Brevet FR2328920A1 — publié le 19770520

Invention est relative aux panneaux de paroi pour réservoirs de gaz liquéfiés à basse température, notamment de gaz naturel, et aux procédés de fabrication de ces panneaux. Le transport et le stockage du gaz naturel dans des conditions économiques, c'est-à-dire sous un faible volume, nécessitent sa liquéfaction à basse température (de l'ordre de -160 C), pratiquement à la pression atmosphérique. Ce transport se fait essentiellement par des navires spécialisés, dits "méthaniers", dans des réservoirs fixés aux structures du navire ou formés, au moins en partie, par ces structures. Le stockage du gaz liquéfié a lieu, en particulier au port d'embarquement et au port de débarquement, dans des réservoirs fixes. Il en est pratiquement de même avec d'autres gaz tels que le propane et l'ammoniac. Qu'il s'agisse de réservoirs fixes ou mobiles, ceux-ci comprennent une paroi ou "barrière" de grande surface, qui doit être étanche aux hydrocarbures et inattaquable par ceux-ci aux basses températures et qui s'appuie sur une structure porteuse et d'isolation thermique. Les barrières sont soumises à des contraintes supplémentaires qui sont dues aux déformations thermiques et, lors qutil s'agit de réservoirs de méthaniers, aux déformations mécaniques (mouvements de roulis et de tangage) De plus, en raison de discontinuités dans la structure porteuse, les barrières doivent pouvoir résister aux contraintes de cisaillement. Il résulte de l'ensemble de ces impératifs que les parois en question ont été jusqu'ici extrêmement coûteuses, tant par la rareté et le prix de revient des matières qui les constituent que par les frais de montage qu'elles entraînent. L'invention a pour but de diminuer considérablement la charge financière liée à ces parois. Pour atteindre ce but, le panneau de paroi défini ci-dessus est essentiellement caractérisé par le fait qu'il est constitué par un empilage de feuilles de papier kraft imprégnées de résine thermodurcie, notamment formophénolique, les caractéristiques du papier étant choisies pour donner au panneau un faible module d'Young (600 à 900 daN/mm2) et une forte résistance en traction (5 à 7 daN/mm2), et les fibres des feuilles successives de ltempi- lage étant croisées de façon que ce module soit pratiquement le même selon deux directions principales du plan du panneau. De préférence, les feuilles de papier ont une faible épaisseur (de l'ordre de 0,15 mm) et sont au nombre d'une dizaine envi ron, à fibres croisées d'une feuille à la suivante. Les essais ont montré qu'une barrière, formée de panneaux aussi peu coûteux, répond de façon surprenante aux impératifs rappelés ci-dessus et qu'elle est en particulier hydrophobe, imperméable et résistante à l'eau et aux hydrocarbures. Le procédé de fabrication de tels panneaux est essentiellement caractérisé par le fait qu'on imprègne isolément de résine thermodurcissable, notamment formo-phénolique, un assez grand nombre de feuilles minces de papier, qu'on les empile à fibres croisées et qu'on les thermodurcit en soumettant leur empilage à une pression élevée. En ce qui concerne tout d'abord les matières premières, on utilise un papier à base de cellulose comportant encore un pourcentage de lignine déterminé (en général par lefabricant du papier) de manière à conserver des caractéristiques mécaniques convenables. Dans cette application, il a été choisi un papier d'un grammage de 110 g/m2 environ, ayant une bonne aptitude à l'imprégnation. Pour confectionner les parois de stratifié papier, il est nécessaire de prévoir un croisement à 90" d'angle des feuilles élémentaires constitutives, de manière à obtenir des caractéristiques mécaniques voisines dans les sens de la longueur et de la largeur du panneau. Selon un exemple particulier, la résine utilisée est une solution alcoolique, d'un condensat formo-phénolique, ayant une teneur en acide stéarique, déterminée expérimentalement, qui lui confère une certaine aptitude de déformation plastique. Elle doit pouvoir assurer à la fois le collage entre les différentes feuilles de papier et l'étanchéité transversale du matériau. En ce qui concerne maintenant le procédé, on peut distinguer les phases suivantes. a) Enduction du papier. Le papier est enduit de la solution de résine. Le procédé d'enduction doit permettre, d'une part, la pénétration de la solution alcoolique au coeur du papier et, d'autre part, une évaporation progressive du solvant alcoolique ainsi que la tansformation de la résine de base en un polycondensat, par ventilation d'air chaud, pour que le fluage et la teneur en matières volatiles résiduelles soient adaptés à l'obtention