Brevet FR2302982A1 — publié le 19761001

a présente invention concerne généralement et a essentiel lement pour objet, i titre de produit industriel nouveau, un semi-produit formant matériau de construction, de revêtement, de garnissageoua de structure stratifiée étanche et les diverses applications et utilisations résultant de sa mise en oeuvre ainsi que les divers systèmes, ensembles, bâtiments ou constructions, Squipements et installations, tels que notamment des enceintes perfectionnées cryogéniques ou analogues, pourvus d'un tel matériau.L'invention se rapporte également aux éléments ou articles de construction formant en particulier panneaux ou blocs éventuellement composites modulaires ou plaques composites de garnissage, de revêtement, de remplissage ou analogue contenant le matériau précité ainsi qu'aulx enceinte s formant réservoirs, cuves, citernes, récipients ou enveloppes de confinement analogues comportant de tels éléments de construction. Dans 1' état antérieur de la technique, on connaît actuellement des réservoirs calorifugés étanches d'emmagasinage, de conservation, de transport ou de stockage notamment de fluides très froids et plus spécialement de liquides à très basse température comme par exemple des gaz naturels ou du méthane liquéfiés qui sont en particulier contenus dans une cuve à parois multiples notamment du type dit intégré à une structure rigide externe formant enveloppe autoportante, ladite cuve comprenant une enveloppe extrême interne de confinement direct du fluide contenu, placée à l'intérieur et espacée de l'enveloppe externe et présentant une paroi mince formant membrane imperméable flexible constituée le plus S uvent en tôle ou feuille métallique mince d'aluminium, d'acier inoxydable, d'alliage invar ou de tout autre métal à propriétés ou qualitéséqui valentesde résistance aux très basses températures. L'espace intermédiaire, entre les enveloppes extrêmes précitées respective ment externe et interne, est rempli d'une couche intermédiaire thermiquement isolante relativement épaisse, fixée à la structure externe pour dtre supportée par celle-ci et dont elle sépare la membrane précitée qui est appliquée contre ladite couche intermé divise qui est de préférence en une substance ou d'une composition susceptible de supporter des charges mécaniques (telles que poids, pression hydostatique, forces d'inertie, contraintes ou efforts dynamiques, etc) appliquées par la masse du fluide contenu et de les transmettre à ladite structure externe.La membrane métallique précitée est soit pratiquement insensible à des variations dimensionnelles causées par des déformations, telles que contractions et dilatations d'origine thermique lorsqu'elle est en alliage invar par exemple ou bien elle contient de la matière en excès par exemple sous forme d'ondulations, plissages ou formations pliées similaires permettant d'absorber de telles déformations thermiques lorsqu'elle- est en un autre métal De tels réservoirs,notamment pour la conservation ou l'emmagasinage de gaz naturels liquéfiés (généralement conservés à une pression voisine de la pression atmosphérique ambiante),peuvent soit constituer des enceintes de stockage fixes ou bien des réservoirs de transport montés à bord de navires-citernes ou de véhicules roulants, auquel cas la cuve du réservoir est intégrée soit à la coque du navire dont elle forme alors la cale de chargement de cargaison liquide, soit à la caisse du véhicule roulant, cette coque ou caisse constituant alors la structure autoportante ou enveloppe rigide externe précitée La membrane métallique précitée, dont la face interne ou exposée est en contact direct avec le fluide contenu, constitue ce que l'on appelle une barrière d'étanchéité primaire mais l'enveloppe extrême interne, formée par cette membrane, est souvent doublée par au moins une autre enveloppe intermédiaire à paroi imperméable, placée entre la structure ou enveloppe externe précitée et ladite barrière primaire pour constituer une barrière d'étanchéité de sécurité dite secondaire qui est fréquemment sensiblement identique ,par ses nature et configuration,à la bar rière d'étanchéité primaire De telles membranes métalliques, formant barrières d'étanchéité respectivement normale (ou principale) et de sécurité (ou auxiliaire), présentent l'inconvénient autre d'une élaboration, fabrication, confection ou préparation ainsi qué d'une mise en place, d'un montage, d'un assemblage et d'une fixation relativement complexes donc coûteux et généralement réalisées en des métaux nobles par conséquent onéreux tout en étant relativement lourdes. L'invention a donc principalement pour but de supprimer les inconvénients précités en créant un nouveau matériau formant semi-produit stratifié étanche cas oubfe relativement mince et souple qui est caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois couches ou nappes superposées continues de matière flexible, résistant au froid intense, assemblées ou réunies par collage, soudage ou liaison adhérente superficielle analogue et comportant - a) au moins une première couche extrême ou couche externe formant support tenace ou mécaniquement résistant; - b) au