Brevet FR2003033A1 — publié le 19691107

la présente invention se rapporte à des citernes destinées à 1!emmagasinage ou au transport en vrac de liquides dont les températures diffèrent considérablement de la température ambiante. La présente invention est destinée principalement à des citernes pour 5 des liquides très froids, tels que des gas liquéfiés, par exemple du gaz naturel, à une pression proche de la pression atmosphérique, mais on peut également l'appliquer à des citernes destinées à contenir des liquides chauds. Pour des raisons de commodité, on se limitera dans ce qui va suivre à des citernes destinées à des liquides 10 froids. De telles citernes sont utilisées, par exemple, dans les bateaux-citernes pour le transport des gaz liquéfiés, les citernes de la catégorie concernée, destinées à l'emmagasinage ou au transport en vrac de liquides à des températures qui diffèrent considérablement de la température ambiante, comprennent cha-15 cune une cuve ou citerne entourée et supportée au moins par dessous par un calorifugeage, à l'intérieur d'une enveloppe rigide extérieure. La présente invention se rapporte au calorifugeage d'une telle citerne. les citernes peuvent présenter deux types distincts. Dans un 20 premier type, la citerne comprend un réservoir se supportant de lui-même, c'est-à-dire un réservoir qui, tout en étant supporté par dessous, présente une résistance de structure suffisante pour contenir le liquide à l'intérieur de la citerne et supporter les pressions hydrostatiques et les forces d'inertie sans faire appel à aucun 25 autre moyen disposé à l'extérieur de la citerne pour l'aider à supporter ses parois en les empêchant de flamber, le calorifugeage qui se trouve en dassous de la citerne supporte la charge du poids de celle-ci, ainsi que les charges qui se produisent du fait du maintien de la citerne en place en l'empêchant de se déplacer horizontale lement, par exemple sous l'action du mouvement d'un bateau-citerne à la mer. La citerne est en une matière, par exemple en métal, qui n'est pas soumise à une fragilisation par le froid, la citerne est calorifugée extérieurement par un calorifugeage qui double l'enveloppe rigide extérieure, par exemple la cale d'un bateau-citerne, de ma-35 nière à délimiter un espace à l'intérieur duquel est disposée la citerne. l'autre type de citerne est connu sous le nom de citerne intégrée et elle comprend une enveloppe de calorifugeage ma s s iiÇêupp or t nn t ' BAD. ORIGINAL 69 05366 2 2003033 les charges, doublée par une citerne formée par une membrane mince et souple étanche au fluide en une matière en feuille, par exemple en métal, qui n'est pas sujette à la fragilisation par le froid et qui ne se supporte pas d'elle-même, mais qui est supportée vis-à-vis 5 des charges internes dues aux pressions hydrostatiques et aux forces d'inertie par le calorifugeage massif qui l'entoure. le calorifugeage double l'enveloppe rigide extérieure et est lui-même supporté par celle-ci, de telle sorte qu'il transmet directement à l'enveloppe extérieure toute la pression exercée par le fluide sur les parois de 10 la membrane de la citerne. Ce qui est encore plus important, la citerne est ancrée rigidement par ses coins afin de l'empêcher de se contracter en se refroidissant, et le calorifugeage qui se trouve aux coins absorbe les charges locales qui se produisent du fait de cet ancrage. 15 Dans l'un et l'autre types de citerne, le calorifugeage peut être en une matière appropriée quelconque capable de supporter les charges qui lui sont imposées. Il faut d'habitude qu'il soit étanche au fluide et imperméable aux liquides froids constituant la cargaison de manière à former une barrière secondaire qui elle-même peut 20 contenir un liquide, par exemple pour l'empêcher de venir en contact avec la coque d'un bateau-citerne, dans le cas d'une rupture de la citerne elle-même. Un certain nombre de matières et de constructions de calorifugeage sont connues et sont utilisées dans ce but. Une matière connue est constituée par des blocs ou panneaux, par exemple 25 en bois de balsa doublé de contreplaqué, lesquels sont montés sur des bandes de fixation espacées, par exemple en bois, fixées sur l'enveloppe extérieure rigide. Les intervalles qui séparent les panneaux sont rendus étanches en y comprimant une matière plastique. Une telle construction est décrite dans le brevet français 30 U° 1 331 801. Un inconvénient de cette matière, ainsi que d'autres matières de calorifugeage connues qui répondent à cette exigence, est le fait qu'elles sont coûteuses à construire. En conséquence, la présente invention a pour but de fournir 35 une citerne comportant un calorifugeage qui constitue une barrière secondaire