  • the secondary waterproof membrane 7 has a passage orifice with dimensions greater than the dimensions of the inner collar 27 to allow insertion through the secondary waterproof membrane 7 of the sheath portion 23 between the inner collar 27 and the intermediate collar 24. Furthermore, the passage orifice has dimensions smaller than the dimensions of the intermediate collar 24 so that the edges of the orifice of the secondary waterproof membrane 7 is based on the intermediate flange 24.
  • the secondary waterproof membrane 7 is then sealingly welded to the intermediate flange 24, for example by means of a weld type welding plug.
  • the primary thermally insulating barrier is then attached to the secondary waterproof membrane in a similar manner to the primary thermally insulating barrier described above, the sheath 23 being again housed in two half-shells 37 protectors.
  • the primary waterproof membrane is attached to the primary thermally insulating barrier, the primary waterproof membrane is then sealingly welded to the inner flange, for example by means of a plug weld between the inner flange and an orifice of the primary waterproof membrane.
  • An optical sensor is then connected to an external end of the optical fiber bundle, that is to say at one end of the optical fiber bundle located on one side of the carrier structure not comprising the thermally insulating barrier and a head optical fiber is coupled to an inner end of the optical fiber bundle 19.
  • the technique described above for producing a device for monitoring the interior of a tank can be used in different types of tanks, for example for an LNG tank in a land installation or in a floating structure such as a LNG tanker or other.
  • 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. 10 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 link pipe (not shown) extends inside the tower 78.
  • the loading station and unloading 75 allows the loading and unloading of the LNG tank 70 from or to the onshore installation 77.
  • the underwater pipe 76 allows the transfer of the liquefied gas between the loading or unloading station 75 and the shore installation 77 over a large distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the LNG tank 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.
  • the sealed and thermally insulating tank may comprise a secondary waterproof membrane consisting of a composite film in the form of sealed sheets as described in document FR2903165.
  • the intermediate flange may be sealingly attached to said composite film in many ways.
  • the intermediate flange can be sealed to the secondary waterproof membrane by gluing.
  • the intermediate flange is not necessarily metallic but may also be made of tight composite material.

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Abstract

L'invention concerne une cuve étanche et thermiquement isolante destinée à contenir un fluide cryogénique, la cuve comportant une structure porteuse (1), une barrière thermiquement isolante (6, 8) et une membrane étanche (7, 9), la cuve comportant en outre un dispositif d'observation endoscopique, le dispositif d'observation endoscopique comportant : - une gaine protectrice (23) logeant un faisceau de fibres optiques (19) et traversant successivement la structure porteuse (1), la barrière thermiquement isolante (6, 8) et la membrane étanche (7, 9), la gaine comportant une collerette externe (28) fixée de manière étanche sur la structure porteuse (1) et une collerette interne (27) fixée de manière étanche sur la membrane étanche (9), la gaine (23) contenant une garniture d'étanchéité interne, - un capteur optique (16) et un dispositif d'éclairage (17) disposés hors de l'espace interne de la cuve connectés au faisceau de fibres optiques (19).

Description

Cuve étanche et thermiquement isolante
Domaine technique
L'invention se rapporte au domaine des cuves étanches et thermiquement isolantes, à membranes. En particulier, l'invention se rapporte au domaine des cuves étanches et thermiquement isolantes pour le stockage et/ou le transport de liquide à basse température, telles que des cuves pour le transport de Gaz de Pétrole Liquéfié (aussi appelé GPL) présentant par exemple une température comprise entre -50°C et 0°C, ou pour le transport de Gaz Naturel Liquéfié (GNL) à environ -162°C à pression atmosphérique. Ces cuves peuvent être installées à terre ou sur un ouvrage flottant. Dans le cas d'un ouvrage flottant, la cuve peut être destinée au transport de gaz liquéfié ou à recevoir du gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l'ouvrage flottant.
Arrière-plan technologique
Des cuves étanches et thermiquement isolantes peuvent être utilisées dans différentes industries pour stocker des produits chauds ou froids. Par exemple, dans le domaine de l'énergie, le gaz naturel liquéfié (GNL) est un liquide qui peut être stocké à pression atmosphérique à environ -162°C dans des cuves de stockage étanches et thermiquement isolantes. Une telle cuve à membrane est par exemple décrite dans le document FR2724623A.
Durant son stockage ou son transport, le liquide contenu dans la cuve est soumis à différents mouvements dans la cuve, par exemple liés à la houle dans le cadre d'une cuve de navire. Il est nécessaire de contrôler l'agitation du liquide contenu dans la cuve ainsi que l'intégrité de la cuve qui peut se dégrader sous l'effet des différents mouvements de liquide dans la cuve. Un tel contrôle est particulièrement important dans le cadre d'une cuve de GNL de par la nature dangereuse du liquide transporté.
Il est connu du document EP0120777B1 un dispositif d'observation d'un réservoir cryogénique en service contenant un combustible liquéfié. Un tel réservoir comporte un tube d'insertion d'un dispositif d'observation monté dans une tuyauterie solidaire du dôme de la cuve. Ce tube d'insertion présente une paroi transparente pour l'observation de l'intérieur de la cuve à l'aide du dispositif d'observation. Cependant, l'insertion du dispositif d'observation dans la cuve impose de nombreuses contraintes pour la réalisation du tube afin de conserver l'intégrité du dispositif d'observation malgré son insertion dans l'espace cryogénique de la cuve. Un tel tube est donc complexe à réaliser. En outre, un tel tube impose un encombrement et la présence d'un pont thermique importants dans la cuve.
Résumé
Une idée à la base de l'invention est de permettre une surveillance du contenu d'une cuve de façon simple, peu encombrante et limitant la présence de ponts thermiques.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolante destinée à contenir un fluide cryogénique, la cuve comportant :
• une structure porteuse définissant un espace interne de la cuve,
• une barrière thermiquement isolante retenue sur la structure porteuse, et
une membrane étanche portée par la barrière thermiquement isolante et définissant un espace de stockage de fluide cryogénique de la cuve,
la cuve comportant en outre un dispositif d'observation endoscopique, le dispositif d'observation endoscopique comportant :
• un faisceau de fibres optiques traversant successivement la structure porteuse, la barrière thermiquement isolante et la membrane étanche, le faisceau de fibres optiques étant logé dans une gaine protectrice, la gaine protectrice comportant une collerette externe fixée de manière étanche sur la structure porteuse et une collerette interne fixée de manière étanche sur la membrane étanche, la gaine protectrice contenant une garniture d'étanchéité fermant de manière étanche l'espace intérieur de la gaine autour du faisceau de fibres optiques,
• un capteur optique disposé hors de l'espace interne de la cuve, une extrémité externe du faisceau de fibres optiques débouchant de la gaine hors de l'espace interne de la cuve étant connectée au capteur optique, une extrémité interne du faisceau de fibres optiques opposée à l'extrémité externe du faisceau de fibres optiques débouchant de la gaine dans l'espace de stockage de fluide cryogénique de la cuve, le capteur optique étant configuré pour recevoir des données d'observation de l'espace de stockage de fluide cryogénique de la cuve depuis l'extrémité interne du faisceau de fibres optiques.
Grâce à ces caractéristiques, l'intérieur de la cuve peut être observé avec un dispositif simple et peu complexe, le capteur optique constituant l'organe sensible du dispositif d'observation étant maintenu en dehors de l'espace interne de la cuve. Le maintien de l'organe sensible hors de l'espace interne de la cuve permet l'utilisation d'un organe sensible offrant de bonnes caractéristiques de résolution pour l'observation de l'intérieur de la cuve. En outre, un tel capteur optique conservé hors de l'espace interne de la cuve ne nécessite pas de présenter des caractéristiques de résistance aux conditions internes de la cuve telles qu'une résistance au froid ou aux atmosphères riches en gaz explosifs. En outre, l'intégrité de l'étanchéité de la cuve est conservée de manière simple grâce à la présence des collerettes. Par ailleurs, seule la gaine contenant la fibre optique traverse la paroi thermiquement isolante de sorte que l'intégration du dispositif d'observation à la cuve est simple et présente un pont thermique limité.
Selon des modes de réalisation, une telle cuve peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, la cuve étanche et thermiquement isolante comporte en outre un dispositif d'éclairage disposé hors de l'espace interne de la cuve, le dispositif d'éclairage étant configuré pour émettre un flux lumineux à l'intérieur de la cuve. Un tel dispositif d'éclairage peut être réalisé de manière indépendante du dispositif endoscopique ou de manière intégrée à celui-ci.
