Brevet FR2283389A1 — publié le 19760326

L'invention concerne généralement un réservoir de stockage de gaz liquifié, et -'plus particulièrement une structure calorifuge pour un tel réservoir. On connaît déjà et on a utilisé divers types de réservoirs de stockage, tels que des réservoirs auto-porteurs, des réservoirs à membrane, etc... pour des navires ou analogue de transport de gaz liquifié. Les structures calorifuges des réservoirs à membrane ne doivent pas seulement empêcher un refroidissement excessif de la coque du navire et une vaporisation excessive du gaz transporté, mais elles doivent avoir également une résistance suffisante pour transmettre les charges, qui lui sont appliquées par les gaz liquéfiés-transportés, à la coque du navire. Dans le passé, des éléments isolants en balsa ayant une résistance élevée étaient utilisés dans une telle structure, mais le balsa est très cher, ce qui augmente le coût de fabrication d'une structure calorifuge.De plus la résistance du balsa est limitée de sorte qu'unie structure calorifuge d'un réservoir de stockage ne peut être prévue pour une certaine capacité supérieure à une valeur prédéterminée. On a également utilisé des structures calorifuges pour réservoirs de Sbkage de gaz liquifié du type comprenant-un cadre ou un bâti en bois de charpente ayant une résistance élevé, et dont les espaces libres sont remplis de matériaux calorifuges tels que la perlite. Toutefois, cette structure calorifuge présente uninconvénient en ce sens qu'elle nO peut être fixée au revêtement intérieur de la coque d'un navire de transport de gaz liquéfié, à moins que ce revêtement intérieur ait un degré élevé de planéité ou d'état de surf ace.De plus, cela présente le danger que le cadre ou châssis précité soit plus ou moins écrasé par la charge exercée dans la direction perpendicula ire à la direction des grains ou du fil du bois des éléments utilisés. Pour résoudre ce problème, le cadre ou châssis peut être renforcé par de nombreuses poutres en bois disposées perpendiculairement aux directions du fil ou du grain des éléments de structure en bois. Toutefois, cet agencement produit une réduction de l'efficacité du calorifugoege étant donné que les matériaux calorifuges doivent être réduits dans un volume égal à la somme des volumes des armatures ou des poutres de bois utilisés. L'objet principal de l'invention est donc de résoudre le problème précité et d'éliminer pratiquement les inconvénients précités, inhérents aux structures calorifuges connues des réservoirs de stockage de gaz liquéfié du type à membrane. Selon l'invention, la paroi exttrieure de réservoir d'un réservoir de stockage de gaz liquéfié est recouverte d'une pluralité d'unités calorifuges à structure en sandwich, chaque unité comprenant une pluralité de poutres ou solives disposées écartées les unes des autres et prises en sandwich entre une paire d1élé- ments formant plaques supérieure et inférieure, et des matériaux isolants remplissant les espaces définis entre les poutres et les éléments formant plaques supérieure et inférieure, chaque poutre ou solive comprenant une paire d'élémentsen forme de plaque en un matériau. capable d'offrir une résistance suffisante même aux températures cryogéniques et écartées l'une de l'autre d'une distance prédéterminée par des entretoises, des matériaux isolants remplissants les espaces définis entre les éléments formant plaques et les entretoises. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, 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 un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels :: - La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un navire de transport de gaz liquéfié dans lequel une structure calorifuge selon l'invention est montée entre sa coque et la paroi de réservoir interne; - La figure 2 est une vue en perspective d'une poutre ou solive utilisée dans la structure calorifuge selon l'invention - ta figure 3 est une vue schématique de dessus d'une unité calo rifuge à structure en sandwich faisant partie de la structure calorifuge selon l'invention ; - La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 3 - La figure 5 est une vue en coupe selon la ligne B-B de la figure 3, et - La figure 6 représente schématiquement les procédés. d'assemblage et de réunion des unités adjacentes des structures en sandwich et leur fixation au revêtement intérieur de la coque d'un navire. En figure 1, on a représenté une structure calorifuge 3 selon I'invention, placée entre une paroi de réservoir 1 et un revêtement intérieur 2 de la coque du navire, et comprenant une pluralité d'unités Il à structure en sandwich qui vont être décrites ci-dessous. Chaque solive ou poutre 7 des unités 11 comprend, comme représenté en figure 2, une paire de feuillesde contre-plaqué 4 écartées à une distance appropriée par des entretoises 5, et un matériau isolant 6 remplissant l'espace compris entre les feuilles 4. Les solives ou poutres 7 sont disposées et écartées l'une de d'une distance appropriée au-dessus dtune plaque de fond 8,et une plaque supérieure 10 est fixée sur ces poutres après qu'un matériau isolant 9 ait été placé dans les espaces définis par les poutres 7 et la plaque de fond 8, comme représenté dans les