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WO 2014/128414
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Procédé de fabrication d'une barrière étanche et thermiquement isolante pour
cuve de
stockage
L'invention se rapporte au domaine des cuves, étanches et thermiquement
isolées,
à membrane, pour le stockage et/ou le transport de fluide, tel qu'un fluide
cryogénique.
L'invention se rapporte plus particulièrement à la fabrication d'une cuve à
membrane
étanche dans laquelle l'isolation thermique est en partie réalisée par
projection, in situ, de
mousse isolante.
Des cuves étanches et thermiquement isolées à membranes sont notamment
employées pour le stockage de gaz naturel liquéfié (GNL). 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 naturel liquéfié ou à recevoir du gaz naturel
liquéfié servant de
carburant pour la propulsion de l'ouvrage flottant.
Dans l'état de la technique, il est connu de fabriquer de telles cuves à
partir de
panneaux d'isolation préfabriqués. De tels panneaux d'isolation présentent une
couche de
mousse isolante, optionnellement renforcée par des fibres de verre, prise en
sandwich entre
deux plaques de contreplaqué. La fabrication d'une barrière d'isolation
thermique -à- partir de-
tels panneaux préfabriqués est longue et coûteuse puisqu'elle nécessite de
transporter les
panneaux préfabriqués puis de les poser un à un.
Il est, par ailleurs, connu de l'état de la technique de fabriquer des
barrières
isolantes, in situ, contre une structure porteuse.
Le document US 3 759 209 divulgue la fabrication d'une barrière d'isolation,
extérieure à la coque d'un navire de transport de gaz naturel liquéfié. Ce
document prévoit
de fixer un gabarit de coffrage, constitué de poutres horizontales et
verticales définissant une
pluralité de compartiments, sur la coque extérieure du navire puis de placer
de la mousse
isolante dans les compartiments. Le gabarit de coffrage est maintenu en place
et une
membrane d'étanchéité est fixée sur celui-ci. Toutefois, le gabarit de
coffrage ne permet pas
de compenser la contraction thermique de la mousse de telle sorte que la
continuité de
l'isolation thermique entre les différents compartiments de mousse n'est pas
assurée lorsque
la paroi est soumise à des températures cryogéniques.
Le document FR 2 191 064 divulgue également un procédé de fabrication d'un
réservoir pour le transport de gaz naturel liquéfié. Ce document prévoit de
fixer des
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entretoises sur une structure porteuse puis de former un réseau de câbles en
fibres de verre
ou en fils métalliques, qui sont tendus et supportés par les entretoises. Une
plaque de
contreplaqué est alors fixée sur la tête des entretoises et une solution
d'uréthane expansible
est alors injectée dans l'espace compris entre la plaque de contreplaqué et la
structure
porteuse.
Une idée à la base de l'invention est proposer un procédé de fabrication, in
situ,
d'une barrière isolante de cuve de stockage de liquide cryogénique, par
projection de mousse
qui, d'une part, permette de réaliser une paroi assurant une continuité de
l'isolation
thermique et qui, d'autre part, soit facile à mettre en oeuvre.
Selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une
paroi, étanche et thermiquement isolante, pour cuve de stockage de fluide
comportant les
étapes de:
= fixation d'une pluralité d'éléments d'ancrage sur une structure porteuse
;
= mise en place d'éléments modulaires de coffrage sur la structure
porteuse, les éléments
modulaires de coffrage présentant une forme saillante par rapport à la
structure porteuse
et définissant avec la structure porteuse et la pluralité de pièces d'ancrage
des
compartiments présentant un côté ouvert à l'opposé de la structure porteuse ;
= projection de mousse isolante dans lesdits compartiments à travers le
côté ouvert de sorte
à former une pluralité de secteurs isolants en mousse isolante projetée ;
= disposition d'éléments isolants de jonction dans une position contrainte
dans laquelle ils
sont contraints entre lesdits secteurs isolants et aptes à se détendre lors
d'une contraction
thermique desdits secteurs isolants, afin d'assurer une continuité de
l'isolation
thermique ; et
= fixation d'une membrane d'étanchéité sur lesdits éléments d'ancrage.
Ainsi, ce procédé de fabrication de paroi bénéficie des avantages liés à
l'utilisation
d'un gabarit de coffrage puisqu'il est simple à mettre en oeuvre et permet de
morceler la
couche d'isolation thermique de sorte à limiter les contraintes mécaniques
liées aux
différences de température entre ses surfaces externe et interne tout en
assurant une
continuité de l'isolation thermique lorsque la paroi est soumise à des
températures basses.