Selon un mode de réalisation intégré, l'extrémité externe du faisceau de fibres optiques est connectée au dispositif d'éclairage, le dispositif d'éclairage étant configuré pour émettre un flux lumineux à l'intérieur de la cuve par l'intermédiaire de l'extrémité interne du faisceau de fibres optiques. Selon un mode de réalisation indépendant, le dispositif d'éclairage comporte :
• une gaine protectrice d'éclairage logeant un faisceau de fibres optiques dédié, la gaine protectrice d'éclairage traversant successivement la structure porteuse, la barrière thermiquement isolante et la membrane étanche, la gaine protectrice d'éclairage comportant une collerette externe fixée de manière étanche sur la structure porteuse et une collerette interne fixée de manière étanche sur la membrane étanche, la gaine protectrice d'éclairage contenant une garniture d'étanchéité fermant de manière étanche l'espace intérieur de la gaine protectrice d'éclairage autour du faisceau de fibres optiques dédié,
• une extrémité externe du faisceau de fibres optiques dédié logée dans la gaine protectrice d'éclairage débouchant de la gaine protectrice d'éclairage hors de l'espace interne de la cuve étant connectée au dispositif d'éclairage, une extrémité interne du faisceau de fibres optiques dédié opposée à l'extrémité externe du faisceau de fibres optiques dédié débouchant de la gaine protectrice d'éclairage dans l'espace de stockage de fluide cryogénique de la cuve, le dispositif d'éclairage étant configuré pour émettre un flux lumineux à l'intérieur de la cuve par l'intermédiaire de l'extrémité interne du faisceau de fibres optiques dédié,
Grâce à ces caractéristiques, le dispositif d'éclairage est maintenu hors de l'espace interne de la cuve, permettant ainsi l'utilisation d'un dispositif d'éclairage simple afin d'éclairer l'intérieur de la cuve. En outre, l'intégrité de l'étanchéité de la cuve est conservée de manière simple et seule la gaine contenant la fibre optique traverse la paroi thermiquement isolante de sorte que l'intégration du dispositif d'observation à la cuve demeure simple et présente un pont thermique limité.
Selon un mode de réalisation, la gaine protectrice est discontinue.
Selon un mode de réalisation, la gaine protectrice discontinue comporte une section tubulaire interne comportant la collerette interne.
Selon un mode de réalisation, la gaine protectrice discontinue comporte une section tubulaire externe comportant la collerette externe. Selon un mode de réalisation, la gaine protectrice discontinue comporte une section tubulaire intermédiaire comportant la collerette intermédiaire.
Selon un mode de réalisation, la gaine protectrice comporte un tube continu traversant successivement la structure porteuse, la barrière thermiquement isolante et la membrane étanche.
Selon un mode de réalisation, la collerette interne et la collerette externe sont rapportées sur une surface externe du tube continu de la gaine protectrice.
Selon un mode de réalisation, la collerette intermédiaire est rapportée sur la surface externe du tube continu de la gaine protectrice.
Selon un mode de réalisation, la membrane étanche, la structure porteuse et les collerettes externes et internes sont métalliques, la collerette externe étant soudée à la structure porteuse, la membrane étanche étant soudée à la collerette interne.
Selon un mode de réalisation, la structure porteuse présente un orifice de passage traversant l'épaisseur de la structure porteuse, la gaine protectrice étant logée dans l'orifice de passage de manière à traverser la structure porteuse.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante comporte une pluralité de blocs isolants juxtaposés.
Selon un mode de réalisation, la gaine protectrice étant logée dans un espace situé entre deux blocs isolants adjacents de la pluralité de blocs isolant de manière à traverser la barrière thermiquement isolante au niveau dudit espace.
Selon un mode de réalisation, chaque bloc isolant de la pluralité de blocs isolant comporte un panneau de fond et un panneau de couvercle parallèles à la structure porteuse au niveau dudit bloc isolant, une garniture isolante étant intercalée entre le panneau de fond et le panneau de couvercle de chaque bloc isolant.
Selon un mode de réalisation, le panneau de fond d'un bloc isolant de la pluralité de blocs isolant comporte un premier orifice de passage, le panneau de couvercle dudit bloc isolant comportant un deuxième orifice de passage en vis-à-vis du premier orifice de passage selon une direction d'épaisseur du bloc isolant perpendiculaire à la structure porteuse, la gaine protectrice étant logée dans le premier orifice traversant et dans le deuxième orifice traversant de manière à traverser la barrière thermiquement isolante au niveau des premier et deuxième orifices traversant dudit bloc isolant.
Selon un mode de réalisation, la garniture calorifuge dudit bloc isolant est une mousse présentant un troisième orifice traversant, le troisième orifice traversant étant coaxial du premier orifice traversant et du deuxième orifice traversant, la gaine protectrice étant logée dans le troisième orifice traversant.
Selon un mode de réalisation, le faisceau de fibres optiques comporte :
• un cœur optique connecté au capteur optique et formant un canal de guidage de signal destiné à véhiculer des données d'imagerie de l'intérieur de la cuve vers le capteur optique, et
• une zone annulaire entourant le cœur optique connectée au dispositif d'éclairage et formant un canal de guidage de la lumière destiné à véhiculer l'éclairage depuis le dispositif d'éclairage vers l'intérieur de la cuve.
Grâce à ces caractéristiques, un seul et même faisceau de fibres optiques et donc une seule et même gaine protectrice traversant la structure porteuse et la paroi de cuve permet à la fois le transport de l'éclairage dans la cuve et le transport du signal vidéo capté à l'intérieur de la cuve.
Selon un mode de réalisation, le faisceau de fibre optique comporte un premier faisceau de fibres optiques connecté au capteur optique et un deuxième faisceau de fibres optiques connecté au dispositif d'éclairage de sorte que le premier faisceau de fibres optiques permet le transport du signal vidéo capté à l'intérieur de la cuve et que le deuxième faisceau de fibres optiques permet le transport de l'éclairage dans la cuve.
Selon un mode de réalisation, la gaine protectrice est une gaine métallique sur laquelle sont soudées les collerettes internes et externes. Ainsi, les liaisons étanches entre les collerettes et d'une part la gaine protectrice et, d'autre part, les membranes étanches sont réalisées de façon simple par exemple par soudure.
Selon un mode de réalisation, le capteur optique est un capteur temps de vol. Selon un perfectionnement, le capteur temps de vol est un capteur temps de vol matriciel. Un tel capteur temps de vol est constitué d'un récepteur (phototransistor unique ou matriciel par exemple) et d'une logique disposant d'une base de temps très précise permettant de synchroniser un éclairage associé ou intégré et le récepteur. En fonctionnement, l'horloge est initialisée et une impulsion lumineuse « flash » est émise, le récepteur mesure pour chaque pixel le temps de réception du signal correspondant. Le capteur temps de vol calcule ensuite la carte des distances parcourues par l'intermédiaire d'une matrice de calibration éventuelle et de la vitesse de la lumière dans le milieu. Un tel capteur temps de vol permet l'observation de l'intérieur de la cuve avec des capteurs optiques robustes et fiables. En outre de tels capteurs temps de vol sont peu onéreux tout en permettant de suivre en temps réel la géométrie de la surface du liquide contenu dans la cuve.
Selon un mode de réalisation, le signal d'éclairage présente un spectre choisi dans le groupe constitué du spectre visible, du spectre Infra-Rouge et du spectre ultra-violet.
Selon un mode de réalisation, le capteur optique est un capteur de télémétrie par triangulation. Un tel capteur optique permet avantageusement de surveiller le liquide contenu dans la cuve lorsque les propriétés optiques de l'interface liquide/vapeur du liquide contenu dans la cuve sont défavorables à l'analyse par du liquide contenu dans la cuve par un capteur temps de vol. En particulier, un tel capteur par triangulation permet l'observation de l'intérieur de la cuve y compris en présence d'un milieu diffusif absorbant.
