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FR3101390A1 - Cuve étanche et thermiquement isolante - Google Patents

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FR3101390A1
FR3101390A1 FR1910712A FR1910712A FR3101390A1 FR 3101390 A1 FR3101390 A1 FR 3101390A1 FR 1910712 A FR1910712 A FR 1910712A FR 1910712 A FR1910712 A FR 1910712A FR 3101390 A1 FR3101390 A1 FR 3101390A1
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FR
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vessel
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FR1910712A
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Johan Bougault
Benoit DUBEC
Edouard DUCLOY
Pierre Landru
Sébastien QUAOUZA
Sébastien Corot
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Original Assignee
Gaztransport et Technigaz SA
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Abstract

L’invention concerne une cuve étanche et thermiquement isolante pour le stockage de gaz liquéfié, dans laquelle la cuve comprend une première paroi de cuve et une deuxième paroi de cuve, chacune de la première paroi de cuve et de la deuxième paroi de cuve est supportée par une structure porteuse et comporte, une barrière thermiquement isolante secondaire (2), une membrane d’étanchéité secondaire (3), une barrière thermiquement isolante primaire (4), et une membrane d’étanchéité primaire (5), dans laquelle la cuve comporte au moins deux structures d’angle (1) situées au niveau de la zone d’angle étant séparés l’une de l’autre par un espace inter-panneaux (8), chaque structure d’angle (1) comporte un ensemble d’angle secondaire (6), dans laquelle chaque structure d’angle (1) comporte une pluralité d’ensembles d’angle primaires (12) fixés à l’ensemble d’angle secondaire (6), et la cuve comporte un ensemble d’angle primaire de jonction (13) fixé à cheval sur les deux ensembles d’angle secondaires (6) des deux structures d’angle (1) juxtaposés de façon à être situé au-dessus de l’espace inter-panneaux, et dans laquelle l’ensemble d’angle primaire de jonction (13) a un comportement en flexion différent des ensembles d’angle primaires (12) des structures d’angle (1). Figure pour l’abrégé : Fig. 1

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 -162°C à pression atmosphérique. Ces cuves peuvent être installées à terre ou sur un ouvrage flottant. Dans le cas d’un ouvrage flottant, la cuve peut être destinée au transport de gaz liquéfié ou à recevoir du gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l’ouvrage flottant.
Arrière-plan technologique
Le document KR20040095782 divulgue une structure d’angle comportant un bloc isolant secondaire d’une première paroi de cuve et un bloc isolant secondaire d’une deuxième paroi de cuve qui sont destinés à former l’angle d’une barrière thermiquement isolante secondaire et qui sont accolés l’un à l’autre. Les deux blocs isolants secondaires forment ainsi un ensemble d’angle secondaire. Une membrane d’étanchéité secondaire vient recouvrir ces deux blocs isolants secondaires.
Afin de former la barrière thermiquement isolante primaire, des ensembles d’angle primaires sont fixés sur la membrane d’étanchéité secondaire et sont formés d’un bloc isolant primaire fixé via une face externe au-dessus du bloc isolant secondaire de la première paroi de cuve et d’un autre bloc isolant primaire fixé également via une face externe au-dessus du bloc isolant secondaire de la deuxième paroi de cuve. Les deux blocs isolants primaires sont fixés l’une à l’autre à l’aide d’une cornière métallique fixée sur leur face interne, et forment ainsi un ensemble d’angle primaire.
Deux ensembles d’angle secondaires adjacents d’une même paroi de cuve sont espacés l’un de l’autre par un espace inter-panneaux. Un ensemble d’angle primaire de jonction est fixé à cheval sur les deux ensembles d’angle secondaires de sorte à être situé au droit de l’espace inter-panneaux. Les ensembles d’angle primaires de jonction et les ensembles d’angle primaires sont réalisés dans ce document de manière identique.
Ce document divulgue que les blocs isolants primaires sont réalisés soit entièrement en contreplaqué soit côté face interne d’une plaque de contreplaqué et côté face interne d’une couche de mousse isolante.
Résumé
Il a été constaté par la demanderesse que l’ensemble d’angle primaire de jonction est soumis à des efforts plus importants que les autres. En particulier, lors de la mise à froid de la cuve, les blocs isolants primaires ainsi que les ensembles d’angle primaire de jonction se contractent, ce qui a pour effet de soumettre l’ensemble d’angle primaire à des efforts de traction.
La flexion de la poutre du navire portant la cuve, a également pour effet de soumettre l’ensemble d’angle primaire de jonction à des efforts de flexion/cisaillement plus importants que les autres ensembles d’angle primaires, ce qui peut mener à son endommagement.
