WO2021186049A1 - Cuve étanche et thermiquement isolante - Google Patents

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WO2021186049A1 PCT/EP2021/057118 EP2021057118W WO2021186049A1 WO 2021186049 A1 WO2021186049 A1 WO 2021186049A1 EP 2021057118 W EP2021057118 W EP 2021057118W WO 2021186049 A1 WO2021186049 A1 WO 2021186049A1
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Edouard BRUGIERE
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    • F17C2270/0105—Ships
    • F17C2270/0107—Wall panels

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 liquefied gas at low temperature, such as tanks for the transport of Liquefied Petroleum Gas (also called LPG) exhibiting by example a temperature between -50 ° C and 0 ° C, or for the transport of Liquefied Natural Gas (LNG) at approximately -163 ° C at atmospheric pressure.
  • LPG Liquefied Petroleum Gas
  • LNG Liquefied Natural Gas
  • the liquefied gas is LNG, which is a mixture with a high methane content stored at a temperature of about -163 ° C at atmospheric pressure.
  • Other liquefied gases can also be considered, including ethane, propane, butane or ethylene.
  • Liquefied gases can also be stored under pressure, for example at a relative pressure between 2 and 20 bar, and in particular at a relative pressure close to 2 bar.
  • the tank can be produced using different techniques, in particular in the form of an integrated membrane tank or a self-supporting tank.
  • FR-A-2781557 describes a sealed and thermally insulating tank comprising a tank wall fixed to a supporting structure, in which said tank wall has a multilayer structure which successively comprises a primary sealing membrane intended to be in contact with a product contained in the tank, a primary thermally insulating barrier, a secondary waterproofing membrane and a secondary thermally insulating barrier.
  • the secondary thermally insulating barrier, the secondary waterproofing membrane and the primary thermally insulating barrier are essentially made up of a set of prefabricated elements attached to the supporting structure.
  • Each prefabricated element successively comprises a secondary insulation panel, a waterproof coating which completely covers the secondary insulation panel, this waterproof coating forming a portion of the secondary waterproofing membrane, and a primary insulation panel covering a central area of the waterproof coating.
  • the primary insulation panel has dimensions smaller than the dimensions of the secondary insulation panel so that a peripheral area of the waterproof covering is exposed.
  • the prefabricated elements are juxtaposed on a supporting structure parallel to each other, so that the peripheral zone of the waterproof covering of a first of the prefabricated elements is in each case close to the peripheral zone of the waterproof covering of a second of the prefabricated elements. adjacent.
  • the secondary waterproof membrane is completed by waterproofing strips sealingly connecting the peripheral areas of waterproof coating of said two adjacent prefabricated elements.
  • the thermally insulating barrier comprises a plurality of primary insulating panels spaced from one another.
  • the tank wall then comprises a plurality of rows of inter-panel spaces, these inter-panel spaces being delimited by the primary insulating panels and the secondary waterproof membrane formed by the peripheral zone of the waterproof linings and the waterproofing strips.
  • the tank wall further comprises intermediate insulating panels arranged in these rows of inter-panel spaces. These intermediate insulating panels are glued to the peripheral areas of the waterproof coverings and to the waterproofing strips. These intermediate panels have lower chamfers making it possible to receive the glue overflows resulting from the gluing of said intermediate panels.
  • An idea underlying the invention is to limit the phenomena of convection in a vessel wall.
  • an idea underlying the invention is to limit the presence in the thermally insulating barrier of channels developing over a great distance in a direction having a component parallel to the direction of terrestrial gravity.
  • the invention provides a sealed and thermally insulating tank wall, said wall comprising a thermally insulating barrier and a sealed membrane, the thermally insulating barrier comprising a plurality of parallelepipedal insulating panels (9), the thermally insulating barrier comprising a row of first inter-panel spaces aligned parallel to a first direction and a row of second inter-panel spaces aligned parallel to a second direction, said first inter-panel spaces and second inter-panel spaces being delimited by the facing edges of two respective adjacent insulating panels of the plurality of insulating panels, the first direction and the second direction intersecting such that the first row of inter-panel spaces and the second row of inter-panel spaces -panels form an intersection, the second direction comprising a component parallel to the direction of terrestrial gravity, the thermally insulating barrier further comprising a row of first intermediate panels and a row of second intermediate panels, the first intermediate panels being arranged in the row of first inter-panel spaces, the second intermediate panels being arranged in the row of second inter
  • the vessel wall does not have channels developing over a significant length with a component parallel to the direction of earth's gravity.
  • a channel formed at the edges parallel to the second direction, that is to say having a vertical component, of the second intermediate panels aligned in the second direction is interrupted by the first intermediate panel housed in the intersection of so that said channel does not develop continuously in the vessel wall.
  • the interruption of such a channel makes it possible to limit the phenomena of convection within the thermally insulating barrier. It is thus understood that the invention applies to all sides of a tank except the bottom and the ceiling of the latter.
  • such a sealed and thermally insulating tank wall may include one or more of the following characteristics.
  • the edge of said second intermediate panel is a first longitudinal edge of said second intermediate panel, said second intermediate panel comprising a second longitudinal edge parallel to the second direction, said second longitudinal edge being arranged in line with a first panel. middle of the row of first intermediate panels.
  • the edges of the second intermediate panels parallel to the second direction have a lower chamfer. Thanks to these characteristics, the intermediate panels can be glued to a bottom of the inter-panel space, for example formed by a secondary waterproof membrane, without the adhesive overflowing detrimentally into the spaces separating the intermediate panel from the insulating panels. adjacent.
  • said first intermediate panel housed in said intersection passes through said intersection.
  • the first insulating panel housed in the intersection has a length, taken in the first direction, greater than the width, taken in said first direction, of a second inter-panel space at the level of the 'intersection.
  • the first longitudinal edge and the second longitudinal edge of the second intermediate panel juxtaposed at the intersection are arranged in line with the same first intermediate panel.
  • the first intermediate panels have transverse edges parallel to the second direction, the first intermediate panels being arranged in the row of first inter-panel spaces so that said transverse edges are offset, along the first direction. , with respect to the edges parallel to the second direction of the second intermediate panels.
  • the first intermediate panels are arranged in the row of first inter-panel spaces such that the transverse edges of the first intermediate panels are offset, along the first direction (30), with respect to edges of the panels.
  • insulating panels delimiting the second row of inter-panel spaces so that said edges of said insulating panels are arranged in line with said first intermediate panel. Thanks to these characteristics, channels formed between the edges of the second intermediate panels and the adjacent insulating panels are interrupted by the first intermediate panels even in the presence of a mounting clearance between said second intermediate panels and said insulating panels.
  • the thermally insulating barrier comprises a plurality of rows of first inter-panel spaces aligned in directions parallel to the first direction and a plurality of rows of second inter-panel spaces aligned in directions parallel to the second direction , the thermally insulating barrier comprising a plurality of intersections formed by the plurality of rows of first inter-panel spaces and the plurality of rows of second inter-panel spaces, the thermally insulating barrier further comprising a plurality of rows of first intermediate panels and a plurality of rows of second intermediate panels, said rows of first intermediate panels being continuously arranged in a respective row of first inter-panel spaces, said rows of second intermediate panels being arranged discontinuously in a said row of second spaces.respective inter-panels so that the edges parallel to the second direction of said second intermediate panels are arranged in line with a respective first intermediate panel.
  • the thermally insulating barrier is a primary thermally insulating barrier
  • the waterproof membrane is a primary waterproof membrane
  • the insulating panels are primary insulating panels
  • the wall further comprising a secondary thermally insulating barrier and a secondary waterproof membrane.
  • the tank wall comprising a plurality of prefabricated elements (6), said prefabricated elements comprising a parallelepipedal secondary insulating panel, a portion of waterproof film resting on the secondary insulating panel and a primary insulating panel resting on the portion of waterproof film ( 8), the primary insulating panel having dimensions smaller than the dimensions of the secondary insulating panel so that the waterproof film portion has an uncovered peripheral zone, and wherein said prefabricated elements are juxtaposed in a regular mesh so that the secondary insulating panels form the secondary thermally insulating barrier, the peripheral areas of the sealed film portion of two adjacent prefabricated elements being sealed together by a strip of film waterproof, the portions of waterproof film of the prefabricated elements and the strips of waterproof film jointly forming the secondary waterproof membrane, the intermediate insulating panels being anchored to the peripheral zones of the portions of waterproof film (8) and to the corresponding anchoring strips.