Selon un mode de réalisation, l'extrémité interne du faisceau de fibres optiques comporte un dispositif de diffraction configuré pour diviser le signal émis par le dispositif d'éclairage en une pluralité de faisceaux diffractés. Un tel dispositif de diffraction permet à l'aide d'une unique fibre optique une mesure basée sur une pluralité de faisceaux lumineux.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante comporte une barrière thermiquement isolante secondaire portée par la structure porteuse et une barrière thermiquement isolante primaire portée par la barrière thermiquement isolante secondaire, la membrane étanche étant une membrane étanche primaire ancrée sur la barrière thermiquement isolante primaire, la cuve comportant en outre une membrane étanche secondaire portée par la barrière thermiquement isolante secondaire et intercalée entre la barrière thermiquement isolante primaire et la barrière thermiquement isolante secondaire, la gaine protectrice comportant en outre une collerette intermédiaire intercalée le long de la gaine protectrice entre la collerette interne et la collerette externe, ladite collerette intermédiaire étant fixée de manière étanche à la membrane étanche secondaire. Grâce à ces caractéristiques, le dispositif d'observation peut être intégré à une cuve étanche et thermiquement isolante comportant une pluralité de barrières thermiquement isolantes et une pluralité de membranes étanches.
Selon un mode de réalisation, la membrane étanche secondaire et la collerette intermédiaire sont métalliques, la membrane étanche secondaire étant soudée à la collerette intermédiaire.
Selon un mode de réalisation, la membrane étanche secondaire comporte un film composite, la collerette intermédiaire étant collée de manière étanche audit film composite.
Selon un mode de réalisation, la cuve comporte en outre un deuxième dispositif d'observation endoscopique, le deuxième dispositif d'observation endoscopique comportant :
• une deuxième gaine protectrice logeant un deuxième faisceau de fibres optiques, la deuxième gaine protectrice traversant successivement la structure porteuse, la barrière thermiquement isolante et la membrane étanche, la deuxième gaine comportant une deuxième collerette externe fixée de manière étanche sur la structure porteuse et une deuxième collerette interne fixée de manière étanche sur la membrane étanche, la deuxième gaine contenant une garniture d'étanchéité fermant de manière étanche l'espace intérieur de la deuxième gaine autour du deuxième faisceau de fibres optiques,
• un deuxième capteur optique disposé hors de l'espace interne de la cuve, une extrémité externe du deuxième faisceau de fibres optiques logée dans la deuxième gaine protectrice débouchant de la deuxième gaine protectrice hors de l'espace interne de la cuve étant connectée au deuxième capteur optique, une extrémité interne du deuxième faisceau de fibres optiques opposée à l'extrémité externe du deuxième faisceau de fibres optiques débouchant de la deuxième gaine dans l'espace de stockage de fluide cryogénique de la cuve, le deuxième capteur optique étant configuré pour recevoir des données d'observation de l'espace de stockage de fluide cryogénique de la cuve depuis l'extrémité interne du deuxième faisceau de fibres optiques,
la gaine protectrice et la deuxième gaine protectrice présentent des orientations distinctes de manière à ce que le faisceau de fibres optiques et le deuxième faisceau de fibres optiques présentent des orientations distinctes dans la cuve.
Selon un mode de réalisation, le deuxième dispositif d'observation endoscopique comporte un deuxième dispositif d'éclairage disposé hors de l'espace interne de la cuve, une extrémité externe du deuxième faisceau de fibres optiques logée dans la deuxième gaine protectrice débouchant de la deuxième gaine protectrice hors de l'espace interne de la cuve étant connectée au deuxième dispositif d'éclairage, le deuxième dispositif d'éclairage étant configuré pour émettre un deuxième flux lumineux à l'intérieur de la cuve par l'intermédiaire de l'extrémité interne du deuxième faisceau de fibres optiques,
Grâce à ces caractéristiques, il est possible d'observer l'ensemble de l'intérieur d'une cuve y compris d'une cuve de grande taille ou encore dans le cadre de capteurs optiques présentant un champ de vision limité, par exemple un champ de vision dont l'angle est de l'ordre de 80°.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit également un procédé de montage d'une cuve étanche et thermiquement isolante telle que décrite ci-dessus, le procédé de montage de la cuve comportant les étapes de :
- fournir une gaine protectrice comportant au moins une portion tubulaire, une collerette interne et une collerette externe ;
- insérer un faisceau de fibres optiques dans la gaine protectrice ;
- insérer un matériau d'étanchéité entre la gaine et le faisceau de fibre optique de sorte que le faisceau de fibres optiques soit logé de façon étanche dans la gaine protectrice ;
- souder la collerette externe de la gaine protectrice sur une structure porteuse de cuve définissant un espace interne de la cuve,
- installer une barrière thermiquement isolante sur la structure porteuse, ladite barrière thermiquement isolante comportant deux éléments isolants disposés de part et d'autre du faisceau de fibres optiques par exemple de façon à ce que la barrière thermiquement isolante entoure le faisceau de fibres optiques ;
- disposer une membrane étanche sur la barrière isolante,
- souder la membrane étanche sur la collerette interne ;
- connecter un capteur optique à une extrémité externe du faisceau de fibres optiques, c'est-à-dire à une extrémité du faisceau de fibres optiques située d'un côté de la structure porteuse ne comportant pas la barrière thermiquement isolante.
Selon des modes de réalisation, un tel procédé de montage de cuve étanche et thermiquement isolante peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante comporte une barrière thermiquement isolante primaire et une barrière thermiquement isolante secondaire, la membrane étanche comporte une membrane étanche primaire et une membrane étanche secondaire, et la gaine protectrice comporte en outre une collerette intermédiaire, ladite collerette intermédiaire présente des dimensions supérieures aux dimensions de la collerette interne, la membrane étanche secondaire comportant un orifice de passage présentant des dimensions d'une part inférieures aux dimensions de la collerette intermédiaire et, d'autre part, supérieures aux dimensions de la collerette interne, l'étape d'installer la barrière thermiquement isolante sur la structure porteuse comportant les étapes d'installer la barrière thermiquement isolante secondaire sur la structure porteuse puis d'installer la barrière thermiquement isolante primaire sur la membrane étanche secondaire de sorte que chaque barrière étanche entoure le faisceau de fibres optiques, l'étape de disposer la membrane étanche sur la barrière isolante comportant les étapes de disposer la membrane étanche secondaire sur la barrière thermiquement isolante secondaire en insérant le faisceau de fibres optiques dans l'orifice de la membrane étanche secondaire jusqu'à la collerette intermédiaire, l'étape de disposer la membrane étanche secondaire étant réalisée préalablement à l'étape d'installer la barrière thermiquement isolante primaire, et de disposer la membrane étanche primaire sur la barrière thermiquement isolante primaire, l'étape de souder la membrane étanche sur la collette interne comportant l'étape de fixer de manière étanche, par exemple de souder, la membrane étanche primaire sur la collerette interne, le procédé de montage comportant en outre une étape de souder la membrane étanche secondaire sur la collerette intermédiaire préalablement à l'étape d'installer la barrière thermiquement isolante primaire.
Selon un mode de réalisation, les étapes de souder les membranes étanches aux collerettes sont des étapes de soudure bouchon. Lors d'une telle soudure bouchon, un orifice des membranes étanches disposé sous la membrane étanche au droit de la collerette correspondante est comblé de matériau soudant afin de lier de manière étanche la membrane au niveau dudit orifice de la membrane à ladite collerette.
Selon un mode de réalisation la collerette est refroidie dans sa portion proche de la gaine, par exemple par un bloc de matière à chaleur spécifique élevée ou un matériau à changement de phase.
Selon un mode de réalisation, la gaine comporte une portion tubulaire unique sur laquelle sont fixées les collerettes.
Selon un mode de réalisation, la gaine comporte une pluralité de portions tubulaires, chaque portion tubulaire comportant une collerette respective.
Selon un mode de réalisation, le procédé comporte en outre une étape de fixation d'une tête optique sur une extrémité interne du faisceau de fibres optiques.
Selon un mode de réalisation, le faisceau de fibres optiques comporte une pluralité de faisceaux de fibres optiques, le procédé de montage comportant en outre une étape de jonction optique bout à bout de la pluralité de faisceaux de fibres optiques de manière à former un guide d'onde à l'aide desdites faisceaux de fibres optiques assemblés.
Une telle cuve peut faire partie d'une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit également un navire pour le transport d'un produit liquide froid comporte une double coque et une cuve précitée disposée dans la double coque. Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un procédé de 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.
