Brevet FR2283857A1 — publié le 19760402

L'invention concerne généralement un procédé et un dispositif de chargement et de déchargement de navires de transport de matières gazeuses, liquides, ou solides fluidisées tels que des navires de transport de produits solides en vrac,de produits chimiques, ou bien des navires pétroliers. On sait que le déchargement ou le chargement de différents produits à l'aide d'une installation donnée à terre oblige à équiper cette installation d'un nombre de dispositifs de chargement ou de déchargement qui est fonction du nombre de produits à charger ou à décharger des navires;; I1 se pose en outre des problèmes de pollution causés par un débranchement rapide en cas d'urgence des conduites de chargement ou de déchargement reliées à des navires, ces problèmes étant paticulièrement importants du point de vue de la pollution et des risques d'accident lorsqu'il s'agit de transporter des pétroles bruts, toutes les variétés de produits pétroliers, des produits chimiques agressifs, du gaz liquéfié, des produits liquides contenant des abrasifs, des produits liquides alimentaires, des produits granuleux ou pulvérulents, etc... Un des objets due la présente invention est de résoudre les problèmes précités de façon sûre et économique, au moyen d'un dispositif de chargement et de déchargement de navires de transport de matières gazeuses , liquides ou solides fluidisées, comprenant un système de voies de chargement et de déchargement à conduites articulées montéesà terre et destinées à relier des réservoirs de navire à des installations fixe à terre, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens sélec- tifs de - branchement des voies de chargement et de déchargement d'une part sur les conduites fixes des installations à terre et d'autre part sur des conduites des réservoirs de navires, et des moyens de nettoyage automatiques desdites conduites articulées des voies de chargement entre deux opérations consécutives de chargement ou de déchargement de matières différentes, le n tions à tune L'invention concerne également un procédé de c nt et de déchargement de navires, dans lequel on charge ou on décharge des réservoirs, cales ou citernes de navires en les reliant par des conduites à des installations fixeg-28!8=-7 à terre , caractérisé en ce qu'il consiste à charger ou à décharger au moins un réservoir de navire au moyen de conduites mobiles reliées sélectivement à une installation à terre, puis à nettoyer ces conduites avant de les débrancher du réservoir de navire et de l'installation à terre, et à les rebrancher ensuite sur un autre réservoir de navire et sur une autre installation à terre pour le chargement ou le déchargement d'une matière différente. L'invention permet donc de réduire de façon importante le nombre de dispositifs de chargement ou de déchargement utilisés sur des quais d'accostage ou sur des terminaux marins, ainsi que l'importance des constructions et par voie de conséquence les investgements ou les dépenses d'exploitation. En outre, l'invention permet de réduire les risques de pollution ou d'accident conséquents à un débranchement urgent des voies de chargement ou de déchargement normalement reliées à des réservoirs de navires. L'invention sera mieux comprise et d'autres, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux au cours de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant m mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue de dessus d'un quai d'accostage équipé d'un dispositif de chargement et de déchargement selon l'invention - la figure 2 est une vue latérale d'une voie de chargement et due déchargement du dispositif selon l'invention ; et - la figure 3 représente schématiquement un dispositif de sécurité formant également dispositif de nettoyage, prévu aux extrémités des conduites fixes des installations à terre. Un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention est donc représenté vu de dessus en figure 1, installé par exemple sur un quai d'accostage 1, à côté duquel se touve amarré un navire de transport de matières gazeuses, liquides ou solides pulvérulentes ou granuleuses, dont on n'a représenté ici que les extrémités des conduites 2 de chargement et de déchargement reliées auxréservoirz cales ou citernes du navire. D'autre part, des installations fixes comprenant par exemple des réservoirs de stockage de ces matières, sont prévues à terre à une certaine distance du bord du quai 1, et elles comprennent des conduites fixes 3 de chargement ou de déchargement, dont les extrémités sont selnn l'invention réparties le long d'un arc de cercle sur le quai 1. Le centre de l'arc de cercleformé parles extrémités des conduites 3 comprend un dispositif 5 d'articulation, autour d'un axe vertical , de tubulures ou canalisatio 6 et 7 dont une extrémité est destinée à être reliée par des connecteurs hydrauliques 8 aux extrémités des conduites 3 des installations à terre. Ces