Dans un mode de réalisation, le procédé comprend une étape de retrait des
éléments modulaires de coffrage. Avantageusement, on met en place sur la
structure porteuse
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des éléments combinés, un élément combiné comportant un élément modulaire de
coffrage et
un élément isolant de jonction logé, sous contrainte, à l'intérieur de
l'élément modulaire de
coffrage et l'élément isolant de jonction est laissé, en position contrainte,
entre lesdits
secteurs isolants lors du retrait des éléments modulaires de coffrage. Ainsi,
le retrait des
éléments modulaires et la disposition des éléments isolants de jonction en
position contrainte
sont réalisés simultanément.
Dans un autre mode de réalisation, on met en place sur la structure porteuse
des
éléments combinés, un élément combiné comportant un élément modulaire de
coffrage et un
élément isolant de jonction, l'élément modulaire de coffrage comportant deux
flancs de
coffrage perdu entre lesquels un élément isolant de jonction est logé sous
contrainte et des
moyens, libérables, de serrage des flancs, l'éléments isolant de jonction,
logé sous contrainte
entre les deux flancs de coffrage perdu, est disposé dans sa position
contrainte après
libération des moyens de serrage des flancs, l'élément isolant dans sa
position contrainte
mettant en prise les deux flancs de coffrage perdu avec les secteurs isolants
entre lesquels
l'élément combiné est situé.
Selon d'autres modes de réalisation avantageux :
= Les éléments isolants de jonction sont compressibles.
= les compartiments sont mutuellement adjacents et deux compartiments
mutuellement
adjacents étant à chaque fois séparé par un élément modulaire de coffrage
disposé
entre eux.
= un élément modulaire de coffrage présente un revêtement antiadhésif.
= un élément isolant de jonction comporte un profilé présentant deux lèvres
élastiques
qui, en position contrainte entre les secteurs isolants, sont contraintes vers
leur
rapprochement et exercent une force de réaction tendant à les écarter l'une de
l'autre.
= le profilé présentant deux lèvres élastiques est réalisé dans une mousse
d'un
polymère choisi parmi le polyuréthane, la mélamine, le polyéthylène, le
polypropylène, le polystyrène ou le silicone.
= un élément isolant de jonction comporte une bande formée dans un matériau
compressible choisi parmi la laine de verre, l'ouate de polyester, les mousses
de
polyuréthane, mélamine, polyéthylène, polypropylène ou silicone.
= le procédé comporte une étape d'arasage des secteurs isolants.
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= un élément d'ancrage est un plot, équipé d'un organe d'ancrage à la
structure
porteuse et d'un élément de fixation de la membrane d'étanchéité et comportant
au
moins une couche thermiquement isolante.
= la couche thermiquement isolante du plot est réalisée en mousse polymère
présentant
une densité supérieure à 100 kg/m3 ou en bois.
= le procédé comporte une étape de fixation de plats d'ancrage entre les
plots
d'ancrage adjacents et une étape de soudage de la membrane d'étanchéité sur
lesdits
plats d'ancrage.
= lors de la mise en place d'éléments modulaires de coffrage sur la
structure porteuse,
l'on fixe les éléments modulaires de coffrage à la structure porteuse et/ou
aux
éléments d'ancrage.
Selon un second aspect, l'invention fournit aussi une paroi, étanche et
thermiquement isolante, pour cuve de stockage de fluide cryogénique, obtenue
par un
procédé de fabrication selon le premier aspect de l'invention.
En d'autres termes, la paroi étanche et thermiquement isolante comporte :
= une structure porteuse ;
= une pluralité d'éléments d'ancrage, fixés à la structure porteuse ;
= une pluralité de secteurs isolants en mousse isolante, obtenus par
projection de mousse
isolante à travers un côté ouvert d'un compartiment défini par des éléments
modulaires
de coffrage, la structure porteuse et la pluralité de pièces d'ancrage ;
= des éléments isolants de jonction disposés dans une position contrainte
dans laquelle ils
sont contraints entre lesdits secteurs isolants et aptes à se détendre lors
d'une contraction
thermique desdits secteurs isolants, afin d'assurer une continuité de
l'isolation
thermique ; et
= une membrane d'étanchéité fixée sur lesdits éléments d'ancrage.
Avantageusement, les secteurs isolants adhèrent contre la structure porteuse.
Ainsi,
grâce à la capacité d'adhérence de la mousse projetée, les secteurs isolants
sont maintenus en
place par rapport à la structure porteuse, ce qui simplifie la mise en oeuvre
du procédé. Cette
caractéristique permet en outre d'éviter que les secteurs isolants n'exercent
une pression
d'appui sur la membrane lorsque la paroi est une paroi verticale ou un
plafond.