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 en perspective d'un navire pour le transport de gaz liquéfié comportant une pluralité de cuves de stockage ;
• La figure 2 est une vue en perspective schématique d'une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante d'une cuve de la figure 1 au niveau d'un dispositif d'observation de l'intérieur de la cuve ;
• La figure 3 est une vue de détail de l'extrémité de la gaine protectrice situé à l'intérieur de la cuve dans le dispositif d'observation de la figure 2 ;
· La figure 4 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation du dispositif d'observation de la figure 2 ;
• La figure 5 est une vue en perspective schématique de la gaine protectrice au niveau de la membrane étanche secondaire soudée de manière étanche sur la collerette intermédiaire ; • Les figures 6 et 7 sont des vue schématiques du dispositif d'observation illustrant deux variantes de réalisation de la gaine protectrice ;
• La figure 8 est une de profil d'une variante de réalisation du dispositif d'observation ;
• La figure 9 est une représentation schématique écorchée d'une cuve de navire méthanier et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
Description détaillée de modes de réalisation
Les figures sont décrites ci-après dans le cadre d'une structure porteuse 1 constituée par les parois internes d'une double coque d'un navire pour le transport de gaz liquéfié. Une telle structure porteuse présente une géométrie polyédrique, par exemple de forme prismatique. Il est possible d'insérer l'invention dans un réservoir terrestre. La figure 1 illustre une telle structure porteuse dans laquelle des parois longitudinales 2 de la structure porteuse 1 s'étendent parallèlement à la direction longitudinale du navire et forment une section polygonale dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale du navire. Les parois longitudinales 2 se rejoignent en des arêtes longitudinales 3, qui forment par exemple des angles de l'ordre de 135° dans une géométrie octogonale. La structure générale de telles cuves polyédriques est par exemple décrite en regard de la figure 1 du document FR3008765.
Les parois longitudinales 2 sont interrompues dans la direction longitudinale du navire par des parois transversales 4 de la structure porteuse 1 qui sont perpendiculaires à la direction longitudinale du navire. Les parois longitudinales 2 et les parois transversales 4 se rejoignent au niveau d'arêtes 5 avant et arrière.
Chaque paroi 2, 4 de la structure porteuse porte une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante respective. Par convention, les adjectifs « supérieur » et « interne » appliqués à un élément de la cuve désigne la partie de cet élément orientée vers l'intérieur de la cuve et les adjectifs « inférieur » et « externe » désignent la partie de cet élément orientée vers l'extérieur de la cuve, quelle que soit l'orientation de la paroi de cuve par rapport au champ de gravité terrestre. De même, le terme « au-dessus » désigne une position située plus près de l'intérieur de la cuve et le terme « en dessous » une position située plus près de la structure porteuse 1 , quelle que soit l'orientation de la paroi de cuve par rapport au champ de gravité terrestre.
Une cuve étanche et thermiquement isolante comporte, de la structure porteuse 1 vers l'intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire 6 ancrée sur la structure porteuse 1 , une membrane étanche secondaire 7 portée par la barrière thermiquement isolante secondaire 6, une barrière thermiquement isolante primaire 8 ancrée sur la barrière thermiquement isolante secondaire 6 ou sur la structure porteuse 1 , et une membrane étanches primaire 9 portée par la barrière thermiquement isolante primaire 8, ladite membrane étanche primaire étant au contact d'un fluide stocké dans la cuve tel que du gaz naturel liquéfié à -162°C.
Chaque barrière thermiquement isolante 6, 8 est constituée d'une pluralité de blocs isolants 10 juxtaposés de manière à former les barrières thermiquement isolantes 6, 8. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 2 illustrant une portion de paroi de cuve, chaque bloc isolant 10 comporte un panneau de fond 11 et un panneau de couvercle 12 parallèles à la paroi 2, 4 de la structure porteuse 1 portant ledit bloc isolant 10. Ces panneaux 11 , 12 encadrent une garniture calorifuge 13 par exemple en mousse de polyuréthane, mousse PVC, laine de verre, perlite ou autre. De tels blocs isolants 10 d'une part garantissent l'isolation thermique de la cuve étanche et thermiquement isolante et, d'autre part, constituent la structure mécanique des parois de ladite cuve.
Chaque membrane étanche 7, 9 est constituée de tôles métalliques juxtaposées et soudées entre elles de manière étanche. Une telle membrane étanche 7, 9 métallique peut être réalisée de nombreuses manières, par exemple avec des tôles gaufrées ou ondulées en acier inoxydable, acier au manganèse, acier au Nickel à très faible coefficient de dilatation (INVAR®). Dans le mode de réalisation de la figure 5, les tôles sont en INVAR® et présentent des bords relevés 14 et chaque bord relevé 14 est soudé à un support de soudure 15 ancré dans le panneau de couvercle 12 correspondant.
De telles barrières thermiquement isolantes 6, 8 ainsi que de telles membranes étanches 7, 9 sont par exemple décrites dans le document FR2691520. Dans une variante de réalisation, les barrières thermiquement isolantes 6, 8 et les membranes étanches 7, 9 sont réalisées de façon analogue aux blocs isolants et aux membranes étanches ondulées décrits dans le document FR2877638.
Dans de telles cuves, il est important d'évaluer les mouvements de liquide dans la cuve. Diverses approches indirectes telles que la mesure des pressions d'impact ou la mesure de vibration avec des accéléromètres, la trilatération acoustique ont été testées et ont donné des résultats intéressants mais souvent délicats à interpréter.
Il est donc préférable d'avoir un dispositif d'observation directe des mouvements de liquide dans la cuve. Cependant, de tels systèmes doivent fonctionner de manière fiable en froid, sans causer de fuite thermique ou point faible mécanique majeur et tout cela à un coût le plus faible possible. De tels systèmes doivent donc être simples, robustes et bon marché.
Pour cela, comme illustré sur la figure 2, un endoscope est intégré à la cuve. Un tel endoscope peut être un endoscope souple ou un endoscope rigide. Un tel endoscope comporte un moyen de mesure optique, ci-après appelé capteur optique 16, qui est associé à un dispositif d'éclairage 17. Le capteur optique 16 et le dispositif d'éclairage 17 sont disposés hors de la cuve étanche et thermiquement isolante, c'est-à-dire d'un côté de la structure porteuse 1 opposé au côté de la structure porteuse 1 portant la paroi de cuve étanche et thermiquement isolante. Le capteur optique 16 et le dispositif d'éclairage 17 sont connectés à une première extrémité 18 à un guide d'onde formé d'un faisceau de fibres optiques 19 ci-après appelé la fibre optique 19. La fibre optique 19 traverse successivement la structure porteuse 1 et la paroi de la cuve étanche et thermiquement isolante de manière à ce qu'une seconde extrémité de ladite fibre optique 19 débouche à l'intérieur de la cuve étanche et thermiquement isolante. Cette seconde extrémité est couplée à une tête optique 20 de l'endoscope permettant l'observation de l'intérieur de la cuve. La fibre optique 19 traverse la structure porteuse 1 et la paroi de cuve étanche et thermiquement de préférence en étant orientée selon un axe perpendiculaire à la structure porteuse 1.
La tête optique 20 peut être réalisée de différentes manières. Ainsi la tête optique 20 peut être réalisée à l'aide d'un objectif téléscentrique, permettant de ne pas perdre de lumière, d'un objectif à lentille convergente, d'une ou plusieurs lentilles miniatures de type GRIN-rod ou toute autre tête optique 20 adaptée à l'observation de l'intérieur de la cuve. Cependant, à la différence des endoscopes médicaux destinés à l'observation de cibles très proches, la tête optique 20 de l'endoscope utilisée ici est configurée pour capter de la lumière sensiblement à l'infini, c'est-à-dire de la lumière parallèle à l'axe optique, le but étant d'observer l'intérieur d'une cuve pouvant atteindre des tailles importantes, de l'ordre de plusieurs dizaines de mètres de longueur, il est nécessaire de pouvoir observer dans la cuve sur de grandes distances comparativement aux endoscopes médicaux.
Le guide d'onde installé dans la gaine protectrice est décrit ci-dessus comme un faisceau de fibres optiques 19 mais peut être réalisé d'autres manières. Par exemple ce guide d'onde peut être un barreau rigide en silice, un faisceau de fibres optiques réalisé en Polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ou en silice. Le guide d'onde peut être réalisé en plusieurs sections successives couplées par des connecteurs optiques. De nombreuses technologies existent pour réaliser un connecteur optique approprié, comme par exemple à l'aide de mircos-lentilles sphériques ou de lentilles miniatures de type GRIN-rod. On rappelle que des lentilles de miniature de type GRIN-rod sont réalisées à partir de barreaux monoblocs à gradient d'indice.