connecteurs 8 assurent le centrage et le serrage l'une sur l'autre des brides de raccordement des conduites 3 et des canalisations 6,7 respectivement. En outre, les extrémités des conduites 3 sont pourvues d'un système de coupure représenté plus en détail en figure 3 et qui est commandé à partir de l'extrémité correspondante des canalisations 6,7, comme on le vera ci-dessous, Les extrémités opposées des canalisations 6 et 7sont montées chacune pivotante sur me conduite de raccordement 9, 10 respectivement, qui s'étend sensiblement à l'horizontale et qui est reliée à son extrémité opposée à une conduite verticale 11 pDrtée par un mat vertical 12 monté fixe sur le quai 1.L'extrémité supérieure de chaque conduite verticale 11 est reliée à l'extrémité d'une conduite 13 pivotante montée à l'extrémité supérieure du mât 12, l'autre extrémité de cette conduite 13 étant reliée par une articulation à une autre conduite 14 dont l'extrémité libre comporte un dispositif 15 pour le couplage hydraulique de cette extrémité de la conduite 14 sur l'extrémité correspondante de la conduite 2 d'un réservoir de navire. Avantageusement, ce dispositif 15 assure le centrage et le serrage des extrémités des conduites 2 et 14 l'une sur l'autre. Les articulations reliant chaque conduite 13 à une conduite 11 d'une part et à une conduite 14 d'autre part, permettent le pivotement de l'extrémité correspondante des conduites 13 et 14 autour d'un axe horizontal passant par l'articulatinn. Des moteurs hydrauliques (non représentés) , des poulies 16 et 17, et des cables 18 permettent le déplacement des conduites 13 et 14 dans un plan vertical , tandis que deux contre-poids 20 assurent l'équilibrage statique de chaque groupe de conduites 13, 14 dans n'importe quelle position. le dispositif comprend encore une centrale de compression d'huile 21 pour l'alimentation des vérins hydrauliques des dispositifs 8 et I5 de couplage hydraulique et des moteurs prévus aux articulations des conduites ou canalisations mobiles des voies de chargement ou de déchargement, et qui permettent de déplacer les canalisations 6 et 7 , les conduites 13 et 14. Une cabine 32 mobile permet-de commander à partir d'un pupitre 33 toutes les opérations de déplacement des conduites mobiles du dispositif de chargement et de décharge ment, les opérations de branchement et de débranchement sur les conduites 3 des installations à terre et sur les conduites 2 des réservoirs ou citernes de navires, ainsi que les opérations de nettoyage et de débranchement en cas d'urgence. Avantageusement, la cabine 32 est montée dépla çable dans l'espace au moyen d'un système de bras de support déplacés à l'aide de moteurs hydrauliques et de vérins. La commande de la rotation et de l'inclinaison de la cabine est réalisée également à partir du pupitre 33. L' exemple de réalisation du dispositif de chargement et de déchargement selon l'invention qui est ici représenté comprend donc deux voies de chargement et de déchargement, dont lUne est formée par la canalisation 6, les conduites 9,11 , 13, 14 et dont l'autre est formée par la canalisation 7 et les conduites 10, 11, 13, 14. le nombre des voies de chargement et de déchargement est donc très inférieur au nombre de conduites 3 reliées aux installations à terre et au nombre de matières gazeuses, liquides, ou solides fluidisées à transporter. Il est donc nécessaire d'assurer un nettoyage de ces voies de chargement lorsqu'elles ont servi à transporter une matière déterminée, et qu'elles doivent être ensuite branchées sur des réservoirs différents pour transporter d'autres matières. Dans ce buts, l'invention a prévu des dispositifs de nettoyage automatique des conduites des voies de chargement ou de déchargement , qui sont avantageusement combinées acprdis- positifs de coupure de sécurité prévus dans les conduites 3 fixes reliées aux installations à terre. La figure 3 représente de façon schématique un exemple de réalisation de ces moyens de coupure et de nettoyage automatique. Chaque conduite 3 fixe , reliée à une installation à terre, a par exemple la forme d'un T et comprend un tronçon cylindrique de canalisation 24 horizontal dans lequel débouche l'extrémité d'un conduit 23 relié à l'installation correspondante . Le tronçon de canalisation 24 comporte une bride sur laquelle est serrée la bride de d'extrémité correspondante de la canalisation 6,7 précitée, au moyen du coupleur hydraulique 8. Ce tronçnn de canalisation 24 comprend un piston coulissant 25 qui se termine, à son extrémité située du côté de la canalisation 6,7, par un organe de support concave 26 destiné à recevoir un élément de nettoyage 22. Dans la position représentée en traits pleins en figure 3, le piston 25 est reculé au fond du tronçon 24 de canalisation, et il a libéré le débouché du conduit 23 relié à l'installation à terre.Dans la position représentée en traits pointillés, le piston 25 est avancé en position extrême