FR3112764A1

FR3112764A1 - Système d’empilement de membranes d’une cuve étanche et thermiquement isolante

Info

Publication number: FR3112764A1
Application number: FR2007841A
Authority: FR
Inventors: HERRY Mickaël; RIDEL Alain
Original assignee: Gaztransport et Technigaz SA
Current assignee: Gaztransport et Technigaz SA
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2022-01-28
Anticipated expiration: 2040-07-24
Also published as: FR3112764B1; CN113970061A; KR20220013318A

Abstract

Système d’empilement de membranes d’une cuve étanche et thermiquement isolante. L’invention concerne un système de membranes (1’, 1’’) pour une cuve étanche et thermiquement isolante, comportant au moins deux espaceurs (14) situés respectivement entre les deux grandes corrugations (2) et les deux petites corrugations (3) de chacune des deux membranes (1’, 1’’) adjacentes, lesdits espaceurs (14) présentant un profil au moins en partie identique à l’espace respectivement défini entre lesdites deux petites corrugations (3) et lesdites deux grandes corrugations (2). Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

Système d’empilement de membranes d’une cuve étanche et thermiquement isolante

L’invention se rapporte au domaine des installations de stockage pour gaz liquéfié comprenant une cuve étanche et thermiquement isolante, à membranes corruguées. 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 également 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 et/ou à recevoir du gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l’ouvrage flottant.

Le document FR2991430, déposé au nom de la demanderesse, décrit une installation de stockage pour gaz liquéfié comprenant une cuve étanche et thermiquement isolante intégrée à une structure porteuse constituée par la double coque d’un navire. Chaque paroi de la cuve comprend une barrière thermiquement isolante secondaire, une membrane d’étanchéité secondaire, une barrière thermiquement isolante primaire et une membrane d’étanchéité primaire, ces différents éléments constituant la structure principale de la cuve de stockage de gaz liquéfié.

Les membranes corruguées équipant ces cuves étanches et thermiquement isolantes sont spécialement produites dans de grandes dimensions pour présenter ses caractéristiques d’étanchéité et de tenue thermomécanique, d’où la présence en particulier de petites et grandes corrugations protubérantes sur une face de la membrane. Ces membranes doivent ensuite être amenées sur le lieu d’assemblage et de montage de la cuve où elles sont soudées les unes aux autres et il est évident que ces membranes ne doivent en aucun cas être endommagées. Or, pour leurs transports, ces membranes ne peuvent être simplement encastrées les unes sur les autres du fait en particulier de leurs nœuds – croisement des petites et grandes ondes ou corrugations – qui est une zone à géométries complexes dans laquelle on réalise des emboutissages et/ou des pliages destinés à améliorer la tenue thermomécanique de la membrane.

C’est pourquoi ces membranes corruguées sont mises en caisse en séparant chaque membrane d’une distance suffisante. Un tel empilement est directement lié à la nature et la fonction de ces membranes corruguées (ou à ondes). Ainsi, sans être limitatif, l’empilement de ces membranes métalliques spéciales doit protéger chaque membrane de dommage lié à tous types de contacts dans la caisse, interdire tout mouvement de chaque membrane dans la caisse étant considéré que le transport de ces membranes s’effectue très souvent en partie par bateau et enfin autoriser la manipulation de chaque membrane une fois leur empilement réalisé.

A l’heure actuelle, le stockage de ces membranes corruguées se fait par lot de dix membranes par caisse, soit environ mille caisses pour les quatre cuves classiquement présentes sur/dans un navire LNGC (« Liquid Natural Gas Carrier »), les caisses elles-mêmes et leurs transports représentant un coût conséquent.

Dans l’état de la technique, on connaît le document KR 101812224 qui décrit un revêtement de protection à disposer entre chaque membrane empilée. Dans une telle solution, aucune partie protubérante de membrane – c’est-à-dire classiquement leurs ondes ou corrugations - n’est encastrée dans la membrane adjacente de sorte que l’espace dans la caisse n’est pas optimisé. Par ailleurs, cette solution nécessite un transfert de charge par la zone des nœuds, ce qui limite la flexibilité de la solution. Enfin, cette solution présente un coût élevé du fait de la réalisation de plaques standards nécessitant un moule de grandes dimensions.

Ainsi, il n’existe pas à l’heure actuelle de solution offrant toutes les garanties quant aux risques d’endommagement des membranes corruguées, tout en optimisant l’espace de stockage dans les caisses et en réduisant ainsi l’impact économique du transport de ces membranes corruguées.

Après de multiples études et essais, la demanderesse a découvert un système d’empilement de ces membranes métalliques corruguées, simple à mettre en œuvre et très efficace, permettant d’augmenter le nombre de membranes par caisse (aucun changement des dimensions ou de la forme de ces caisses de type standard n’est nécessaire), sans aucun impact négatif concernant la sureté du transport des membranes.

Ainsi, la présente invention concerne un système d’empilement de membranes pour une cuve étanche et thermiquement isolante, comportant :

une pluralité de membranes métalliques planes, suivant un plan P, présentant chacune :
- une pluralité de grandes corrugations, protubérantes du plan P d’une hauteur H, s’étendant chacune suivant un axe parallèle x’x,
- une pluralité de petites corrugations, protubérantes du plan P d’une hauteur h, s’étendant chacune suivant un axe parallèle y’y sensiblement perpendiculaire à l’axe parallèle x’x,
- une pluralité de nœuds résultant des intersections entre les petites et les grandes corrugations, lesdits nœuds présentant une pluralité de zones de pliage et/ou d’emboutissage,

toutes les membranes étant disposées les unes au-dessus des autres, en empilement, de telle manière à ce que les petites et les grandes corrugations sont alignées suivant les mêmes axes parallèles x’x et y’y,

au moins un espaceur disposé entre deux membranes adjacentes.