Une idée à la base de l’invention est de modifier la structure de cet ensemble d’angle primaire de jonction.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolante pour le stockage de gaz liquéfié, dans laquelle la cuve comprend une première paroi de cuve et une deuxième paroi de cuve se rejoignant au niveau d’une arête et s’étendant respectivement selon un premier plan et un deuxième plan inclinés l’un par rapport à l’autre de sorte à former au niveau de la jonction entre la première paroi de cuve et la deuxième paroi de cuve une zone d’angle, chacune de la première paroi de cuve et de la deuxième paroi de cuve étant supportée par une structure porteuse et comportant dans une direction d’épaisseur de paroi de la structure porteuse vers un espace interne de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire supportée par la structure porteuse, une membrane d’étanchéité secondaire supportée par la barrière thermiquement isolante secondaire, une barrière thermiquement isolante primaire supportée par la membrane d’étanchéité secondaire, et une membrane d’étanchéité primaire supportée par la barrière thermiquement isolante primaire et destinée à être en contact avec un gaz liquéfié,
dans laquelle la cuve comporte au moins deux structures d’angle qui sont situées au niveau de la zone d’angle, juxtaposées l’une à l’autre dans une direction parallèle à l’arête et sont séparés l’une de l’autre par un espace inter-panneaux, chaque structure d’angle comportant un ensemble d’angle secondaire assurant une continuité de la barrière thermiquement isolante secondaire et de la membrane d’étanchéité secondaire dans la zone d’angle entre la première paroi de cuve et la deuxième paroi de cuve,
dans laquelle chaque structure d’angle comporte une pluralité d’ensembles d’angle primaires principaux fixés à l’ensemble d’angle secondaire, et la cuve comporte un ensemble d’angle primaire de jonction fixé à cheval sur les deux ensembles d’angle secondaires des deux structures d’angle juxtaposés de façon à être situé au-dessus de l’espace inter-panneaux, les ensembles d’angle primaires principaux des structures d’angle et l’ensemble d’angle primaire de jonction assurant la continuité de la barrière thermiquement isolante primaire et de la membrane d’étanchéité primaire dans la zone d’angle entre la première paroi de cuve et la deuxième paroi de cuve ,
et dans laquelle l’ensemble d’angle primaire de jonction présente une rigidité différente des ensembles d’angle primaires principaux des structures d’angle.
Grâce à ces caractéristiques, la conception différente de l’ensemble d’angle primaire de jonction permet d’adapter spécifiquement cet élément aux contraintes qu’il subit afin d’éviter que celui-ci ne s’endommage prématurément.
Selon des modes de réalisation, une telle cuve peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble d’angle primaire de jonction présente une rigidité en traction et/ou en flexion différente des ensembles d’angle primaires principaux des structures d’angle
Selon un mode de réalisation, la première paroi de cuve et la deuxième paroi de cuve sont planes.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble d’angle primaire de jonction a une rigidité, notamment une rigidité en traction, supérieure aux ensembles d’angle primaires principaux des structures d’angle.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble d’angle primaire de jonction a un module d’élasticité moyen supérieur aux ensembles d’angle primaires principaux des structures d’angle.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble d’angle primaire de jonction a une flexibilité supérieure aux ensembles d’angle primaires principaux des structures d’angle.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble d’angle primaire de jonction est espacé d’un ensemble d’angle primaire principal adjacent à l’aide d’une cale de mousse isolante.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble d’angle secondaire comprend un bloc isolant secondaire s’étendant dans le premier plan et un bloc isolant secondaire s’étendant dans le deuxième plan.
Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité secondaire est fixée sur une partie supérieure de chaque bloc isolant secondaire de l’ensemble d’angle secondaire.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble d’angle primaire principal comprend un bloc isolant primaire situé dans le même plan que la première paroi de cuve et un bloc isolant primaire situé dans le même plan que la deuxième paroi de cuve.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble d’angle primaire de jonction comprend un bloc isolant primaire de jonction s’étendant dans le premier plan et un bloc isolant primaire de jonction s’étendant dans le deuxième plan.
Ainsi, le bloc isolant primaire de jonction de la première paroi de cuve est fixé à cheval au-dessus des deux blocs isolants secondaires des structures d’angle juxtaposés de façon à être situé directement au-dessus de l’espace inter-panneaux.
Selon un mode de réalisation, le bloc isolant primaire de jonction comprend une partie supérieure et une partie inférieure renforcée située en-dessous de la partie supérieure, la partie inférieure renforcée étant fixée à la membrane d’étanchéité secondaire, et la partie inférieure renforcée ayant un module d’élasticité ou rigidité supérieure à la partie supérieure.
Grâce à ces caractéristiques, la partie inférieure renforcée améliore ainsi la résistance globale du bloc isolant primaire de jonction permettant à celui-ci de supporter des contraintes plus importantes ou plus longtemps lors de travail en fatigue.
Selon un mode de réalisation, la partie supérieure est réalisée en bois contreplaqué.
Selon un mode de réalisation, la partie inférieure comporte une couche de matériau composite, une couche de bois densifié ou la combinaison des deux.
Selon un mode de réalisation, la partie inférieure comporte une plaque métallique.
Par exemple, le bois densifié peut être du bois ayant une densité supérieure ou égale à 900 kg/m3, de préférence comprise entre 1100 et 1300 kg/m3, par exemple de l’ordre de 1200 kg/m3.
Le matériau composite peut comporter une couche d’aluminium entre deux couches de fibres de verre et de résine, matériau composite stratifié appelé membrane secondaire rigide (« Rigid Secondary Barrier », RSB).
Selon un mode de réalisation, la partie inférieure renforcée comprend une première couche réalisée en bois densifié et une deuxième couche en matériau composite stratifié.
Selon un mode de réalisation, le module d’élasticité moyen de la partie inférieure renforcée est supérieur ou égale à 1,5 fois le module d’élasticité de la partie supérieure.