figures 3, 4 et 5. Une pluralité d'unités 11 à structure en sandwich ayant la construction précitée sont fixées au revêtement intérieur 2 dtune coque de navire de telle façon que la structure calorifuge 3 puisse- être assemblée. On va maintenant décrire le procédé de fixation des unités 11 à structure en sandwich sur le revêtement intérieur 2. Comme représenté en figure 6, les unités Ilsont fixées au revêtement intérieur 2 avec des boulons 13 s'étendant à travers des parties en saillie 12 des unités 11. De façon à permettre à la structure calorifuge 3 ainsi formée de supporter'les charges transversales qui agissent sur elle parallèlement au révêtement intérieur 2, les bords latéraux des plaques de fond 8 sont pressés contre ou amenés en contact étroit avec des barres plates ou d'autres éléments 14 formés de façon appropriée fixés au revêtement intérieur 2. Si cet agencement est impossible, des matériaux de remplissage appropriés peuvent être placés dans les espaces compris entre les plaques de fond 8 et les barres plates 14. Ainsi le revêtement intérieur 2 peut supporter par l'intermédiaire des barres plates 14 les charges transversales agissant sur la structure calorifuge 3. Si l'on désire installer une barrière secondaire en feuilles de contreplaqué entre la paroi interne de réservoir 1 et la structure calorifuge 3, les bords latéraux des plaques supérieures 10 des unités 11 sont échancrés, entaillés ou dentelés comme représenté en figure 6, et une plaque de liaison 15 ayant des échancrures ou des encoches correspondantes est fixée sur les plaques supérieures adjacentes 10 pour les réunir. Ensuite, les matériaux d'étanchéité 16. sont appliqués aux poutres ou solives entre les plaques de liaison 15 et les plaques supérieures 10. Ainsi, les plaques supérieures 10 des unités 11 peuvent former la barrière secondaire. Les charges venant de la paroi interne de réservoir 1 ou de la barrière secondaire (non représentée) sont transmises par les plaques supérieures 10, les poutres ou solives 7, et les plaques de fond 8 au revêtement intérieur 2. Ainsi, la coque du navire supporte toutes les charges exercées par la paroi de réservoir 1. Lorsque des charges transversales sont exercées sur la structure calorifuge 3, les solives 7 sont soumises à des forces de cisaillement, qui sont transmises aux plaques de fond 8 et tendent à provoquer leur déplacement latéral, mais les plaques de fond 8 sont montées solidaire du revêtement intérieur 2 par les barres plates 14 de telle sorte que ces charges transversales sont également transmises et distribuées au revêtement intérieur 2. Pour la fabrication de la solive 7 et des unités 11 à structure en sandwich, un matériau artificiel en mousse tel que du polyuréthane, peut être amené directement dans les solives 7 et dans les unités Il en les remplissant, par des trous formés dans les feuilles de contreplaqué 4 et dans les plaques supérieures ou de fond 10 ou 8, de telle sorte que ce matériau peut être transformé sous forme de mousse sur le lieu même de fabrication. L'écartement ou la distance entre les solives 7 pour le support de la plaque de fond 8 et de la plaque supérieure 10 peut être choisi de façon appropriée en fonction de la résistance de la paroi' de réservoir 1 et/ou de la barrière secondaire, et en fonction du degré de fendillement des matériaux isolants 6 et 9 à basse température . L'écartement ou la distance peut varier également en fonction de la différence dans les charges exercées par la paroi de réservoir 1 (les charges exercées sur la structure calorifuge 3 étant différentes, par exemple, entre le fond et le haut du réservoir interne 1) de telle sorte que des solives 7 ayant la meme surface en section transversale peuvent être utilisées. Les avantages importants obtenus grâce à la structure calorifuge selon l'invention vont maintenant être expliqués brièvement ci-dessous - Les charges exercées sur la structure calorifuge peuvent être supportées par les solives, ctest-à-dire par leurs feuilles de contreplaqué et leurs entretoises de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire de prendre en considération la résistance des matériaux calorifuges utilisés. Ainsi, des matériaux calorifuges bon-marché peuvent être avantageusement utilisés. - Etant donné que les faces ou les plaques de fond et supérieures des unités à structure en sandwich sont supportés par les solives, la surface générale de support est augmentée. Même lorsque cette surface de support est augmentée, les solives ellesmêmes comprennent des matériaux isolants ou calorifuges remplissant leur espace libre, de sorte que l'efficacité générale du calorifugage ntest absolument pas diminuée. - Etant donné que les charges exercées par les plaques supérieures et les plaques de fond sont supportées par les feuilles de contreplaqué 4 des solives dans la direction de leurs fils croisés, la résistance de la structure calorifuge peut être grandement augmentée. - Même lersque les charges exercées par la paroi du réservoir interne varient d'un endroit à l'autre, elles peuvent être supportées de façon appropriée lorsqu'on modifie simplement les écartements ou distances entre les solives ayant la même surface de section transversale, de telle sorte que le