Les matériaux sélectionnés pour la réalisation du guide d'onde sont avantageusement sélectionnés de sorte que le guide d'onde, la résine d'encapsulage et une gaine protectrice 23 entourant le guide d'onde présentent des coefficients de contraction thermique relativement proches. Par exemple, dans un mode de réalisation, l'endoscope est réalisé avec un guide d'onde sous forme de fibre optique est réalisée en silice de coefficient de dilatation 0,1.10"6 K"1 avec un gaine protectrice en alliage d'acier au Nickel dénommé Invar de coefficient de dilatation de 0.5 à 1.5 10"6 K"1 et une résine en polyuréthane à bas module présentant un coefficient de dilatation de 40 à 60*10"6 K"1. Le module de résistance d'une telle résine en polyuréthane est faible et compense l'écart de coefficient de dilatation thermique. Selon un autre mode de réalisation, la fibre optique est en PMMA avec un coefficient de dilatation de 40.10"6 K"1associé à une gaine 23 en inox présentant un coefficient de dilatation compris entre 12.10"6 K"1 et 15.10"6 K"1 ou un alliage de nickel présentant un coefficient de dilatation compris entre 30.10"6 K"1 et 40.10"6 K"1 et une résine de polyuréthane ou époxy présentant un coefficient de dilatation de 40 à 60*10"6 Κ
De tels endoscopes permettent de déporter l'organe sensible de l'objectif et d'atteindre des résolutions satisfaisantes. Un endoscope de diamètre 1.3mm permet ainsi de véhiculer l'information de 30000 pixels sur plusieurs mètres.
Dans un mode de réalisation, l'endoscope utilise une caméra temps de vol (TOF pour l'acronyme de « Time of Flight » en anglais). Une telle caméra temps de vol fonctionne comme un radar optique dont l'estimation de la distance réside sur la mesure du temps de vol d'un signal lumineux de l'émetteur au récepteur par réflexion. Dans cette méthode de mesure optique, également connue sous le nom de "Flash Lidar", le dispositif d'éclairage 17 est piloté pour émettre une impulsion lumineuse vers la cible, c'est-à-dire vers le liquide contenu dans la cuve étanche et thermiquement isolante. Le capteur optique 16, par exemple sous la forme d'une caméra CCD, mesure le temps de vol des photons renvoyés par la cible, donc le liquide contenu dans la cuve, pour chaque pixel. On récupère ainsi une carte d'élévation du liquide contenu dans la cuve de façon simple et rapide. Ce type de mesure permet en outre de suivre en temps réel la géométrie de la surface du liquide contenu dans la cuve.
De telles caméras temps de vol présentent les avantages d'être peu onéreuses, robustes et fiables offrant ainsi une manière relativement simple d'obtenir des informations quantitatives sur l'état d'agitation de la cargaison dans la cuve étanche et thermiquement isolante.
La fibre optique 19 est de préférence une fibre optique collimatée. Une telle fibre optique collimatée 19 offre une architecture à deux couches : un cœur de la fibre optique collimatée constitue un canal connecté au capteur optique 16 destiné à véhiculer l'image selon un premier sens de circulation du signal 21 et une zone annulaire de la fibre optique collimatée 19 est quant à elle connectée au dispositif d'éclairage 17 afin de véhiculer l'éclairage selon un deuxième sens de circulation du signal 22. La figure 4 illustre un exemple de réalisation du dispositif d'observation dans lequel le cœur de la fibre optique collimatée 19 est associé d'une part à une lentille 29 formant la tête optique 20 du dispositif et d'autre part à une lentille 30 du capteur optique 16 et dans lequel la zone annulaire de la fibre optique collimatée 19 est associée au dispositif d'éclairage afin d'éclairer l'intérieur de la cuve, comme illustré par les zones d'éclairage en pointillés référencées 31.
Etant donné que la moindre distorsion de chemin peut induire des erreurs, une calibration du système sur une cible avant mise en service est préférable. L'utilisation d'une fibre optique collimatée 19 permet ainsi d'une part d'amener l'éclairage dans la cuve et, d'autre part, de récupérer l'image de l'intérieur de la cuve.
Pour la calibration du système, on peut procéder de la manière suivante, une grille de dimension connue est disposée à une distance prédéfinie de la tête optique 20. Des images de la cible sont réalisées avec le capteur optique 16 de l'endoscope à différentes températures et le temps de vol des photons renvoyés par la cible est mesuré. Le capteur optique 16 est alors ajusté pour que ses mesures coïncident avec la distance prédéfinie. En d'autres termes, un coefficient correcteur de distorsion est mesuré pour pouvoir corriger les mesures en fonction de la température et des défauts optiques de la tête optique 20.
Pour le cas particulier d'un capteur temps de vol, par exemple de type CCD, une calibration supplémentaire est nécessaire. Cette calibration supplémentaire concerne la correction des longueurs de chemins optiques dans le dispositif. En effet, ces chemins optiques ne sont pas forcément égaux du fait de la déformation de la fibre ou des variations de propriétés causées par la température. On utilise alors un objet dont la carte de profondeur est connue (le plus simple étant le plan) afin de corriger les longueurs de ces chemins optiques.
L'éclairage produit par le dispositif d'éclairage 17 et amené dans la cuve peut être de diverses natures. Ainsi, cet éclairage peut être dans le spectre visible, le spectre Infra-Rouge ou encore dans le spectre Ultra-violet par exemple.
Dans un mode de réalisation non illustré, et en fonction de l'éclairage souhaité, on peut mettre en place une pluralité de fibres optiques 19 traversant chacune la paroi de cuve à une localisation spécifique à l'éclairage, chacune de ces fibres optiques 19 (ou faisceaux de fibres optiques) étant connectée à un dispositif d'éclairage 17 dédié.
En outre, si les champs de vision des capteurs optiques sont limités, certains capteurs optiques présentant par exemple des champs de vision inférieurs à 80°, il est possible de prévoir une pluralité d'endoscopes traversant les parois de la cuve à des localisations distinctes selon des orientations différentes pour couvrir l'ensemble de l'intérieur de la cuve.
Une alternative à l'utilisation de caméras temps de vol consiste à utiliser un dispositif de mesure optique basé sur la relation géométrique liant un faisceau lumineux de direction connue et le point d'intersection de ce dernier avec la surface du liquide contenu dans la cuve. Cette méthode utilise un capteur de télémétrie par triangulation dont le principe de base repose sur de la triangulation optique. Un faisceau lumineux est émis par le dispositif d'éclairage 17 dans une direction connue par rapport à un axe optique. L'axe optique est par exemple défini par l'orientation de la fibre optique 19 connectée au dispositif d'éclairage 17. On mesure la position du point d'impact sur le liquide contenu dans la cuve par rapport à cet axe optique, et, par triangulation on en déduit la distance de l'impact par rapport à la tête optique 20 formant l'objectif du capteur optique 16 dans la cuve.
Cette alternative présente un intérêt particulier lorsque les propriétés optiques de la surface du liquide contenu dans la cuve sont défavorables à une mesure à l'aide d'un capteur optique 16 temps de vol. En effet si cette interface présente un milieu diffusif et absorbant, les mesures obtenues par un capteur temps de vols peuvent s'avérer difficilement exploitables. Dans une variante de réalisation, il est alors possible de positionner la tête optique 20 en fond de cuve de manière à détecter le niveau de liquide dans la cuve en captant le signal optique transitant par le liquide contenu dans la cuve.
Cependant, si le milieu présente un pouvoir diffractant, l'utilisation d'un dispositif d'éclairage de type laser est appropriée. En effet, la diffraction d'une onde laser par la surface du liquide à observer formant une zone d'impact illuminée par l'émission laser importante et peut facilement être détectée avec un capteur vidéo relativement standard. Ainsi, dans un tel milieu diffractant, un dispositif d'éclairage 17 sous la forme d'un émetteur laser associé à une caméra optique permet de façon simple et rapide d'obtenir des mesures optiques exploitables de la surface du liquide contenu dans la cuve.
La tête optique 20 est associée à un réseau de diffraction dont la fraction transmise est une grille régulière et connue de faisceaux diffractés. Un tel réseau de diffraction permet la génération d'une pluralité de faisceaux lumineux à partir d'une seule fibre optique 19 quelle que soit la nature du liquide à observer, tout en évitant l'utilisation d'une pluralité de fibres optiques 19 traversant les parois de la cuve étanche et thermiquement isolante.