Selon un mode de réalisation, le ratio entre la dimension de la partie inférieure dans la direction d’épaisseur et la dimension de la partie supérieure dans la direction d’épaisseur est inférieure ou égale à 0,9, de préférence compris entre 0,005 et 0,5.
Selon un mode de réalisation, lorsque la partie inférieure comprend une couche réalisée en bois densifié, le ratio entre la dimension de la couche réalisée en bois densifié et la partie supérieure dans la direction d’épaisseur est compris entre 0,1 et 0,5.
Selon un mode de réalisation, lorsque la partie inférieure comprend une couche en matériau composite stratifié, le ratio entre la couche en matériau composite stratifié et la partie supérieure dans la direction d’épaisseur est compris entre 0,005 et 0,1.
Selon un mode de réalisation, le bloc isolant primaire de jonction comprend au moins un insert métallique ou composite situé au-dessus ou à l’aplomb de l’espace inter-panneaux dans la direction d’épaisseur, l’insert métallique ou composite étant configuré pour renforcer la rigidité ou la flexibilité du bloc isolant primaire de jonction.
Selon un mode de réalisation, l’insert métallique ou composite améliore ainsi la rigidité globale à la traction, à la flexion et/ou au cisaillement du bloc isolant primaire de jonction permettant à celui-ci de supporter des contraintes de plus importantes ou plus longtemps lors de travail en fatigue.
Selon un mode de réalisation, l’insert métallique ou composite a un module d’élasticité supérieur à celui du reste du bloc isolant primaire de jonction.
Selon un mode de réalisation, l’insert métallique ou composite exerce une précontrainte en compression.
Selon un mode de réalisation, l’insert métallique ou composite comprend une lame courbée dans la direction d’épaisseur.
Selon un mode de réalisation, le bloc isolant primaire de jonction comprend une partie supérieure et une partie inférieure située en-dessous de la partie supérieure, une surface inférieure de la partie inférieure étant fixée à la membrane d’étanchéité secondaire,
et dans laquelle la partie inférieure comprend au moins une fente de relaxation formée au niveau de la surface inférieure de la partie inférieure et s’étendant dans la direction d’épaisseur et dans une direction perpendiculaire à la direction de l’arête, la fente de relaxation étant configurée pour diminuer la rigidité du bloc isolant primaire de jonction.
Grâce à ces caractéristiques, la fente de relaxation permet d’augmenter la souplesse du bloc isolant primaire de jonction permettant à celui-ci de supporter des contraintes plus importantes ou plus longtemps lors de travail en fatigue.
Selon un mode de réalisation, la fente de relaxation est située au-dessus ou à l’aplomb de l’espace inter-panneaux dans la direction d’épaisseur de paroi.
Selon un mode de réalisation, la partie inférieure comprend au moins une paire de rainures situées de part et d’autre de la fente de relaxation dans la direction de l’arête, les rainures ayant une dimension dans la direction d’épaisseur inférieure à celle de la fente de relaxation.
Selon un mode de réalisation, la fente de relaxation et/ou les rainures s’étendent uniquement dans la partie inférieure des bloc isolants primaires de jonction.
Selon un mode de réalisation, le bloc isolant primaire de jonction est collée à la membrane d’étanchéité secondaire au-dessus ou à l’aplomb dans la direction d’épaisseur de l’un des ensembles d’angle secondaires juxtaposés et au-dessus ou à l’aplomb dans la direction d’épaisseur de l’autre des deux ensembles d’angle secondaires juxtaposés, un espace libre étant situé entre le bloc isolant primaire de jonction et la membrane d’étanchéité secondaire au-dessus ou à l’aplomb dans la direction d’épaisseur de l’espace inter-panneaux, de sorte qu’il n’y ait pas de colle entre la membrane d’étanchéité secondaire et le bloc isolant primaire de jonction dans la direction d’épaisseur au-dessus de l’espace inter-panneaux.
Grâce à ces caractéristiques, l’absence de collage du bloc isolant primaire de jonction à l’aplomb de l’espace inter-panneaux permet d’éviter une propagation de fissure de la colle vers le bloc isolant primaire de jonction afin de supporter des contraintes en plus importantes ou plus longtemps lors de travail en fatigue.
Selon un mode de réalisation, la partie inférieure est une partie inférieure renforcée, la partie inférieure renforcée ayant une rigidité supérieure à la partie supérieure afin de résister au mouvement relatif du premier bloc isolant secondaire et du deuxième bloc isolant secondaire.
Selon un mode de réalisation, les blocs isolants primaires de jonction de la première paroi de cuve et de la deuxième paroi de cuve comprennent chacun une face externe fixée à la membrane d’étanchéité secondaire et une face interne, et la cuve comporte une cornière métallique comprenant une première partie de cornière fixée sur la face externe du bloc isolant primaire de jonction de la première paroi de cuve et une deuxième partie de cornière reliée à la première partie de cornière et fixée sur la face externe du bloc isolant primaire de jonction de la deuxième paroi de cuve.
Selon un mode de réalisation, les blocs isolants primaires de jonction de la première paroi de cuve et de la deuxième paroi de cuve comprennent des orifices de fixation débouchant sur la face externe desdits blocs isolants primaires de jonction, et la première partie de cornière et la deuxième partie de cornière comportent sur la surface en regard desdits blocs isolants primaires de jonction des dispositifs de fixation faisant saillie, les dispositifs de fixation étant configurés pour venir se fixer à l’intérieur des orifices de fixation.