moins une couche intermédiaire ou centrale constituée par un film ou une pellicule imperméable; et - c) au moins une seconde couche extrême ou couche interne ou exposée formant revêtement de protection au moins mécanique et au moins temporaire Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche intermédiaire précitée est métallique tandis que les couches extrêmes précitées sont non métalliques et de préférence en des matières synthétiques ou substances artificielles appropriées aux conditions technologiques et exigences fonctionnelles imposées par leur utilisation de destination. Le nouveau matériau conforme à l'invention présente l'avantage d'une fabrication et d'une mise en oeuvre extrêmement simples eut faciles ainsi que d'une pose aisée notamment par simple collage, de sorte qu'il est d'da usage et d'une production très économiques tout en présentant d'excellentes qualités de tenue au froid, d'endurance mécanique, de durabilité et de conservation physiques. Selon que la seconde couche extrême précitée est destinée à rester exposée ou découverte (notamment dans le cas où le matériau doit former une barrière primaire d'étanchéité) ou bien à être recouverte ou masquée (par exemple dans le cas où ce matériau doit former une barrière secondaire), la nature ou constitution de cette couche est différente et adaptée à l'emploi auquel le matériau est destiné. L'invention vise aussi un réservoir calorifugé étanche pour fluides très froids, du type défini précédemment et qui est caractérisé en ce que sa barrière primaire d'étanchéité est constituée par le matériau précité dont la seconde couche extrême est alors appropriée à cette fonction. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans le cas où le réservoir précité comporte au moins une barrière secondaire d'étanchéité, celle-ci est constituée par le matériau précité dont la seconde couche extrême est adaptée à cette fonction. L'invention sera mieux -comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs illustrant divers modes de réalisation spécifiques actuellement préférés de l'invention et dans lesquels - la figure 1 représente une vue fragmentaire en perspective, partiellement coupée ou arrachée, montrant le nouveau matériau pour barrière d'étanchéité primaire dont les diverses couches constitutives ont été partiellement séparées à leur partie extrême pour mieux révéler la composition du matériau;; - la figure 2 est une vue semblable à la précédente mais représentant le matériau destiné à former une barrière d'étanchéité secondaire; et - la figure 3 est une vue en coupe transversale, à plus petite échelle, dtun réservoir cryogénique auquel est incorporé le matériau précité. Selon l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, le nouveau matériau pour barrière primaire d'étanchéité, désigné d'une façon générale par le chiffre de référence 1, comprend une couche extrême externe ou cachée 2 constituée de préférence en un tissu de fibres minérales telles que des fibres de verre par exemple QI en un textile chimique (artificel ou synthétique) équivalent. La couche intermédiaire 3 est en une pellicule ou feuille mince de métal tel que l'aluminium, l'acier inoxydable, l'alliage dit invar ou tout autre métal noble équivalent.La couche extrême interne 4, dont la face intérieure est destinée à rester exposée et en con tact direct avec le fluide cryogénique contenu, forme un revête- ment étanche de sécurité, de préférence élastique, constitué notamment soit par un élastomère polyuréthane tel que la substance connue sous la dénomination "Adiprène", soit par un élastomère silicone tel que la substance connue sous l'appellation de "Prigétan" ou bien encore en une matière plastique artificielle ou synthétique équivalente. À titre purement indicatif, la couche extrême externe 2 possède une épaisseur d'environ 0,3 mm et llépaisseur de la couche extrême interne 4 est d'environ 1 mm tandis que l'épaisseur de la couche intermédiaire 3 peut être de quelques centièmes de millimètre. La figure 2 représente la composition du nouveau matériau 1' destiné à former une barrière d'étanchéité secondaire. les couches respectivement extrême externe 2 et intermédiaire 3 possèdent respectivement la meme constitution que dans le cas de la barrière primaire d'étanchéité tandis que la couche extrême interne 4' est ici en une substance destinée à faciliter le collage et qui est par exemple sensiblement identique par ses nature et épaisseur à celle de la couche extrême externe 2. Par conséquent, la couche 4' peut être constituée en un tissure fibres minérales telles que des fibres de verre ou en un textile chimique (artificiel ou synthétique) équivalent et présen ter une épaisseur d ' environ3mm, de de sorte que l'ensemble 1 forme une sorte de structure en sandwich. La figure 3'représente une forme d'exécution de réservoir cryogénique 5 auquel le matériau précité est appliqué. Ce réservoir comprend une enveloppe rigide externe 6 par exemple métallique ou en béton armé ou précontraint dans le cas d'un réservoir de stockage fixe à terre ou bien constituée par la double coque d'un navire-citerne de transport ou par la caisse d'un véhicule