  • the invention also provides a sealed and thermally insulating tank comprising a tank wall as above.
  • the tank has two transverse walls, front and rear, as well as an upper wall, a lower wall and side walls which connect the front and rear transverse walls to each other.
  • the front and rear transverse walls as well as the side walls are vessel walls of the aforementioned type.
  • Such a tank can be part of an onshore storage facility, for example to store LNG or be installed in a floating, coastal or deep water structure, in particular an LNG vessel, 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
  • Such a tank can also serve as a fuel tank in any type of vessel.
  • the invention also provides a vessel for transporting a cold liquid product comprising a double hull and a above-mentioned tank arranged 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 installation to or from the vessel. vessel tank.
  • the invention also provides a transfer system for a cold liquid product, the system comprising the aforementioned vessel, insulated pipes arranged so as to connect the tank installed in the hull of the vessel to a floating storage installation. or terrestrial and a pump for driving a flow of cold liquid product through the insulated pipes from or towards the floating or terrestrial storage installation towards or from the vessel of the vessel.
  • a sealed and thermally insulating tank for the storage and transport of a cryogenic fluid for example Liquefied Natural Gas (LNG) comprises a plurality of tank walls each having a multilayer structure. Each of these tank walls is anchored to a corresponding wall of a supporting structure 1.
  • LNG Liquefied Natural Gas
  • the supporting structure 1 can in particular be a self-supporting metal sheet or, more generally, any type of rigid partition having suitable mechanical properties.
  • the supporting structure 1 can in particular be formed by the hull or the double hull of a ship, as illustrated in the figure. .
  • the supporting structure 1 comprises a plurality of walls defining the general shape of the tank, usually a polyhedral shape. Some tanks may also have only a single thermally insulating barrier and a single waterproof membrane, for example for storing LPG.
  • the tank comprises a plurality of walls 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43.
  • the tank comprises a horizontal upper wall 35 and a lower wall 36 as well as two transverse walls, front and rear 37, vertical. .
  • the front transverse wall is not shown.
  • the tank also comprises side walls 38, 39, 40, 41, 42, 43.
  • the upper 35, lower 36, and side walls 38, 39, 40, 41, 42, 43 extend in a longitudinal direction and connect the front and rear transverse walls 37, to each other.
  • the transverse walls 37 are octagonal in shape.
  • the side walls include two vertical side walls 38, 39, two upper oblique side walls 40, 41 which each connect one of the vertical side walls 38, 39 to the upper wall 35 and two lower oblique side walls 42, 43 which each connect one of the vertical side walls 38, 39 to the bottom wall 36.
  • the upper oblique side walls 40, 41 also referred to as "upper chamfers”, as well as the lower oblique side walls 42, 43, also referred to as by the term “lower chamfer” are for example inclined relative to the vertical by an angle of between 10 and 45 °
  • Each tank wall comprises, from the outside towards the inside of the tank, a secondary thermally insulating barrier 2 anchored to the supporting structure 1 by secondary retaining members, a secondary waterproof membrane 3 carried by the secondary thermally insulating barrier 2 , a primary thermally insulating barrier 4 resting on the secondary waterproof membrane 3 and a primary waterproof membrane 5, carried by the primary thermally insulating barrier 4 and intended to be in contact with the cryogenic fluid contained in the tank.
  • a prefabricated element 6 is fixed on the supporting structure 2 juxtaposed in a repeated pattern.
  • a prefabricated element 6 comprises in each case a secondary insulating panel 7, a waterproof coating 8 and a primary insulating panel 9.
  • the secondary insulating panel 7 consists of an external rigid plate 10, for example made of plywood 9 or 12 mm thick, surmounted by a layer of secondary thermal insulation 11.
  • the waterproof coating 8 covers the secondary thermal insulating layer 11.
  • This waterproof coating 8 is for example a rigid film including an aluminum sheet 0.07 mm thick sandwiched between two fabrics of glass fibers impregnated with a polyamide resin.
  • the waterproof coating 8 is bonded to the secondary thermal insulating layer 11, for example using a two-component polyurethane adhesive.
  • the primary insulating panel 9 comprises a layer of primary thermal insulation 12 and an internal rigid plate 13.
  • the layer of primary thermal insulation 12 is bonded to the waterproof coating 8.
  • the internal rigid plate 13 is for example made of plywood. 12 mm thick glued to the primary thermal insulation layer 12.
  • the secondary insulating panel 7 and the primary insulating panel 9 are of rectangular parallelepiped shape.
  • the primary insulating panel 9 has sides parallel to the sides of the secondary insulating panel 7. Furthermore, the primary insulating panel 9 has dimensions smaller than the dimensions of the secondary insulating panel 7 so that said primary insulating panel 9 leaves uncovered a peripheral zone 14 of the waterproof coating 8 all around said primary insulating panel 9.
  • the thermal insulation layers 11 and 12 can be made of a cellular plastic material such as polyurethane foam.
  • a cellular plastic material such as polyurethane foam.
  • glass fibers are embedded in the polyurethane foam to reinforce it.
  • each prefabricated element 6 therefore forms a portion of the secondary thermally insulating barrier 2, a portion of the secondary waterproof membrane 3 and a portion of the primary thermally insulating barrier 4.
  • the wells 15 are plugged by inserting therein plugs 16 of thermal insulating material, these plugs 16 flush with the level of the secondary thermal insulating layer 11 of the secondary insulating panel 7.
  • a thermal insulation material 17 consisting, for example, of a sheet of plastic foam or of glass wool inserted into the gap.
  • a flexible waterproof strip 18 is placed on the peripheral areas 14 adjacent to the waterproof covering 8 of two adjacent prefabricated elements 6. This waterproof strip 18 is glued to the peripheral zones 14 so as to close the perforations located to the right of each well 15 and to cover the gap between the two secondary insulating panels 7.
  • the waterproof strip 18 is made of a composite material comprising three layers: the two outer layers are glass fiber fabrics and the intermediate layer is a thin metal foil, for example an aluminum foil with a thickness of about 0.1 mm.
  • This metal sheet ensures the continuity of the secondary waterproofing membrane 3. Its flexibility in bending, due to the flexible nature of the binder between the aluminum sheet and the glass fibers, allows it to follow the deformations of the secondary insulating panels. 7 due to the deformation of the hull in the swell or the cooling of the tank. By flexural flexibility is meant the ability of the material to be bent to form waves without breaking.
  • An example of such a composite material is for example called triplex®.
  • each intermediate panel 20 comprises a layer of thermal insulation 21 coated with a rigid plate 22 in a manner analogous to the primary insulating panels 9.
  • the intermediate panels 20 have a dimension such that they completely fill the inter-panel space 19. These intermediate panels ensure continuity of the insulation of the primary thermally insulating barrier 4 and provide, with the primary insulating panels 9, a surface. substantially continuous support for the primary waterproof membrane 5
  • intermediate panels 20 have a width equal to the distance between two primary insulating panels 9 of adjacent prefabricated elements 6 and may have a greater or lesser length. A reduced length allows, where appropriate, easier installation in the event of a slight misalignment of two prefabricated elements 6 adjacent.
  • the intermediate panels 20 are glued to the waterproof strip 18 and rest on the latter.
  • the primary waterproofing membrane is formed of an embossed sheet membrane 23 having two series of intersecting corrugations to give it sufficient flexibility in both directions of the plane of the tank wall.
  • These lower chamfers 25 connect a lower face 26 of the panel. intermediate, said lower face 26 being bonded to the waterproof strip 18, to a longitudinal face 27 contiguous to the primary insulating panel 9 adjacent.
  • This lower chamfer 25 makes it possible to accommodate the glue overflows resulting from the gluing of the intermediate panel 20 on the waterproof strip 19.