nombre de composants de la structure peut être réduit, et que divers types de structures calorifuges capables de resister à des conditions diverses de charge peuvent être fabriqués de façon simple. C'està-dire que la fabrication non seulement des poutres et chevrons mais également celle des unités à structure sandwich peut'être mécanisée, ce qui se traduit par une réduction du coût et une économie de travail. - Etant donné que la production en série des unités de structure en sandwich est possible dans une usine située à l'extérieur d'un chantier de construction navale ou analogue, la construction des structures calorifuges dont la nature est tout à fait différente de celle de la construction navale, peut être effectuée indépendemment et plus facilement. - Les unités adjacentes à structures en sandwich peuvent être réunies l'une à ltautre par réunion directe des plaques de fond adjacentes et/ou par réunion des plaques adjacentes supérieures par les plaques de liaison. I1 n'est absolument pas nécessaire de réunir les poutres ou armatures d'une unité à celle de l'unité adjacente. Ainsi, 1 t assemblage de la structure calorifuge peut être grandement facilité, sans diminuer pour autant la résistance ou la rigidité des unités. - La lègère déformation du revêtement intérieur de la coque dlun navire peut être absorbée par l?ajustement approprié de ltépais- seur des plaques de fond, et les plaques supérieures peuvent former la barrière secondaire . Ainsi, il ntest plus nécessaire d'améliorer la planéité ou ltétat de surface du revêtement interne avec un degré élevé de précision. - Les charges transversales agissant en direction parallèle revêtement interne peuvent être supportées sans modification des unités à structure en sandwich. Bien que dans la description qui précède, l'invention soit appliquée à un navire de transport de gaz liquéfié, on comprend facilement qu'elle peut être également appliquée aux réservoirs de stockage de gaz liquéfié montés à terre. Dans ce cas, la charge exercée par la paroi de réservoir interne est supportée naturellement par la paroi externe de réservoir. Il est donc bien entendu que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit représenté, qui n'a été donné quà 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 suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Structure calorifuge pour réservoir de stockage de gaz liquéfié, caractériséeen ce qu'elle comprend une pluralité d'unités calorifuge à structure en sandwich fixétgà la paroi externe dudit réservoir de stockage, chaque unité à structure en sandwich comprenant une pluralité de solives ou poutres disposées écartées les unes des autres et placées entre des éléments formant plaques supérieures et plaques de fond en un matériau tel que du bois, du plastique ou analogue capable de résister à des températures extrêmement basses ou cryogéniques, et des matériaux isolants ou calorifuges remplissant les espaces définis par lesdites solives et lesdits éléments formant plaques, chaque solive comprenant une paire de feuilles en un matériau tel que du bois, du plastique ou analogue capable de résister à des températures extrêmement basses ou cryogéniques, et écartées l'une de l'autre par des entretoises d'une distance prédéterminée, des matériaux isolants remplissant le ou les espaces définis par ladite paire de feuilles et lesdites entretoises. 2. Structure selon la revendication 1, caractériséeen ce que chacun desdits éléments formant plaque ou feuille de fond des unités à structure en sandwich est pourvu; de prolongements en saillie pour fixation à la paroi externe de réservoir. 3. Structure selon la revendication 1, caractériséeen ce que les bords latéraux adjacents des éléments formant plaques supérieures des'unités adjacentes à structure en sandwich sont échancrés, entaillés, ou dentelés et réunis par un élément formant plaque de liaison qui comprend des entailles ou encoches correspondantes et dont la surface supérieure est sensiblement coplanibe avec les surfaces supérieures des éléments adjacents formant plaques supérieures. 4.Structure selon la revendication 1, caractériséeen ce que les bords latéraux desdits éléments formant plaques de fond des unités à structure en sandwich sont pressés contre des barres plates ou analogues fixées à la paroi externe de réservoir, ou bien des matériaux de remplissage sont placés dans les espaces compris entre lesdits bords latéraux adjacents desdits éléments formant plaques inférieures. 5. Structure selon la revendication 1, caractériséeen ce que les éléments formant plaque de fond des unités à structure en sandwich sont pourvus de prolongements en saillie pour fixation à la paroi externe de réservoir, ces prolongements étant pressés contre des barres plates ou analogu fixées à la paroi extérieure de réservoir ou contre des matériaux de remplissage, et les bords latéraux adjacents des éléments adjacents formant plaques supérieures des unités adjacentes à structure en sandwich sont échancrés ou entaillés et réunis par un élément formant plaque de liaison qui comprend des encoches ou entailles correspondantes et dont la surface supérieure est sensiblement coplanaire avec celles des éléments adjacents formant plaques supérieures.