d'une bonne aptitude à la stratification. Cette transformation est opérée au cours du passage du papier enduit dans un tunnel à ventilation forcée et à des températures adaptées à la vitesse du passage dans le tunnel et à l'obtention d'un fluage nécessaire au collage des feuilles entre elles. On doit contrôler la teneur résiduelle en solvant du papier imprégné de manière à s'assurer de l'état bien défini de précondensation de la résine de base. b) Préparation des panneaux avant pressage. A la suite du tunnel de séchage, le papier est coupé à l'équerre par une cisaille automatique. On empile les feuilles ainsi découpées en nombre suffisant pour obtenir l'épaisseur finale du matériau, compte tenu de la densification au cours du pressage et de la polymérisation du complexe. Le sens "machine" de chaque feuille doit faire un angle de 90" avec celui de chacune des deux feuilles qui l'entourent. c) Pressage. Les ensembles de feuilles enduites, séchées et empilées sont introduits dans une presse à plateau, à haute pression (de l'ordre de 80 à 100 kg/cm2) et à haute température, agglomérés et polymérisés pour qu'on obtienne, après refroidissement, le papier imprégné recherché. L'invention va maintenant être décrite de manière plus concrète à l'aide d'un exemple de réalisation, illustré par le dessin annexé qui reprdsente schématiquement une installation utilisée conformément à l'invention. Enduction Provenant d'une bobine 1 portée par un support 2, le papier déroulé passe d'abord entre deux rouleaux-guides 3, destinés à régulariser son déroulement. Avant de plonger dans le bain de résine, contenu dans une cuve d'imprégnation 4, le papier passe sur un rouleau mouilleur 5,qui tourne dans le sens inverse de l'avancement du papier. Ce rouleau 5 est partiellement immergé dans la cuve 4 et en conséquence porte une couche de résine sur sa partie émergente. Il dépose donc une couche très mince de résine sur le papier et commence à le mouiller. Puis le papier plonge dans la résine, en passant par un rouleau plongeur 6. A la sortie du bain de résine, le papier est entraîné par deux rouleaux essoreurs 7 qui lui règlent, d'une part, sa vitesse d'avancement et, d'autre part, sa teneur en résine. La pression de ces rouleaux est réglée par des vérins à air comprimé. La vitesse des rouleaux essoreurs 7 est synchronisée avec celle des rouleaux tracteurs 11 à la sortie du séchoir 8 (voir ci-après "séchage"). Séchaqe Le séchoir 8 est du type horizontal, dans lequel le papier à sécher est porté par de l'air chaud qui est soufflé par des buses orientées alternativement de bas en haut et de haut en bas. Avant d'entrer dans tunnel de séchage, l'air est chauffé par un circuit d'eau surchauffée, passant par un réseau de radiateurs. La régulation de la température de l'air est assurée par celle de l'eau surchauffée, régulée elle-même à l'aide d'électrovannes à sondes de dilatation. Débit A la sortie du séchoir 8, le papier passe dans une zone de refroidissement 9, puis sur des rouleaux guide-feuille 10 et dans une série de rouleaux 11 qui luMassurent son déplacement à tension constante, entre la sortie des rouleaux essoreurs 7 de l'enduction et la sortie duséchoir 8, puis s'engage dans la coupeuse 12. Le fonctionnement de celle-ci peut être déclenché par exemple par une cellule photo-électrique ou à l'aide de tout autre procédé de comptage. Le papier coupé est entraîné par un tapis roulant à une vitesse nettement supérieure à celle du papier (encore continu), sortant du séchoir. REVENDICATIONS 1 - Panneau de paroi pour réservoirs de gaz liquéfiés à basse température, notamment de gaz naturel, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un empilage de feuilles de papier kraft imprégnées de résine thermodurcie, notamment formo-phénolique, les caractéristiques du papier étant choisies pour donner au panneau un faible module d'Young et une forte résistance en traction, et les fibres des feuilles successives de l'empilage étant croisées de façon que ce module soit pratiquement le même selon deux directions principales du plan du panneau. 2 - Panneau de paroi selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les feuilles de papier ont une faible épaisseur (de l'ordre de 0,15 mm) et sont au nombre d'une dizaine environ, à fibres croisées d'une feuille à la suivante. d'un anneau 3 - Procédé de fabrication/sélon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'on imprègne isolément de résine thermodurcissable, notamment formo-phénolique, un assez grand nombre de feuilles minces de papier, qu'on les empile à fibres croisées et qu'on les thermodurcit en soumettant leur empilage à une pression élevée.