d'obturation, où il interrompt de façon étanche la communication entre l'installation à terre et la voie de chargement. Avantageusement, ce piston 25 est commandé en déplacement depuis l'extrémité correspondante de la canalisation 6,7, par exemple au moyen d'un vérin hydraulique non représenté,de telle sorte que la communica tion entre le conduit 25 relié l'installation à terre et la canalisation 6,7, correspondante n'est possible que lorsque cette canalisation 6,7 est assemblée de façon étanche sur la conduite 3 correspondante. L'élément de nettoyage 22 , qui peut avoir la forme d'une boule sphérique ou d'un piston cylindrique, a un diamètre extérieur qui est sensiblement égal au diamètre intérieur de la conduite 3, et des conduites 6,7,9, 10,11, 13, 14 des voies de chargement et de déchargement , afin de permettre leur nettoyage par déplacement dans ces conduites de l'élément 22. Pendant le transport des matières à charger ou à décharger, l'élément 22 est en permanence appuyé sur son support concave 26.Ala fin de l'opération de chargement ou de déchargement , de l'air comprimé ou un fluide sous pression est envoyé par un tuyau 27 débouchant à l'arrière du tronçon 24 de canalisation et traversant le piston 25 pour déboucher sur la surface concave du support 26. Sous l'action du fluide sous pression, l'élément de nettoyage 22 se déplace jusqu'à l'extrémité opposée de la voie de chargement , c'est-à-dire jusqu'à l'extrémité de la conduite 14 reliée à la conduite 2 du réservoir de navire , où il est maintenu. Un dispositif, non représenté, pré à l'extrémité de la conduite 14 signale l'arrivée de l'élément de nettoyage.Ensuite, cet élément de nettoyage est ramené à san point de départ dans le tronçnn de canalisation 24 , soit en envoyant un fluide sous pression dans l'extrémité de la conduite 14 après avoir fermé une vanne de la conduite 2 du réservoir de navire, soit en branchant cette extrémité de la conduite 14 sur l'extrémité d'une conduite à terre reliée à un dispositif d'alimentation en fluide sous pression Dans certains cas, un second nettoyage peut être nécessaire, et pour cette raison le dispositif comprend (figure 1) une conduite 28 dans laquelle sont introduits des éléments de nettoyage , et qui est reliée à un dispositif 29 d'alimentation en fluide sous pression, par exemple un compresseur.Une conduite disposée comme la conduite 28 sur l'arc de cercle formé par les conduites 3, estreliée à une poubelle 30 et permet de recevoir les seconds éléments de nettoyage lorsqu'ils ont servi A chaque extrémité de l'arc de cercle formé par les conduites 3, se trouve également une conduite factice 31 permettant l'accrochage des extrémités des conduites 14 lorsque le dispositif de chargement et de déchargement n'est pas utilisé. Avantageusement, l'invention a également prévu divers moyens permettant de surveiller et de détecter la position d'un navire par rapport au quai 1 auteurs des opérations de chargement et de déchargement. Ces moyens, utilisés isolément ou en combinaison, peuvent comprendre des sondes émettrices d'ultra~sxs pour détecter la position et la distance du navire par rapport à l'appontement , des butées hydrauliques par exemple pour contrôler la position angulaire des voies de chargement par rapport à un axe vertical (par exemple la position angulaire des conduites 11,13, 14) , ainsi que des moyens pour mesurer l'ouverture dans un planwrtical du compas formé par les conduites 11, 13, 14. Il est ainsi possible de déterminer exactement la position du navire par rapport à l'appontement, et cela dons les trois dimensions de l'espace. Ces moyens de surveillance et de détection sont reliés au pupitre 33 de la cabine 32, le dispositif comprenant avantageusement un circuit de sécurité à déclenchement automatique provoquant le débranchement des conduites 14 de sur les eonduites 2 des réservoirs de navire, lorsque le navire s' est écarté du quai de façon trop importante, et que l'opérateur n'a pas réagi à temps. Le débranchement automatique peut avoir lieu en plusieurs étapes espacées dans le temps, de façon à laisser à l'opérateur un certain temps entre chaque étape soit pour interrompre le processus de débranchement, soit pour éventuellement l'accélérer ou le modifier. On notera également que , dans l'exemple de réalisation représenté dans les dessins, les conduites 3 fixes sont réparties le long d'un arc de cercle dans le même plan horizontal. Pour faciliter le branchement des voies de chargement sur les conduites 3 appropriées , au moins uredes canalisations 6,7,par exemple la canalisation 7, compote une articulation autour d'un axe horizontal au voisinage de son extrémité de branchement, comme représenté dans les figures 1 et 2, et cette canalisation 7 ne se trouve pas dans le même plan horizontal que la canalisation 6.Ainsi, lorsque la canalisation 6 est branchée sur une conduite 3, on peut débrancher la canalisation 7 de sur la conduite 3 , faire