L’invention se caractérise en ce que le système comprend au moins deux espaceurs situés respectivement entre les deux grandes corrugations et les deux petites corrugations de chacune des deux membranes adjacentes et en ce que lesdits espaceurs présentent un profil au moins en partie identique à l’espace respectivement défini entre lesdites deux petites corrugations et lesdites deux grandes corrugations.

Ainsi, les espaceurs selon l’invention présentent une forme et des dimensions reproduisant au moins une partie de l’espace, ou du volume, entre deux (grandes ou petites) ondes adjacentes une fois ces dernières empilées les unes sur les autres, la membrane adjacente supérieure reposant sur les espaceurs tandis que ces derniers reposent sur la membrane adjacente inférieure. Une telle définition dite large des espaceurs selon l’invention est illustrée avec les modes de réalisation représentés sur les figures 5 et 6 annexées, en particulier la .

On entend par le terme de « profil », en liant avec les espaceurs, la forme et les dimensions de cet objet tridimensionnel. Bien entendu, ces espaceurs présentent une longueur classiquement inférieure à la longueur et avantageusement à la longueur entre deux nœuds adjacents/voisins, ce qui est toujours le cas pour les espaceurs positionnés sur ou entre des petites et avantageusement le cas pour les espaceurs positionnés sur ou entre des grandes ondes.

On entend par l’expression « un axe parallèle » relativement aux axes x’x et y’y le fait que toutes les petites ondes, respectivement toutes les grandes ondes, s’étendent parallèlement entre elles suivant un axe linéaires x’x, respectivement y’y.

On entend par l’expression « sensiblement perpendiculaire », relativement aux croisements ou aux intersections entre les petites et les grandes ondes ou corrugations, le fait que chaque croisement/intersection entre une petite onde et une grande onde, définissant les nœuds de la membrane, s’opère avec un angle de quatre-vingt-dix degrés plus ou moins dix degrés (90°±10°).

On entend par le terme « espace » entre les deux petites corrugations/ondes adjacentes ou entre les deux grandes corrugations/ondes le volume existant entre les deux corrugations/ondes adjacentes, sur la section de longueur de l’espaceur considéré.

Comme cela a été mentionné précédemment, les nœuds sont des zones à géométries complexes qui ne doivent surtout pas être endommagées et qui interdisent par ailleurs toute possibilité d’encastrer les membranes les unes dans les autres. C’est pour cela en particulier qu’il est impératif de maintenir une distance minimale entre deux membranes adjacentes.

Sans être exhaustive, une telle solution technique présente les intérêts directs suivants, tant d’un point de vue économique qu’en terme de respect de l’environnement :

un gain d’au moins trois membranes supplémentaires par caisse, en conservant les dimensions d’une caisse de transport standard/classique ;
considérant l’ensemble des caisses de transport, un gain de près de 30% du poids total des caisses de transport et des éléments absorbeurs de choc qu’elles contiennent classiquement ;
les espaceurs selon l’invention, du fait de leurs formes et géométries, ne nécessitent pas un moule complexe pour leur production, comme cela est le cas avec l’état de la technique, de sorte que des économies substantielles sont également réalisées au niveau de la fabrication de ces espaceurs.

On peut noter ici que malgré le fait que chaque caisse de transport voit son poids augmenter de près de 120 kilos (40 kilos approximativement pour des membranes de dimensions dites classiques telles que celles représentées sur les figures 2 et 3), c’est-à-dire un passage d’environ 400 kilos à 520 kilos, un tel surpoids n’a aucune incidence sur la manutention des caisses de transport, leurs gestions comme leurs installations/agencements dans le moyen de transport (navire, camion ou autres).

Dans son acceptation la plus large, la présente invention entend s’appliquer à tous types de membranes métalliques présentant des protubérances, destinées essentiellement à améliorer ses propriétés thermomécaniques, créant un volume ou un espace dans lequel une partie d’une membrane adjacente peut s’insérer. Ainsi, la présente invention s’applique notamment aux membranes de type MARK III^®et tous autres membranes étanches et aptes à tenir et résister à de fortes sollicitations mécaniques et de grandes variations de températures, dont des températures très froides.

L’invention est présentée ici et dans la suite avec une membrane métallique qui présente des petites ondes et de grandes ondes dont les hauteurs respectives sont différentes. Néanmoins, la présente invention entend s’appliquer lorsque ces petites et ces grandes ondes présentent une hauteur identique (H = h), voire même une section de coupe identique, c’est-à-dire que la forme et les dimensions de l’onde sont alors identiques. En effet, la présente invention entend s’appliquer quelles que sont les formes et les dimensions des corrugations des membranes, c’est-à-dire que ces dernières se présentent sous forme d’onde comme présenté ici ou sous toutes autres formes protubérantes de la partie plane desdites membranes.