satisfaisante mais qui est moins coûteux à construire. Suivant la présente invention, une citerne calorifugée du type intéressé comporte des sections de calorifugeage supportant des 69 05366 3 2003033 efforts moins élevés et qui sont constituées par une mousse de matière plastique rigide pulvérisée sur place à l'intérieur- de l'enveloppe rigide extérieure, tandis que des sections du calorifugeage qui supportent des efforts plus élevés sont en une matière de calori-5 fugeage supportant les charges, autre qu'une mousse ot dont la résistance est plus élevée. la présente invention est "basée sur le fait que la même matière de calorifugeage n'a pas besoin d'être utilisée pour les différentes sections du calorifugeage du fait que les exigences de ces différentes 10 sections sont différentes. Par exemple, dans le cas d'une citerne se supportant d'elle-même, la section inférieure du calorifugeage qui supporte le fond de la citerne doit présenter une résistance élevée à la compression pour supporter la citerne et la cargaison liquide, mais les autres sections de calorifugeage ne supportent aucune charge 15 et n'ont pas besoin de présenter une telle résistance à la compression élevée. De même, dans le cas de la citerne intégrée, les sections de coins du calorifugeage doivent présenter une résistance élevée pour absorber les charges locales produites par l'ancrage de la citerne pour l'empêcher de se contracter lorsqu'elle se refroidit. 20 La mousse de matière plastique rigide peut être appliquée par pulvérisation en utilisant un équipement de pulvérisation classique et on peut accumuler couche par couche l'épaisseur voulue de mousse de matière. Pour obtenir une solidité et une résistance à la fissuration accrues, on peut incorporer à la mousse de matière des nattes 25 do toile d'emballage ou d'autres matières à mailles semblables entre les couches successives pendant l'opération de pulvérisation. Un certain nombre de ces nattes peuvent être incorporées dans l'épaisseur globale de la mousse de matière. D'une manière avantageuse, la mousse de matière plastique est 30 constituée par des couches multiples comportant au moins une couche de surface de densité plus élevée que les autres couches. Les couches de mousse de matière plastique sont de préférence des mousses de polyuréthanne rigide à cellules fermées. Outre qu'elle constitue une matière de calorifugeage efficace, la mousse de polyuréthanne est 35 efficace comme barrière pour les gaz liquéfiés. De préférence, les couches qui constituent l'épaisseur du calorifugeage présentent un poids spécifique compris entre 50 et 130 •x kg par m et l'une des couches de surface ou bien toutes les deux bad original 69 05366 4 2003033 'Z présentent un poids spécifique .supérieur à 100 kg par m et compris de préférence entre 110 et 130 kg par m . Suivant une caractéristique importante de l'invention, les lignes de jonction entre les sections de mousse de matière plastique 5 et les sections de matière de calorifugeage supportant les charges et qui sont autres que de la mousse doivent être espacées des lignes des coins de l'enveloppe (et de la citerne qui y est contenue) de sorte que chacune des jonctions soit disposée dans une partie plane du calorifugeage total et non dans l'angle d'un coin. 10 C'est ainsi que dans le cas d'une citerne se supportant d'elle- même, la section du calorifugeage qui double le fond de l'enveloppe extérieure et qui supporte le fond de la citerne est en une matière de support de charge qui est autre qu'une mousse et dont la résistance à la compression est élevée, cette matière s'étendant autour 15 des coins inférieurs de l'enveloppe afin de doubler les parties inférieures des parois de l'enveloppe extérieure, tandis que les sections de calorifugeage qui doublent le restant des parois latérales de l'enveloppe et si on le désire, le sommet de l'enveloppe, sont également en mousse de matière plastique rigide. Les coins verticaux 20 peuvent être pulvérisés directement avec une mousse de matière plastique, ou bien le traitement de ces coins peut être facilité en introduisant des congés préformés de mousse de matière plastique qui sont collés et remplissent les angles aigus des coins. La mousse de matière plastique peut être doublée intérieurement avec une autre ma-25 tière de calorifugeage, par exemple des fibres de verre ou de la laine de roche, et de préférence on utilise également cette matière, à la place de la mousse de matière plastique, au-dessus du sommet de la citerne. Les sections qui supportent les charges et qui sont autres qu'une mousse de calorifugeage peuvent être constituées par 30 des panneaux de balsa doublé de contreplaqué, dont les intervalles qui les séparent sont