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Selon un troisième aspect, l'invention concerne une cuve de stockage de
liquide
cryogénique comportant au moins une paroi selon le second aspect de
l'invention.
Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d'un produit liquide
froid
comporte une cuve de stockage précitée.
5 Dans un mode de réalisation, le navire comporte une simple ou une
double coque
et une cuve précitée disposée dans la simple ou la double coque.
Dans un autre mode de réalisation, le navire comporte un pont et la cuve
précitée
est disposée sur le pont. Dans ce cas, la structure porteuse de la cuve peut
être constituée
d'une structure en tôle disposée sur le pont du navire. De telles cuves
présentent, par
exemple, un volume compris entre 5000 et 30 000 m3 et peuvent être utilisées
pour
l'alimentation en carburant des machineries.
La cuve peut être utilisée pour stocker du gaz naturel liquéfié à pression
atmosphérique ou sous une surpression relative en accord avec la tenue en
compression de la
mousse utilisée, par exemple 3 bar pour une mousse ayant une résistance en
compression de
0,3 MPa.
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.
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.
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Sur ces dessins :
= La figure 1 est une vue en perspective d'éléments modulaires de coffrage
définissant avec une pluralité de plots d'ancrage et une structure porteuse
des compartiments
destinés à recevoir de la mousse projetée.
= La figure 2 est une vue en perspective, similaire à celle de la figure 1,
dans
laquelle de la mousse a été projetée dans les compartiments.
= La figure 3 est une vue en perspective, similaire à celle de la figure 2,
dans
laquelle les éléments modulaires de coffrage ont été retirés.
= La figure 4 est une vue en perspective, similaire à celle de la figure 3,
dans
laquelle des éléments isolants de jonction ont été disposés entre les secteurs
en mousse
projetée.
= La figure 5 est une vue de dessus représentant des secteurs en mousse
projetée,
des plots d'ancrage et des éléments isolants de jonction disposés entre
lesdits secteurs en
mousse projetée.
= La figure 6 est une vue en perspective d'un plot d'ancrage selon un premier
mode de réalisation.
= La figure 7 est une vue en perspective d'un plot d'ancrage selon un
second
mode de réalisation, adapté pour la fabrication d'une paroi présentant
successivement deux
niveaux, primaire et secondaire, d'étanchéité et d'isolation thermique.
= La figure 8 est une vue de dessus représentant des plots d'ancrage et des
plats
d'ancrage permettant la fixation d'une membrane d'étanchéité.
= La figure 9 est une vue de côté d'un plot d'ancrage supportant des plats
d'ancrage.
= La figure 10 est une vue de côté d'un plot d'ancrage selon un troisième
mode
de réalisation.
= La figure 11 est une vue de côté d'un plot d'ancrage selon un quatrième
mode
de réalisation.
= La figure 12 est une illustration détaillée du plot d'ancrage de la
figure 11.
= La figure 13 est une vue schématique en coupe d'un élément isolant de
jonction
selon un mode de réalisation.
= La figure 14 est une vue schématique en coupe d'un élément isolant de
jonction
selon un autre mode de réalisation.
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= La figure 15 est une vue en coupe d'un élément modulaire de coffrage
selon un
mode de réalisation.
= La figure 16 est une vue en coupe d'un élément modulaire de coffrage
selon un
second mode de réalisation.
= La figure 17 est une vue en coupe d'un élément modulaire de coffrage selon
un
troisième mode de réalisation.
= La figure 18 est une vue en perspective d'un rabot permettant d'araser la
surface supérieure des secteurs isolants en mousse projetée.
= La figure 19 est une représentation schématique illustrant des plots
d'ancrage
et un élément modulaire de coffrage équipé d'organes de fixation aux plots
d'ancrage.
= La figure 20 est une vue de côté illustrant un plot d'ancrage et un
élément
modulaire de coffrage pourvu d'organes de fixation audit plot d'ancrage, selon
un mode de
réalisation.
= La figure 21 est une vue en perspective illustrant un plot d'ancrage
pourvu de
rainures pour la fixation des éléments modulaires de coffrage, selon un autre
mode de
réalisation.
= La figure 22 est une vue de dessus d'un élément modulaire de coffrage
pourvu
de pattes de fixation destinés à coopérer avec les rainures du plot d'ancrage
illustré sur la
figure 21.
= La figure 23 est une vue en perspective illustrant la fixation entre le plot
d'ancrage de la figure 21 et l'élément modulaire de coffrage de la figure 22.