  • the primary insulating panels 9 having a rectangular shape and the prefabricated elements 6 being juxtaposed according to a regular mesh, the longitudinal edges of a primary insulating panel 9 each define, together with a longitudinal edge facing an insulating panel primary 9 adjacent, a first respective inter-panel space 19. Likewise, the side edges of said primary insulating panel 9 each define, together with a side edge facing an adjacent primary insulating panel 9, a second inter-panel space 19.
  • the primary thermally insulating barrier 4 has rows of first inter-panel spaces 19 and rows of second inter-panel spaces 19.
  • the first inter-panel spaces 19 of a said row of first inter-panel spaces 19 are aligned parallel to a first direction 30, for example the longitudinal direction of the primary insulating panels 9.
  • the second inter-panel spaces 19 of a said row of second spaces inter-panels 19 are aligned parallel to a second direction 31, for example the width direction of the primary insulating panels 9.
  • This first direction 30 and this second direction 31 are perpendicular to each other so that the rows of first inter-panel spaces 19 and the rows of second inter-panel spaces 19 form intersections 32.
  • the primary thermally insulating barrier 4 comprises rows of intermediate panels 20 arranged continuously in one of the rows of first inter-panel spaces 19. and the rows of second inter-panel spaces 19.
  • rows of first intermediate panels 28 or of second intermediate panels 29 are arranged so that said first or second intermediate panels 28, 29 are successively contiguous to each other in said rows of inter-panel spaces 19.
  • the intermediate panels 20 arranged in the other rows of inter-panel spaces 19 among the rows of first inter-panel spaces 19 and the rows of second inter-panel spaces 19 form discontinuous rows of second or first intermediate panels 29. , 28, that is to say that these rows of second or first intermediate panels 29, 28 are interrupted by the rows of first or second intermediate panels 28, 29 arranged continuously and crossing the intersections 32.
  • one direction among the first direction 30 and the second direction 31 is selected.
  • the rows of intermediate panels 20 aligned parallel to the selected direction 30 or 31 are arranged continuously so as to pass through the intersections 32. Accordingly, the rows of intermediate panels 20 arranged parallel to the other direction 31 or 30 are arranged in a continuous fashion. discontinuously.
  • the lower chamfers 25 are aligned along the entire length of said row.
  • these lower chamfers 25 are dimensioned so as to fully accommodate the maximum overflow of adhesive resulting from the gluing of the intermediate panel 20 on the waterproof strip 18.
  • these overflows of adhesive are liable to only partially fill the lower chamfers 25 so that these lower chamfers 25 form an empty space developing in the longitudinal direction of the intermediate panel 20 between said intermediate panel 20, the adjacent primary insulating panel 9 and the secondary waterproof membrane 3.
  • the alignment of the intermediate panels 20 continuously brings about the alignment of the empty spaces formed by the lower chamfers 25.
  • a row of intermediate panels 20 arranged continuously forms at the level of the lower chamfers 25 a channel extending over the entire length of the row.
  • Such a channel is particularly detrimental in the context of a row developing parallel to a direction having a component parallel to the direction of terrestrial gravity, when the tank wall is a transverse wall 37 or a side wall 38, 39, 40, 41, 42, 43. Indeed, such channels developing over the entire height of a sealed and thermally insulating tank wall promote natural convection and the generation of a thermosyphon phenomenon, such a thermosyphon phenomenon degrading the properties. thermal insulation of the primary thermally insulating barrier 4.
  • the direction selected from among the first direction 30 and the second direction 31 to align the intermediate panels 28 or 29 continuously is the direction 30 or 31 having the lowest parallel component. to earth's gravity.
  • the first direction 30 is selected to align the first intermediate panels 28 continuously in the rows of first inter-panel spaces 19 parallel to the first direction 30.
  • the rows of first intermediate panels 28 are continuous and horizontal while the rows of second intermediate panels 29 are discontinuous and parallel to the direction of earth gravity. Consequently, the channels formed by the lower chamfers 25 of the second intermediate panels 29, which are therefore parallel to the direction of terrestrial gravity, are interrupted at each intersection 32 between the rows of first inter-panel spaces 19 and the rows of second spaces. inter-panels 19. This interruption of the channels developing with a parallel to the earth's gravity makes it possible to limit the phenomena of convection in the vessel wall.
  • the first intermediate panels 28 are arranged so that the longitudinal edges 24 of the second intermediate panels 29, that is to say the edges of said second intermediate panels 29 parallel to the second direction 31, are in line with a first intermediate panel 28.
  • the first intermediate panels 28 are arranged so that side edges 33 of the first intermediate panels 28, that is to say the edges of said first intermediate panels 28 which are parallel to the second direction 31 , are offset along the first direction 30 relative to the longitudinal edges 24 of the second intermediate panels 29.
  • the channels formed by the lower chamfers 25 of the second intermediate panels 29 are offset relative to an interface 34 between two first intermediate panels 28 successive and are therefore not extended by said interface 34.
  • the channels formed by the lower chamfers rieurs 25 of the second intermediate panels 29 are thus interrupted by the first intermediate panels 28 at the level of the intersections 32.
  • the first intermediate panels 28 have a length, in the first direction 30, and are arranged so that the intersections 32 are crossed by a respective first intermediate panel 28.
  • the lower chamfers 25 of the longitudinal edges 24 of the second intermediate panels 29 are interrupted at an intersection 32 by the presence of said first intermediate panel 28 crossing said intersection 32.
  • the length of the first intermediate panel 28 is 1 m for panels with a length of 3 m.
  • the length of the second intermediate panel 29 is 0.66 m for panels with a width of 1 m
  • first intermediate panels 28 are arranged so that the interface 34 between two successive first intermediate panels 34 is housed in the intersection 32, and therefore offset along the first direction 30 with respect to the longitudinal edges 24 of the second intermediate panels 29.
  • the two directions 30 and 31 have a component parallel to the direction of terrestrial gravity.
  • the direction 30 or 31 selected to arrange the intermediate panels 19 in a continuous manner is the direction having the component parallel to the direction of lowest earth gravity.
  • the arrangements of the intermediate panels 19 as described above are advantageously implemented for the two transverse walls, front and rear 37 vertical, both vertical side walls 38, 39, the two upper oblique side walls 40, 41 and the two lower oblique side walls 42, 43.
  • the technique described above for making a sealed and thermally insulating tank wall can be used in different types of tanks, for example to constitute the tank wall of an LNG tank in an onshore installation or in a floating structure such as a tank. LNG vessel or other.
  • a cutaway view of an LNG carrier 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 vessel 71 comprises a primary watertight barrier intended to be in contact with the LNG contained in the vessel, a secondary watertight barrier arranged between the primary watertight barrier and the double hull 72 of the vessel, and two insulating barriers arranged respectively between the vessel. primary watertight barrier and the secondary watertight barrier and between the secondary watertight barrier and the double shell 72.
  • loading / unloading pipes 73 arranged on the upper deck of the ship can be connected, by means of suitable connectors, to a maritime or port terminal for transferring a cargo of LNG from or to the tank 71.
  • the shows an example of a maritime 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 a movable arm 74 and a tower 78 which supports the movable arm 74.
  • the movable arm 74 carries a bundle of insulated flexible pipes 79 which can be connected to the loading / unloading pipes 73.
  • the movable arm 74 can be swiveled and adapts to all sizes of LNG carriers.
  • a connecting pipe (not shown) extends inside the tower 78.
  • the loading and unloading station 75 allows the loading and unloading of the LNG carrier 70 from or to the onshore installation 77.
  • the latter comprises liquefied gas storage tanks 80 and connecting pipes 81 connected by the underwater pipe 76 to the loading or unloading station 75.
  • 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 great distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the LNG carrier 70 at a great distance from the coast during loading and unloading operations.
  • pumps on board the ship 70 and / or pumps fitted to the shore installation 77 and / or pumps fitted to the loading and unloading station 75 are used.