obturés. Dans le cas d'une citerne à membrane, dans laquelle les coins de la citerne à membrane sont ancrés rigidement au calorifugeage dans les coins de 1'enveloppe rigide extérieure afin de maintenir la ci-35 terne à membrane et empêcher ses dimensions globales de varier en dépit des variations de températures, le calorifugeage qui se trouve sur les faces voisines des- coins de l'enveloppe est en une ou plusieurs matières qui supportent les charges et qui présentent des 69 05366 s 2003033 résistances à la traction, au cisaillement et à la compression suffisantes pour transmettre à l'enveloppe les charges appliquées aux coins de calorifugeage du fait de l'ancrage sur cette matière des coins de la citerne membrane. Les parois de l'enveloppe, autres 5 que les coins, sont doublées par de la mousse de matière plastique rigide, comme indiqué plus haut, les lignes de jonction s'étendant en travers des parois ot étant espacées des coins. La matière dont les résistances à la traction, au cisaillement et à la compression sont élevées et qui forme les coins du calorifugeage peut être cons-10 tituée par des panneaux de "balsa doublé de contreplaqué. la mousse de polyuréthanne qui constitue les parois entre les coins supportant les charges peut être doublée sur sa surface intérieure au voisinage de la citerne à l'aide de panneaux de balsa* Suivant une autre caractéristique importante de l'invention, 15 à l'endroit de la jonction formée entre une section de mousse de matière plastique et une section de matière de calorifugeage de support de charge qui est autre que de la mousse, dans une citerne de l'un ou l'autre type indiqué, le plan de jonction s'étend obliquement par rapport au plan de la paroi de l'enveloppe de sorte que l'épaisseur 20 d'une première section du calorifugeage diminue progressivement et l'épaisseur de la section voisine augmente progressivement. Dans ce cas, les bords des nattes de toile d'emballage ou de matière semblable qui se trouve à la jonction avec une section de matière de calorifugeage de support de charge qui est autre que de 25 la mousse, sont de préférence ancrés rigidement à cette matière. Ceci peut être réalisé suivant l'une quelconque d'un certain nombre de façons. La face de bord correspondante de la matière de calorifugeage qui est autre que de la mousse peut présenter des fentes destinées à recevoir les parties de bordure des nattes qui sont mainte-^O nues par des coins ou à l'aide d'un adhésif. En variante, la bordure de la natte peut être fixée à cette face du bord à l'aide d'un adhésif. Des nattes de toile d'emballage supplémentaires peuvent être incorporées à la mousse de polyuréthanne au voisinage de cette jonction. 55 D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à BAD ORIGINAL 69 05366 e 2003033 11 invention. Sur ces dessins, la figure 1 est une coupe verticale à travers un "bateau-citerne comportant une citerne se tenant d'elle-même. 5 la figure 2 est une coupe verticale de détail à une échelle agrandie à travers le calorifugeage de la citerne de la figure 1, et elle représente la jonction entre une section de mousse de matière plastique et une section de matière de support de charge qui est autre que de la mousse. 10 la figure 3 est une coupe verticale de détail à une échelle très agrandie à travers le calorifugeage de la citerne de la figure 1, et elle représente l'agencement au sommet d'une paroi latérale de celle-ci. la figure 4 est une coupe verticale à travers un bateau-15 citerne comportant une citerne à membrane, la vue étant interrompue en diagonale de manière à montrer un coin supérieur complet et un coin inférieur complet. Les éléments correspondants des différentes figures sont indiqués par les mêmes références dans toutes ces figures. lies dimensions 20 sont données simplement à titre d'exemples et non de limitation. Sur la figure 1, on a représenté un bateau-citerne comportant une coque extérieure 1 et une coque intérieure 2. A. l'intérieur d'une cale 3 formée à l'intérieur de la coque intérieure et de cloisons transversales est disposée une citerne se supportant d'elle-même, 25 laquelle est indiquée d'une manière générale en 4. Cette citerne est un métal qui n'est pas sujet se fragiliser sous l'action du froid, d'une épaisseur suffisante, et qui est raidi d'une manière appropriée pour contenir le liquide. La citerne est entourée par un calorifugeage, indiqué d'une manière générale en 5, qui double la cale 3. La 30 figure 1 n'est pas dessinée à l'échelle, c'est-à-dire que le calorifugeage est représenté à une plus grande échelle que la citerne pour rendre la figure plus claire. Il existe un espace "S" d'une largeur d'environ un mètre tout autour de la citerne entre la surface extérieure de la citerne 4 et la surface intérieure de la cale 3. 