Brevet FR2194603A1 — publié le 19740301

La présente invention est relative aux navires-citernes du genre de ceux qui servent aux transports par eau des liquides froids, tels des gaz liquéfiés, sous une pression voisine de la pression atmosphérique et & basse température. Dans les navires de ce type, le liquide froid est contenu dans des citernes installées dans les soutes du navire et thersiquement isolées. les citernes appartiennent & trois types distincts. Les citernes du premier type sont auto-porteuses c'est à-dire qu'elles ont une structure ases robuste pour contenir le liquide et supporter les pressions hydrostatiques et les forces a'inertie, sans compter sur d'autres dispositifs extérieurs qui aident à soutenir les parois de la citerne et à en empêcher le flambage. La citerne est réalisée en une matière comme un métal qui n'est pas cassant à froid, c'est-à-dire aux températures qu'il doit supporter en service.La citerne est thermiquement isolée, & à extérieur, par une isolation thermi- que qui entoure directement la citerne ou garnit le comparti- nuent du navire en délimitant un volume de chargement dans lequel est placé la citerne, avec ou sans espace entre sa surface extérieure et la surface intérieure de l'isolement. Un autre type de citerne est appelé "conteneur intégré ". I1 coMprend un logement en isolant thermique robuste, capable de supporter des charges, doublé d'une membrane souple et mince étanche aux fluides qui, là encore, n'est pas cassante à froid aux températures de service, ce logement n'est pas auto-porteur, nais soutenu par l'isolant solide environnant pour supporter les charges intérieures dues aux pressionshydrostatiques et aux forces d'inertie.L'isolant garnit la soute rigide par laquelle il est lui-même soutenu, si bien que l'isolant transmet directement à la soute toute la pression exercée par le fluide sur les parois de la cuve mince0 Le troisième type est généralement appelé "type semi-rigide" il est constitué d'une cuve qui se tient d'elle-même, c'est-à- dire une cuve qui ne supporte que son propre poids et dont les parois viennent en contact avec le support isolant qui les sou- tient en service. Habituellement ces navires ont une double coque et la coque intérieure est divisée par un certain nombre de cloisons ou ou coffrages écartés, sur le travers, qui partagent la cale intérieure en un certain nombre de soutes individuelles. Le volume sé- parant les coques intérieures et extérieures, et peut tre le volume qui sépare les cloisons de chaque coffrage, s'il en existe, sont subdivisés en cuves qui sont remplies d'eau. L'eau toue un double rôle. Elle sert d'abord de ballast pour l'arrimage et le fonctionnement sûr du navire.Sous cet aspect il faut noter que dans le cas d'un navire-citerne transportant des gaz liquéfiés, qui ont une faible densité, on peut prévoir au moins un peu d'eau de ballast dans certaines au moins des cuves à ballast, même quand les cuves de chargement sont pleines du liquide transporté. Ennui- te, cette eau peut servir en cas de rupture de l'isolant; on peut alors remplir d'eau la cuve à ballast voisine de la partie de la coque intérieure adjacente à l'endroit ou l'isolant fait défaut, en évitant ainsi que l'acier de la coque intérieure ne soit refroidie au-dessous de la limite de sécurité0 Un problème se pose sur ces navires, quand une fuite apparait dans la paroi formée par la coque intérieure d'une cuve à ballast, l'eau pénètre alors dans le logement adjacent et dans l'iso- lant qu'il contient, lequel est en général partiellement perméable à l'eau, si bien que l'eau a tendance à s'écouler vers la cuve. Il existe naturellement une gradin thermique sur l'épaisseur de l'isolant et l'eau pénétrant dans l'isolant et se dirigeant vers la cuve va se refroidir progressivement et geler à une temperatu- re inférieure au point de congélation de l'eau. Il pourrait en résulter une formation de glace à l'intérieur de l'épaisseur extérieure de l'isolant, ce qui soulève une grave difficulté car la glace a un coefficient de conduction thermique supérieur à celui de l'isolant thermique si bien que les propriétés de l'isolant thermique seraient altérées et qu'en conséquence la chaleur serait transmise à la cuve en entraînant une vaporisation plus i- portante de la cargaison et que la coque se refroidirait.En outre, dans le cas d'une cuve comprenant une membrane, la glace pourrait se former entre la membrane et l'isolant et forcer une partie de cette membrane à s'écarter de l'isolant, la membrane