= La figure 24 est une vue en perspective illustrant des éléments
modulaires de
coffrage équipés d'organes de fixation à la structure porteuse.
= La figure 25 est une vue, de l'extérieur, d'un élément modulaire de
coffrage de
la figure 24.
= La figure 26 est une vue en perspective d'un élément modulaire de
coffrage de
la figure 24.
= La figure 27 est une représentation schématique écorchée d'une cuve de
navire
méthanier et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
Par convention, les termes 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.
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Chaque paroi de cuve présente successivement, dans le sens de l'épaisseur,
depuis
l'intérieur vers l'extérieur de la cuve, au moins une membrane d'étanchéité en
contact avec
le fluide contenu dans la cuve, une barrière thermiquement isolante et une
structure porteuse.
Dans un mode de réalisation particulier, la paroi comporte deux niveaux
d'étanchéité et
d'isolation thermique. Dans ce cas, la paroi comporte successivement, depuis
l'intérieur vers
l'extérieur, une membrane d'étanchéité primaire, une barrière d'isolation
primaire, une
membrane d'étanchéité secondaire, une barrière d'isolation secondaire et une
structure
porteuse. Les termes primaire et secondaire sont alors utilisés pour
qualifier des
éléments appartenant aux niveaux primaire et secondaire.
En référence aux figures 1 à 4, il est décrit un procédé de fabrication d'une
paroi
étanche et thermiquement isolante selon un mode de réalisation. De telles
parois étanches
permettent de réaliser une enceinte de confinement ou cuve pour emmagasiner
et/ou
transporter un fluide cryogénique, tel qu'un gaz liquéfié, par exemple du
méthane.
Des plots d'ancrage 1, également appelés coupleurs, sont régulièrement
positionnés
et fixés sur une structure porteuse 2 externe. Cette structure porteuse 2 peut
notamment être
une tôle métallique autoporteuse ou plus généralement tout type de cloison
rigide présentant
des propriétés mécanique appropriées, telle qu'un mur de béton dans une
construction
terrestre.
Des éléments modulaires 3 de coffrage sont disposés contre la structure
porteuse 2
entre les plots d'ancrage 1. Les éléments modulaires 3 de coffrage présentent
ainsi une forme
en saillie, vers l'intérieur, par rapport au plan de la structure porteuse 2.
Les éléments
modulaires de coffrage 3 forment, avec les plots d'ancrage 1 et la structure
porteuse 2, une
pluralité de compartiments 4. Les compartiments présentent un côté ouvert à
l'opposé de la
structure porteuse 2. Les éléments modulaires 3 de coffrage sont des poutres
longitudinales
disposées perpendiculairement les unes aux autres de sorte à former des
compartiments 4
présentant la forme de quadrilatères à angles droits. Les éléments modulaires
3 de coffrage
peuvent être équipés d'organes de fixation libérables, qui seront décrits par
la suite en
relation avec les figures 19 à 26, permettant de les fixer à la structure
porteuse 2 et/ou aux
plots d'ancrage 1.
Comme illustré sur la figure 2, les compartiments 4 sont ensuite remplis par
projection de mousse à travers le côté ouvert des compartiments afin de former
une pluralité
de secteurs isolants 5 en mousse isolante projetée. Les compartiments 4
définissent donc un
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gabarit pour la réalisation desdits secteurs isolants 5. La mousse projetée
est, par exemple,
une mousse de polyuréthane. Dans un mode de réalisation, des fibres courtes,
telles que des
fibres de verre, sont projetées simultanément, lors de la projection de la
mousse. Un tel ajout
de fibres contribue à réduire la contraction thermique de la mousse lors de la
mise au froid de
la cuve.
Par la suite, la surface interne des secteurs isolants en mousse projetée 5
subit une
opération d'arasage. Cette opération permet de faire disparaitre les
inégalités de surface et
ainsi de mettre à niveau la surface interne des secteurs isolants 5. Les
opérations d'arasage
sont, par exemple, réalisées au moyen d'un rabot 6, illustré sur la figure 18.
Un tel rabot 6 est
typiquement muni de poignées, avant 61 et arrière 62, d'une semelle 63
destinée à coopérer
avec la surface à aplanir et d'un outil 64 affleurant à la semelle 63 et
permettant d'usiner les
inégalités de surface. Dans le mode de réalisation, l'outil 64 est un rouleau
muni de lames ou
d'une fraise et entraîné en rotation par un moteur. Dans un mode de
réalisation, l'outil de
rabotage est un outil automatisé dont le déplacement est guidé par des moyens
de guidage,
tels que des câbles ou des courroies, qui sont fixés sur les plots d'ancrage
1. Par ailleurs,
dans un mode de réalisation avantageux, un système d'aspiration permettant de
récupérer les
poussières est mis en oeuvre lors des opérations d'arasage.