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Abstract

L'invention concerne une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante, ladite paroi comportant une barrière thermiquement isolante (4) comportant des rangées de premiers et deuxièmes espaces inter-panneaux (19) alignés parallèlement à une première, respectivement une deuxième, direction (30, 31), la première direction (30) et la deuxième direction (31) étant sécantes, la deuxième direction (31) comportant une composante parallèle à la direction de gravité terrestre, la barrière thermiquement isolante (4) comportant en outre des rangées de premiers et deuxièmes panneaux intermédiaires (28, 29) agencés dans les rangées d'espaces inter-panneaux (19), et dans laquelle la rangée de premiers panneaux intermédiaire (28) est continue dans la rangée de premiers espaces inter-panneaux (19), un premier panneau intermédiaire (28) de la rangée de premiers panneaux intermédiaires (28) étant logé dans une intersection (32) entre les rangées d'espaces inter-panneaux de sorte qu'un bord (24) parallèle à la deuxième direction (31) d'un deuxième panneau intermédiaire (29) juxtaposé audit premier panneau intermédiaire (28) soit agencé au droit dudit premier panneau intermédiaire (28).

Description

Cuve étanche et thermiquement isolante
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 gaz liquéfié 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 -163°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.
Dans un mode de réalisation, le gaz liquéfié est du GNL, à savoir un mélange à forte teneur en méthane stocké à une température d’environ -163°C à la pression atmosphérique. D’autres gaz liquéfiés peuvent aussi être envisagés, notamment l’éthane, le propane, le butane ou l’éthylène. Des gaz liquéfiés peuvent aussi être stockés sous pression, par exemple à une pression relative comprise entre 2 et 20 bar, et en particulier à une pression relative voisine de 2 bar. La cuve peut être réalisée selon différentes techniques, notamment sous la forme d’une cuve intégrée à membrane ou d’une cuve autoporteuse.
 Arrière-plan technologique
FR-A-2781557 décrit une cuve étanche et thermiquement isolante comportant une paroi de cuve fixée sur une structure porteuse, dans laquelle ladite paroi de cuve présente une structure multicouche qui comporte successivement une membrane d’étanchéité primaire destinée à être en contact avec un produit contenu dans la cuve, une barrière thermiquement isolante primaire, une membrane d’étanchéité secondaire et une barrière thermiquement isolante secondaire.
La barrière thermiquement isolante secondaire, la membrane d’étanchéité secondaire et la barrière thermiquement isolante primaire sont essentiellement constituées par un ensemble d’éléments préfabriqués fixés sur la structure porteuse. Chaque élément préfabriqué comprend successivement un panneau isolant secondaire, un revêtement étanche qui recouvre complètement le panneau isolant secondaire, ce revêtement étanche formant une portion de la membrane d’étanchéité secondaire, et un panneau isolant primaire recouvrant une zone centrale du revêtement étanche.
Le panneau isolant primaire présente des dimensions inférieures aux dimensions du panneau isolant secondaire de sorte qu’une zone périphérique du revêtement étanche est découverte. Les éléments préfabriqués sont juxtaposés sur une structure porteuse parallèlement les uns aux autres, de manière que la zone périphérique du revêtement étanche d’un premier des éléments préfabriqués est à chaque fois voisine de la zone périphérique du revêtement étanche d’un deuxième des éléments préfabriqués adjacents. La membrane étanche secondaire est complétée par des bandes d’étanchéité reliant de manière étanche les zones périphériques de revêtement étanche desdits deux éléments préfabriqués adjacents.
Ainsi, lorsque les éléments préfabriqués sont agencés sur la structure porteuse, la barrière thermiquement isolante comporte une pluralité de panneaux isolants primaires espacés les uns des autres. La paroi de cuve comporte alors une pluralité de rangées d’espaces inter-panneaux, ces espaces inter-panneaux étant délimités par les panneaux isolants primaires et la membrane étanche secondaire formée par la zone périphérique des revêtements étanches et les bandes d’étanchéité.
Pour compléter la barrière thermiquement isolante primaire, la paroi de cuve comporte en outre des panneaux isolants intermédiaires disposés dans ces rangées d’espaces inter-panneaux. Ces panneaux isolants intermédiaires sont collés sur les zones périphériques des revêtements étanches et sur les bandes d’étanchéité. Ces panneaux intermédiaires comportent des chanfreins inférieurs permettant de recevoir les débordements de colle résultant du collage desdits panneaux intermédiaires.
Cependant, du fait de l’agencement des panneaux intermédiaires dans les rangées d’espaces inter-panneaux privilégiant une facilité de montage des panneaux intermédiaires, ces chanfreins sont alignés dans une rangée d’espace inter-panneaux ce qui peut engendrer la formation de canaux se développant sur une longueur importante dans la barrière thermiquement isolante primaire. De tels canaux sont susceptibles de favoriser la convection naturelle, en particulier dans le cas de canaux présentant une composante verticale, et peuvent donc dégrader les caractéristiques isolantes de la paroi de cuve.
Résumé
Une idée à la base de l’invention est de limiter les phénomènes de convection dans une paroi de cuve. En particulier, une idée à la base de l’invention est de limiter la présence dans la barrière thermiquement isolante de canaux se développant sur une grande distance selon une direction présentant une composante parallèle à la direction de gravité terrestre.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante, ladite paroi comportant une barrière thermiquement isolante et une membrane étanche,
la barrière thermiquement isolante comportant une pluralité de panneaux isolants (9) parallélépipédiques,
la barrière thermiquement isolante comportant une rangée de premiers espaces inter-panneaux alignés parallèlement à une première direction et une rangée de deuxième espaces inter-panneaux alignés parallèlement à une deuxième direction, lesdits premiers espaces inter-panneaux et deuxièmes espaces inter-panneaux étant délimités par les bords en vis-à-vis de deux panneaux isolants adjacents respectifs de la pluralité de panneaux isolants, la première direction et la deuxième direction étant sécantes de sorte que la première rangée d’espaces inter-panneaux et la deuxième rangée d’espaces inter-panneaux forment une intersection, la deuxième direction comportant une composante parallèle à la direction de gravité terrestre,
la barrière thermiquement isolante comportant en outre une rangée de premiers panneaux intermédiaires et une rangée de deuxièmes panneaux intermédiaires, les premiers panneaux intermédiaires étant agencés dans la rangée de premiers espaces inter-panneaux, les deuxièmes panneaux intermédiaires étant agencés dans la rangée de deuxièmes espaces inter-panneaux,
et dans laquelle la rangée de premiers panneaux intermédiaire est continue dans la rangée de premiers espaces inter-panneaux de sorte que la rangée de deuxième panneaux intermédiaires soit discontinue au niveau de l’intersection entre la rangée de premiers espaces inter-panneaux et la rangée de deuxièmes espaces inter-panneaux,
un premier panneau intermédiaire de la rangée de premiers panneaux intermédiaires étant logé dans ladite intersection de sorte qu’un bord parallèle à la deuxième direction d’un deuxième panneau intermédiaire juxtaposé audit premier panneau intermédiaire soit agencé au droit dudit premier panneau intermédiaire.
Grâce à ces caractéristiques, la paroi de cuve ne présente pas de canaux se développant sur une longueur importante avec une composante parallèle à la direction de gravité terrestre. En particulier, un canal formé au niveau des bords parallèles à la deuxième direction, c’est-à-dire présentant une composante verticale, des deuxièmes panneaux intermédiaires alignés selon la deuxième direction est interrompu par le premier panneau intermédiaire logé dans l’intersection de sorte que ledit canal ne se développe pas de façon continue dans la paroi de cuve. L’interruption d’un tel canal permet de limiter les phénomènes de convection au sein de la barrière thermiquement isolante. On comprend ainsi que l’invention s’applique à toutes les faces d’une cuve sauf le fond et le plafond de cette dernière.
Selon des modes de réalisation, une telle paroi de cuve étanche et thermiquement isolante peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, le bord dudit deuxième panneau intermédiaire est un premier bord longitudinal dudit deuxième panneau intermédiaire, ledit deuxième panneau intermédiaire comportant un deuxième bord longitudinal parallèle à la deuxième direction, ledit deuxième bord longitudinal étant agencé au droit d’un premier panneau intermédiaire de la rangée de premiers panneaux intermédiaires.
Grâce à ces caractéristiques, les phénomènes de convection sont limités, comme expliqué ci-dessus.