subirait alors de trop gros efforts dans cette région et une dé- chirure pourrait en résulter. Le brevet français N069-O4 142 qui correspond au brevet anglais N0 12 14 055, propose une solution, en particulier sous la forme d'un système d'isolation thermique constitué par des panneaux de ratières isolante fixés sur des bandes, écartées, solidaires des parois de la soute. La solution proposée consis- te & prévoir dans ces bandes de liaison des passages pour éva- cuer l'eau de fuite dans la soute qui circule par ces passages et par le volume séparant les parois des soutes et les panneaux, jusqu'au bas des soutes d'où olle est évacuée par une pompe ou par tout autre dispositif convenable. Un autre objet de l'invention consiste à proposer une autre solution au problème, ne colportant pas néce@sairement de sangles de fixation aux parois de la soute. suivant l'invention, dans un navire citerne, destiné au transport par eau de liquides froids, et coMportant une double coque, la coque intérieure qui délimite au noins une soute pri- matique et qui est garnie d'une matière thermiquement isolante pour recevoir une cuve contenant la cargaison de liquides froids, est équipée de nervures sur les parois verticales de la soute, ces nervures étant fixées aux faces de cette soute tournées vers l'intérieur, et la garniture en isolant thermique est soutenu par les nervures de manière à être écartée des faces de la soute auxquelles elle reste parallèle, on outre, des ouvertures sont prévue. dans les raidisseurs, elles sont disposées de manière & BR On prévoit, de préférence, un certain nombre de soutes sépa- rées les unes des autres par des coffrages verticaux, auquel cas on prévoit d'autres raidisseurs sur les faces de ces coffrages tournées vers l'intérieur, pour y fixer le revêtement d'isolant thermique, ces raidisseurs présentant aussi des ouvertures pour l'écoulement des fuites. pans les navires-citernes à double paroi, c'est une pratique comme que de prévoir des raidisseurs plats sur la coque intérieu re et les coffrages, ces raidisseurs sont dirigés en majorité horizontalement sur laface de de la coque intérieure ou des coffra Ses tournée vers le volume do ballast, et présentant ainsi une face lisse du c8té soute pour y fixer l'isolant thermique. L'invention utilise ces raidisseurs, en les nontant sur les faces intérieures des soutes, conne dispositif écartant le garnissage d'isolant thermique de la paroi de la soute, pour laisser le passage libre à toute eau fuyant à travers la coque intérieure du navire.On évite ainsi l'emploi supplémentaire de cales, ce qui représente non seulement une économie de matière première Mis aussi une économie de main d'oeuvre. Chaque raidisseur présente de préférence une aile placée parallèlement et à une certaine distance de la paroi de la coque intérieure ou du coffrage correspondant, cette aile servant au montage de l'isolant. On peut utiliser l'invention avec le dispositif d'isolement particulier décrit dans le brevet français N0 69-04142 auquel cas, les sangles de fixation décrite dans ce brevet peuvent strie attachées aux raidisseurs. Si les raidisseurs présentent aussi des ailes placées parallèlement et à une certaine distance de la paroi de la soute correspondante on peut aussi se dispenser des sangles, au moins à l'endroit des raidisseurs, et monter directement les panneaux sur les ailes des raidisseurs. On peut utiliser l'intention, sous une autre forme, avec le système d'isolement décrit dans le brevet français 69.05366 correspondant au brevet anglais N 1,203,496. Suivant ce brevet, on étale des matières rigides on rousse de plastique contre les parois de chaque soute dans les régions qui subissent le, moins d'effort, tandis que dans les zones où les efforts sont plus is- portants, on prévoit une matière isolante pouvant supporter des charges.Pour soutenir ces deux matières isolantes, on peut installer des cloisons supports écartées des paroi. parallèles de la soute, par exemple, construites & partir de panneaux en con treplaqué, fixés convenablement aux raidisseurs, Pour mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple et en se référant aux besoins annexés, un navire citerne pour le transport de gas naturel liquéfié cons- truit suivant l'invention. La fig. 1 est une coupe transversale partielle du cargo-citerne. La fig. 2 est une coupe longitudinale partielle du cargociterne. La fig. 3 est une coupe agrandie du détail portant le repère A sur la fig. 1. La fig. 4 est une coupe agrandie du détail portant le