Différents types de capteurs optiques 16 et de dispositifs d'éclairage 17 tels que décrits ci-dessus peuvent être utilisés seuls ou en combinaison, permettant ainsi leur utilisation pour d'autres applications potentielles aussi bien en inspection qu'en contrôle continu de la cuve et du liquide contenu dans la cuve.
La figure 5 est une vue en perspective schématique illustrant le passage de la fibre optique 19 au niveau de la membrane étanche secondaire 7. La fibre optique 19 est totalement ou partiellement gainée à l'aide de la gaine protectrice 23. Une telle gaine 23 est métallique, par exemple en acier inoxydable.
La gaine 23 traverse successivement la structure porteuse 1 , la barrière thermiquement isolante secondaire 6, la membrane étanche secondaire 7, la barrière thermiquement isolante primaire 8 et la membrane étanche primaire 9. Pour cela, la structure porteuse 1 présente un orifice de passage traversant l'épaisseur de la structure porteuse 1 , la gaine 23 étant logée dans l'orifice de passage de manière à traverser la structure porteuse 1.
Selon un mode de réalisation, la gaine 23 traverse chaque barrière thermiquement isolante 6, 8 en étant logée dans un espace situé entre deux blocs isolants 10 adjacents de manière à traverser la barrière thermiquement isolante 6, 8 au niveau dudit espace. Ainsi, la traversée des barrières thermiquement isolantes 6, 8 par la gaine 23 ne nécessite pas de modification des blocs isolants 10.
Dans un autre mode de réalisation, le panneau de fond 11 et le panneau de couvercle 12 d'un bloc isolant 10 des barrières thermiquement isolantes 6, 8 comportent chacun un orifice traversant respectif. Ces orifices traversant sont en vis-à-vis les uns des autres selon une direction perpendiculaire aux panneaux 11 , 12. Dans le cas d'une garniture calorifuge 13 structurelle telle qu'une mousse de polyuréthane, ladite garniture calorifuge 13 comporte également un orifice traversant coaxial des orifices de passage des panneaux 11 , 12 des blocs isolant 10 des barrières thermiquement isolantes 6, 8. La gaine 23 est logée dans ces orifices traversant de manière à traverser chaque barrière thermiquement isolante 6, 8 au niveau de ces orifices traversant.
En outre, chaque membrane étanche 7, 9 comporte également un perçage traversé par la gaine 23. Sur la membrane étanche secondaire 7 illustrée sur la figure 5, une collerette intermédiaire 24 entoure la gaine 23. La membrane étanche secondaire 7 est soudée à cette collerette intermédiaire 24 afin d'assurer l'étanchéité de la membrane étanche secondaire 7 malgré le passage de la gaine 23. Cette collerette intermédiaire 24 est métallique. Une telle collerette intermédiaire 24 comporte une portion cylindrique 25 entourant la gaine 23 et dont la génératrice est parallèle à l'axe de la fibre optique 19. Cette portion cylindrique 25 est soudée de manière étanche sur la gaine 23. En outre, la collerette intermédiaire 24 comporte une portion annulaire 26 se développant depuis la portion cylindrique 25 dans un plan perpendiculaire à la génératrice de la portion cylindrique. Plus particulièrement, la portion annulaire 26 se développe dans un plan parallèle à la membrane étanche secondaire 7. La membrane étanche secondaire 7 est fixée de manière étanche sur la portion annulaire 26, par exemple par soudure tout autour du perçage réalisé pour faire passer la gaine 23 à travers la membrane étanche secondaire 7. De même, dans le cas d'une membrane étanche secondaire comportant une bande comprenant une feuille centrale en aluminium étanche ainsi que deux couches de tissu en fibre de verre collée hermétiquement sur des blocs isolants 10 adjacents telle que décrite dans le document FR2691520 cité ci-dessus, la collerette intermédiaire 24 traverse et est fixée de manière étanche sur ladite bande.
Une collerette interne 27 analogue à la collerette intermédiaire 24 décrite ci-dessus et illustrée sur la figure 2 est également fixée de manière étanche d'une part sur la gaine 23 et d'autre part sur la membrane étanche primaire 9. De même, une collerette externe 28 analogue à la collerette intermédiaire 24 décrite ci-dessus et illustrée sur la figure 2 est également fixée de manière étanche d'une part à la gaine 23 et d'autre part à la structure porteuse 1. De telles collerettes 24, 27, 28 garantissent l'étanchéité des membranes étanches 7 et 9 et de la structure porteuse 1 malgré le fait que la gaine 23 traverse lesdites membranes étanches 7 et 9 ainsi que la structure porteuse 1.
En outre, la fibre optique 19 est noyée dans un matériau étanche au niveau des extrémités de la gaine 23 de manière à assurer l'étanchéité de l'intérieur de la gaine 23, un tel matériau étanche est par exemple une résine PU, époxy.
La gaine 23 peut prendre différentes formes. Selon une première variante de réalisation illustrée sur la figure 6, la gaine 23 est réalisée à l'aide d'un unique tube métallique. Les collerettes 24, 27, 28 sont directement rapportées sur ce tube métallique et font saillie radialement autour de ce tube métallique. Par ailleurs, la barrière thermiquement isolante primaire 6 comporte un lamage 32 permettant de loger la collerette externe 28. Ce lamage 32 est avantageusement formé de deux lamages en demi-cercle formés chacun sur un bord d'un bloc isolant respectif. Ces deux demi-lamages facilitent ainsi le positionnement des deux blocs isolant enserrant la collerette externe 28. Cette collerette externe 28 présente une épaisseur supérieure à l'épaisseur des autres collerettes 24, 27 afin d'assurer une bonne coopération avec la structure porteuse 1.
Selon une deuxième variante illustrée sur la figure 7, la gaine 23 est réalisée de manière discontinue. Typiquement la gaine 23 comporte une portion tubulaire externe 33, une portion tubulaire intermédiaire 34 et une portion tubulaire interne 35. Chaque portion de gaine 33 à 35 comporte en outre l'une des collerettes 24, 27 et 28. Typiquement, la collerette externe 28 est fixée sur la portion tubulaire externe 33, la collerette intermédiaire 24 est fixée sur la portion tubulaire intermédiaire 34 et la collerette interne 27 est fixée sur la portion tubulaire interne 35. Le faisceau de fibres optiques 19 est logé successivement dans chacune des portions tubulaires 33 à 35 afin de traverser successivement et de manière étanche la structure porteuse 1 et chacune des membranes étanche 7, 9. Afin d'assurer l'étanchéité du dispositif d'observation, le faisceau de fibres optiques 19 est noyé dans un matériau étanche tel qu'une résine PU, époxy ou autre au niveau dans chacune des portions tubulaires 33 à 35 de la gaine 23 afin d'assurer l'étanchéité desdites portions tubulaires 33 à 35. La gaine 23 comporte en outre deux portions souples 36 par exemple en polyuréthane thermoplastique ou PEI reliant chacune deux portions tubulaires rigides 33 à 35 entre elles et logeant chacune le faisceau de fibre optique dans l'épaisseur des barrières thermiquement isolantes 6, 8.
La figure 8 est une de profil d'une variante de réalisation du dispositif d'observation. Dans cette variante, la gaine 23 est au moins en partie réalisée en matériaux souples. La gaine 23 comporte avantageusement d'une part trois portions tubulaires rigides 33 à 35 telles que décrites en regard de la figure 7 et, d'autre part, au moins deux portions souples 36 reliant chacune deux portions tubulaires rigides 33 à 35 entre elles. Le faisceau de fibres optiques 19 inséré dans la gaine 23 est noyé dans chacune des portions tubulaires 33 à 35 de la gaine 23 afin d'assurer l'étanchéité desdites portions tubulaires 33 à 35. Cette variante permet avantageusement d'adapter un même endoscope à différentes épaisseurs de barrières thermiquement isolantes 6, 8, les portions souples 36 étant plus ou moins dépliées dans les barrières thermiquement isolantes 6, 8 en fonction de l'épaisseur desdites barrières thermiquement isolantes 6, 8. En outre, un tel endoscope garantit que le faisceau de fibre n'est pas mis sous tension ou en compression du fait d'une contraction différentielle de la barrière thermiquement isolante par rapport à l'endoscope.
Afin d'intégrer l'endoscope dans la cuve lors du montage de la cuve, la gaine 23 est préfabriquée afin d'associer les collerettes à la ou aux portions tubulaires de la gaine 23. Pour cela, les collerettes 24, 27, 28 sont par exemple soudées sur la ou les portions tubulaires rigides de la gaine 23.