Sur la figure 3, les éléments modulaires 3 de coffrage sont retirés. A ce
stade, les
secteurs isolants sont séparés par des interstices 7 formés aux précédents
emplacements des
éléments modulaires 3 de coffrage.
Afin d'assurer une continuité de l'isolation thermique, les interstices 7
entre les
secteurs isolants 5 sont garnis d'éléments isolants de jonction 8, représentés
sur les figures 4
et 5. Les éléments isolants 8 de jonction sont en outre disposés, à
température ambiante, sous
contrainte de compression, entre les secteurs isolants 5. Ainsi, lesdits
éléments isolants 8 de
jonction sont aptes à se détendre et combler le jeu entre les secteurs
isolants 5 lorsque ceux-
ci se contractent sous l'effet de basses températures.
Selon un mode de réalisation, les éléments isolants 8 de jonction sont des
bandes
réalisées dans un matériau souple tel que la laine de verre, l'ouate de
polyester, les mousses
de polyuréthane (PU), de mélamine, de polyéthylène (PE), de polypropylène (PP)
ou de
silicone. La largeur de ces bandes est déterminée de telle sorte que, à
température ambiante,
elles subissent une contrainte de compression entre les secteurs isolants 5.
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Selon d'autres variantes de réalisation, illustrés sur les figures 13 et 14,
les
éléments isolants 8 de jonction sont des profilés présentant deux lèvres
élastiques 29. Les
lèvres élastiques 29 présentent une élasticité et des dimensions telles que, à
température
ambiante, elles subissent une contrainte de compression entre les secteurs
isolants 5. En
5 d'autres termes, dans leur position contrainte, les lèvres élastiques 29
sont contraintes par les
secteurs isolants vers leur rapprochement relatif et exercent une force de
réaction tendant à
écarter lesdites lèvres élastiques 29. Lesdites lèvres élastiques 29 peuvent
être connectées en
leur centre de telle sorte que le profil présente sensiblement une forme de H
(figure 13) ou
être connectées à une de leurs extrémités de telle sorte que le profil
présente sensiblement
10 une forme de U (figure 14). Afin de faciliter le positionnement des
éléments isolants 8 de
jonction avant leur disposition en position de contrainte, ils peuvent être
munis de moyens
libérables de précontrainte. De tels moyens sont par exemple des liaisons 30
rapprochant les
lèvres élastiques. Après rupture desdites liaisons 30, les lèvres élastiques
29 sont aptes à se
détendre. De tels éléments isolants 8 de jonction sont, par exemple réalisés,
en mousse de
polyuréthane (PU), de mélamine, de polyéthylène (PE), de polypropylène (PP),
polystyrène
(PS) ou de silicone.
Afin d'assurer l'étanchéité de la paroi, une membrane d'étanchéité 9,
recouvrant
les secteurs isolants 5 et les éléments isolants 8 de jonction, est fixée sur
les plots d'ancrage
1. Une telle membrane d'étanchéité 9 est partiellement représentée sur les
figures 9, 10 et 11.
La membrane d'étanchéité 9 est composée d'une pluralité de plaques, soudées
bord à bord,
dont les angles sont fixés, par soudage, sur les plots d'ancrage 1. De manière
connue, les
plaques peuvent être réalisées en inox et présenter des séries d'ondulations
perpendiculaires
permettant d'absorber les efforts dus à la contraction thermique de l'inox ou
être réalisées en
Invar , c'est-à-dire un alliage de fer et de nickel dont la propriété
principale est d'avoir un
coefficient de dilatation très faible.
Ainsi, le procédé permet de réaliser une paroi comportant une membrane
d'étanchéité 9 et une barrière thermiquement isolante. Lorsque la paroi
comporte deux
niveaux, primaire et secondaire, d'étanchéité et d'isolation thermique, la
barrière
thermiquement isolée ainsi que le membrane d'étanchéité 9 ainsi réalisées
constituent des
composants secondaires et le procédé est réitéré en disposant des plots
d'ancrage 1 et des
éléments modulaires 3 de coffrage contre la membrane d'étanchéité 9 secondaire
puis en
injectant de la mousse dans des compartiments dont le fond est constitué par
ladite
membrane d'étanchéité 9 secondaire. De préférence, dans ce cas, la membrane
d'étanchéité
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secondaire 9 est préalablement recouverte d'un revêtement afin d'éviter que la
mousse
projetée n'adhère sur la membrane d'étanchéité 9 secondaire et n'occasionne
ainsi des
contraintes mécaniques supplémentaires. Ce revêtement peut présenter une
faible adhérence
et/ou présenter une faible résistance mécanique de telle sorte qu'il se rompt
lorsqu'il est
soumis à de faibles contraintes et, par conséquent, ne transmet pas d'efforts
importants entre
la membrane et la mousse projetée.