Selon un mode de réalisation, les bords des deuxièmes panneaux intermédiaires parallèles à la deuxième direction présentent un chanfrein inférieur. Grâce à ces caractéristiques, les panneaux intermédiaires peuvent être collés sur un fond de l’espace inter-panneaux, par exemple formé par une membrane étanche secondaire, sans que la colle ne déborde de façon préjudiciable dans les espaces séparant le panneau intermédiaire des panneaux isolants adjacents.
Selon un mode de réalisation, le dit premier panneau intermédiaire logé dans ladite intersection est traversant de ladite intersection. Ainsi, selon un mode de réalisation, le premier panneau isolant logé dans l’intersection présente une longueur, prise selon la première direction, supérieure à la largeur, prise selon ladite première direction, d’un deuxième espace inter-panneau au niveau de l’intersection. Autrement dit, le premier bord longitudinal et le deuxième bord longitudinal du deuxième panneau intermédiaire juxtaposé à l’intersection sont agencés au droit d’un même premier panneau intermédiaire.
Selon un mode de réalisation, les premiers panneaux intermédiaires présentent des bords transversaux parallèles à la deuxième direction, les premiers panneaux intermédiaires étant agencés dans la rangée de premiers espaces inter-panneaux de sorte que lesdits bords transversaux soient décalés, le long de la première direction, par rapport aux bords parallèles à la deuxième direction des deuxièmes panneaux intermédiaires.
Selon un mode de réalisation, les premiers panneaux intermédiaires sont agencés dans la rangée de premiers espaces inter-panneaux de sorte que les bords transversaux des premiers panneaux intermédiaires soient décalés, le long de la première direction (30), par rapport à des bords des panneaux isolants délimitant la deuxième rangée d’espaces inter-panneaux de sorte que lesdits bords desdits panneaux isolants soient agencés au droit d’un dit premier panneau intermédiaire. Grâce à ces caractéristiques, des canaux formés entre les bords des deuxièmes panneaux intermédiaires et les panneaux isolants adjacents sont interrompus par les premiers panneaux intermédiaires y compris en présence d’un jeu de montage entre lesdits deuxièmes panneaux intermédiaires et lesdits panneaux isolants.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante comporte une pluralité de rangées de premiers espaces inter-panneaux alignés selon des directions parallèles à la première direction et une pluralité de rangée de deuxièmes espaces inter-panneaux alignés selon des directions parallèles à la deuxième direction, la barrière thermiquement isolante comportant une pluralité d’intersections formées par la pluralité de rangées de premiers espaces inter-panneaux et la pluralité de rangées de deuxièmes espaces inter-panneaux, la barrière thermiquement isolante comportant en outre une pluralité de rangées de premiers panneaux intermédiaires et une pluralité de rangées de deuxièmes panneaux intermédiaires, lesdites rangées de premiers panneaux intermédiaires étant agencées de façon continue dans une rangée de premiers espaces inter-panneaux respective, lesdites rangées de deuxièmes panneaux intermédiaires étant agencées de façon discontinue dans une dite rangée de deuxièmes espaces inter-panneaux respective de sorte que les bords parallèles à la deuxième direction desdits deuxièmes panneaux intermédiaires soient agencés au droit d’un premier panneau intermédiaire respectif.
Selon un mode de réalisation, la barrière thermiquement isolante est une barrière thermiquement isolante primaire, la membrane étanche est une membrane étanche primaire et les panneaux isolants sont des panneaux isolants primaires, la paroi comportant en outre une barrière thermiquement isolante secondaire et une membrane étanche secondaire, la paroi de cuve comportant une pluralité d’éléments préfabriqués (6), lesdits éléments préfabriqués comportant un panneau isolant secondaire parallélépipédique, une portion de film étanche reposant sur le panneau isolants secondaire et un panneau isolant primaire reposant sur la portion de film étanche (8), le panneau isolant primaire présentant des dimensions inférieures aux dimensions du panneau isolant secondaire de sorte que la portion de film étanche présente une zone périphérique découverte,
et dans laquelle lesdits éléments préfabriqués sont juxtaposés selon un maillage régulier de sorte que les panneaux isolants secondaires forment la barrière thermiquement isolante secondaire, les zones périphériques de la portion de film étanche de deux éléments préfabriqués adjacents étant reliées de manière étanche par une bande de film étanche, les portions de film étanche des éléments préfabriqués et les bandes de film étanche formant conjointement la membrane étanche secondaire, les panneaux isolants intermédiaires étant ancrés sur les zones périphériques des portions de film étanche (8) et sur les bandes d’ancrage correspondantes.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi une cuve étanche et thermiquement isolante comportant une paroi de cuve telle que ci-dessus.
Selon un mode de réalisation, la cuve comporte deux parois transversales, avant et arrière ainsi qu’une paroi supérieure, une paroi inférieure et des parois latérales qui relient les parois transversales avant et arrière, l’une à l’autre.
Selon un mode de réalisation, les parois transversales avant et arrière ainsi que les parois latérales sont des parois de cuve du type précité.
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. Une telle cuve peut aussi servir de réservoir de carburant dans tout type de navire.
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 entrainer 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 est une vue en perspective schématique d’une portion de paroi de cuve mutli-couche comportant des éléments préfabriqués et des panneaux intermédiaires intercalés dans des espaces inter-panneaux formés par les panneaux isolants primaires desdits éléments préfabriqués ;
La est une vue en coupe d’une portion de paroi de cuve étanche et thermiquement isolante de la illustrant l’agencement d’un panneau intermédiaire de la barrière thermiquement isolante primaire dans l’espace inter-panneaux formé par deux panneaux isolants primaire d’éléments préfabriqués adjacents ;
La est une représentation schématique illustrant l’agencement des panneaux intermédiaires dans les rangées d’espaces inter-panneaux dans une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante de la  ;
La est une représentation schématique écorchée d’une cuve de navire méthanier et d’un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
La est une vue en coupe illustrant la forme générale d’une cuve selon un mode de réalisation.
La est une vue en coupe illustrant la forme générale d’une cuve selon un autre mode de réalisation.
Par convention, les termes « externe » et « interne » sont utilisés pour définir la position relative d'un élément par rapport à un autre, par référence à l'intérieur et à l’extérieur de la cuve.
Une cuve étanche et thermiquement isolante pour le stockage et le transport d’un fluide cryogénique, par exemple du Gaz Naturel Liquéfié (GNL) comporte une pluralité de parois de cuves présentant chacune une structure multicouche. Chacune de ces parois de cuve est ancrée sur une paroi correspondante d’une structure porteuse 1.
La structure porteuse 1 peut notamment être une tôle métallique autoporteuse ou, plus généralement, tout type de cloison rigide présentant des propriétés mécaniques appropriées. La structure porteuse 1 peut notamment être formée par la coque ou la double coque d’un navire, comme illustré sur la . La structure porteuse 1 comporte une pluralité de parois définissant la forme générale de la cuve, habituellement une forme polyédrique. Certaines cuves peuvent aussi ne comporter qu’une seule barrière thermiquement isolante et une seule membrane étanche, par exemple pour le stockage de GPL.
Sur la , l’on observe la forme générale polyédrique d’une cuve selon un mode de réalisation. La cuve comporte une pluralité des parois 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43. La cuve comporte une paroi supérieure 35 et une paroi inférieure 36 horizontales ainsi que deux parois transversales, avant et arrière 37, verticales. Sur la , la paroi transversale avant n’est pas représentée. La cuve comporte également des parois latérales 38, 39, 40, 41, 42, 43. Les parois supérieure 35, inférieure 36, et latérales 38, 39, 40, 41, 42, 43 s’étendent selon une direction longitudinale et relient les parois transversales avant et arrière 37, l’une à l’autre. Dans le mode de réalisation représenté, les parois transversales 37 sont de forme octogonale. Aussi, les parois latérales incluent deux parois latérales verticales 38, 39, deux parois latérales obliques supérieures 40, 41 qui relient chacune l’une des parois latérales verticales 38, 39 à la paroi supérieure 35 et deux parois latérales obliques inférieures 42, 43 qui relient chacune l’une des parois latérales verticales 38, 39 à la paroi inférieure 36. Les parois latérales obliques supérieures 40, 41, également désignées par le terme « chanfreins supérieurs », ainsi que les parois latérales obliques inférieures 42, 43, également désignées par le terme « chanfrein inférieur » sont par exemple inclinées par rapport à la verticale d’un angle compris entre 10 et 45°
La désigne la forme générale d’une cuve selon un autre mode de réalisation.