repère B sur la fig. 2. D'après les fig. 1 et 2, le navire-citerne est constitué d'une coque intérieure 1, qui est légèrement écartée de la coque extérieure vers l'intérieur et dont on voit une portion de la cloison inférieure en 2, l'espace séparant ces deux coques étant séparé par des cloisons verticales et horizontales 3 pour former des volumes 4 destinés à l'eau de ballast.La partie inférieure de chaque paroi verticale de la coque intérieure , portant le repère 1a , sur environ le tiers de la hauteur totale, est incli- née, coule l'indique la fig. 1, pour recevoir des cornières de raidissement verticales (non représentées) espacées sur la longueur du navire et placées entre les coques intérieure et extérieure , ces cornières servant aussi de cloisons pour les volumes 4 de l'eau de ballast de cette région. Des coffrages 5 placés en travers (voir fig.2) sont espacés le long de la coque extérieure 2, pour former une ligne de soutes 6, définie chacune par les cloisons opposées 7 de deux coffrages adjacants et par la longueur de coque intérieure séparant cea coffrages. suivant l'invention, les parois verticales de la coque in intérieure 1 et les cloisons 7 délimitant chaque soute 6, sont équipées de plaques de renforcement 8, ces raidisseurs étant soudés sur les faces tournées vers l'intérieur de la soute plutôt que sur les faces extérieures conne on le fait habituellement dans la technique. les raidisseurs 8 ont une section angulaire (voir Fig. 3 et 4) et chacun est soudé à la face respective de manière à ce que le bord 9 soit parallèle à cette face et distant de celle-ci. Bien évidement, les raidisseurs peuvent avoir d'sutures sections, par exemple en "T" ou en "I". Les âmes 10 des raidisseurs ont des ouvertures Il espacées sur leur longueur. Cons le montre la fig.1, les parois inférieures lb de la coque intérieure et de la coque extérieure 2 ont, suivant la pratique connue, leurs raidisseurs 12 (qu'ici ont une section en "T") soudés aux faces des volumes de ballast de ces coques. Les ailes 9 des raidisseurs 8 soutiennent des panneaux rectangulaires 13 en contreplaqué par des attaches 14 (fig.3 et 4) placés sur leurs faces arrières, chaque panneau tayaut deux de ces bords garnis de bandes de fixation 16 en contreplaqué (fig.4) dans des endroits distants des bords 9 et qui permettent de relier chaque panneau à deux panneaux adjacents, grâce à des vis 17 et à une colle convenable . Les panneaux 13 constituent ainsi des parois supports pour le dispositif d'isolation thermique et sont à leur tour soutenus par les parois correspondantes de la soute 6 auxquelles ils sont parallèles. Le dispositif assurant l'isolement thermique de cette réalisation est semblable à celui qui est décrit dans le brevet français N0 69.05 366, il est constitué par des équerres de soutien 18, en bois de balsa, constituant une ossature à l'intérieur de laquelle on étale des couches de mousse de polyuréthane rigide 19, posée sur les panneaux 13 et fixées aux équerres 18 le long des plans de Jonction 20 qui sont écartés des équerres des parois support de panneaux correspondantes 'et qui sont inclinées par rapport au plan des parois supportant leur panneau respectif. là encore, comme on l'indique dans ce brevet, on a prévu des ma- fériaux de renforcement (non représentEs) entre les couches étalées. Dans la présente réalisation, les couches de mousse de polyuréthane sont étalées contre les panneaux 13 avant d'être montées dans le navire. Par conséquent, les bords des panneaux doivent être laissés sans mousse pour faciliter le montage des panneaux, la région située au-dessus des Joints de panneaux étant recouverte, par la suite, par de la mousse 21, étalée sur place, et assemblée à la mousse étalée antérieurement par des plans obliques 21a semblables aux plans 20 pour les Joints mousse/balsa. La disposition de l'isolement est décrite, plus en détail, dans la demande de brevet anglais N 36 010/72, du demandeur. La nature de l'ensemble d'isolement en mousse/balsa est suffisante pour qu'il toue son rôle de barrière secondaire et un effet d'isolement thermique supplémentaire est assuré par une couche 22 de timbres de verre. Cette réalisation comprend des cuves de chargement 23 du type auto-porteur et l'isolant garnissant la paroi inférieure lb de chaque soute 6 est réalisé sous forme de bandes écartées 24 (voir- Fig. 1 et 2) en panneaux de balsa porteurs, qui soutiennent le fond de la cuve. Les écarts entre les garnitures 24 sont remplis de couches de mousse de polyuréthane 25 