Selon un mode de réalisation, les orifices de fixation sont débouchant de part et d’autre des blocs isolants primaires de jonction.
Selon un mode de réalisation, les orifices de fixation s’étendent uniquement dans la partie supérieure des blocs isolants primaires de jonction.
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, 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 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.
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.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente une vue en perspective partiellement éclatée d’une structure d’angle d’une cuve étanche et thermiquement isolante au niveau d’une jonction entre deux bloc isolants secondaires.
La figure 2 est une vue schématique éclatée d’un bloc isolant primaire de jonction.
La figure 3 représente une vue en coupe de la figure 2 selon la ligne III-III selon un premier mode de réalisation.
La figure 4 représente une vue en coupe de la figure 2 selon la ligne III-III selon un deuxième mode de réalisation.
La figure 5 représente une vue en coupe de la figure 2 selon la ligne III-III selon un troisième mode de réalisation.
La figure 6 représente une vue en coupe de la figure 2 selon la ligne III-III selon un quatrième mode de réalisation.
La figure 7 représente une vue en coupe de la figure 2 selon la ligne III-III selon un premier mode de réalisation.
La figure 8 représente une vue schématique d’un bloc isolant primaire de jonction positionné au-dessus de deux blocs isolants secondaires selon un mode de réalisation.
La figure 9 est une représentation schématique écorchée d’un navire méthanier comprenant une cuve et d’un terminal de chargement/déchargement de cette cuve
Par convention, on appellera « sur », « au-dessus » une position située plus près de l’intérieur de la cuve et « sous » ou « en dessous » une position située plus près de la structure porteuse, quelle que soit l’orientation de la paroi de cuve par rapport au champ de gravité terrestre. De la même manière, on qualifiera de « supérieur » ou « interne » un élément situé plus près de l’intérieur de la cuve et « inférieur » ou « externe » un élément situé plus près de la structure porteuse.
Il va être décrit par la suite une structure d’angle 1 d’une cuve étanche et thermiquement isolante.
Une cuve étanche et thermiquement isolante comprend une pluralité de parois formées chacune d’au moins une barrière thermiquement isolante et d’au moins une membrane d’étanchéité. Dans un angle d’une cuve étanche et thermiquement isolante à la jonction entre une première paroi de cuve et une deuxième paroi de cuve, une structure d’angle 1 est placée afin d’assurer la continuité de la barrière thermiquement isolante et de la membrane d’étanchéité des deux parois. Dans le mode de réalisation qu’il va être décrit, les parois de cuve comprennent une barrière thermiquement isolante secondaire 2, une membrane d’étanchéité secondaire 3 supportée par la barrière thermiquement isolante secondaire 2, une barrière thermiquement isolante primaire 4 fixée à la membrane d’étanchéité secondaire 3 et une membrane d’étanchéité primaire supportée par la barrière thermiquement isolante primaire 4.
Ainsi, la structure d’angle 1 comprend au moins des éléments formant une partie de la barrière thermiquement isolante secondaire 2 de la cuve, au moins des éléments formant une partie de la membrane d’étanchéité secondaire 3 de la cuve, au moins des éléments formant une partie de la barrière thermiquement isolante primaire 4 de la cuve et au moins des éléments formant une partie de la membrane d’étanchéité primaire 5 de la cuve. Par conséquent, la structure d’angle permet d’assurer la continuité des différentes barrières thermiquement isolantes et membranes d’étanchéités à la jonction entre une première paroi de cuve et une deuxième paroi de cuve inclinée par rapport à la première paroi de cuve d’un angle déterminée, par exemple un angle de 90° ou un angle de 135°.
La figure 1 représente un angle de la cuve où deux structures d’angle 1 sont juxtaposées dans la direction de l’arête 100 et espacées l’une de l’autre d’un espace inter-panneaux 8.
Comme on peut le voir sur la figure 1, chaque structure d’angle 1 comprend un ensemble d’angle secondaire 6 formant le prolongement de la barrière thermiquement isolante secondaire 2 et de la membrane d’étanchéité secondaire dans l’angle de la cuve ainsi qu’une pluralité d’ensembles d’angle primaires principaux 12 juxtaposés les unes aux autres dans la direction de l’arête 100. La cuve comporte également un ensemble d’angle primaire de jonction 13 fixé à cheval sur les deux ensembles d’angle secondaires 6 de deux structures d’angle 1 juxtaposés de façon à être situé au-dessus de l’espace inter-panneaux 8, comme visible notamment sur la figure 8. Les ensembles d’angle primaires 12 des structures d’angles 1 et l’ensemble d’angle primaire de jonction 13 forment le prolongement de la barrière thermiquement isolante primaire 4 et de la membrane d’étanchéité primaire 5 dans la zone d’angle entre la première paroi de cuve et la deuxième paroi de cuve.
Les ensembles d’angle primaires principaux 12 et l’ensemble d’angle primaire de jonction 13 sont alignés et espacés les uns aux autres dans la direction de l’arête 100 sur les ensembles d’angle secondaires 6. Les espaces entre ces ensembles d’angle primaires principaux 12 et primaire de jonction 13 sont comblés à l’aide de cales de mousse isolante 16.