De la même manière, la présente invention n’est pas limitée à l’utilisation d’espaceurs qui sont tous identiques, en particulier ceux disposées entre des petites corrugations et ceux disposées entre des grandes corrugations. Ainsi, il est tout à fait possible de mélanger les modes de réalisation d’espaceurs qui sont notamment présentés dans la suite, voire éventuellement d’utiliser des espaceurs selon l’invention, identiques ou non, associés à d’autres espaceurs selon l’état de la technique ou présentant d’autres caractéristiques.

Dans la suite, les termes « corrugation » et « onde » sont utilisés indifféremment pour désigner un même élément.

D’autres caractéristiques avantageuses de l’invention sont présentées succinctement ci-dessous :

Avantageusement, les espaceurs présentent une épaisseur maximale, au niveau de l’espace entre les deux corrugations adjacentes, au plus égale soixante-quinze (75%) de la hauteur H (H/2), avantageusement au plus au 2/3 de la hauteur (H/2). Selon une possibilité offerte par l’invention, il est possible que les espaceurs présentent une épaisseur maximale, au niveau de l’espace entre les deux corrugations adjacentes, au plus égale au tiers de la hauteur H (H/3).

Avantageusement, les espaceurs présentent chacun un plan de symétrie S. Grâce à cette caractéristique, les espaceurs selon l’invention sont facilement réalisables et ne nécessitent pas un moule dit complexe.

Selon un aspect particulièrement intéressant de l’invention, l’espacement minimum entre deux membranes adjacentes est égal à trente (30) millimètres et l’espacement maximum entre deux membranes adjacentes est d’au plus cinquante (50) millimètres.

Selon un mode de réalisation de l’invention le profil des espaceurs consiste en un profil de section en V inversé. Une telle réalisation est notamment illustrée sur la annexée.

Selon un mode de réalisation complémentaire à celui représenté sur la , les espaceurs comprennent une portion distale, prolongeant chacune des deux ailes de la portion de profil de section en V inversé, s’étendant jusqu’au moins l’espace entre deux parties planes des deux membranes adjacentes. Un tel mode de réalisation est illustré notamment sur la annexée.

Selon un autre mode d’exécution de l’invention, les espaceurs sont chacun constitués de deux portions, une portion présentant un profil de section en V inversé, et une portion additionnelle, non liée à la portion de profil de section en V inversé, située entre les parties planes des deux membranes adjacentes. Ici, on entend par l’expression « non liée » relativement aux deux portions le fait que ces deux portions sont physiquement, ou encore matériellement, indépendantes. On pourrait également prévoir une variante de ce mode d’exécution dans lequel ces deux portions sont reliées par au moins un lien, ou attache, de sorte que les opérateurs ne risqueraient pas de perdre l’une ou l’autre de ces deux portions, lors de leurs opérations de mise en place des membranes dans une caisse de transport. De tels liens ou attaches sont idéalement le plus fin possible tout en étant apte à résister à un effort mécanique de faible/moyenne intensité, même si on peut également envisager la possibilité de briser ce lien/attache une fois les deux portions positionnées sur une membrane.

Dans ce mode d’exécution dit complémentaire, avantageusement, la portion additionnelle se prolonge au niveau d’au moins une partie inférieure de l’espace inter-corrugation, entre deux petites corrugations ou deux grandes corrugations adjacentes.

Avantageusement, les espaceurs présentent une rigidité d’au moins 0,05 MPa.

Selon une possibilité offerte par l’invention, les espaceurs selon l’invention, de par leur nature et/ou leur forme, sont sécables, tout en conservant leur fonction technique, de sorte que les opérateurs ont la liberté d’ajuster lesdits espaceurs, le cas échéant. Afin de faciliter cette opération, les espaceurs selon l’invention comportent avantageusement des rainures, gorges ou entailles, formant des zones de faiblesses autorisant une découpe aisée des espaceurs. En complément, on peut également envisager qu’une pluralité d’espaceurs se présentent initialement liés les uns aux autres, sous la forme d’un bloc, ces espaceurs présentant entre eux des lignes de découpe (rainures, gorges ou entailles) permettant aux opérateurs la séparation d’un nombre déterminé d’espaceurs nécessaires aux opérations de stockage et transport des membranes, les autres espaceurs non utilisés restant liés sous forme dudit bloc.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, les espaceurs consistent en un matériau plastique, issu d’un polymère thermoplastique ou thermodurcissable ou d’un mélange de tels polymères, de préférence les espaceurs consistent en du polystyrène expansé.

Les espaceurs selon l’invention peuvent également être constitués d’une matrice polymère, par exemple en Polyétheréthercétone (PEEK), en Polyamide (PA) ou encore en Polyuréthane (PU), dans laquelle sont noyées ou insérées des fibres consistant par exemple en des fibres de verre, d’aramide ou de carbone, étant entendu que la proportion de fibres dans la matrice polymère doit rester relativement faible pour éviter tout potentiel dommage de ces dernières à la membrane. Ces espaceurs peuvent aussi être constitués de graphène, de carton ou même en un matériau métallique, pour autant qu’il soit léger, résistant et économiquement viable, ce qui peut éventuellement être le cas avec l’aluminium. Les espaceurs selon l’invention sont avantageusement creux ou présentent des évidements, de manière à réduire leur poids.

Avantageusement, les espaceurs selon l’invention sont réalisés ou obtenus par moulage, injection ou extrusion.

