Brevet FR2383853A1 — publié le 19781013

La présente invention est relative à une conduite-reservoir pour le chargement et le déchargement de navires gros porteurs qui nécessitent, en gé néral, des terminaux de chargement et de déchargement qui, en certaines régions lorsque les fonds marins sont très faibles à proximité du rivage, peuvent être très éloignés de la côte Le chargement ou le déchargement de navires de grandes dimensions,tels les pétroliers appartenant à la génération des ULCC (ultra large crude carriers) dont le tonnage varie de 300 000 à 500 000 tpl, pose des problèmes particuliers dus à leur tirant d'eau qui dépasse 25 m. Des problèmes identiques se posaient déjà avec la génération des VLCC (very large crude carriers) qui atteignaient 200 000 tpl pour des dimensions de 325 m de long, 45 m de large et près de 20 m de tirant d'eau.Ces navires dont le coût diminue notablement dès que la vitesse de rotation entre les points de chargement et de déchargement s'accroît, doivent rester le moins longtemps possible en stationnement. Dans ce but, des moyens de stockage doivent être établis, en général sur la côte, et reliés par des tuyauteries et des moyens de pompage au terminal. La présente invention a pour objet une conduite-réservoir combinant les fonctions de transfert et de stockage et ne requérant que des moyens de pompage réduits, à l'opposé des tuyauteries couramment utilisées dans les établissements portuaires. Plus précisément, la présente invention consiste en une conduite souple d'une section transversale plusieurs dizaines de fois supérieure à celle des conduites classiques fabriquées en acier et qui est de l'ordre du mètre carré. Comme à débit égal , la vitesse du produit liquide est en rapport inverse de la section de la conduite et que la pression dynamique pour le transfert varie comme le carré de la vitesse, la pression dynamique dans une conduite-réservoir construite selon 7'invention est plusieurs centaines de fois moindre que dans une tuyauterie classique en acier. A titre d'exemple, la pression dyna mique dans une conduite-rGservoir de 100 m2 de section sera 10 000 fois moindre que dans une tuyauterie de m m2 de section. Ainsi, la pression dans une conduite-réservoir se réduit essentiellement à la pression hydrostatique. Une particularité d'une conduite-réservoir conforme à l'invention est sa position par rapport à la surface de la mer selon le produit liquide qu'elle contient. Lorsqu'elle est destinée à des produits liquides d'une densité inférieure à celle de l'eau de mer (par exemple des pétroles, de l'eau douce), la conduite-réservoir est en flottation. Inversement, lorsque le produit est d'une densité supérieure à celle de l'eau de mer, la conduite-réservoir repose sur le fond. Dans les deux hypothèses, la pression hydrostatique dans la conduiteréservoir est fonction, d'une part, de la différence entre la densité du produit liquide emmagasiné dans la conduite-reservoir et de l'eau de mer, et, d'autre part, de la hauteur ou épaisseur maximum de la conduite-réservoir. De ce fait, la pression hydrostatique est peu considérable et une conduite-reservoir conforme à l'invention peut être réalisée simplement à partir de tissus avec des enductions PCV, fluorocarbone ou autres matières comparables qui seront résistantes, d'une part, au produit liquide sans l'altérer, et d'autre part, à l'eau de mer,ce qui nécessite une protection antisalissure (antifouling) pour éviter que des organismes végétaux ou animaux ne se fixent et se dé~ veloppent sur la conduite-réservoir. Il est possible de concevoir des sections ouvertes ou fermées pour une conduite-réservoir en flottation à la surface de la mer. Ainsi, lorsque la à section conduite-réservoir est/ouverte, la tension développée par la pression du pro- duit liquide qu'elle contient, est reprise par des câbles reliant les bords qui peuvent, pour leur partie émergée, être constitués par des parois rigides ou des boudins gonflés d'air. Lorsque la conduite-réservoir est/ Terme, un raccord permet sa liaison à des manches assurant son remplissage ou son pompage depuis le terminal qui peut être