Chaque paroi de cuve comporte, depuis l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire 2 ancrée à la structure porteuse 1 par des organes de retenue secondaires, une membrane étanche secondaire 3 portée par la barrière thermiquement isolante secondaire 2, une barrière thermiquement isolante primaire 4 reposant sur la membrane étanche secondaire 3 et une membrane étanche primaire 5, portée par la barrière thermiquement isolante primaire 4 et destinée à être en contact avec le fluide cryogénique contenu dans la cuve.
En référence à la , on décrit maintenant un mode de réalisation d’une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante dans laquelle la barrière thermiquement isolante secondaire 2, la membrane étanche secondaire 3 et la barrière thermiquement isolante primaire 4 sont réalisées à partir d’éléments préfabriqués 6.
Les éléments préfabriqués 6 sont fixés sur la structure porteuse 2 de manière juxtaposée selon un motif répété. Comme illustré sur les figures 1 et 2, un élément préfabriqué 6 comporte à chaque fois un panneau isolant secondaire 7, un revêtement étanche 8 et un panneau isolant primaire 9.
Le panneau isolant secondaire 7 est constitué d'une plaque rigide externe 10, par exemple en contreplaqué de 9 ou 12 mm d'épaisseur, surmontée d'une couche d'isolant thermique secondaire 11.
Le revêtement étanche 8 recouvre la couche d’isolant thermique secondaire 11. Ce revêtement étanche 8 est par exemple un film rigide incluant une feuille en aluminium de 0,07 mm d'épaisseur prise en sandwich entre deux tissus de fibres de verre imprégnés d’une résine de polyamide. Le revêtement étanche 8 est collé à la couche d'isolant thermique secondaire 11, par exemple à l’aide d’une colle polyuréthane bi-composante.
Le panneau isolant primaire 9 comporte une couche d'isolant thermique primaire 12 et une plaque rigide interne 13. La couche d’isolant thermique primaire 12 est collée sur le revêtement étanche 8. La plaque rigide interne 13 est par exemple en contre-plaqué de 12 mm d'épaisseur collée sur la couche d’isolant thermique primaire 12.
Le panneau isolant secondaire 7 et le panneau isolant primaire 9 sont de forme parallélépipédique rectangle. Le panneau isolant primaire 9 présente des côtés parallèles aux côtés du panneau isolant secondaire 7. Par ailleurs le panneau isolant primaire 9 présente des dimensions inférieures aux dimensions du panneau isolant secondaire 7 de sorte que ledit panneau isolant primaire 9 laisse découverte une zone périphérique 14 du revêtement étanche 8 tout autour dudit panneau isolant primaire 9.
Les couches d'isolant thermique 11 et 12 peuvent être constituées par un matériau plastique alvéolaire tel qu'une mousse de polyuréthanne. De préférence, des fibres de verre sont noyées dans la mousse de polyuréthanne pour la renforcer.
Les différents composants décrits ci-dessus de l’élément préfabriqué 6 peuvent être collés les uns sur les autres dans la disposition ci-dessus indiquée. Chaque élément préfabriqué 6 forme donc une portion de la barrière thermiquement isolante secondaire 2, une portion de la membrane étanche secondaire 3 et une portion de la barrière thermiquement isolante primaire 4.
Pour assurer la fixation des éléments préfabriqués 6 sur la structure porteuse 1, on prévoit, régulièrement répartis sur les deux bords longitudinaux de l’élément préfabriqué, des puits 15 pour coopérer avec des goujons fixés sur la structure porteuse 2. Par ailleurs, des boudins de résine polymérisable sont agencés entre la plaque rigide externe 10 et la structure porteuse 1 afin de rattraper les défauts de planéité de la structure porteuse 1.
Afin d’assurer la continuité de l’isolation thermique dans la barrière thermiquement isolante secondaire 2, les puits 15 sont bouchés en y insérant des bouchons 16 de matériau isolant thermique, ces bouchons 16 affleurant au niveau de la couche d'isolant thermique secondaire 11 du panneau isolant secondaire 7. En outre, on peut mettre en place dans les interstices qui séparent les panneaux isolants secondaires 7 de deux éléments préfabriqués 6 adjacents un matériau d'isolation thermique 17 constitué, par exemple, d'une feuille de mousse plastique ou de laine de verre insérée dans l’interstice.
Pour constituer la membrane d’étanchéité secondaire 3 de façon continue, on met en place une bande étanche souple 18 sur les zones périphériques 14 voisines du revêtement étanche 8 de deux éléments préfabriqués 6 adjacents. Cette bande étanche 18 est collée sur les zones périphériques 14 de façon à obturer les perforations situées au droit de chaque puits 15 et à recouvrir l’interstice entre les deux panneaux isolants secondaires 7.
La bande étanche 18 est constituée d'un matériau composite comportant trois couches : les deux couches externes sont des tissus de fibres de verre et la couche intermédiaire est une feuille métallique mince, par exemple une feuille d'aluminium d'une épaisseur d'environ 0,1 mm. Cette feuille métallique assure la continuité de la membrane d’étanchéité secondaire 3. Sa souplesse en flexion, en raison de la nature souple du liant entre la feuille d’aluminium et les fibres de verre, lui permet de suivre les déformations des panneaux isolants secondaires 7 dues à la déformation de la coque à la houle ou à la mise en froid de la cuve. Par souplesse en flexion, on entend la capacité du matériau à être plié pour former des vagues sans se rompre. Un exemple d’un tel matériau composite est par exemple appelé triplex®.
Entre les panneaux isolants primaires 9 de deux éléments préfabriqués 6 adjacents subsiste un espace inter-panneaux 19 situé au droit des zones périphériques 14 et de l’interstice entre les panneaux isolants secondaires 7. Afin de compléter la barrière thermiquement isolante primaire 4, cet espace inter-panneaux 19 est comblé par des panneaux intermédiaires 20 isolants. Chaque panneau intermédiaire 20 comporte une couche d'isolant thermique 21 revêtue d'une plaque rigide 22 de façon analogue aux panneaux isolants primaires 9.
Les panneaux intermédiaires 20 ont une dimension telle qu'ils remplissent totalement l’espace inter-panneaux 19. Ces panneaux intermédiaires assurent une continuité de l’isolation de la barrière thermiquement isolante primaire 4 et offrent, avec les panneaux isolants primaires 9, une surface de support sensiblement continue pour la membrane étanche primaire 5
Ces panneaux intermédiaires 20 ont une largeur égale à la distance entre deux panneaux isolants primaires 9 de éléments préfabriqués 6 adjacents et peuvent avoir une longueur plus ou moins grande. Une longueur réduite permet, le cas échéant, une mise en place plus facile dans l'hypothèse d'un léger désalignement de deux éléments préfabriqués 6 adjacents. Les panneaux intermédiaires 20 sont collés à la bande étanche 18 et en appui sur celle-ci.
Comme illustré sur la , la membrane d’étanchéité primaire est formée d’une membrane en tôles gaufrées 23 présentant deux séries d’ondulations sécantes pour lui conférer une souplesse suffisante dans les deux directions du plan de la paroi de cuve.
Des bords longitudinaux 24 des panneaux intermédiaires 20, c’est-à-dire des bords accolés aux panneaux isolants primaires 9 délimitant l’espace inter-panneaux 19, présentent un chanfrein inférieur 25. Ces chanfreins inférieurs 25 relient une face inférieure 26 du panneau intermédiaire, ladite face inférieure 26 étant collée sur la bande étanche 18, à une face longitudinale 27 accolée au panneau isolant primaire 9 adjacent. Ce chanfrein inférieur 25 permet de loger les débordements de colle résultant du collage du panneau intermédiaire 20 sur la bande étanche 19.