Le faisceau de fibres optiques 19 est ensuite inséré dans la ou les portions tubulaires rigides de la gaine 23 de façon à déboucher de part et d'autre de la gaine 23 au-delà des collerette internes et externes 27 et 28.
Le faisceau de fibres optiques 19 à l'intérieur de la ou des portions tubulaires rigides de la gaine 23 est alors noyé dans une résine afin d'assurer l'étanchéité de la ou des portions tubulaires rigides de la gaine 23.
La préfabrication de la gaine 23 avec les collerettes 24, 27, 28 sur la ou les portions tubulaires rigides de la gaine 23 préalablement à l'insertion du faisceau de fibres optiques 19 et à l'insertion d'une résine dans la gaine 23 noyant le faisceau de fibres optiques 19 évite toute dégradation du faisceau de fibres optiques 19 ou de la résine.
La gaine 23 comportant le faisceau de fibres optiques noyé dans la résine est ensuite rapportée sur la structure porteuse 1 de façon à présenter l'extrémité externe 18 du faisceau de fibres optiques 19 hors de l'espace destiné à loger la cuve étanche et thermiquement isolante. La collerette externe 28 est alors soudée de manière étanche sur la structure porteuse 1.
Dans le cadre d'une gaine 23 comportant une ou plusieurs portions souples 36, deux demies-coquilles de mousse 37 (illustrées sur la figure 8) sont rapportées autour de chacune des portions souples 36. De telles demies-coquilles de mousses assurent d'une par la continuité de l'isolation thermique de la barrière thermiquement isolante et, d'autre part, la protection de la gaine 23 et du faisceau de fibres optiques 19. De telles demies-coquilles de mousse 37 sont par exemple réalisées en mousses polyuréthane, polyéthylène ou toute autre matière adaptée. Ces demies-coquilles de mousse 37 comportent chacune une rainure permettant de loger la gaine 23. La gaine 23 est de préférence logée dans ces rainures avec un jeu. Un tel jeu est particulièrement avantageux pour loger une portion souple 36 de gaine 23 afin d'adapter le positionnement de la portion souple 36 dans les rainures en fonction de l'épaisseur de la barrière thermiquement isolante.
Les blocs isolants constituant la barrière thermiquement isolante secondaire 6 sont disposés sur la structure porteuse 1. De préférence, deux blocs isolants sont disposés autour des demies-coquilles de mousse 37 afin de loger la gaine 23 et les demies-coquilles de mousse 37 dans l'espace entre deux blocs isolants adjacents. Alternativement, un orifice permettant le passage de la gaine 23 et des demies-coquilles de mousse 37 est prévu dans l'épaisseur d'un bloc isolant. De préférence, ce passage est de dimension complémentaire aux dimensions des deux demies-coquilles 37 de sorte que la barrière thermiquement isolante primaire est complétée au niveau dudit bloc isolant par les deux demies-coquilles 37. La gaine 23 est positionnée dans l'épaisseur de la barrière thermiquement isolante secondaire 6 de sorte que la collerette intermédiaire 24 affleure à la surface supérieure de la barrière thermiquement isolante primaire 6.
La membrane étanche secondaire 7 est alors rapportée sur la barrière thermiquement isolante secondaire 6. La membrane étanche secondaire 7 présente un orifice de passage aux dimensions supérieures aux dimensions de la collerette interne 27 afin de permettre l'insertion au travers de la membrane étanche secondaire 7 de la portion de gaine 23 entre la collerette interne 27 et la collerette intermédiaire 24. Par ailleurs, l'orifice de passage présente des dimensions inférieures aux dimensions de la collerette intermédiaire 24 de sorte que les bords de l'orifice de la membrane étanche secondaire 7 reposent sur la collerette intermédiaire 24. La membrane étanche secondaire 7 est alors soudée de manière étanche sur la collerette intermédiaire 24, par exemple au moyen d'une soudure de type soudure à bouchon.
La barrière thermiquement isolante primaire est ensuite rapportée sur la membrane étanche secondaire de façon analogue à la barrière thermiquement isolante primaire décrite ci-dessus, la gaine 23 étant là aussi logée dans deux demies-coquilles 37 protectrices. De même, la membrane étanche primaire est rapportée sur la barrière thermiquement isolante primaire, la membrane étanche primaire est alors soudée de manière étanche à la collerette interne, par exemple au moyen d'une soudure bouchon entre la collerette interne et un orifice de la membrane étanche primaire.
Un capteur optique est alors connecté à une extrémité externe du faisceau de fibres optiques, c'est-à-dire à une extrémité du faisceau de fibres optiques située d'un côté de la structure porteuse ne comportant pas la barrière thermiquement isolante et une tête optique est couplée à une extrémité interne du faisceau de fibres optiques 19.
La technique décrite ci-dessus pour réaliser un dispositif de surveillance de l'intérieur d'une cuve peut être utilisée dans différents types de cuves, par exemple pour une cuve de GNL dans une installation terrestre ou dans un ouvrage flottant comme un navire méthanier ou autre.
En référence à la figure 9, une vue écorchée d'un navire méthanier 70 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72.
De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 71.
La figure 10 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.
Ainsi, la cuve étanche et thermiquement isolante peut comporter une membrane étanche secondaire constituée d'un film composite sous forme de nappes étanches telles que décrites dans le document FR2903165. La collerette intermédiaire peut être fixée de manière étanche audit film composite de nombreuses manières. Par exemple, la collerette intermédiaire peut être fixée de manière étanche à la membrane étanche secondaire par collage. Dans ce cas, la collerette intermédiaire n'est pas nécessairement métallique mais peut également être en matériau composite étanche.
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. Cuve etanche et thermiquement isolante destinée à contenir un fluide cryogénique, la cuve comportant :
- une structure porteuse (1) définissant un espace interne de la cuve,
- une barrière thermiquement isolante (6, 8) retenue sur la structure porteuse (1), et
- une membrane étanche (7, 9) portée par la barrière thermiquement isolante (6, 8) et définissant un espace de stockage de fluide cryogénique de la cuve,
la cuve comportant en outre un dispositif d'observation endoscopique, le dispositif d'observation endoscopique comportant :
- un faisceau de fibres optiques (19) traversant successivement la structure porteuse (1), la barrière thermiquement isolante (6, 8) et la membrane étanche (7, 9), le faisceau de fibres optiques étant logé dans une gaine protectrice (23), la gaine protectrice (23) comportant une collerette externe (28) fixée de manière étanche sur la structure porteuse (1) et une collerette interne (27) fixée de manière étanche sur la membrane étanche (9), la gaine protectrice (23) contenant une garniture d'étanchéité fermant de manière étanche l'espace intérieur de la gaine autour du faisceau de fibres optiques (19),
- un capteur optique (16) disposé hors de l'espace interne de la cuve, une extrémité externe (18) du faisceau de fibres optiques (19) débouchant de la gaine (23) hors de l'espace interne de la cuve étant connectée au capteur optique (16), une extrémité interne (20) du faisceau de fibres optiques (19) opposée à l'extrémité externe (18) du faisceau de fibres optiques (19) débouchant de la gaine (23) dans l'espace de stockage de fluide cryogénique de la cuve, le capteur optique (16) étant configuré pour recevoir des données d'observation représentant la géométrie de la surface d'un liquide dans l'espace de stockage de fluide cryogénique de la cuve depuis l'extrémité interne (20) du faisceau de fibres optiques (19).
2. Cuve étanche selon la revendication 1 , dans laquelle la gaine protectrice (23) est discontinue et comporte une section tubuiaire interne comportant la collerette interne et une section tubuiaire externe comportant la collerette externe.
3. Cuve étanche selon l'une des revendications 1 , dans lequel la gaine protectrice comporte un tube continu traversant successivement la structure porteuse (1), la barrière thermiquement isolante (6, 8) et la membrane étanche (7, 9).
4. Cuve étanche selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle la membrane étanche (7, 9), la structure porteuse (1) et les collerettes externes (28) et internes (27) sont métalliques, la collerette externe (28) étant soudée à la structure porteuse (1), la membrane étanche (9) étant soudée à la collerette interne (27).
5. Cuve selon la revendication 4, dans laquelle la gaine protectrice (23) est une gaine métallique sur laquelle sont soudées les collerettes internes et externes (27, 28).