Les figures 6 à 11 illustrent des moyens d'ancrage selon diverses variantes de
réalisation.
La figure 6 représente un plot d'ancrage 1 comportant une couche rigide
d'isolation
thermique 10. Cette couche rigide d'isolation 10 peut notamment être réalisée
en bois
contreplaqué ou en en mousse isolante, telle qu'une mousse de polyuréthane,
présentant une
densité supérieure à 100 kg/m3, par exemple de l'ordre de 130 kg/m3. Cette
couche rigide
d'isolation 10 est, ici, prise en sandwich entre deux panneaux de contreplaqué
10, 11
optionnels. Un goujon 13, fixé sur la structure porteuse 2, par soudage par
exemple, permet
la fixation du plot d'ancrage 1 à la structure porteuse 2. Pour ce faire, le
panneau de
contreplaqué externe 12 est pourvu d'un orifice de réception dudit goujon 13.
Le plot
d'ancrage 1 présente un puits permettant d'introduire un écrou 14 destiné à
être vissé sur la
portion filetée du goujon 13. Lorsque l'écrou 14 a été positionné, le puits
est
avantageusement rempli par un raccord isolant 15 présentant une forme
correspondante au
puits. Par la suite, une plaque 16 de tôle métallique, permettant la fixation
par soudage des
angles de plaque de la membrane d'étanchéité 9, est fixée sur le plot
d'ancrage 1. La plaque
de tôle 16 est, ici, fixée sur le panneau de contreplaqué interne 11 par
rivetage.
La figure 7 représente un plot d'ancrage 1 secondaire, adapté pour la
fabrication
d'une paroi présentant successivement deux niveaux, primaire et secondaire. Le
plot
d'ancrage 1 est fixé à la structure porteuse 2 de manière similaire au plot
d'ancrage
représenté sur la figure 7. Toutefois, dans ce mode de réalisation, l'écrou 14
coopérant avec
la portion filetée du goujon 13 coopère également avec une tige filetée 16. La
tige 16
traverse le raccord isolant 15 via un alésage prévu à cet effet. La tige 16
présente une
extrémité externe coopérant par vissage avec l'écrou 14 et une extrémité
interne portant un
goujon à collerette 17, métallique. La collerette du goujon 17 permet la
fixation par soudage
des angles des plaques de la membrane d'étanchéité 9. Par ailleurs, le goujon
17 permet de
fixer un plot d'ancrage 1 primaire, non représenté, venant, par empilement,
sur le plot
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d'ancrage 1 secondaire, représenté sur la figure 7. Le plot d'ancrage 1
primaire peut
notamment être similaire au plot d'ancrage 1 de la figure 6 et sa fixation sur
le goujon 17 du
plot d'ancrage 1 de barrière secondaire est assurée de manière identique à
celle décrite en
relation avec le goujon 13 fixé à la structure porteuse 2.
Le plot d'ancrage 1, illustré sur la figure 10, comporte une couche rigide
d'isolation 10 ainsi qu'un panneau de contreplaqué externe 12. La fixation du
plot d'ancrage
1 est également réalisée via un goujon 13, fixé à la structure porteuse 2, et
un écrou 14
coopérant avec une portion filetée dudit goujon 13. La fixation des plaques de
la membrane
d'étanchéité 9 est assurée via un capot 18 métallique dont le montage sur le
plot d'ancrage 1
est assuré par coulissement. Le capot 18 présente une face externe 180
prolongée par des
ailes latérales 181, 182 s'étendant de part et d'autre dudit plot d'ancrage 1.
Les ailes latérales
181, 182 présentent des bords recourbés 183, 184 coulissant dans des rainures
19, 20
formées dans les faces latérales du plot d'ancrage 1.
Les figures 11 et 12 illustrent une variante de réalisation des moyens de
support et
de fixation, par soudage, des plaques de la membrane d'étanchéité 9. Dans ce
mode de
réalisation, une rondelle métallique 21, destinée à recevoir les angles des
plaques de
membrane d'étanchéité 9, est montée sur le goujon 13 par l'intermédiaire d'une
pièce 22 de
fixation étanche, représentée de manière détaillée sur la figure 12. La pièce
22 de fixation
étanche comporte un élément interne 220 et un élément externe 221. L'élément
interne 220
comporte un alésage fileté 224 permettant sa fixation sur le goujon 13.