maritime ou terrestre. A l'inverse des possibilités offertes quant aux sections d'une conduiteréservoir en flottation à la surface de la mer, une conduite-reservoir total en ment immergée ne peut être conçue qu'avec une section fermée. Ainsi, une conduite-reservoir à section fermée et conforme à l'invention, possède une section variable qui s'ajuste automatiquement à la quantité de produit liquide qu'elle contient; il n'y a aucune respiration de la conduite-réservoir. L'immobilisation et la protection de la conduite-réservoir en surface est assurée entre deux lignes de flotteurs retenus par des ancrages régulière ment espacés. Les plans constitués par la ligne de flotteurs et l'alignement des ancrages sont inclinés vers la conduite-reservoir de façon à constituer un haubanage, La pression statique exercée sur la conduite-réservoir par le produit liquide qu'elle contient, et, par conséquent la tension dans le tissu qui la constitue, est proportionnelle au carre de la hauteur ou épaisseur de la con duite-réservoir, ce qui conduit à une limitation de cette hauteur pour pre- venir un éclatement de la conduite-réservoir.A cette fin, le remplissage est assuré à travers un dispositif qui limite automatiquement la pression statique maximum dans la conduite-reservoir Ce dispositif flottant qui définit la hauteur maximum au-dessus de la surface de l'eau de mer à laquelle peut entre remplie la conduite-réservoir > se compose essentiellement de deux capacités communiquant l'une avec l'autre, savoir, d'une part, une capacité centrale reliée par un manche à la oonduite-reservoir, ledit manche pouvant être obturé par un clapet, et, d'autre part, une capacité extérieure La conduiteréservoir est alimentée par l'intermédiaire du dispositif flottant par remplissage de la capacité centrale depuis laquelle le produit liquide rejoint la conduite-réservoir par l'intermédiaire du manche.Dès que la hauteur maximum de remplissage de la conduite-réservoir est atteinte, le produit liquide déborde de la capacité centrale dans la capacité extérieure qui se remplit, d'ou un alourdissement du dispositif qui s'enfonce dans l'eau de mer. Par consaquent, la hauteur par rapport à la surface de la mer du produit liquide contenu dans la capacité centrale se réduit et de même la pression de remplissage. La pression dans la conduite-reservoir devenant plus élevée referme le clapet d'obturation du manche reliant la capacité centrale à la conduite-réservoir. En outre, un dispositif a flotteur disposé dans la capacité extérieure commande mécaniquement ou électriquement l'alimentation en produit liquide de la capacite centrale. L'invention sera explicitée de façon purement indicative au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexe donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, La figure 1 présente une conduite-réservoir conforme à l'invention, qui possède une section ouverte et est en flottation à la surface de l'eau de mer, La figure 2 est une vue en coupe d'une conduite-réservoir à section fermée en flottation à la surface de l'eau de mer, La figure 3 est une vue longitudinale partielle d'une conduite reservoir à section fermée en flottation à la surface de l'eau de mer, La figure 4 est une vue partielle de dessus de la conduite-reservoir présenté à la figure 3, La figure 5 est une vue en coupe d'une conduite-réservoir immergée, contenant un produit liquide moins dense que l'eau de mer, La figure 6 est une vue en coupe d'une conduite-réservoir immergée, contenant un produit liquide plus dense que l'eau de mer et reposant sur le sable du fond de mer, La figure 7 et la figure 8 présentent le dispositif limitateur de la pression hydros#tatique à l'intérieur d'une conduite-réservoir lors de son chargement. Sur la figure l, on peut voir une conduite-réservoir réalisée confor mément à l'invention et flottant dans l'eau de mer (l). La conduite-réservoir se compose essentiellement de deux boudins parallèles (2) flottant à la surface de la mer (1), entre lesquels est disposé un tissu (3) dont la longueur est supérieure à la distance séparant les boudins (2) et qui est de l'ordre