Selon une possibilité avantageuse offerte par l’invention, les espaceurs comportent un moyen de collage sur au moins sur une de leurs faces, supérieure et/ou inférieure, en contact avec une membrane. Ce moyen de collage peut par exemple consister en de la colle ou un ruban adhésif double face. Ces faces supérieure et inférieures des espaceurs susceptibles de comporter un moyen de collage à la membrane peuvent également être recouvertes d’un film de protection amovible, afin de faciliter la manipulation des espaceurs.

De préférence, les espaceurs présentent une densité d’au plus 1000 kg.m^-3, avantageusement inférieure à 100 kg.m^-3, très avantageusement inférieure à 50 kg.m^-3. Typiquement, dans le cas d’espaceurs en polystyrène, qui est un mode d’exécution préféré de l’invention, la densité des espaceurs est d’environ 30 kg.m^-3.

Avantageusement, chaque membrane est en alliage à base de fer du type comportant, en poids:
du carbone 0 < C < 0,08 ; du Manganèse 0 < Mn < 2 ; du Silicium 0 < Si < 0,5 ; du Phosphore 0 < P < 0,045 ; du Soufre 0 < S < 0,030 ; du Nickel 8 < Ni < 14 ; du Chrome 16 < Cr < 20 ; de l’azote 0 < N < 0,02, le reste étant du fer et des impuretés résultant nécessairement de l’élaboration.

Une membrane MARK III^®rentre dans la définition d’une composition d’un alliage à base de fer telle qu’énoncée ci-dessus.

Néanmoins, la présente invention peut s’appliquer également aux membranes en alliage à base de fer du type comportant, en poids, de 34,5% ≤ Ni ≤ 53,5%, de 0,15% ≤ Mn ≤ 1,5%, de 0% ≤ Si ≤ 0,35% (Silicium) de préférence de 0,1% ≤ Si ≤ 0,35% et de 0 ≤ C ≤ 0,07%, optionnellement de 0% ≤ Co ≤ 20% (Cobalt), de 0% ≤ Ti ≤ 0,5% (Titane) et de 0,01% ≤ Cr ≤ 0,5%. Une membrane métallique consistant en une tôle en Invar^®rentre dans la définition d’une composition d’un alliage à base de fer telle qu’énoncée ci-dessus.

On peut noter ici que la présente invention entend s’appliquer avec des tôles métalliques – formant les membranes à corrugations - présentant une épaisseur d’au plus cinq millimètres (mm), avantageusement d’au plus trois millimètres, même si l’épaisseur n’est pas un critère déterminant concernant le système d’empilement selon l’invention.

Selon une possibilité offerte par l’invention, les espaceurs sont en matière pleine ou au moins en partie creux. On entend par l’expression de « matière pleine » relativement aux espaceurs le fait que ceux-ci ne présente visuellement aucune cavité interne, lacune ou encore d’espace interne vide.

Selon une particularité de l’invention, chaque membrane présente une longueur comprise entre 2,8 et 3,3 mètres, de préférence comprise entre 3 et 3,1 mètres, et une largeur comprise entre 0,9 et 1,2 mètres, de préférence comprise entre 1 et 1,1 mètre.

Selon une disposition particulièrement avantageuse de l’invention, entre deux membranes adjacentes, il y a au moins un espaceur disposé toutes les trois petites ou grandes corrugations consécutives, respectivement, de préférence au moins un espaceur disposé toutes les deux petites ou grandes corrugations consécutives, respectivement. Ainsi, grâce à cette disposition optimisée des espaceurs selon l’invention, il n’est pas nécessaire d’en disposer sur toutes les corrugations successives, qu’elles consistent en des petites ou en des grandes ondes.

Selon un aspect particulièrement intéressant de l’invention, au moins treize membranes, avec lesdits espaceurs, sont empilées dans un espace en forme de parallélépipède rectangle, présentant une hauteur interne comprise entre 1,1 et 1,3 mètres, de préférence de 1,2 mètres, une longueur interne comprise entre 3 et 3,2 mètres, de préférence de 3,1 mètres, et une largeur interne comprise entre 1 et 1,2 mètres, de préférence de 1,1 mètre.

Ainsi, cet espace en forme de parallélépipède rectangle est avantageusement celui d’une caisse, ou plus précisément le volume interne d’une caisse de dimension standard ou classique, autrement dit sans modifier les dimensions des caisses de transport utilisées à l’heure actuelle.

De ce fait, la présente invention concerne également une caisse de transport et/ou de stockage, la caisse présentant des cloisons externes en bois, en métal et/ en plastique et comportant un système d’empilement de membranes pour une cuve étanche et thermiquement isolante tel que présenté succinctement ci-dessus, avantageusement l’espace interne de la caisse étant en outre rempli d’au moins un matériau absorbeur de choc.

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 illustre schématiquement en perspective une membrane de type MARK III® présentant des rangées parallèles de petites ondes et des rangées également parallèles de grandes ondes.

La illustre schématiquement en perspective deux membranes dites adjacentes empilées l’une sur l’autre et comportant entre elles des espaceurs selon l’invention.

La illustre schématiquement en perspective une membrane munie d’espaceurs selon l’invention.

La est une vue de dessus d’un empilement de membranes corruguées sur laquelle est visible les agencements des espaceurs, sur les petites et les grandes ondes, pour former le système d’empilement selon l’invention.

La est une vue en coupe d’un mode de réalisation d’un espaceur selon la définition générale de l’invention.

La est une vue en coupe d’un autre mode de réalisation d’un espaceur selon la définition générale de l’invention.