D'autre part,
l'élément interne 220 comporte un téton fileté 222 traversant un orifice formé
dans la
rondelle métallique 21 et coopérant avec un alésage fileté 223 formé dans
l'élément externe
221. Afin d'assurer l'étanchéité du montage, l'élément externe 221 est un
élément métallique
fixé par un cordon de soudure 225 sur la rondelle métallique 21. L'élément
externe 221 est
ici pourvu d'un alésage 226 destiné à recevoir un goujon pour la fixation d'un
plot d'ancrage
primaire, non représenté. De manière avantageuse, l'élément interne 220 peut
être réalisé
dans un matériau présentant des propriétés d'isolation thermique.
Afin d'assurer un meilleur ancrage de membrane d'étanchéité 9, des plats
d'ancrage 23, représentés sur les figures 8 et 9, peuvent être utilisés. Les
plats d'ancrage 23
sont constitués de bandes métalliques fixées sur les plots d'ancrage 1. Aussi,
les plots
d'ancrage 1 présentent, sur leur face intérieure, une platine métallique 24
destinée à la
fixation desdits plats d'ancrage 23. Les plats d'ancrage 23 s'étendent le long
des bords des
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plaques métalliques de la membrane d'étanchéité 9, lesdits bords étant fixés,
par soudure
continue ou discontinue, sur les plats d'ancrage 23. A la jonction entre deux
plaques
métalliques adjacentes, il peut être prévu un seul plat d'ancrage 23 pour la
fixation d'une
seule des deux plaques métalliques ou deux plats d'ancrage 23, comme sur la
figure 8,
chacun des deux plats d'ancrage 23 servant alors à fixer une plaque métallique
respective de
la membrane d'étanchéité 9. Dans un mode de réalisation, la platine métallique
24 destinée à
la fixation desdits plats d'ancrage 23 et le goujon à collerette 17 peuvent
être réalisés d'un
seul tenant.
Les figures 15 à 17 illustrent des variantes de réalisation des éléments
modulaires
de coffrage.
Sur la figure 15, l'élément modulaire 3 de coffrage est une poutre, en bois,
en métal
ou en plastique, présentant un revêtement antiadhésif. Le revêtement
antiadhésif est ici un
film 25 apte à se désolidariser de l'élément modulaire 3 de coffrage lors de
son retrait. De
manière alternative, l'élément modulaire 3 de coffrage peut, en totalité ou en
partie, être
réalisée dans un matériau antiadhésif tel que du polytétrafluoroéthylène
(PTFE). Dans un tel
cas, la présence d'un film devient superflue.
Sur la figure 16, il est représenté un élément combiné comportant un élément
modulaire 3 de coffrage et un élément isolant de jonction 8. De tels éléments
combinés sont
mis en place sur la structure porteuse 2. L'élément modulaire 3 de coffrage
comporte deux
flancs 26 solidarisés l'un à l'autre et entre lesquels est logé, sous
contrainte, un élément
isolant 8 de jonction tel que décrit précédemment. Lors du retrait de
l'élément modulaire 3
de coffrage, un effort de poussée vers l'extérieur, par exemple via un
dispositif de poussoir
non représenté, est exercé sur l'élément isolant 8 de jonction de telle sorte
que, lors du retrait
des éléments modulaires 3, les éléments isolants 8 de jonction sont laissés
entre les secteurs
isolants 5 en mousse projetée. Comme précédemment, les éléments isolants 8 de
jonction
sont, à température ambiante, contraints entre les secteurs isolants 5 et
aptes à se détendre de
sorte à pouvoir combler le jeu dû à la contraction thermique des secteurs
isolants 5 lors de la
mise au froid de la cuve.
Un élément combiné comportant un élément modulaire 3 de coffrage et un élément
isolant de jonction 8 est illustré sur la figure 17. Cet élément combiné
présente une mise en
oeuvre différente de l'élément combiné de la figure 16 puisqu'il est destiné à
rester, au moins
en partie, à demeure dans la paroi. L'élément modulaire 3 comporte deux flancs
27 de
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coffrage perdu entre lesquelles un élément isolant 8 de jonction est logé sous-
contrainte. Les
flancs 27 étant destinés à faire partie intégrante de la barrière
thermiquement isolante, ils
sont réalisés dans un matériau isolant, en bois contreplaqué par exemple.