Les panneaux isolants primaires 9 ayant une forme rectangulaire et les éléments préfabriqués 6 étant juxtaposés selon un maillage régulier, les bords longitudinaux d’un panneau isolant primaire 9 délimitent chacun, conjointement avec un bord longitudinal en vis-à-vis d’un panneau isolant primaire 9 adjacent, un premier espace inter-panneaux 19 respectif. De même, les bords latéraux dudit panneau isolant primaire 9 délimitent chacun, conjointement avec un bord latéral en vis-à-vis d’un panneau isolant primaire 9 adjacent, un deuxième espace inter-panneau 19.
Ainsi, comme illustré sur la , du fait de l’agencement selon un maillage régulier des éléments préfabriqués 6, la barrière thermiquement isolante primaire 4 présente des rangées de premiers espaces inter-panneaux 19 et des rangées de deuxièmes espaces inter-panneaux 19. Les premiers espaces inter-panneaux 19 d’une dite rangée de premiers espaces inter-panneaux 19 sont alignés parallèlement à une première direction 30, par exemple la direction longitudinale des panneaux isolants primaires 9. De même, les deuxièmes espaces inter-panneaux 19 d’une dite rangée de deuxièmes espace inter-panneaux 19 sont alignés parallèlement à une deuxième direction 31, par exemple la direction de largeur des panneaux isolants primaires 9. Cette première direction 30 et cette deuxième direction 31 sont perpendiculaires l’une de l’autre de sorte que les rangées de premiers espaces inter-panneaux 19 et les rangées de deuxièmes espaces inter-panneaux 19 forment des intersections 32.
Afin d’assurer la continuité de la barrière thermiquement isolante primaire 4 au niveau desdites intersections 32, la barrière thermiquement isolante primaire 4 comporte des rangées de panneaux intermédiaires 20 agencés de façon continue dans l’une parmi les rangées de premiers espaces inter-panneaux 19 et les rangées de deuxièmes espaces inter-panneaux 19.
Ainsi, des rangées de premiers panneaux intermédiaires 28 ou de deuxièmes panneaux intermédiaires 29 sont agencées de sorte que lesdits premiers ou deuxièmes panneaux intermédiaires 28, 29 sont successivement accolés les uns aux autres dans lesdites rangées d’espaces inter-panneaux 19. Ces rangées de premiers ou deuxièmes panneaux intermédiaires 28, 29 agencées de façon continue traversent donc les intersections 32 formées entre les rangées de premiers espaces inter-panneaux 19 et les rangées de deuxièmes espaces inter-panneaux 19.
Par conséquence, les panneaux intermédiaires 20 agencés dans les autres rangées d’espaces inter-panneaux 19 parmi les rangées de premiers espaces inter-panneaux 19 et les rangées de deuxièmes espaces inter-panneaux 19 forment des rangées discontinues de deuxièmes ou premiers panneaux intermédiaires 29, 28, c’est-à-dire que ces rangées de deuxièmes ou premiers panneaux intermédiaires 29, 28 sont interrompues par les rangées de premiers ou deuxièmes panneaux intermédiaires 28, 29 agencés de façon continue et traversant les intersections 32.
Autrement dit, lors de la fabrication de la cuve, une direction parmi la première direction 30 et la deuxième direction 31 est sélectionnée. Les rangées de panneaux intermédiaires 20 alignées parallèlement à la direction 30 ou 31 sélectionnée sont agencés de façon continue de manière à traverser les intersections 32. Par conséquence, les rangées de panneaux intermédiaires 20 agencés parallèlement à l’autre direction 31 ou 30 sont agencés de façon discontinue.
Cependant, dans une rangée de panneaux intermédiaires 20 agencés de façon continue, les chanfreins inférieurs 25 sont alignés sur toute la longueur de ladite rangée. Or, ces chanfreins inférieurs 25 sont dimensionnés de manière à loger intégralement le débordement maximal de colle résultant du collage du panneau intermédiaire 20 sur la bande étanche 18. Ainsi, ces débordements de colle sont susceptibles de ne combler que partiellement les chanfreins inférieurs 25 de sorte que ces chanfreins inférieurs 25 forment un espace vide se développant selon la direction longitudinale du panneau intermédiaire 20 entre ledit panneau intermédiaire 20, le panneau isolant primaire 9 adjacent et la membrane étanche secondaire 3. Ainsi, l’alignement des panneaux intermédiaire 20 de façon continue engendre l’alignement des espaces vides formés par les chanfreins inférieurs 25. Autrement dit, une rangée de panneaux intermédiaires 20 agencés de façon continue forme au niveau des chanfreins inférieurs 25 un canal se développant sur toute la longueur de la rangée.
Un tel canal est particulièrement préjudiciable dans le cadre d’une rangée se développant parallèlement à une direction présentant une composante parallèle à la direction de gravité terrestre, lorsque la paroi de cuve est une paroi transversale 37 ou une paroi latérale 38, 39, 40, 41, 42, 43.En effet, de tels canaux se développant sur toute la hauteur d’une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante favorisent la convection naturelle et la génération d’un phénomène de thermosiphon, un tel phénomène de thermosiphon dégradant les propriétés d’isolation thermique de la barrière thermiquement isolante primaire 4.
Pour éviter, ou tout le moins limiter, ces phénomènes de thermosiphon, la direction sélectionnée parmi la première direction 30 et la deuxième direction 31 pour aligner les panneaux intermédiaires 28 ou 29 de façon continue est la direction 30 ou 31 présentant la plus faible composante parallèle à la gravité terrestre.
Par exemple, dans le cadre d’une paroi de cuve présentant une première direction 30 perpendiculaire à la direction de gravité terrestre et une deuxième direction 31 parallèle à la direction de gravité terrestre, la première direction 30 est sélectionnée pour aligner les premiers panneaux intermédiaires 28 de façon continue dans les rangées de premiers espaces inter-panneaux 19 parallèles à la première direction 30. Ainsi, les rangées de premiers panneaux intermédiaires 28 sont continues et horizontale alors que les rangées de deuxièmes panneaux intermédiaires 29 sont discontinues et parallèles à la direction de gravité terrestre. En conséquence, les canaux formés par les chanfreins inférieurs 25 des deuxièmes panneaux intermédiaires 29, qui sont donc parallèles à la direction de gravité terrestre, sont interrompus à chaque intersection 32 entre les rangées de premiers espaces inter-panneaux 19 et les rangées de deuxièmes espaces inter-panneaux 19. Cette interruption des canaux se développant avec une parallèlement à la gravité terrestre permet de limiter les phénomènes de convection dans la paroi de cuve.
De préférence, les premiers panneaux intermédiaires 28 sont agencés de sorte que les bords longitudinaux 24 des deuxièmes panneaux intermédiaires 29, c’est-à-dire les bords desdits deuxièmes panneaux intermédiaires 29 parallèles à la deuxième direction 31, soient au droit d’un premier panneau intermédiaire 28. Autrement dit, les premiers panneaux intermédiaires 28 sont agencés de sorte que des bords latéraux 33 des premiers panneaux intermédiaires 28, c’est-à-dire les bords desdits premiers panneaux intermédiaires 28 qui sont parallèles à la deuxième direction 31, soient décalés le long de la première direction 30 par rapport aux bords longitudinaux 24 des deuxièmes panneaux intermédiaires 29. Ainsi, les canaux formés par les chanfreins inférieurs 25 des deuxièmes panneaux intermédiaires 29 sont décalés par rapport à une interface 34 entre deux premiers panneaux intermédiaires 28 successifs et ne sont donc pas prolongés par ladite interface 34. Les canaux formés par les chanfreins inférieurs 25 des deuxièmes panneaux intermédiaires 29 sont ainsi interrompus par les premiers panneaux intermédiaires 28 au niveau des intersections 32.