La est une vue en coupe d’un premier mode de réalisation complémentaire d’un espaceur selon l’invention.

La est une vue en coupe d’une variante du premier mode de réalisation complémentaire d’un espaceur selon l’invention.

La est une vue en coupe d’un second mode de réalisation complémentaire d’un espaceur selon l’invention.

Le terme « vertical » signifie ici s’étendant dans la direction du champ de gravité terrestre. Le terme « horizontal » signifie ici s’étendant dans une direction perpendiculaire à la direction verticale.

La membrane 1 illustrée sur la présente des dimensions standards pour une membrane de type MARK III®. Ainsi, cette membrane 1 comprend des grandes ondes 2, plus précisément trois grandes ondes 2, s’étendant suivant un axe parallèle x’x, et des petites ondes 3, plus précisément six petites ondes 3, s’étendant suivant un axe parallèle y’y. Ici, les grandes ondes 2 présentent une hauteur et des dimensions supérieures à celles des petites ondes 3 mais, comme évoqué précédemment, la présente invention entend s’appliquer quel que soient la forme et les dimensions des ondes 2, 3, y compris lorsque leurs formes et leurs dimensions sont identiques, pour autant que deux rangées d’ondes 2, 3 se croisent sensiblement perpendiculairement, c’est-à-dire avec un angle compris entre 80° et 100°.

Les membranes 1 sont planes et s’étendent toutes suivant un plan P, parallèle entre chaque membrane 1 lorsque celles-ci 1 sont empilées les unes au-dessus des autres. Seules les ondes, petites 3 et grandes 2, sont protubérantes de quelques centimètres par rapport à ce plan P, en s’étendant toutes d’un côté ou à partir d’une face de la membrane 1.

Ces membranes 1 sont destinées à être montées et installées dans une cuve étanche et thermiquement isolante, non représentée sur les figures annexées, et les ondes 2, 3 ont pour fonction d’autoriser les contractions thermomécaniques lorsque ces membranes 1 sont en contact avec un fluide très froid, tel qu’un LNG. Pour former cette cuve, les membranes 1 sont classiquement soudées entre elles et les ondes 2, 3 se trouvent alors protubérantes en direction de l’espace de stockage de la cuve, dans une direction verticale lorsque les membranes 1 sont celles situées sur la paroi inférieure ou supérieure de la cuve, dans une direction horizontale lorsque les membranes 1 sont celles situées sur la paroi latérale verticale, voire dans une direction comprise entre 10° et 80° lorsque la paroi latérale s’étend suivant un plan incliné (dans ce cas, de telles parois sont souvent désignées en tant que « chanfrein »).

Les membranes 1 représentées sur les figures 2 et 3 présentent des dimensions différentes de la membrane 1 de la . En l’espèce, les membranes 1 de ces deux figures comprennent neuf petites ondes 3, néanmoins il est bien entendu que ces figures ne présentent qu’un caractère illustratif de l’invention, sans aucune limitation. Ainsi, de la même manière, les espaceurs 14 choisis pour illustrer ces figures 2 et 3, tant dans leur forme que leur placement sur les ondes 3, ne présentant aucun caractère préféré ou limitant.

Ainsi, sur la est représenté un empilement de deux membranes 1’, 1’’ pour lequel on peut noter l’alignement coïncidant entre les grandes et les petites ondes 2, 3 des deux membranes 1’, 1’’ empilées l’une sur l’autre, étant entendu qu’un empilement d’un nombre supérieur de membranes 1 se présenterait à l’identique.

Sur cette , la membrane supérieure 1’ comporte uniquement deux espaceurs 14 situés sur une même petite onde 3, de part et d’autre d’une grande onde 2. Les espaceurs 14 présentés sur cette sont du type de ceux présentés de manière plus détaillée sur la en coupe. Comme on peut le constater sur cette figure, les espaceurs 14 sont disposés sur le sommet 10 des petites ondes 2 et présentent une longueur équivalente, ou sensiblement équivalente, à la longueur d’un côté d’un carré formé par les intersections de deux petites et grandes ondes 2, 3 adjacentes. Autrement dit, ces espaceurs 14 s’étendent sensiblement d’un nœud 5 à celui 5 adjacent mais la longueur des espaceurs 14 peut bien entendu être différente et ne représentée par exemple que la moitié, voire le tiers, de cette distance entre deux nœuds 5 adjacents.

Sur la la membrane 1 représentée comporte des espaceurs 14 du type de ceux présentés plus en détails sur les figures 7 et 8 annexées. Comme on peut le constater sur cette figure, des espaceurs 14 sont montés ou installés sur des petites ondes 3 et d’autres espaceurs 14 sur des grandes ondes 2, étant entendu qu’une telle disposition d’espaceurs 14 sur au moins une petite onde 3 et au moins une grande onde 2 est une caractéristique considérée comme essentielle afin d’interdire tout mouvement des membranes 1, 1’, 1’’ empilées. On note également que les espaceurs 14 sont disposés avec un écart ou une distance d’au moins deux côtés d’un carré d’ondes 2, 3, autrement dit ces espaceurs 14 sont disposés toutes les trois petites ondes 3 successives. Enfin, on note aussi que la portion dite additionnelle 15 des espaceurs 14, à savoir la portion 15 destinée à être située entre les parties planes s’étendant suivant le plan P de deux membranes 1, 1’, 1’’ adjacentes, occupe la totalité ou la quasi-totalité de la surface inter-ondes 2, 3, à savoir la surface (carrée) définie entre des petites et grandes ondes 2, 3 adjacentes. Néanmoins, cette portion 15 additionnelle peut également n’occuper qu’une partie de cette surface, par exemple la moitié ou simplement le tiers de cette même surface inter-ondes 2, 3.