d'une dizaine de mètres. Les boudins (2) ne peuvent s'éloigner l'un de l'autre du fait d'un câble (4) qui les retient.Ce câble est, en outre, attaché a des flotteurs (5) qui immobilisent en surface la conduite-réservoir. Ces flotteurs (5) sont retenus au fond (7) de la mer par des câbles (9) attaches à des ancrages (6) régulièrement espacés sur le fond (7) de la mer (1). Le tissu (3) est imperméable au produit liquide (8) contenu dans la conduite réservoir par une enduction de matière telle que du PCV, du fluorocarbone. Etant donne que le produit liquide (8) est moins dense que l'eau de mer, il se répand d'abord horizontalement sur une faible épaisseur pour donner au tissu (3) le contour (10) marqué en pointillé. La figure 2 est une variante de la conduite-réservoir présentée à la figure 1 mais dont la section est fermée. Ainsi, le produit liquide (21) contenu par la conduite-réservoir n'est pas en contact avec l'air atmosphérique. La conduite-réservoir exerce une poussée verticale de bas en haut sur des câbles (22) glisses au-dessus d'elle et qui sont reliés à des lignes de flotteurs (23) et (24) placées de part et d'autre de la conduite-réservoir. Ces lignes de flotteurs (23) et (24) sont maintenues par des câbles (25) dont les extrémités sont attachées à des corps-morts (26) reposant sur le fond (27) de la mer (28) dans laquelle flotte la conduite-réservoir emplie d'un produit liquide moins dense que l'eau de mer. La figure 3 est une vue de côté d'une conduite-réservoir du type présente à la figure 2; la figure 4 est une vue de dessus de la même conduiteréservoir. On peut voir sur ces deux figures deux lignes de flotteurs/ti4 ae part et d'autre de la conduite-réservoir. Ces flotteurs sont relies entre eux, deux-a-deux, par des câbles (22). Entre deux corps-morts (26) est tendu longitudinalement un câble (29) en forme d'arche sur lequel sont attachés des câbles tranversaux 30).L'ensemble des câbles (30) qui relient les lignes de et (24) flotteurs (23)/au câbles (25) qui relient lesdits flotteurs aux corps-morts (26) dans le prolongement des câbles (22), constituent un haubanage incliné vers la conduite-reservoir dont l'encombre- ment, lorsqu'elle est pleine de produit liquide (21), est représenté par une bande hachurée entre les files de flotteurs sur la figure 4. En pointillé (11), de part et d'autre de la bande hachurée est tracé l'encombrement de la conduite-réservoir lorsqu'elle n'est pas pleine de produit liquide de dessus a la figure 4 et en coupe à la figure 2. La figure 5 présente une conduite-réservoir pleine de produit liquide (31) complètement immergée et retenue sous la surface de la mer (32) par un haubanage (33) accroche a des points d'ancrage (35) enfonces dans le fond de la mer (34) selon un procédé classique, connu en soi. La figure 6 correspond à une variante de la conduite-réservoir pre- sentée à la figure 5, lorsque le produit liquide (40) est plus dense que l'eau de mer (37). Cette conduite-reservoir repose sur le fond (36) sabloneux de la mer (37). Le fond (36) est sabloneux afin d'éviter toute coupure de la con duite-rèservoir, soit par un mouvement fortuit, soit lors de son remplissage. Deux files de points d'ancrage (38) et (39) sont disposées de part et d'autre de la conduite-réservoir afin de prévenir, par des files de bouées (41) et (42) de l'obstacle présente par la conduite-réservoir. Lorsque la conduite-réser- voir est vide, elle s'applatit et repose sur le fond (36) sabloneux de la mer (37). Sur les figures 7 et 8, une conduite-réservoir conforme à l'invention est présentée en cours de remplissage. La figure 7 correspond au remplissage proprement dit; la figure 8 montre un dispositif limitateur de la pression hydrostatique lorsque la pression hydrostatique maximale est atteinte. Le produit liquide (43) est pompé d'un navire de grande dimension, non représenté sur les figures, et rejeté par un tuyau (44) dans une capacité centrale (45) d'un dispositif flottant (46) dans l'eau de mer (51), limitant automatiquement la pression dans la conduite-réservoir lors de son remplissage par ce produit liquide (43).La capacité centrale (45) est reliée par un manche (47) à la conduite-réservoir en cours de remplissage par le produite liquide (43). Entre le manche (47) et la capacité centrale (45), est intercalée une boite (48) dans laquelle est disposé un clapet (49).Lorsque la pression hydrostatique dans la conduite-réservoir est supérieure a celle dans la capacité centrale (45), le clapet (49) obture le manche (47) et interdit un remplissage complé- mentaire de la conduite-reservoir Autour de la capacité centrale (45) est disposée une capacité extérieure (50) qui se remplit par débordement de la capacité centrale (45# lorsque le clapet (49) est fermé.Il résulte un alourdissement du dispositif flottant (46) qui s'enfonce dans l'eau de mer (51) porteuse dudit dispositif flottant (46), ce qui entrain par un mécanisme à flotteur (52) la cessation de l'alimentation en produit liquide (43) de la conduite-reservoir. Naturellement, la présente invention n'est pas limitée à des installations portuaires en eau de mer et peut immédiatement être transposée pour un usage en eau douce, notamment dans des estuaires de fleuves. Il est encore possible de prévoir son utilisation temporaire successive en différents lieux, notamment pour des stockages d'appoint. A cet effet, la conduite-réservoir se compose d'éléments identiques préfabriqués, pouvant être assembles bout-à-bout de façon a s'adapter à chaque site dans lequel elle est installée. NOMENCLATURE 1 eau de mer 2 boudin 3 tissu 4 câble 5 flotteur 6 ancrages 7 fond de mer 8 produit liquide 9 câble 10,11 contours à vide 21 produit liquide 22 câbles 23,24 lignes de flotteurs 25 câbles 26 corps-morts 27 fond de mer 28 eau de mer 29 câble longitudinal 30 câble transversal 31 produit liquide 32 surface de la mer 33 haubanage 34 fond de mer 35 points d'ancrage 36 fond de mer 37 eau de mer 38,39 points d'ancrage 40 produit liquide 41,42 bouées de signalisation 43 produit liquide 44 tuyau 45 capacité centrale 46 dispositif flottant 47 manche 48 boîte 49 clapet 50 capacité extérieure 51 eau de mer 52 mécanisme à flotteur REVENDICATIONS l.Conduite-réservoir souple, au moins partiellement immergée dans l'eau de mer, combinant des fonctions de transfert et de stockage d'un produit liquide, caract#rie#e par une pression dynamique de déplacement du produit liquide pratiquement négligeable par rapport à la pression hydrostatique. 2.Conduite-réservoir selon la revendication 1 caracterisée en ce qu'elle est fabriquée à partir d'un tissu enduit sur ses deux faces, savoir une enduc tion impermeabilisante sur la face intérieure et une enduction antisalissure (antifouling) sur la face extérieure et présente une section ouverte oufermée. 3.Conduite-réservoir selon la revendication 2 corectérssée par sa section va riable, l'épaisseur du réservoir s'ajustant automatiquement à la quantité de produit liquide qu'elle contient et ne "respirant" pas. 4.Conduite-réservoir selon la revendication 1 caractérisée par son immobilisa tion en surface entre deux lignes de flotteurs retenus au fond de la mer par des ancrages régulièrement espacés, l'alignement des ancrages étant incliné vers la conduite-réservoir de façon à constituer un haubanage. 5.Conduite-reservoir selon la revendication 3 caractérisée en ce qu'elle se com pose d'éléments identiques préfabriqués, pouvant être assemblés bout-à-bout de façon à s'adapter à chaque site dans lequel elle est installée. 6.Dispositif flottant limitant automatiquement la pression dans une conduite réservoir selon la revendication 1, lors de son remplissage par un produit liquide, carac-t#msé par deux capacités communiquant l'une avec l'autre, savoir, d'une part, une capacité centrale reliée par un manche à la conduite réservoir, ledit manche pouvant être obturé par un clapet, et, d'autre part, une capacité extérieure dans laquelle le produit débordant de la capacité centrale obturée par le clapet est rejeté dès lors que la pression hydro statique maximale de la conduite-réservoir est atteinte, pour provoquer un alourdissement du dispositif qui s'enfonce dans l'eau de mer porteuse et entraîne la cessation de l'alimentation en produit liquide.