Sur la , les premiers panneaux intermédiaires 28 présentent une longueur, selon la première direction 30, et sont agencés de sorte que les intersections 32 soient traversée par un premier panneau intermédiaire 28 respectif. Ainsi, les chanfreins inférieurs 25 des bords longitudinaux 24 des deuxièmes panneaux intermédiaires 29 sont interrompus au niveau d’une intersection 32 par la présence dudit premier panneau intermédiaire 28 traversant ladite intersection 32. A titre d’exemple, la longueur du premier panneau intermédiaire 28 est de 1 m pour des panneaux d’une longueur de 3 m. A titre d’exemple, la longueur du deuxième panneau intermédiaire 29 est de 0,66 m pour des panneaux d’une largeur de 1 m
Dans un mode de réalisation non illustré, les premiers panneaux intermédiaires 28 sont agencés de sorte que l’interface 34 entre deux premiers panneaux intermédiaires 34 successifs soit logée dans l’intersection 32, et donc décalée le long de la première direction 30 par rapport aux bords longitudinaux 24 des deuxièmes panneaux intermédiaires 29.
Dans un mode de réalisation non illustré, les deux directions 30 et 31 présentent une composante parallèle à la direction de la gravité terrestre. Dans ce cas, la direction 30 ou 31 sélectionnée pour agencer les panneaux intermédiaires 19 de façon continue est la direction présentant la composante parallèle à la direction de gravité terrestre la plus faible.
Pour une cuve présentant des formes générales polyédriques, telles que représentées sur les figures 5 et 6, les dispositions des panneaux intermédiaires 19 telles que décrites ci-dessus sont avantageusement mises en œuvre pour les deux parois transversales, avant et arrière 37 verticales, les deux parois latérales verticales 38, 39, les deux parois latérales obliques supérieures 40, 41 et les deux parois latérales obliques inférieures 42, 43.
La technique décrite ci-dessus pour réaliser une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante peut être utilisée dans différents types de réservoirs, par exemple pour constituer la paroi de cuve d’un réservoir de GNL dans une installation terrestre ou dans un ouvrage flottant comme un navire méthanier ou autre.
En référence à la , une vue écorchée d’un navire méthanier 70 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72.
De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 71.
La représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 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 telle que revendiquée.
L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (11)

  1. Paroi de cuve étanche et thermiquement isolante, ladite paroi comportant une barrière thermiquement isolante (4) et une membrane étanche (1),
    la barrière thermiquement isolante (4) comportant une pluralité de panneaux isolants (9) parallélépipédiques,
    la barrière thermiquement isolante (4) comportant une pluralité de rangées de premiers espaces inter-panneaux (19) alignés parallèlement à une première direction (30) et une pluralité de rangées de deuxième espaces inter-panneaux (19) alignés parallèlement à une deuxième direction (31), lesdits premiers espaces inter-panneaux (19) et deuxièmes espaces inter-panneaux (19) étant délimités par les bords en vis-à-vis de deux panneaux isolants (9) adjacents respectifs de la pluralité de panneaux isolants (9), la première direction (30) et la deuxième direction (31) étant sécantes de sorte que les premières rangées d’espaces inter-panneaux (19) et les deuxièmes rangées d’espaces inter-panneaux (19) forment une pluralité intersections (32), la deuxième direction (31) comportant une composante parallèle à la direction de gravité terrestre,
    la barrière thermiquement isolante (4) comportant en outre une pluralité de rangées de premiers panneaux intermédiaires (28) et une pluralité de rangées de deuxièmes panneaux intermédiaires (29), les premiers panneaux intermédiaires (28) étant agencés dans les rangées de premiers espaces inter-panneaux (19), les deuxièmes panneaux intermédiaires (29) étant agencés dans les rangées de deuxièmes espaces inter-panneaux (19),
    et dans laquelle les rangées de premiers panneaux intermédiaire (28) sont agencées de façon continues dans la rangée de premiers espaces inter-panneaux (19) respective de sorte que les rangées de deuxième panneaux intermédiaires (29) soient discontinues au niveau des intersections (32) entre les rangées de premiers espaces inter-panneaux (19) et les rangées de deuxièmes espaces inter-panneaux (19),
    l’un des premiers panneaux intermédiaires (28) des rangées de premiers panneaux intermédiaires (28) étant logé dans chaque intersection (32) de sorte que les bords (24) parallèles à la deuxième direction (31) d’un deuxième panneau intermédiaire (29) juxtaposé audit premier panneau intermédiaire (28) soient agencés au droit dudit premier panneau intermédiaire (28) respectif.
  2. Paroi de cuve étanche et thermiquement isolante selon la revendication 1, dans laquelle ledit bord (24) dudit deuxième panneau intermédiaire (29) est un premier bord longitudinal dudit deuxième panneau intermédiaire (29), ledit deuxième panneau intermédiaire (29) comportant un deuxième bord longitudinal parallèle à la deuxième direction (31), ledit deuxième bord longitudinal étant agencé au droit d’un premier panneau intermédiaire (28) de la rangée de premiers panneaux intermédiaires (28).
  3. Paroi de cuve étanche et thermiquement isolante selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les bords (24) des deuxièmes panneaux intermédiaires (29) parallèles à la deuxième direction (31) présentent un chanfrein inférieur (25).
  4. Paroi de cuve étanche et thermiquement isolante selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle le dit premier panneau intermédiaire (28) logé dans ladite intersection (32) est traversant de ladite intersection (32).
  5. Paroi de cuve étanche et thermiquement isolante selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle les premiers panneaux intermédiaires (28) présentent des bords transversaux parallèles à la deuxième direction (31), les premiers panneaux intermédiaires (28) étant agencés dans la rangée de premiers espaces inter-panneaux (19) de sorte que lesdits bords transversaux soient décalés, le long de la première direction (30), par rapport aux bords (24) parallèles à la deuxième direction (31) des deuxièmes panneaux intermédiaires (29).
  6. Paroi de cuve étanche et thermiquement isolante selon la revendication 5, dans laquelle les premiers panneaux intermédiaires (28) sont agencés dans la rangée de premiers espaces inter-panneaux (19) de sorte que les bords transversaux des premiers panneaux intermédiaires (28) soient décalés, le long de la première direction (30), par rapport à des bords des panneaux isolants (9) délimitant la deuxième rangée d’espaces inter-panneaux (19) de sorte que lesdits bords desdits panneaux isolants (9) soient agencés au droit d’un dit premier panneau intermédiaire (28).
  7. Paroi de cuve étanche et thermiquement isolante selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle la barrière thermiquement isolante est une barrière thermiquement isolante primaire (4), la membrane étanche est une membrane étanche primaire (5) et les panneaux isolants sont des panneaux isolants primaires (9), la paroi comportant en outre une barrière thermiquement isolante secondaire (2) et une membrane étanche secondaire (3), la paroi de cuve comportant une pluralité d’éléments préfabriqués (6), lesdits éléments préfabriqués comportant un panneau isolant secondaire (7) parallélépipédique, une portion de film étanche (8) reposant sur le panneau isolants secondaire (7) et un panneau isolant primaire (9) reposant sur la portion de film étanche (8), le panneau isolant primaire (9) présentant des dimensions inférieures aux dimensions du panneau isolant secondaire (7) de sorte que la portion de film étanche (8) présente une zone périphérique (14) découverte,
    et dans laquelle lesdits éléments préfabriqués (6) sont juxtaposés selon un maillage régulier de sorte que les panneaux isolants secondaires (7) forment la barrière thermiquement isolante secondaire (2), les zones périphériques (14) de la portion de film étanche (8) de deux éléments préfabriqués (6) adjacents étant reliées de manière étanche par une bande de film étanche (18), les portions de film étanche (8) des éléments préfabriqués (6) et les bandes de film étanche (18) formant conjointement la membrane étanche secondaire (3), les panneaux isolants intermédiaires (28, 29) étant ancrés sur les zones périphériques 14 des portions de film étanche (8) et sur les bandes d’ancrage (18) correspondantes.
  8. Cuve étanche et isolante (71) disposée dans une structure porteuse, la cuve comportant une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante selon l’une des revendications 1 à 7.
  9. Navire (70) pour le transport d’un produit liquide froid, le navire comportant une double coque (72) et une cuve (71) selon la revendication 8 disposée dans la double coque.
  10. Système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant un navire (70) selon la revendication 9, 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 entrainer 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.
  11. Procédé de chargement ou déchargement d’un navire (70) selon la revendication 9, 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).
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