et de fibres de verre 26, dont la disposition est décrite dans le brevet français NO 71-36652 correspondant à la demande de brevet anglais N048749/70. Le dessus de chaque cuve de chargement 23 est simplement isolé par une couche 27 de fibres de verre, puisqu'un cette position il n'y a pas de spécification pour les barrières secondaires. Si, au cours de l'utilisation du navire, des cloisons verticales de la coque intérieure 1 se rompent, toute eau qui fuit au travers de ces cloisons est libre de s'écouler par l'espace sé- parant ces parois et les parois supports des panneaux, et par les ouvertures 11 des raidisseurs, vers les tuyaux 28 (voir Fig.2) qui partent de la paroi inférieure lb de la coque intérieure et sont reliés aux tuyaux 29 qui permettent de remplir les volumes & ballast par les vannes de commande 30. chaque vanne 30 est de préférence équipée d'un indicateur de présence d'eau, qui net ainsi en évidence une rupture de la coque intérieure et peut être commandé. depuis la salle de commande de l'appareillage cryogénique ou depuis un autre endroit approprié. On remarque que l'espace entre le revêtement d'isolation thermique et la soute offre l'avantage supplémentaire d'étaler l'effet de toute fuite de froid par les petites fissures de l'isolant en réduisant ainsi les risques de formation de points froids sur la coque intérieure ou sur les cloisons délimitant la soute. REVENDICATIONS 1 - Navire-citerne 9 double coque pour le transport par eau de liquides froids dont la coque intérieure délimite au moins une soute prismatique qui est garnie de matière thermique- ment isolante pour recevoir une cuve pour le liquide froid, ca ractérisé par des raidisseurs (8) disposés sur les parois verticales (1,7) de la soute (6) et fixés sur les faces tournées vers l'intérieur de la soute, la garniture thermiquement isolante (18, 19) est fixée par les raidisseurs pour être écartée et res- tée parallèle aux faces de la soute, ces raidisseurs présentant des ouvertures (11) par lesquelles toute eau fuyant, pendant l'utilisation du navire, entre les parois verticales et l'isolant thermique peut s'écouler librement jusqu'au fond de la soute pour en Stre évacuée. 2 - Navire-citerne suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un certain norbre de soutes (6) est prévu, ces soutes étant séparées les unes des autres par des coffrages verticaux (5), et en ce que d'autres raidisseurs (8) sont prévus sur les faces des coffrages tournées vers l'intérieur pour fixer la gar nitare thermiquement isolante (18,19) sur ces faces, ces raidisseurs étant aussi percés d'ouvertures de drainage (11). 3 - Navire-citerne suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les raidisseurs (8) sont placés à des hauteurs correspondantes de leurs parois verticales respectives (1,7) et qu'ils sont munis de longerons. 4 - Navire-citerne suivant l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la garaiture isolante (18,19) est supportée par des panneaux (13) pontés côte-à-côte sur les raidisseurs (8). 5 - Navire-citerne suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les panneaux (13) sont en contreplaqué et sont fixés par des couvre-joints (16) et une colle convenable. 6 - Navire-citerne suivant la revendication 5 caractérisé en ce que les couvre-joints (16) sont distants des raidisseurs (8). 7 - Navire-citerne suivant l'une des revendications 4 & 6, caractérisé en ce que les panneaux (13) sont pré-formés avec la matière isolante et en ce que les zones situées au-dessus des joints de panneaux sont garnis de mousse de polyuréthane (21) formée sur place après l'assemblage des panneaux, les bords pré-formés de l'isolant thermique des panneaux présentent des joints à faces obliques (21a). 8 - Navire-citerne suivant l'une des revendications 4 à 7, caractérisé an ce que les raidisseurs (8) présentent des ailes (9) sensiblement parallèles aux parois correspondantes (1,7) et & une certaine distance de ces parois, les panneaux (13) étant montés sur ces ailes par des pinces (14) prévues sur les faces arrière des panneaux. 9 - Navire-citerne suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des canalisations d'écoulement (29) comman- dées par des vannes (30) sont prévues su bas de chaque paroi verticale (1,7) et disposées de manière & recueillir l'eau s'écoulant par les ouvertures (11) des raidisseurs (B). 10 - Navire-citerne suivant la revendication g, dans lequel des détecteurs sont associés aux vannes des canalisations de drainage pour signaler la présence d'eau.