L'élément
modulaire 3 de coffrage comporte des moyens libérables de serrage des flancs,
des lanières
28 dans le mode de réalisation représenté. Lorsque la mousse a été projetée et
les secteurs
isolants 5 formés, les lanières 28 peuvent alors être découpées de sorte à
libérer l'élément
isolant 8 de jonction. Celui-ci est alors dans une position contrainte,
comprimé entre les
secteurs isolants 5, dans laquelle il est apte à se détendre lors de
contraction thermique des
secteurs isolants 8 en mousse projetée.
Les figures 19 à 26 illustrent des organes libérales de fixation des éléments
modulaires 3 de coffrage. De tels organes de fixation permettent de fixer les
éléments
modulaires 3 de coffrage, notamment pour la réalisation de parois verticales
ou du plafond
de la cuve. Bien évidemment, les organes de fixation doivent être libérales
afin de permettre
le retrait desdits éléments modulaires 3 de coffrage.
Sur la figure 19, l'élément modulaire 3 de coffrage est équipé de pattes de
fixations
31a, 31b sur les plots d'ancrage 1 selon deux variantes de réalisation. Les
pattes de fixation
31a, 31 b sont des pièces profilés, présentant des profils de forme
complémentaire à au
moins une portion du profil desdits plots d'ancrage 1. Les pattes de fixation
31a, 31b sont
disposées de sorte à coopérer avec la face supérieure des plot d'ancrage 1 et
forment ainsi
des crochets de retenue des éléments modulaires 3 de coffrage. Les pattes de
fixation 31a,
31b peuvent être en métal ou en plastique.
Dans un mode de réalisation, non représenté, les organes de fixation peuvent
comporter des lanières aptes à fixer les éléments modulaires 3 de coffrage aux
plots
d'ancrage 1.
Sur la figure 20, l'élément modulaire de coffrage 3 comporte une patte de
fixation
32 pourvue d'un orifice destiné à recevoir un goujon 17 faisant saillie de la
face interne du
plot d'ancrage 1. De manière avantageuse, le goujon 17 pour la fixation des
éléments
modulaires 3 de coffrage peut également assurer la fixation dudit plot
d'ancrage 1 à la
structure porteuse 2. Le goujon 17 peut comporter une portion filetée de sorte
à permettre la
mise en place d'un écrou, non illustré, apte à retenir la patte de fixation 32
contre la face
interne du plot d'ancrage 1.
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Dans le mode de réalisation des figures 21 à 23, le plot d'ancrage 1 comporte
deux
rainures 33 aptes à recevoir deux pattes 34 de formes complémentaires, formés
à au moins
l'une des extrémités des éléments modulaires 3 de coffrage. Les rainures 33
débouchent sur
la face interne des plots d'ancrage 1.
5 On notera par ailleurs que, dans ce mode de réalisation, les
éléments modulaires 3
de coffrage sont équipés de poignées 35 facilitant leur manutention et leur
mise en place
contre la structure porteuse 2.
Dans le mode de réalisation des figures 24 à 26, les éléments modulaires 3 de
coffrage sont équipés d'organes de fixation à la structure porteuse 2. Les
organes de fixation
10 à la structure porteuse comportent ici des languettes 36 formées sur la
face externe des
éléments modulaires 3 de coffrage. Les languettes 36 sont pourvues d'orifices
destinés à
recevoir des goujons fixés, par soudage par exemple, à la structure porteuse
2. Les goujons
sont avantageusement filetés de sorte à recevoir un écrou. Dans ce cas, les
éléments
modulaires 3 de coffrage sont au moins en partie creux de sorte à permettre
l'accès aux
15 écrous via leur face interne.
Le procédé de fabrication d'une paroi, décrit ci-dessus, peut être utilisé
pour la
fabrication d'une, de plusieurs ou de la totalité des parois d'une cuve
étanche et
thermiquement isolante pour le stockage et/ou le transport de fluide
cryogénique.
Selon un mode de réalisation, le procédé est appliqué à une paroi porteuse
plane
posée à l'horizontal. Une fois que l'on a réalisé la barrière isolante et la
membrane
d'étanchéité sur cette paroi plane, celle-ci constitue une paroi étanche et
isolante qui peut
être manipulée d'un seul tenant. Il est alors possible de fabriquer une cuve
polyédrique en
assemblant plusieurs parois porteuses assemblées les unes aux autres pour
former une cuve,
à savoir par exemple une paroi de fond, des parois de côté et une paroi de
plafond. Le
procédé peut alors être appliqué pour réaliser la barrière isolante et la
membrane étanche sur
chacune des parois porteuses.
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.
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En référence à la figure 27, 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 27 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
oeuvre
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.
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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.