basculer son extrémité autour de l'articulation précitée, pour faire passer la canalisation 7 de l'autre côté de la canalisation 6, et la rebrancher sur une conduite 3 appropriee le fonctionnement du dispositif de chargement et de déchargement qui vient d'être décrit est donc le suivant. Selon le type de matières à transporter, une extrémité d'une voie de chargement est branchée sur une conduite 3 fixe reliée à une installation à terre. L'extrémité opposée de la voie de chargement est branchée sur la conduite correspondante du réservoir ou de la citerne du navire, les liaisons étant assurées par les coupleurs hydrauliques 8 et 15. lorsque les branchements étanches sont réalisés, les conduites 13 et 14 sont laissées flottantes, de façon à pouvoir suivre le navire dans de petits déplacements, tandis que le dispositif de coupure prévu dans la conduite 3 est actionné à partir de l'extrémi- té de la canalisation correspondante 6,7, de façon à permettre la communication entre cette canalisation et l'installation à terre.La matière à transporter est alors chargée dans le navire ou déchargée de celui-ci d'une façon connue en soi, jusqu'à remplissage complet ou partiel du réservoir ou de la citerne du navire, ou son vidage complet ou partiel . Si nécessaire, une opération de nettoyage est ensuite effectuée au moyen d'un élément 22 qui est envoyée depuis la conduite 3 fixe à terre jusqu'à l'extrémité de la conduite 14, puis qui est ensuite renvoyée à son point de départ dans la conduite 3. Si nécessaire, un second et un troisième nettoyage peuvent être effectués au moyen de la conduite 28 reliée au dispositif 29 et de la conduite et du dispositif 30 de réception des éléments de nettoyage. En cas d'incident, par exemple lorsque le navire s'est trop éloigné du quai 1, l'opérateur placé dans la cabine 32 peut commander le débranchement rapide des voies de chargement. Pour cela, il y a par exemple émission de signaux d'alarme lumineux et sonores , arrêt du groupe de pompage, fermeture des vannes et du dispositif de coupure de la enduite 3 en cas de chargement, ou fermeture des vannes des conduites 2 en cas de déchargement,puis évacuation du produit contenu dans la voie de chargement et de déchargement. La déconnexion automatique des conduites 14 , ainsi que leur amenée en position flottante , peut avoir lieu ensuite. Ces opérations peuvent également être effectuées automatiquement sous commande des moyens de surveillance et de détection automatiques précités. Après une opération de chargement ou de déchargement, l'opérateur peut faire procéder à un nettoyage comme précité, puis il commande le déplacement des canalisations 6 et 7 d'une part et des conduites 13 et 14 d'autre part, au moyen des moyens hydrauliques prévus à cet effet, pour les amener respectivement en face des conduites 3 fixes correspondantes et des conduites 2 correspondantes des réservoirs de navires. La chargement et le déchargement de navires sont donc assurés de façon simple , sûre et rapide grâce au dispositif selon l'invention. De nombreuses variantes pourraient être apportées à ce dispositif , sans sortir du cadre de 1' invention . En particulier, les conduites fixes à terre 3 pourraient être disposées dans deux plans horizontaux parallèles, et on pourrait également prévoir plus de deux voies de chargement et de déchargement ; ou bien une seule voie unique. L'invention n'est donc nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu a titre d'exemple. En particulier , elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons , si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention et mises en oeuve dans le cadre des revendications qui suivent. R E Y B N D I C A T I O N S. 1. Dispositif de chargement et de déchargement de matières gazeuses , liquides, ou solides fluidisées, par exemple transportées à bord de navires, comprenant un système de voile de chargement et de déchargement à conduites articulées montées à terre et destinées à relier des réservoirs de navire à des installations à terre, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens sélectifs de branchement des voies de chargement et de déchargement d'une part sur des conduites fixes des installations à terre et d'autre part sur des conduites des réservoirs de navire , et des moyens de nettoyage automatique desditas voies de chargement entre deux opérations consécutives de chargement ou de déchargement de matières différentes, le nombre de voies chargement et de déchargement étant très inférieur au nombre desdites conduites fixes des installations à terre et au nombre de matières différentes à charger ou à décharger. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque voie de chargement et de déchargement comprend une canalisation mobile dont une extrémité est destinée à être sélectivement reliée à une conduite fixe d'une installation à terre et dont l'autre extrémité est articulée autour d'un axe vertical et est reliée par une canalisation fixe à une extrémité d'une conduite articulée en plusieurs parties mobiles dans un plan vertical, qui est elle même destinée à être reliée par son extrémité libre à une conduite d'-un réservoir de navire. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités libres desdites conduites fixes des installations à terre sont disposées le long d'un arc de cercle autour de l'axe vertical d'articulation de la canalisation précitée. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités mobiles desdites voies de chargement et de déchargement sont relies par des coupleurs hydrauliques aux conduites précitées des installations à terre et des réservoirs de navire 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque conduite fixe précitée d'une installation à terre comprend un dispositif de coupure ou d'obturation commandé à partir du coupeur hydraulique de l'extrémité correspondante d'une voie de chargement et de déchargement. 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le dispositif de coupure ou d'obturation précité comprend un piston mobile à l'intérieur de laconduite fixe d'une installation à terre entre deux positions dont l'une permet la communication entre l'installation à terre et la voie de chargement ou de déchargement, et dont l'autre ferme complétement cette communication, ledit piston se terminant du côté de l'extrémité ouverte de ladite canalisation fixe à terre par un élément de support concave destiné à recevoir un élément de nettoyage desdites voies de chargement et de déchargement. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de nettoyage précités des conduites des voies de chargement et de déchargement comprennent l'élément de nettoyage précité , dont le diamètre extérieur correspond sensiblement au diamètre intérieur desdites conduites, et des moyens de propulsion de cet élément d'un bout à l'autre d'une voie de chargement. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de propulsion comprennent un conduit d'amenée de fluide sous pression débouchant à travers le piston précité sur la surface concave de l'élément support précité, permettant de pousser l'élément de nettoyage depuis la conduite fixe de l'installation à terre jusqu'à la conduite de réservoir de navire , à travers toute la voie de chargement et de décharge ment. 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de renvoi dudit élément de nettoyage à son point de départ après un premier passage dans une voie de chargement et de déchargement. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ces moyens de renvoi comprennent une canaliaation d'amenée de fluide sous pression sur laquelle est susceptible d'être branchée l'extrémité de la voie de chargement normalement reliée à une conduite d'un réservoir de navire, ou bien qui peut être branchée à l'entrée de ladite conduite de réservoir de navire après fermeture de celle-ci au moyen d'une vanne. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande automatique et/ ou semi-automatique des coupleurs hydrauliques précités, de moteurs hydrauliques de déplacement des conduites et canalisations mobiles des voies de chargements et de déchargement précitée , et des moyens de nettoyage automatiques. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens d'alarme et de surveillance et de détection de la position d'un navire par rapport à un quai sur lequel est monté le dispositif de chargement et de déchargement précité, ces moyens étant reliés à des dispositifs de canmxde mrtiques de ditErcit* d,encasd'ursdes voies de chargement et de déchargement de sur les conduites de réservoirs de navires. 13. Procédé de chargement et de déShargement de matières gazeuses, liquides, ou solides fluidisées, transportées par exemple à bord de navires, selon lequel on charge ou on décharge des réservoirs, cales ou citernes de navire en les reliant par des conduites à des installations à terre caractérisé en ce qu'il consiste à charger ou à décharger au moins un réservoir de navire au moyen de conduites mobiles reliées à une installation à terre, puis à nettoyer ces conduites avant de les débrancher du réservoir de navire et de l'installation à terre, et à les rebrancher ensuite sur un autre réservoir de navire et sur une autre installation à Xrre pour le déchargement ou le chargement d'une matière différente. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le nettoyage des conduites consiste à racler l'intérieur de cesoenduites au moins dans un sens, et à répéter éventuellement cette opération autant que nécessaire. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le nettoyage précité est effectué au moyen d'un élément de nettoyage de forme par exemple cylindrique ou sphérique, qui est propulsé par un fluide sous pression à l'intérieur des conduites précitées d'un bout à l'autre des voies de chargement et de déchargement, par exemple à partir de l'extrémité reliée àme installation à terre.