L’espace inter-panneaux est comblé à l’aide d’une ou plusieurs cales de jointure 9 en matériau isolant de sorte à conserver une continuité de la barrière thermiquement isolante secondaire 2 entre deux structures d’angle 1.
Chaque ensemble d’angle secondaire 6 comprend ainsi un bloc isolant secondaire 7 dans le plan P1 de la première paroi de cuve et un bloc isolant secondaire 7 dans le plan P2 de la deuxième paroi de cuve agencé l’un à l’autre de sorte à former l’angle de la cuve. Afin d’assembler le bloc isolant secondaire 7 de la première paroi avec le bloc isolant secondaire 7 de la deuxième paroi, chacun des blocs isolants secondaires 7 peut comprendre un bord latéral biseauté de sorte les deux blocs isolants secondaires 7 sont accolés l’un à l’autre au niveau de leur bord latéral biseauté afin de former l’angle correspond à l’angle de la structure d’angle 1. D’une autre manière, les blocs isolants secondaires 7 peuvent être assemblés l’un à l’autre via des bords latéraux droits en étant simplement inclinés l’un à l’autre de l’angle souhaite. Dans ce cas, l’espace restant au niveau de l’arête entre ces deux blocs isolants secondaires 7 est comblé par de l’isolation d’une forme complémentaire audit espace restant.
Les blocs isolants secondaires 7 comprennent une plaque inférieure et/ou une plaque supérieure, et éventuellement une plaque intermédiaire, par exemple réalisées en contreplaqué. Les blocs isolants secondaires 7 comportent également une ou plusieurs couches de mousse isolante prises en sandwich entre la plaque inférieure, la plaque supérieure et l’éventuelle plaque intermédiaire et collées à celles-ci. La mousse isolante peut notamment être une mousse polymère à base de polyuréthane, optionnellement renforcée par des fibres.
Les ensembles d’angle secondaires 6 comportent également une feuille étanche rigide 10 collée sur la plaque supérieure des blocs isolants secondaires 7. La feuille étanche rigide 10 est réalisée dans le même matériau que la barrière thermiquement isolante secondaire 2 des parois de cuve de sorte que les feuilles étanches rigides 10 d’un ensemble d’angle secondaire 6 forment une continuité, au niveau de la structure d’angle 1, de la barrière thermiquement isolante secondaire 2.
Afin de raccorder de manière étanche la feuille étanche rigide 10 collée à l’un des blocs isolants secondaires 7 de l’ensemble d’angle secondaire 6 et la feuille étanche rigide 10 collée à l’autre des blocs isolants secondaires 7 de l’ensemble d’angle secondaire 6, une feuille étanche souple 11 est collée à cheval sur chacune des feuilles étanches rigides 10 comme représenté sur la figure 1.
Les feuilles étanches rigides 10 des deux blocs isolants secondaires 7 de la structure d’angle 1 et la feuille étanche souple 11 constituent les éléments de la structure d’angle 1 formant une portion de la membrane d’étanchéité secondaire 2 de la cuve. La feuille étanche rigide 10 est réalisée dans un matériau composite stratifié comportant une couche d’aluminium entre deux couches de fibres de verre et de résine, appelé membrane secondaire rigide (« Rigid Secondary Barrier », RSB). La feuille étanche souple 11 est réalisée dans un matériau composite stratifié comportant une couche d’aluminium entre deux couches de fibres de verre, appelé membrane secondaire souple (« Flexible Secondary Barrier », FSB). A la jonction entre les deux structures d’angle 1 afin de relier de manière étanche les deux ensembles d’angle secondaire 6, une ou plusieurs feuilles étanches souples 11 sont collées à cheval sur les deux ensembles d’angle secondaire 6 de manière à recouvrir l’espace inter-panneaux 8.
L’ensemble d’angle primaire de jonction 13 présente une structure différente par rapport aux ensembles d’angle primaires principaux 12 des structures d’angle 1. En effet, afin d’éviter un endommagement de l’ensemble d’angle primaire de jonction 13 qui subit plus de contraintes que les ensembles d’angle primaires principaux 12, des modifications structurelles et/ou de matériaux sont réalisées sur l’ensemble d’angle primaire de jonction 13.
La figure 2 représente un ensemble d’angle primaire de jonction 13 en vue éclatée. L’ensemble d’angle primaire de jonction 13 comprend un bloc isolant primaire de jonction 15 situé dans le même plan P1 que la première paroi de cuve et un bloc isolant primaire de jonction 15 situé dans le même plan P2 que la deuxième paroi de cuve.
Les blocs isolants primaires de jonction 15 de la première paroi de cuve et de la deuxième paroi de cuve comprennent chacun une face externe fixée à la membrane d’étanchéité secondaire 3 et une face interne. La cuve comporte une cornière métallique 18 comprenant une première partie de cornière 19 fixée sur la face externe du bloc isolant primaire de jonction 15 de la première paroi de cuve et une deuxième partie de cornière 20 reliée à la première partie de cornière 19 et fixée sur la face externe du bloc isolant primaire de jonction 15 de la deuxième paroi de cuve.