35 Le calorifugeage 5 comprend une section "A." qui double la partie inférieure et qui s'étend sur une courte distance vers le haut sur les parois de la cale, et des sections "B" qui forment le reste des parois du calorifugeage qui double les parois de la cale. 69 05366 7 2003033 la section "A" comprend des bandes de bois dressées 6 fixées à des intervalles réguliers à la cale du navire. Sur les bandes sont montés des panneaux 7 relativement épais en bois de balsa doublé de contreplaqué, les intervalles les séparant étant obturés par une ma-5 tière plastique comprimée 8, tout ceci par exemple étant comme décrit dans le brevet français K° 1 331 801 précité, et constituant une barrière secondaire contre les fuites de la cargaison liquide. Entre le fond de la citerne et les panneaux 7 est interposée une couche de bois de balsa 9. 10 Chacune des sections "B" est constituée par une épaisseur constante, par exemple dix centimètres environ (suivant le poids spécifique) de mousse de polyuréthanne rigide à cellules fermées 10 qui double les parties principales des parois de la cale et qui est elle-même doublée à l'aide de fibres de verre ou de laine de roche 15 11 d'une épaisseur, par exemple de quinze centimètres. Pour mettre en place le calorifugeage, on construit la section "A" de la manière connue. On monte ensuite la citerne 4 dans la cale et on forme les sections "B" du calorifugeage. les parois de la cale sont d'abord sablées à la grenaille ou 20 brossées avec une brosse métallique pour former une surface propre destinée à recevoir la mousse de polyuréthanne rigide à cellules fermées, par exemple du type Shell Caradal S1 et Shell Caradate 30 3 présentant un poids spécifique compris entre 50 et 130 kg par m . Cette mousse de poljruréthanne est pulvérisée sur la surface inté-25 rieure de la cale, couche par couche, jusqu'à ce qu'on ait obtenu par accumulation l'épaisseur voulue de mousse. Soit la couche de surface intérieure soit la couche de surface extérieure peut être en mousse de polyuréthanne d'un poids spéci- 3 fique plus élevé, par exemple compris entre 110 et 130 kg par m, 30 que le restant de la mousse, les couches intérieures comprennent deux nattes 12 en toile d'emballage ou en matière à mailles semblable, par exemple présentant des mailles de un centimètre, dont l'une est disposée par exemple à dix-huit millimètres de la surface intérieure et dont l'autre est disposée par exemple à six millimètres de la 35 surface intérieure. Comme on le voit sur la figure 2, à la jonction entre les sections "A" et "B" du calorifugeage, la ligne de jonction s'étend suivant un angle par rapport au plan de la paroi de la cale 3 qui est 69 05366 s 2003033 différent d'un angle droit, par exemple de dix degrés, de sorte que l'épaisseur d'une première section diminue progressivement à mesure qu'augmente l'épaisseur de la section voisine. C'est ainsi que les 1 "bords 7a des panneaux d'extrémité 7 de la section "A" présentent 5 cet angle. Comme on le voit sur la figure 3, un bloc 13 est disposé à la partie supérieure de chaque paroi fixée à cet emplacement, les extrémités opposées des nattes de toile d'emballage 12 sont fixées aux panneaux de jonction 7^ de la section "A" ainsi qu'au bloc 13, par 10 exemple en pénétrant dans les fentes 7b formées sur celui-ci. Des nattes supplémentaires 14 de courte longueur sont incorporées à la mousse de polyuréthanne à ses extrémités et sont fixées au bloc 13 v 1 1 et aux bandes dressées 6 (figure 2) des panneaux de jonction 7 de la section "A". Un panneau vertical 15 pend sur une courte distance 15 du bloc 13 et un grand panneau horizontal 16 s'étend jusqu'au sommet de la citerne 4 et est relié au panneau 15 par une charnière 17, d'une façon connue en soi. Des couches de fibres de verre ou de laine de roche sont disposées au-dessus et au-dessous du panneau 16'et la couche supérieure s'étend par dessus le sommet de la citerne. 20 En se reportant maintenant à la figure 4, elle représente à nouveau un bateau-citerne comportant une coque extérieure 1 et une coque intérieure 2. Dans ce cas, à l'intérieur de la cale 3 qui est formée à l'intérieur de la coque intérieure et de cloisons transversales, est disposée une citerne à membrane, qui est indiquée d'une 25 manière générale en 18. Cette citerne est en un métal mince qui n'est pas sujet à se fragiliser par le froid, la citerne est entourée et supportée contre les charges hydrostatiques et les forces d'inertie par le calorifugeage, qui est indiqué d'une manière générale en 5 et qui double la cale 3. la figure 4 n'est pas tracée à l'échelle, 30 c'est-à-dire que le calorifugeage est représenté à une échelle