Brevet FR2264732A1 — publié le 19751017

L'invention concerne un dispositif pour l'entreposage de liquides, notamment de pétrole et d'autres hydroearbures, avec une bulle de matière synthétique pour loger le liquide a entreposer et un bain de liquide qui reçoit la bulle. Bien que l'idée d'équilibrer dans une large mesure lapression du liquide entreposé à l'intérieur d'une bulle souple en plaçant cette bulle dans un bain de liquide remonte déJà à quelques années,cette idée n'est pas entrée jusqu'ici dans le domaine de l'application pratique pour différentes raisons. L'une de ces raisons tient au fait que le remplissage uniforme de la bulle soulève des difficultés. Si l'on veut que de semblables bulles d'entreposage soient rentables, elles doivent avoir des dimensions considérables (capacité de quelques dizaines de milliers de mètres cubes). I1 est très difficile de remplir des bulles de cet ordre de grandeur de manière suffisamment uniforme pour éviter à ecnxp sûr la formation de plis, de poches mortes, etc. qui peuvent- facilement aboutir à l'endommagement de la bulle. Le remplissage de la bulle pendant qu'elle se trouve dans le bain de liquide ne fournit aucune garantie contre ltapparition de semblables phénomènes. I1 est préférable d'étaler uniformément la bulle sur le sol sec avant son remplissage et de l'emplir dans une certaine mesure avant que le liquide dù bain ne soit admis. Mais une semblable façon de procéder est compliquée. En outre, l'étalement et le remplissage partiel de la bulle sur le sol entratnent toujours le risque d'un endommagement du fait d'inégalités du sol.A l'inverse, dans le cas du brevet français nQ 1 259 17), on commence à emplir la bulle lorsque le bain d'eau est complètement formé et, au fur et à mesure du remplissage de la bulle, on soutire de l'eau du bain jusqu'à ce que la bulle ait atteint ie volume complet de l'excavation qui délimite le bain et stapplique sur les parois de celle-ci. Mais la question de savoir quelles précautions doivent astre prises, au début du remplissage, pour que la bulle soit dépourvue de plis et de poches, nta pas été soulevee danse brevet.En effet, la toute première phase de remplissage, jusqu'à ce que le pétrole se soit répandu sur toute la surface de la bulle, revêt une importance décisive. Lorsque cet étalement du pétrole sur toute la surface de la bulle est atteint, la bulle flotte de manière pratiquement uniforme sur la surface du bain et il est possible d'habitude de poursuivre sans difficultés notables le remplissage de la bulle jusqu'à ce que celle-ci soit entièrement pleine. Mais il est difficile de parvenir, pendant la première phase de remplissage, à ce que la bulle conserve ou prenne une situation uniforme C'est pourquoi l'invention a pour but de fournir un dispositif du genre défini dans le préambule, avec lequel le remplissage-initial de la bulle puisse être contrôlé en toute sécurité et la formation indésirable de plis et de poches soit évitée dans une large mesure. La solution proposée par l'invention consiste en ce qu'on utilise, pour la bulle, une matière synthétique qui a un poids spécifique de moins de 1 kg/cm). En termes plus exacts, le poids spécifique de la matière de la bulle doit eAtre inférieur à celui du liquide du bain. En remplissant-cette condition, on s'assure que la bulle flottera sur la surface durain, même à l'état vide. I1 n'y a alors aucune difficulté à contr8ler visuellement si elle s'étale sans plis et si elle conserve également son état dépourvu de plis dans la première phase de remplissage. En tant que matière pour la bulle, on peut envisager en premier lieu l'emploi du polyéthylène à-ce point de vue. Le remplissage sans plis-ni poches dans la première phase peut être considérablement -favorisé, d'après l'invention, si l'on choisit pour la bulle une matière synthétique sous forme-de plaques assez rigides, résistant à la marche. Jusqu'ici on s'est efforcé de trouver pour la bulle une matière aussi souple que possible. En fait, il est évident que toutes les recherches ont été axées sur une matière qui permette, grâce à sa grande souplesse, un équilibrage aussi aisé que possible de toutes es tensions, et avec lequel on puisse donc s'attendre à une réduction à un minimum des pointes locales de tension, susceptibles de donner lieu à des endommagements de la bulle. Mais il s'agit là d'un préjugé qui est surmonté par l'invention.L'invention est basée sur le fait constaté que c'est précisément la grande sou plissé qui rend extrmement difficile le remplissage dans la première phase, en raison de la formation excessive de plis et de poches. La nature rigide de la matière, conformément à l'in vent ion, rend difficile la formation de plis et de poches et, de la sorte, facilite ltobtention, lors de la première phase, d'un remplissage initial uniforme et portant sur toute l'étendue de la surface de la bulle. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, cela peut être encore favorisé si l'on choisit, pour la bulle, une coupe qui est pliable à plat sans formation de plis écrasés. La forme la plus simple de la bulle selon cette règle est celle d'un tuyau souple fermé aux extrémités par une couture linéaire. Une autre possibilité de réalisation consiste à raccorder à plat par les bords deux coupes planes identiques et superposées. Une semblable forme de réalisation de la bulle permet d'étaler complètement à plat la bulle à l'état non empli sur la surface du liquide, alors que toute autre coupe présente inévitablement, à l'état vide, des plis et des poches qui peuvent donner lieu à des difficultés lors du remplissage et qui ne peuvent pas être contr8lés immédiatement à la vue lorsqu'ils se trouvent auwdessous de la surface de recouvrement de la bulle. Dans la mesure où l'état actuel de la technique se préoccupe de la question des matériaux, c'est une matière synthétique renforcée de tissu qui est conseillée--(demande de brevet allemand publiée avant examen nO 2 150 027e brevet allemand nO 1 756 713, colonne 2). Ce conseil est compréhensible si l'on considère qu'un récipient du genre en question ex-ige une grande sécurité à l'égard des endommagements qui peuvent se produire en particulier lors du transport, lors de laconfection et de la mise en place, ainsi que dans la première phase de remplissage. On ne renonce au renfort 'de tissu (brevet britannique nO 1 214 294, p. 2, lignes 44 sqq.) que dans un cas particulier dans lequel on parvient, par un choix attentif du poids spécifique du liquide du bain, à un équilibrage complet des efforts exercés intérieurement et extérieurement sur la bulle, laquelle est formée là encore d'une matière très souple, à savoir un caoutchouc nitrile de faible épaisseur. Par contre, selon une autre caractéristique de l'invention, on renonce au renfort de tissu, bien qu'un équilibrage complet des efforts à l'intérieur et à l'extérieur de la bulle ne soit pas atteint avec l'utilisation d'un bain d'eau. Cela est rendu possible par l'emploi du matériau rigide en plaques qui exclut dans une large mesure le risque d'un endommagement mécanique au cours du transport et de la manipulation de la bulle. D'autres avantages liés à l'emploi de la matière rigide en plaques, non renforcée de tissu, résident dans le fait que, contrairement aux bulles souples connues, on peut marcher sur la bulle selon l'invention et que les bords des plaques peuvent être soudées en position de recouvrement-mutuel sans qu'un renfort de tissu soit libéré au bord des lés du côté intérieur de la bulle. I1 est vrai qu'avec l'emploi d'une matière rigide en plaques et, en particulier, en renonçant à l'adaptation de la forme de la bulle à la forme dans l'espace qu'elle atteindra à l'état empli, on doit accepter dans nombre de cas la formation de-cassures dans la courbure spatiale, de quelque forme qu'elle soit, au niveau du raccordement des éléments de la coulpe qui sont primitivement plats. Mais cela n'a pas d'inconvénient si, selon une autre caractéristique de l'invention, on choisit un matériau qui présente un allongement de rupture de plus de 100 % et, de préférence, de plus de 200 %.Le polyéthylène à haute densité remplit par exemple cette condition Lorsqu'on parle de la nature rigide en plaques de la matière de la bulle dans le cadre de l'invention, on entend par là un matériau dont la résistance à la flexion est.suffisamment élevée pour qu'une bande de cette matière, fixée rigidement à ses de ses extrémités, ayant une largeur de 1 cm et une lon- gueur libre de 10 cm, cette tande étant chargée d'un poids de 100 g à son extrémité libre, ne fléchisse pas de plus de 5 cm au point de chargement et, de préférence, de plus de 3 cm, immédiatement après l'application de la charge. I1 est particulièrement avantageux d'employer un polyéthylène à densité moyennement haute (0,95 à o,96 g/cm3). On a réuni dans la colonne 1 du tableau suivant les valeurs qui ne doivent pas être dépassées vers le bas, tant individuellement en combinaison, tandis que la colonne 2 indique les valeurs qui ne doivent pas être dépassées vers lè bas de- préférence.La colonne 3 donne les valeurs relatives à une matière qui a donné des résultats particulièrement satisfaisants dans la pratique et qui est disponible dans le commerce sous le nom de marque déposée Vestolen A 4541 R. 1 - 2 3 Dureté à l'entaille DIN 53453 cm. kg/cm2 pas de rupture Tension de flexion limite DIN 53452 kg/cm2 150 250 320 Limite d'étirage ) DIN 53371 kg/cm2 100 200 240 Allongement à la limite ) Eprouvette prélevée drétirage ) sur des plaques % 12 14 16 selon DIN 53504 Résistance à la 2 déchirure kg/cm2 200 500 350 Allongement à la rupture % 300 600 800 Dureté Brinell 10" DIN 53456 kg/cm2 500 400 470 Dureté Shore C ) 85 90 95 Dureté Shore D ) DIN 53505 55 60 65 Lors de la confection delta bulle, on procède opportunément en étalant des plaques de grande étendue(par exemple 10 m de largeur et 200 m de longueur) sur des surfaces planes à côté de - l'excavation destinée au bain de liquide et en les réunissant par soudage à la forme voulue de la bulle ; puis on tratne la bulle à l'état aplati dans l'excavation. Cette manière simple de procéder serait complètement inconcevable avec des matériaux souples et mous de faible épaisseur ayant un fort coefficient de friction, car il est très probable que la bulle serait endommagée dans ces conditions. Par contre, la rigidité et la surface lisse de la matière employée d'après l'invention rendent cela possible. La soudure superposée à plat des bords des plaques aux extrémités d'une bulle en forme de tuyau souple ou au niveau du bord périphérique de deux coupes