Les espaceurs 14 selon l’invention ont une fonction de supportage des membranes 1 placées au-dessus et une fonction d’antidéplacement des membranes 1 empilées. Quelle que soit la forme ou le nombre de parties formant un espaceur 14, ces deux fonctions doivent être parfaitement remplies. C’est ainsi que la demanderesse a testé les différentes formes et parties présentées dans les figures annexées, ainsi que d’autres non présentées par souci de concision, et que tous ces modes d’exécution d’un espaceur 14 ont donné satisfaction au regard de ces deux fonctions de supportage et d’immobilisation des membranes 1 empilées.

Sur la est visible une membrane 1 corruguées, ou à ondes 2, 3, en vue de dessus. Cette figure permet d’illustrer le placement, avantageusement optimisé, des espaceurs 14 selon l’invention. Sur cette membrane 1, trois grandes ondes 2 s’étendent longitudinalement suivant l’axe parallèle x’x et neuf petites ondes 3 s’étendent transversalement, autrement dit perpendiculairement à l’axe longitudinal de la membrane 1 corruguée, suivant l’axe parallèle y’y. Sur cet exemple de membrane 1 corruguée, seize carrés 20 sont formés par les intersections des grandes et des petites ondes 2, 3, chaque carré 20 présentant deux côtés longitudinaux formés par des grandes ondes 2 et deux côtés transversaux formés par des petites ondes 3. Dans cet exemple de réalisation d’une membrane 1 corruguée, le côté de chacun de ces seize carrés 20 vaut 340 millimètres (mm).

Dans ce placement optimisé des espaceurs 14, si l’on considère les grandes ondes 2, un espaceur 14 est présent sur la longueur de ladite onde 2 toutes les trois longueurs de côté d’un carré 20 d’ondes 2, 3, soit environ tous les 1020 mm (340 x 3). Si l’on considère les petites ondes 3, un espaceur 14 est également présent sur la longueur de ladite one 3 toutes les trois longueurs de côté d’un carré 20 d’ondes 2, 3, plus précisément environ toutes les deux longueurs de côté et demi, soit 850 mm (340 x 2,5).

Ainsi, selon un placement optimisé des espaceurs 14, un espaceur 14 est présent sur les petites et grandes ondes 2, 3 au moins tous les mètres de longueur d’ondes 2, 3 (un espaceur 14 par longueur d’onde 2, 3), étant considéré, comme dans l’exemple de la , que cette densité ou ce nombre d’espaceurs 14 est variable si par exemple la densité d’espaceurs 14 est plus importante sur l’une des ondes 2 ou 3, ici les petites ondes 3, alors la densité sur les autres ondes 2 ou 3, ici les grandes ondes 2, peut être moins élevée. En tout état de cause, la demanderesse a défini qu’une moyenne de densité minimale d’un espaceur 14 tous les mètres de longueur d’ondes 2, 3 permet de satisfaire des conditions sécurisées de maintien en place des membranes 1 corruguées dans une caisse standard. Bien entendu, une telle densité est modifiée dans l’hypothèse où l’empilement de membranes 1 est significativement plus important qu’environ une douzaine de membranes 1 ou au contraire significativement moins important. Ainsi, la demanderesse a également établi qu’il est approprié, pour améliorer la sécurité du transport de membranes 1 en particulier lorsque le nombre desdites membranes 1 empilées est supérieur à quinze, de disposer au moins un espaceur 14 toutes les deux longueurs de côté d’un carré 20 d’ondes 2, 3, soit environ tous les 680 mm (340 x 2).

La illustre un espaceur 14 selon un mode d’exécution de l’invention dans sa définition la plus large en ce qu’au moins une portion ou une partie 16’ de l’espaceur 14 s’inscrit dans l’espace inter-ondes 2 ou 3 adjacentes. Néanmoins, comme on peut le constater sur cette , l’espaceur 14 est ici formé de deux éléments 15, 16 formant intrinsèquement un espaceur 14 composé d’un premier élément 16’ dont la section s’inscrit dans l’espace inter-ondes 2 ou 3 et d’un deuxième élément 15 dont la section s’inscrit dans l’espace entre les parties planes, s’étendant suivant le plan P, des deux membranes 1’, 1’’ adjacentes.

Ainsi, la réalisation présentée sur cette consiste, selon la nécessité technique, en un seul espaceur 14 composé d’une paire des deux susdits éléments 15 et 16 ou de deux espaceurs 15, 16 indépendants qui peuvent, ou non, être associés de part et d’autre d’une onde 2, 3 ou d’une espace inter-ondes 2 ou 3, comme illustré sur cette figure. Dans le cas où l’espaceur 14 est constitué ou formé des deux éléments 15, 16 décrits ci-dessus, un plan de symétrie S existe entre ces deux éléments 15, 16, ce plan S passant par les sommets 10 – ou l’arête ou encore ligne des sommets 10 – des deux ondes 2 ou 3 adjacentes.