Les blocs isolants primaires de jonction 15 de la première paroi de cuve et de la deuxième paroi de cuve comprennent des orifices de fixation 22 débouchant sur la face externe desdits blocs isolants primaires de jonction 15. La première partie de cornière 19 et la deuxième partie de cornière 20 comportent sur la surface en regard desdits blocs isolants primaires de jonction 15 des dispositifs de fixation 21 faisant saillie. Les dispositifs de fixation 21 sont configurés pour venir se fixer à l’intérieur des orifices de fixation 22. Dans le cas de bloc isolant parallélépipédique, l’ensemble d’angle primaire de jonction 13 comprend également une cale d’angle 17 en matériau isolant situé entre les deux blocs isolants primaires de jonction 15 et contre la feuille étanche souple 11. La cale d’angle 17 permet de réaliser la continuité de l’isolation où l’orientation de l’isolation est modifiée.
Les ensembles d’angle primaires principaux 12 comprennent également un bloc isolant primaire 14 situé dans le même plan P1 que la première paroi de cuve et un bloc isolant primaire 14 situé dans le même plan P2 que la deuxième paroi de cuve, une cornière métallique 18 fixant les deux blocs isolants primaires 14 l’un à l’autre, et une cale d’angle 17. Les blocs isolants primaires 14 sont réalisés entièrement en contreplaqué.
Les spécificités des blocs isolants primaires de jonction 15 seront décrites ci-dessous. Les figures 3 à 8 présentent différents modes de réalisation des blocs isolants primaires de jonction 15.
Dans les modes de réalisation des figures 3 à 6, contrairement aux blocs isolants primaires 14, les blocs isolants primaires de jonction 15 ne sont pas réalisés entièrement en contreplaqué.
Dans le premier mode de réalisation illustré en figure 3, le bloc isolant primaire de jonction 15 comprend une partie supérieure 23 et une partie inférieure renforcée 24 située en-dessous de la partie supérieure 23 et collée à celle-ci. La partie inférieure renforcée 24 est collée à la membrane d’étanchéité secondaire 3. La partie supérieure 23 est réalisée en contreplaqué et a par exemple une densité comprise entre 600 et 800 kg/m3, par exemple de l’ordre de 700 kg/m3. La partie inférieure renforcée 24 est réalisée en bois densifié qui a une densité supérieure ou égale à 900 kg/m3, de préférence comprise entre 1100 et 1300 kg/m3, par exemple de l’ordre de 1200 kg/m3et un module d’élasticité supérieur au contreplaqué. Les orifices de fixation 22 sont débouchant de part et d’autre du bloc isolant primaire de jonction 15 de la face externe à la face interne et traversent ainsi la partie supérieure 23 et la partie inférieure renforcée 24. Les orifices 22 débouchant des deux côtés permettent de fixer la cornière métallique 18 même après que la partie supérieure 23 et la partie inférieure aient été assemblées l’une à l’autre.
La figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation d’un bloc isolant primaire de jonction 15. Ce mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation seulement par la conception des orifices de fixation 22. En effet, les orifices de fixation 22 s’étendent uniquement dans la partie supérieure 23 du bloc isolant primaire de jonction 15 et sont donc ainsi des orifices borgnes après assemblage de la partie supérieure 23 à la partie inférieure 24.
La figure 5 représente un troisième mode de réalisation d’un bloc isolant primaire de jonction 15. Ce mode de réalisation diffère du deuxième mode de réalisation par les matériaux utilisés dans la partie inférieure renforcée 24. Dans ce mode de réalisation, la partie inférieure renforcée 24 est composée d’une première couche 25 et une deuxième couche 26 collée à la première couche 25. La première couche 25 est réalisée en bois densifié et la deuxième couche 26 est réalisée en matériau composite stratifié RSB.
La figure 6 représente un quatrième mode de réalisation d’un bloc isolant primaire de jonction 15. Ce mode de réalisation diffère des modes de réalisation précédents car il ne comprend de partie supérieure et inférieure. Toutefois, le bloc isolant primaire de jonction 15 comprend à l’intérieur un insert 27 réalisé en matériau métallique ou en matériau composite. L’insert 27 comprend une lame courbée dans la direction d’épaisseur. Dans le mode de réalisation représenté, la concavité de la lame courbée est tournée vers la face interne du bloc isolant primaire de jonction 15. Toutefois, dans un autre mode de réalisation, la concavité de la lame courbée est tournée dans une direction opposée à la face interne du bloc isolant primaire de jonction 15.
Selon un mode de réalisation, l’insert 27 est précontrainte en compression. Selon un autre mode de réalisation, l’insert 27 exerce une précontrainte en traction.
La figure 7 représente un cinquième mode de réalisation d’un bloc isolant primaire de jonction 15. Dans ce mode de réalisation, le bloc isolant primaire de jonction 15 comprend une partie supérieure 23 et une partie inférieure 24 située en-dessous de la partie supérieure 23. La partie inférieure 24 comprend une fente de relaxation principale 28 formée au niveau de la surface inférieure de la partie inférieure 24 et s’étendant dans la direction d’épaisseur et dans une direction perpendiculaire à la direction de l’arête 100. La fente de relaxation 28 est située à l’aplomb de l’espace inter-panneaux dans la direction d’épaisseur de paroi. La partie inférieure 24 comprend une paire de fentes de rainures 29 situées de part et d’autre de la fente de relaxation 28 dans la direction de l’arête 100. Les rainures 29 ont une dimension dans la direction d’épaisseur inférieure à celle de la fente de relaxation 28 et permettent de récolter l’excès de colle susceptible de migrer dans la zone de la partie inférieure 24 qui est en regard de l’espace inter-panneau 8.