identiques superposées peut poser des problèmes lorsque le cordon de soudure est soumis à des efforts d'arrachement du fait des forces de traction dans 1a bulle. D'après l'invention, le cordon entre la partie supérieure et la partie inférieure de la bullé, qui est formé par soudage superposé à plat ou par tout autre assemblage des bords des coupes, est soulagé par deux tringles fixées l'une à autre qui enserrent entre elles la zone du cordon. L'invention est ci-après expliquée de façon plus détaillée en référence aux dessins annexés qui illustrent des exemples de réalisation préférés. La figure 1 est une coupe schématique d'une installation d t entreposage. Les figures 2 et 3 représentent deux formes différentes de bulles à l'état non rempli. La figure 4 est une coupe partielle d'un cordon bordant d'une bulle. Dans ltexcavation 1, qui est rendue étanche par revêtement avec une feuille mince de matière synthétique (non représentée), se trouve un bain d'eau 2 sur la surface duquel flotte la bulle 3 qui n1 est pas encore emplie. En raison de son faible poids spécifique, de sa rigidité et de son découpage à plat, elle s'étale sans plis sur la surface de l'eau. Si elle avait un poids spécifique supérieur à celui de liteau, elle serait immergée au moins en'partie, avec formation de plis et de poches. La première phase de l'opération de remplissage, quiet la phase criti que, peut erre contrôlée à la vue sans difficulté.On se figure- ra qu'une semblable bulle mesure par exemple 50 x 200 m dans les directions horizontales (même à ltétat empli) et 5 à 10 m en hauteur. La figure 2 illustre une forme de bulle dérivée de la forme d'un tuyau souple. On ne voit que l'extrémit-é antérieure du tuyau souple qui se compose de multiples lés 4 qui s'étendent dans la direction transversale du tuyau souple et sont réunis par des cordons transversaux 5 et un cordon longitudinal 6. Les lés individuels ont par exemple une longueur de 110 m et une largeur de 10 m. Le cordon d'extrémité 7 réunit à plat la partie supérieure et la partie inférieure de la bulle. On a représenté une forme courbe de ce cordon.Mais au lieu de cela, le cordon pourrait être également rectiligne, ce qui peut donner lieu, il est vrai, à des efforts plus intenses des matériaux lors du rem plissåge, dans la région des coings. La forme de la bulle n'est pas adaptée à la forme spatiale qu'on peut s'attendre à voir à l'état empli. Au lieu de cela, la bulle non emplie est complètement plane. L'adaptation à la forme spatiale s'effectue par allongement du matériau. Dans de nombreux cas, il peut arriver dans ces conditions que des plis se forment dans la région des coins, mais ils ne surviennent qu'au stade de remplissage avancé de la bulle et, en conséquence) ils se forment assez uniformément en soumettant le matériau à des efforts admissibles. En raison de l'extensibilité considérable et de la grande réserve d'épaisseur de paroi, les pliures et brisures qui se produisent dans des cas d'exception sont sans importance. La figure 3 représente une autre coupe aplatie dans laquelle deux parties circulaires identiques, plates, semblables à des plateaux, sont superposées et réunies au bord 8 par soudage. On peut par exemple envisager la réalisation des cordons 7 et 8 comme le montre la figure 4. Les lés en plaques 9 sont réunis dans la zone 10 et sont soudés à plat en 11. La région du cordon est serrée entre deux tringles 12 qui sont fixées l'une à autre, par exemple au moyen de boulons 13. Les efforts qui se produisent dans la région 14 et qui ont tendance à séparer le cordon de soudure, sont absorbés par les tringles 12 ; de la sorte, le cordon de soudure est soulagé. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'entreposage de liquides, et notamment d'hydrocarbures, avec une bulle de matière-synthétique destinée à loger le liquide à entreposer et à bain d'eau qui reçoit la bulle, caractérisé en ce'que la matière synthétique employée pour la bulle a un poids spécifique inférieur à 1 k/cm3. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière synthétique employée pour la bulle est le polyéthylène. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière synthétique employée pour la bulle'n'est pas armè'e. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 > caractérisé en ce qu'on utilise pour la bulle une matière synthétique en forme de plaques rigides, résistantes à la marche. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les plaques ont une épaisseur de 2 mm au moins et un allongement de rupture de 100 % au moins. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 > caractérisé en ce que la bulle peut être pliée à plat sans formation de plis écrasés. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bulle est formée par un tuyau souple fermé à ses extrémitées par un cordon de soudure linéaire 7. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bulle est formée deux parties découpées identiques, - planes, assemblées l1ùne à l'autre au bord 8. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le cordon 10 entre la partie supérieure et la partie inférieure de la bulle est formé par soudure superposée à plat ll ou par collage des bords des deux parties et par deux tringles 12 qui sont fixées l'une à l'autre et coincent entre elles la région du cordon.