6. Cuve étanche selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle la barrière thermiquement isolante (6, 8) comporte une pluralité de blocs isolants (10) juxtaposés, la gaine protectrice (23) étant logée dans un espace situé entre deux blocs isolants (10) adjacents de ladite pluralité de blocs isolant (10) de manière à traverser la barrière thermiquement isolante (6, 8) au niveau dudit espace.
7. Cuve étanche selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle le dispositif endoscopique d'observation comporte en outre un dispositif d'éclairage (17) disposé hors de l'espace interne de la cuve, l'extrémité externe (18) du faisceau de fibres optiques (19) étant connectée au dispositif d'éclairage (17), le dispositif d'éclairage (17) étant configuré pour émettre un flux lumineux à l'intérieur de la cuve par l'intermédiaire de l'extrémité interne (20) du faisceau de fibres optiques (19).
8. Cuve étanche selon la revendication 7, dans laquelle le faisceau de fibres optiques (19) comporte : - un cœur optique connecté au capteur optique (16) et formant un canal de guidage de signal destiné à véhiculer des données d'imagerie de l'intérieur de la cuve vers le capteur optique (16), et
- une zone annulaire entourant le cœur optique connectée au dispositif d'éclairage (17) et formant un canal de guidage de la lumière destiné à véhiculer l'éclairage depuis le dispositif d'éclairage (17) vers l'intérieur de la cuve.
9. Cuve selon l'une des revendications 7 à 8, dans laquelle le signal d'éclairage présente un spectre choisi dans le groupe constitué du spectre visible, du spectre Infra-Rouge et du spectre ultra-violet.
10. Cuve selon l'une des revendications 7 à 9, dans laquelle l'extrémité interne (20) du faisceau de fibres optiques (19) comporte un dispositif de diffraction configuré pour diviser le signal émis par le dispositif d'éclairage (17) en une pluralité de faisceaux diffractés.
11. Cuve selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle le capteur optique (16) est un capteur temps de vol.
12. Cuve selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle le capteur optique (16) est un capteur de télémétrie par triangulation.
13. Cuve selon l'une des revendications 1 à 12, dans laquelle la barrière thermiquement isolante (6, 8) comporte une barrière thermiquement isolante secondaire (6) portée par la structure porteuse (1) et une barrière thermiquement isolante primaire (8) portée par la barrière thermiquement isolante secondaire (6), la membrane étanche étant une membrane étanche primaire (9) ancrée sur la barrière thermiquement isolante primaire (8), la cuve comportant en outre une membrane étanche secondaire (7) portée par la barrière thermiquement isolante secondaire (6) et intercalée entre la barrière thermiquement isolante primaire (8) et la barrière thermiquement isolante secondaire (6), la gaine protectrice (23) comportant en outre une collerette intermédiaire (24) intercalée le long de la gaine protectrice (23) entre la collerette interne (27) et la collerette externe (28), ladite collerette intermédiaire (24) étant fixée de manière étanche à la membrane étanche secondaire (7).
14. Cuve selon la revendication 13, dans laquelle la membrane étanche secondaire (7) et la collerette intermédiaire (24) sont métalliques, la membrane étanche secondaire (7) étant soudée à la collerette intermédiaire (24).
15. Cuve selon la revendication 13, dans laquelle la membrane étanche secondaire (7) comporte un film composite, la collerette intermédiaire (24) étant collée de manière étanche audit film composite.
16. Cuve selon l'une des revendications 1 à 15, la cuve comportant en outre un deuxième dispositif d'observation endoscopique, le deuxième dispositif d'observation endoscopique comportant :
- une deuxième gaine protectrice (23) logeant un deuxième faisceau de fibres optiques (19), la deuxième gaine protectrice (23) traversant successivement la structure porteuse (1), la barrière thermiquement isolante (6, 8) et la membrane étanche (7, 9), la deuxième gaine (23) comportant une deuxième collerette externe (28) fixée de manière étanche sur la structure porteuse (1) et une deuxième collerette interne (27) fixée de manière étanche sur la membrane étanche (7, 9), la deuxième gaine (23) contenant une garniture d'étanchéité fermant de manière étanche l'espace intérieur de la deuxième gaine (23) autour du deuxième faisceau de fibres optiques (19),
- un deuxième capteur optique (16) disposé hors de l'espace interne de la cuve, une extrémité externe (18) du deuxième faisceau de fibres optiques (19) logée dans la deuxième gaine protectrice (23) débouchant de la deuxième gaine protectrice (23) hors de l'espace interne de la cuve étant connectée au deuxième capteur optique
(16), une extrémité interne (20) du deuxième faisceau de fibres optiques (19) opposée à l'extrémité externe (18) du deuxième faisceau de fibres optiques (19) débouchant de la deuxième gaine (23) dans l'espace de stockage de fluide cryogénique de la cuve, le deuxième capteur optique (16) étant configuré pour recevoir des données d'observation de l'espace de stockage de fluide cryogénique de la cuve depuis l'extrémité interne (20) du deuxième faisceau de fibres optiques (19), Et dans laquelle la gaine protectrice (23) et la deuxième gaine protectrice (23) présentent des orientations distinctes de manière à ce que le faisceau de fibres optiques (19) et le deuxième faisceau de fibres optiques (19) présentent des orientations distinctes dans la cuve.
17. Procédé de montage d'une cuve étanche et thermiquement isolante selon l'une des revendications 1 à 16, le procédé de montage de la cuve comportant les étapes de :
- fournir une gaine protectrice comportant au moins une portion tubuiaire, une collerette interne et une collerette externe ;
- insérer un faisceau de fibres optiques dans la gaine protectrice ;
- insérer un matériau d'étanchéité entre la gaine et le faisceau de fibre optique de sorte que le faisceau de fibres optiques soit logé de façon étanche dans la gaine protectrice ;
- souder la collerette externe de la gaine protectrice sur une structure porteuse de cuve définissant un espace interne de la cuve,
- installer une barrière thermiquement isolante sur la structure porteuse, ladite barrière thermiquement isolante comportant deux éléments isolants disposés de part et d'autre du faisceau de fibres optiques ;
- disposer une membrane étanche sur la barrière isolante,
- souder la membrane étanche sur la collerette interne ;
- connecter un capteur optique à une extrémité externe du faisceau de fibres optiques.
18. Procédé de montage selon la revendication 17, dans lequel
- la barrière thermiquement isolante comporte une barrière thermiquement isolante primaire et une barrière thermiquement isolante secondaire,
la membrane étanche comporte une membrane étanche primaire et une membrane étanche secondaire, et
- la gaine protectrice comporte en outre une collerette intermédiaire, ladite collerette intermédiaire présente des dimensions supérieures aux dimensions de la collerette interne, la membrane étanche secondaire comportant un orifice de passage présentant des dimensions d'une part inférieures aux dimensions de la collerette intermédiaire et, d'autre part, supérieures aux dimensions de la collerette interne,
et dans lequel
- l'étape d'installer la barrière thermiquement isolante sur la structure porteuse comporte les étapes d'installer la barrière thermiquement isolante secondaire sur la structure porteuse puis d'installer la barrière thermiquement isolante primaire sur la membrane étanche secondaire de sorte que chaque barrière étanche entoure le faisceau de fibres optiques,
- l'étape de disposer la membrane étanche sur la barrière isolante comporte les étapes de disposer la membrane étanche secondaire sur la barrière thermiquement isolante secondaire en insérant le faisceau de fibres optiques dans l'orifice de la membrane étanche secondaire jusqu'à la collerette intermédiaire, l'étape de disposer la membrane étanche secondaire étant réalisée préalablement à l'étape d'installer la barrière thermiquement isolante primaire, et de disposer la membrane étanche primaire sur la barrière thermiquement isolante primaire, l'étape de souder la membrane étanche sur la collette interne comporte l'étape de souder la membrane étanche primaire sur la collerette interne,
le procédé de montage comportant en outre une étape de fixer de manière étanche la membrane étanche secondaire sur la collerette intermédiaire préalablement à l'étape d'installer la barrière thermiquement isolante primaire.
19. Navire (70) pour le transport d'un produit liquide froid, le navire comportant une double coque (72) et une cuve (71) selon l'une des revendications 1 à 16 disposée dans la double coque.
20. Procédé de chargement ou déchargement d'un navire (70) selon la revendication 19, dans lequel on achemine un produit liquide froid à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve du navire (71).
21. Système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant un navire (70) selon la revendication 19, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entraîner un flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
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