Il est important de noter que la définition large de l’espaceur 14 selon l’invention prévoit uniquement que cet espaceur 14 s’inscrive au moins en partie dans un espace, ou volume, inter-ondes 2 ou 3 adjacentes appartenant à deux membranes 1’, 1’’ adjacentes ; l’espace ou le volume inter-ondes 2 ou 3 étant celui défini entre deux ondes, petites 3 ou grandes 2, adjacentes.

Ainsi, la illustre une représentation plus générale de l’idée à la base de la présente invention en ce que l’espaceur 14 représenté, constitué d’un élément 16 unique ou monobloc, s’inscrit dans une partie ou une portion de l’espace ou du volume inter-ondes 2 ou 3 adjacentes. Toutefois, le mode de réalisation de l’espaceur 14 présenté sur la ajoute à cette caractéristique essentielle le fait que l’espaceur 14 ici illustré comprend un plan de symétrie S, passant toujours par les sommets 10 – ou l’arête ou encore ligne des sommets 10 – des deux ondes 2 ou 3 adjacentes.

Dans le mode d’exécution représenté sur la , l’espaceur 14 comprend deux portions 15 et 16, une portion 16 présentant un profil de section en V inversé, et une portion 15 additionnelle, non liée à la portion 16 de profil en V inversé, située entre les parties planes des deux membranes 1’, 1’’ adjacentes. On peut noter que la portion 15 additionnelle se présente sous la forme d’un parallélépipède rectangle mais cette portion 15 peut également être de forme carrée ou encore cylindrique.

Dans cette réalisation en particulier, la susdite portion 15 additionnelle présente uniquement une fonction de support de la membrane 1’’ adjacente supérieure alors que la portion 16 de profil de section en V inversé, comme c’est le cas pour l’espaceur 14 illustré sur la , présente à la fois une fonction de support et une fonction d’antidéplacement ou d’immobilisation des deux membranes 1’, 1’’ adjacentes suivant l’axe x’x ou y’y en fonction de si ladite portion 16 est disposée respectivement entre les grandes ondes 2 ou entre les petites ondes 3.

On peut noter ici à nouveau sur cette que l’espaceur 14 présente un plan de symétrie S, passant par les sommets 10 – ou l’arête ou encore ligne des sommets 10 – des deux ondes 2 ou 3 adjacentes, comme c’est le cas dans tous les modes d’exécution d’un espaceur 14 selon l’invention représenté sur les figures annexées. Néanmoins, il doit être noté que cette caractéristique relative à ce plan de symétrie S de l’espaceur 14, bien qu’avantageuse, n’est pas une caractéristique essentielle selon l’invention. De la même manière, même si dans tous les modes d’exécution illustrés, ce plan S passe par les sommets 10 des deux ondes 2 ou 3 adjacentes, on peut envisager que ce plan de symétrie S s’étende différemment, en particulier dans l’hypothèse où les ondes adjacentes présentent un profil de section différent de celui choisi pour illustrer l’invention dans les figures annexées. Enfin, il est également possible que l’espaceur 14 présente plusieurs plans de symétrie.

L’espaceur 14 représenté sur la diffère de celui de la essentiellement en ce que la portion 15, 16’ additionnelle, composée ici à nouveau de deux éléments 18 et 19, comprend une partie 16’ s’inscrivant dans l’espace ou le volume inter-ondes 2 ou 3 et une partie 15 située ou disposée entre les parties planes des membranes 1’, 1’’ adjacentes. Ainsi, le mode de réalisation représenté sur cette consiste en une combinaison des modes de réalisation d’espaceur 14 illustré sur les figures 5 et 6. Par ailleurs, concernant la portion 15, 16’ additionnelle et le fait que cette dernière présente ici deux éléments 18, 19, on peut également prévoir que cette portion 15, 16’ additionnelle ne présente qu’un unique élément 18 ou 19, à l’instar de ce qui est noté et illustré en référence avec l’espaceur 14 et sa portion 15 présenté sur la .

L’espaceur 14 présenté sur la diffère des autres modes de réalisation essentiellement en ce que, pour cet espaceur 14, l’espace ou le volume inter-ondes est totalement occupé ou rempli par la portion 16 dudit espaceur 14, sur toute la longueur de ce dernier 14. Par ailleurs, cet espaceur 14 est constitué d’un bloc unique comportant à la fois la portion 16 de profil de section en V inversé et la portion 15 additionnelle située entre les parties planes, s’étendant suivant le plan P, des deux membranes 1’, 1’’ adjacentes, qui sont distinctes ou indépendantes dans les modes de réalisation des figures 7 et 8.

Dans ce mode de réalisation, on peut noter à nouveau la présence d’un plan S de symétrie, passant par les sommets 10 des deux ondes 2 ou 3 adjacentes mais on peut envisager que la portion 15 additionnelle situées entre les parties planes des deux membranes 1’, 1’’ adjacentes ne s’étende sur une longueur identique de part et d’autre de l’espace/volume inter-ondes 2 ou 3, cette variante étant valable pour ce mode de réalisation comme les autres précédemment décrits.