Selon un autre mode de réalisation non représenté, la fente de relaxation 28 n’est pas réalisée par usinage de la partie inférieure 24. Dans ce mode de réalisation, la partie inférieure 24 comporte deux blocs qui sont fixés à la partie supérieure 23 et sont espacés l’un de l’autre de sorte à ménager entre eux une fente de relaxation 28.
La figure 8 représente un sixième mode de réalisation d’un bloc isolant primaire de jonction 15. Dans ce mode de réalisation, le bloc isolant primaire de jonction 15 est collée à la membrane d’étanchéité secondaire 3 à l’aplomb dans la direction d’épaisseur de paroi de l’un des deux blocs isolants secondaires 7 juxtaposés et au-dessus ou à l’aplomb dans la direction d’épaisseur de l’autre des deux blocs isolants secondaires juxtaposés de la même paroi de cuve. Un espace libre est situé entre le bloc isolant primaire de jonction 15 et la membrane d’étanchéité secondaire 3 à l’aplomb dans la direction d’épaisseur de paroi de l’espace inter-panneaux, de sorte qu’il n’y ait pas de colle entre la membrane d’étanchéité secondaire 3 et le bloc isolant primaire de jonction 15 dans la direction d’épaisseur de paroi à l’aplomb de l’espace inter-panneaux 8.
Ces spécificités structurelles ou de matériaux des blocs isolants primaires de jonction 15 des modes de réalisation précédemment décrits sont bien entendu combinables les uns aux autres. En effet, par exemple, le bloc isolant primaire de jonction 15 de la figure 5 peut également être muni de fentes de relaxations 28, 29, et/ou d’un insert 27, et/ou d’orifices débouchant 22, et/ou d’un collage discontinu.
Dans d’autres modes de réalisation, il est également possible qu’un ou plusieurs des ensembles d’angle primaires principaux 12 soient identiques à l’ensemble d’angle primaire de jonction 13 pour autant que l’ensemble d’angle primaire de jonction 13 présente une des structures décrites ci-dessus.
En référence à la figure 9, une vue écorchée d’un navire méthanier 70 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72.
De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 71.
La figure 9 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.
Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en œuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (18)

  1. Cuve étanche et thermiquement isolante pour le stockage de gaz liquéfié, dans laquelle la cuve comprend une première paroi de cuve et une deuxième paroi de cuve se rejoignant au niveau d’une arête (100) et s’étendant respectivement selon un premier plan (P1) et un deuxième plan (P2) inclinés l’un par rapport à l’autre de sorte à former au niveau de la jonction entre la première paroi de cuve et la deuxième paroi de cuve une zone d’angle, chacune de la première paroi de cuve et de la deuxième paroi de cuve étant supportée par une structure porteuse et comportant dans une direction d’épaisseur de paroi de la structure porteuse vers un espace interne de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire (2) supportée par la structure porteuse, une membrane d’étanchéité secondaire (3) supportée par la barrière thermiquement isolante secondaire (2), une barrière thermiquement isolante primaire (4) supportée par la membrane d’étanchéité secondaire (3), et une membrane d’étanchéité primaire (5) supportée par la barrière thermiquement isolante primaire (4) et destinée à être en contact avec un gaz liquéfié,
    dans laquelle la cuve comporte au moins deux structures d’angle (1) situées au niveau de la zone d’angle juxtaposées l’une à l’autre dans une direction parallèle à l’arête et étant séparés l’une de l’autre par un espace inter-panneaux (8), chaque structure d’angle (1) comportant un ensemble d’angle secondaire (6) assurant une continuité de la barrière thermiquement isolante secondaire (2) et de la membrane d’étanchéité secondaire (3) dans la zone d’angle entre la première paroi de cuve et la deuxième paroi de cuve,
    dans laquelle chaque structure d’angle (1) comporte une pluralité d’ensembles d’angle primaires principaux (12) fixés à l’ensemble d’angle secondaire (6), et la cuve comporte un ensemble d’angle primaire de jonction (13) fixé à cheval sur les deux ensembles d’angle secondaires (6) des deux structures d’angle (1) juxtaposés de façon à être situé au-dessus de l’espace inter-panneaux (8), les ensembles d’angle primaires principaux (12) des structures d’angle (1) et l’ensemble d’angle primaire de jonction (13) assurant la continuité de la barrière thermiquement isolante primaire (4) et de la membrane d’étanchéité primaire (5) dans la zone d’angle entre la première paroi de cuve et la deuxième paroi de cuve ,
    et dans laquelle l’ensemble d’angle primaire de jonction (13) présente une rigidité différente des ensembles d’angle primaires principaux (12) des structures d’angle (1).
  2. Cuve selon la revendication 1, dans laquelle l’ensemble d’angle primaire de jonction (13) comprend un bloc isolant primaire de jonction (15) s’étendant dans le premier plan (P1) et un bloc isolant primaire de jonction (15) s’étendant dans le deuxième plan (P2).