beaucoup plus grande que le bateau-citerne, pour des raisons de clarté de la figure. le calorifugeage comprend des sections de coins "C" et des sections de parois "D". les sections de coins "C" sont identiques 35 chacune aux sections "A" de la figure 1 qui comprennent des panneaux fixés à des bandes dressées 6 et du bois de balsa qui est interposé entre les panneaux: et la citerne, les coins de la citerne membrane 18 sont ancrés, de sorte que ses dimensions d'ensemble ne peuvent 69 05366 g 2003033 varier, au moyen d'éléments d'ancrage en cornière 19 fixés à des "blocs de "bois dur 20 fixés aux panneaux. Les panneaux doivent présenter des résistances à la traction, au cisaillement et à la compression suffisantes pour transmettre les charges à la cale. Les sections de 5 parois "D" sont identiques aux sections "B" de la figure 1 constituées par de la mousse de polyuréthanne, comme décrit en se reportant à la figure 1, à l'exception du fait qu'à la place de la couche intérieure de fibres de verre ou de laine de roche, il existe une couche intérieure 21 formée par des panneaux de balsa minces. Les 10 coins verticaux, non représentés sur ce dessin,- sont identiques aux sections de coins "C" et aux sections "A.11 de la figure 1. Il va de soi que la présente invention ntâ. été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qur elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 69 05366 io 2003033 REVENDICATIONS 1. Citerne, pour l'emmagasinage ou le transport en vrac de liquides à des températures qui diffèrent considérablement de la température ambiante, qui comprend un réservoir entouré et supporté 5 par un calorifugeage dans une enveloppe extérieure, et caractérisée en ce que les éléments du calorifugeage qui supportent les efforts les moins grands sont constitués par une mousse de matière plastique rigide pulvérisée sur place intérieurement sur l'enveloppe extérieure rigide, tandis que les éléments qui supportent des efforts plus éle- 10 vés sont en une matière de calorifugeage supportant les charges dont la résistance est plus élevée. 2. Citerne suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la mousse de matière plastique est pulvérisée sur la surface intérieure de l'enveloppe rigide extérieure par couches successives, 15 3. Citerne suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la mousse de matière plastique rigide comprend au moins une couche de surface d'un poids spécifique plus élevé que celui des autres couches. 4. Citerne suivant la revendication 2 ou la revendication 3, 20 caractérisée en ce que la mousse rigide de matière plastique est renforcée en y incorporant des nattes d'une matière tissée à mailles ouvertes disposée entre les couches successives. 5. Citerne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les lignes de jonction entre le calo- 25 rifûgeage en mousse de matière plastique et le calorifugeage supportant les charges sont espacées des lignes des coins de l'enveloppe rigide. 6. Citerne suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le plan de jonction entre le calorifugeage en mousse de matière 30 plastique et le calorifugeage supportant les charges s'étend obliquement par rapport au plan de la paroi de l'enveloppe rigide. 7. Citerne suivant les revendications 4, 5 et 6, caractérisée en ce que les bords des nattes de matière tissée disposées dans la mousse de matière plastique sont ancrés rigidement sur la matière do 35 calorifugeage supportant les charges qui est voisine. 8. Citerne suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la face de bord oblique de la matière de calorifugeage supportant les charges présente des fentes destinées à recevoir et à ancrer les 69 05366 n 2003033 nattes tissées. 9. Citerne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la citerne est une citerne se supportant d'elle-même dans laquelle le calorifugeage supportant les char- 5 ges s'étend entre la citerne et en partie vers le haut sur chacune de ses parois latérales, le calorifugeage supportant les charges étant étanche aux liquides afin de constituer une barrière secondaire s'opposant à toute fuite de la cargaison liquide de la citerne. 10. Citerne suivant la revendication 9, caractérisée en ce 10 qu'elle comprend une couche isolante supplémentaire de fibres de verre ou de laine de roche entre les côtés de la citerne et le calorifugeage de mousse de matière plastique et supportant les charges. 11. Citerne suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la citerne est une citerne à membrane 15 et que la matière de calorifugeage supportant les charges s'étend autour de ses bords de coins, les bords de coins étant ancrés à l'intérieur de la matière du calorifugeage. BAD ORIGINAL