De manière générale, bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, représentés sur les figures annexées, il est bien évident qu'elle n'est nullement limitée à ces modes de réalisation 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

Système d’empilement de membranes (1, 1’, 1’’) pour une cuve étanche et thermiquement isolante, comportant :
une pluralité de membranes (1, 1’, 1’’) métalliques planes, suivant un plan (P), présentant chacune :

une pluralité de grandes corrugations (2), protubérantes du plan (P) d’une hauteur (H), s’étendant chacune suivant un axe parallèle (x’x),

une pluralité de petites corrugations (3), protubérantes du plan P d’une hauteur (h), s’étendant chacune suivant un axe parallèle (y’y) sensiblement perpendiculaire à l’axe parallèle (x’x),

une pluralité de nœuds (5) résultant des intersections entre les petites et les grandes corrugations (2, 3), lesdits nœuds (5) présentant une pluralité de zones de pliage et/ou d’emboutissage,
toutes les membranes (1, 1’, 1’’) étant disposées les unes au-dessus des autres, en empilement, de telle manière à ce que les petites et les grandes corrugations (2, 3) sont alignées suivant les mêmes axes parallèles (x’x) et (y’y),
au moins un espaceur (14) disposé entre deux membranes (1, 1’, 1’’) adjacentes,
caractérisé en ce que le système comprend au moins deux espaceurs (14) situés respectivement entre les deux grandes corrugations (2) et les deux petites corrugations (3) de chacune des deux membranes (1’, 1’’) adjacentes et en ce que lesdits espaceurs (14) présentent un profil au moins en partie identique à l’espace respectivement défini entre lesdites deux petites corrugations (3) et lesdites deux grandes corrugations (2).
Système d’empilement selon la revendication 1, dans lequel les espaceurs (14) présentent une épaisseur maximale, au niveau de l’espace entre les deux corrugations (2 ou 3) adjacentes, au plus égale soixante-quinze (75%) de la hauteur H (H/2), avantageusement au plus au 2/3 de la hauteur (H/2).
Système d’empilement selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les espaceurs (14) présentent chacun un plan de symétrie S.
Système d’empilement selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’espacement minimum entre deux membranes (1’, 1’’) adjacentes est égal à trente millimètres et l’espacement maximum entre deux membranes (1’, 1’’) adjacentes est d’au plus cinquante millimètres.
Système d’empilement selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le profil des espaceurs (14) consiste en une portion (16) de profil de section en V inversé.
Système d’empilement selon la revendication 5, dans lequel les espaceurs (14) comprennent une portion distale (15), prolongeant chacune des deux ailes de la portion (16) de profil de section en V inversé, s’étendant jusqu’au moins l’espace entre deux parties planes des deux membranes (1’, 1’’) adjacentes.
Système d’empilement selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel les espaceurs (14) sont chacun constitués de deux portions (15, 16), une portion (16) présentant un profil de section en V inversé, et une portion (15) additionnelle, non liée à la portion (16) de profil de section en V inversé, située entre les parties planes des deux membranes (1’, 1’’) adjacentes.
Système d’empilement selon la revendication 7, dans lequel la portion (15) additionnelle se prolonge au niveau d’au moins une partie (16’) inférieure de l’espace inter-corrugation (2 ou 3), entre deux petites corrugations (3) ou deux grandes corrugations (2) adjacentes.
Système d’empilement selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les espaceurs (14) consistent en un matériau plastique, issu d’un polymère thermoplastique ou thermodurcissable ou d’un mélange de tels polymères, de préférence les espaceurs consistent en du polystyrène expansé.
Système d’empilement selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les espaceurs (14) présentent une densité d’au plus 1000 kg.m^-3, avantageusement inférieure à 100 kg.m^-3, très avantageusement inférieure à 50 kg.m^-3.
Système d’empilement selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque membrane (1, 1’, 1’’) est en alliage à base de fer du type comportant, en poids:
du carbone 0% < C < 0,08% ; du Manganèse 0% < Mn < 2% ; du Silicium 0% < Si < 0,5% ; du Phosphore 0% < P < 0,045% ; du Soufre 0% < S < 0,030% ; du Nickel 8% < Ni < 14% ; du Chrome 16% < Cr < 20% ; de l’azote 0% < N < 0,02%, le reste étant du fer et des impuretés résultant nécessairement de l’élaboration.
Système d’empilement selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque membrane (1, 1’, 1’’) présente une longueur comprise entre 2,8 et 3,3 mètres, de préférence comprise entre 3 et 3,1 mètres, et une largeur comprise entre 0,9 et 1,2 mètres, de préférence comprise entre 1 et 1,1 mètre.
Système d’empilement selon la revendication 12, dans lequel, entre deux membranes (1, 1’, 1’’) adjacentes, il y a au moins un espaceur (14) disposé toutes les trois petites ou grandes corrugations (2 ou 3) consécutives, respectivement, de préférence au moins un espaceur (14) disposé toutes les deux petites ou grandes corrugations (2 ou 3) consécutives, respectivement.
Système d’empilement selon la revendication 12 ou 13, dans lequel au moins treize membranes (1, 1’, 1’’), avec lesdits espaceurs (14), sont empilées dans un espace en forme de parallélépipède rectangle, présentant une hauteur interne comprise entre 1,1 et 1,3 mètres, de préférence de 1,2 mètres, une longueur interne comprise entre 3 et 3,2 mètres, de préférence de 3,1 mètres, et une largeur interne comprise entre 1 et 1,2 mètres, de préférence de 1,1 mètre.
Caisse de transport et/ou de stockage, la caisse présentant des cloisons externes en bois, en métal et/ou en plastique et comportant un système d’empilement de membranes (1, 1’, 1’’) pour une cuve étanche et thermiquement isolante selon la revendication 14, avantageusement l’espace interne de la caisse étant en outre rempli d’au moins un matériau absorbeur de choc.