  3. Cuve selon la revendication 2, dans laquelle le bloc isolant primaire de jonction (15) comprend une partie supérieure (23) et une partie inférieure (24) renforcée située en-dessous de la partie supérieure (23), la partie inférieure (24) renforcée étant fixée à la membrane d’étanchéité secondaire (3), et la partie inférieure (24) renforcée ayant une rigidité supérieure à la partie supérieure (23).
  4. Cuve selon la revendication 3, dans laquelle la partie supérieure (23) est réalisée en bois contreplaqué.
  5. Cuve selon la revendication 3 ou la revendication 4, dans laquelle la partie inférieure (24) comporte une couche de matériau composite, une couche de bois densifié ou en la combinaison des deux.
  6. Cuve selon l’une des revendications 3 à 5, dans laquelle le module d’élasticité moyen de la partie inférieure (24) renforcée est supérieur ou égale à 1,5 fois le module d’élasticité de la partie supérieure (23).
  7. Cuve selon l’une des revendications 3 à 6, dans laquelle le ratio entre la dimension de la partie inférieure (24) dans la direction d’épaisseur et la dimension de la partie supérieure (23) dans la direction d’épaisseur est inférieure ou égale à 0,9, de préférence compris entre 0,005 et 0,5.
  8. Cuve selon l’une des revendications 2 à 7, dans laquelle le bloc isolant primaire de jonction (15) comprend au moins un insert (27) métallique ou composite situé au-dessus de l’espace inter-panneaux (8) dans la direction d’épaisseur, l’insert métallique ou composite étant configuré pour renforcer la rigidité dans la direction d’épaisseur du bloc isolant primaire de jonction (15).
  9. Cuve selon l’une des revendications 2 à 8, dans laquelle le bloc isolant primaire de jonction (15) comprend une partie supérieure (23) et une partie inférieure (24) située en-dessous de la partie supérieure (23), une surface inférieure de la partie inférieure (24) étant fixée à la membrane d’étanchéité secondaire (3),
    et dans laquelle la partie inférieure (24) comprend au moins une fente de relaxation (28, 29) formée au niveau de la surface inférieure de la partie inférieure (24) et s’étendant dans la direction d’épaisseur de paroi et dans une direction perpendiculaire à la direction de l’arête (100), la fente de relaxation (28, 29) étant configurée pour diminuer la rigidité du bloc isolant primaire de jonction (15).
  10. Cuve selon la revendication 9, dans laquelle la fente de relaxation (28, 29) est située au-dessus de l’espace inter-panneaux (8) dans la direction d’épaisseur de paroi.
  11. Cuve selon l’une des revendications 2 à 10, dans laquelle le bloc isolant primaire de jonction (15) est collée à la membrane d’étanchéité secondaire (3) au-dessus dans la direction d’épaisseur de l’un des ensembles d’angle secondaires (6) juxtaposés et au-dessus dans la direction d’épaisseur de l’autre des ensembles d’angle secondaires (6) juxtaposés, un espace libre étant situé entre le bloc isolant primaire de jonction (15) et la membrane d’étanchéité secondaire (3) au-dessus dans la direction d’épaisseur de l’espace inter-panneaux (8), de sorte qu’il n’y ait pas de colle entre la membrane d’étanchéité secondaire (3) et le bloc isolant primaire de jonction (15) dans la direction d’épaisseur au-dessus de l’espace inter-panneaux (8).
  12. Cuve selon l’une des revendications 2 à 11, dans laquelle les blocs isolants primaires de jonction (15) de la première paroi de cuve et de la deuxième paroi de cuve comprennent chacun une face externe fixée à la membrane d’étanchéité secondaire (3) et une face interne, et la cuve comporte une cornière métallique (18) comprenant une première partie de cornière (19) fixée sur la face externe du bloc isolant primaire de jonction (15) de la première paroi de cuve et une deuxième partie de cornière (20) reliée à la première partie de cornière (19) et fixée sur la face externe du bloc isolant primaire de jonction (15) de la deuxième paroi de cuve.
  13. Cuve selon la revendication 12, dans laquelle les blocs isolants primaires de jonction (15) de la première paroi de cuve et de la deuxième paroi de cuve comprennent des orifices de fixation (22) débouchant sur la face externe desdits blocs isolants primaires de jonction (15), et la première partie de cornière (19) et la deuxième partie de cornière (20) comportent sur la surface en regard desdits blocs isolants primaires de jonction (15) des dispositifs de fixation (21) faisant saillie, les dispositifs de fixation (21) étant configurés pour venir se fixer à l’intérieur des orifices de fixation (22).
  14. Cuve selon la revendication 13, dans laquelle les orifices de fixation (22) sont débouchant de part et d’autre des blocs isolants primaires de jonction (15).
  15. Cuve selon les revendications 3 et 13 prises en combinaison, dans laquelle les orifices de fixation (22) s’étendent uniquement dans la partie supérieure (23) des blocs isolants primaires de jonction (15).
  16. Navire (70) pour le transport d’un produit liquide froid, le navire comportant une double coque (72) et une cuve (71) selon l’une des revendications 1 à 15 disposée dans la double coque.
  17. Système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant un navire (70) selon la revendication 16, 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.
  18. Procédé de chargement ou déchargement d’un navire (70) selon la revendication 16, 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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