roulant dans le cas d'installations mobiles ou ambulantes.L'enveloppe interne imperméable 1, formant barrière primaire d'étanchéité, a sa paroi constituée par une membrane formé par le matériau représenté sur la figure l et. le réservoir peut comporter au moins une enveloppe intermédiaire étanche de sécurité 1' formant barrière d'étanchéité secondaire dont la paroi est constituée par le matériau représenté sur la figure 2 Les barrières d'étanchéité respectivement primaire l et secondaire 1' sont écartées l'une de l'autre en étant espacées de la paroi de l'enveloppe externe 6 et les espaces intermédiaires, ainsi délimités entre les deux barrières 1, 1', d'une part et la barrière secondaire 1' et l'enveloppe externe 6, d'autre part, sont remplis par des couches de matière thermiquement isolante respectivement 7 et 8, par exemple en matière cellulaire plastique, mousse ou expansée,en bois de balsa ou en une autre substance solide ou cohérente équivalente contre la surface correspondante adjacente desquelles les barrières respectivement primaire 1 et secondaire 1' sont respectivement fixées par collage. Comme déjà indiqué précédemment, les couches constitutives du matériau aussi bien selon la figurel qe selon la figure 2 sont assemblées mutuellement par collage. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à 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. RVEND i CÂT iONS 1. Matériau formant semi-produit de construction stratifié étseche,enMeuSUecublfie relativement mince et souple, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois couches ou nappes superposées continues de matière flexible, résistant au froid intense, asemblées par collage, soudage ou liaison adhérente superficielle analogue et comportant - a) au moins une première couche extr8me formant support tenace ou mécaniquement résistant; - b) au moins une couche intermédiaire constituée par un film ou une pellicule imperméable; et - c) au moins une seconde couche extrdme formant revêtement de protection au moins mécanique et au moins temporaire. 20 Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche intermédiaire précitée est métallique tandis que les couches extrêmes précitées sont non métalliques et de préférence en des matières synthétiques ou artificielles. 30 Matériau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première couche extrême précitée est en tissu de fibres minérales telles que des fibres de verre ou en un textile chimique (artificiel ou synthétique) équivalent. 4. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche intermédiaire précitée est en un métal tel que l'aluminium, l'acier inoxydable, l'alliage dit invar ou équivalent. 5. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde couche extrême précitée forme un revêtement étanche de sécurité, de préférence élastique, constitué notamment soit par un élastomère polyuréthane tel que la substance dite Âdiprène, soit par un élastomère silicone tel que la substance dite Frigétan ou en une matière plastique artificielle ou synthétique analogue. 6. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la seconde couche extrême précitée est d'environ 1 mm. 7. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche intermédiaire précitée est de quelques centièmes de millimètre. 8. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la première extrême précitée est d'environ 0,3 mm. 9. Matériau selon l'une des revendications 1 à 4 et 6 à 8, caractérisé en ce que la seconde couche extr8me précitée est en une substance -facilitant le collage, par exemple sensiblement identique, par ses nature et épaisseur,à celle de la première couche extrême précitée. 10. Réservoir calorifugé étanche pour fluides très froids, du type formant cuve à parois multiples intégrée à une structure ou enveloppe rigide autoportante externe et comprenant une paroi mince extrême interne de confinement de fluide contenu, constituée par une membrane imperméable flexible formant barrière d'étanchéité primaire et une couche intermédiaire thermiquement isolante relativement épaisse, fixée à ladite structure externe dont elle sépare ladite membrane appliquée contre ladite couche intermédiaire, ladite couche thermiquement isolante étant susceptible de supporter des charges appliquées par ledit fluide cryogénique et de les transmettre à ladite structure externe, caractérisé en ce que ladite barrière primaire est constituée par le matériau précité selon l'une des revendications 1 à 8 11. Réservoir selon la revendication 10, à au moins une paroi imperméable intermédiaire placée entre la structure externe et la barrière primaire précitées et formant barrière d'étanchéité secondaire, caractérisé en ce que ladite barrière secondaire est constituée par le matériau selon la revendication 9. 12. Elément de construction formant panneau ou bloc éventuellement composite modulaire ou plaque composite de garnissage, de revetement, de remplissage ou analogue, caractérisé en ce qu'il contient le matériau selon l'une des revendications 1 à 9. 13. Enceinte formant réservoir ou cuve, caractérisée en ce que sa paroi comporte des éléments de construction selon la revendication 12.