Brevet FR2395884A1 — publié le 19790126

La présente invention concerne des structures de support de citernes et analogues et notamment de citernes subissant en service des dilatations et contractions, telles que citernes montées a bord de navires pour le transport de liquides a très basse température Des citernes métalliques se dilatent et se contractent lorsqu'elles passent cycliquement de la tempera- ture ambiante une très basse temperature, puis reviennent à la température ambiante. I1 n'est pas difficile de prévoir des structures de support adéquates pour des citernes de dimensions relativement faibles subissant des dilatations et contractions cycliques parce que, les modifications dimensionnelles étant très faibles, on peut les absorber de manière assez simple par des méthodes connues en génie mécanique en ménageant des libertés de mouvement å la fabrication et lors de la pose. En outre, les contraintes engendrées dans de petites citernes par des variations de température ne sont pas très importantes. Toutefois, depuis quelques années, on utilise pour le stockage et le transport de liquides à très basse température ou gaz liquéfiés des citernes qui sont souvent énormes. Non seulement les citernes construites de nos jours ont un très grand encombrement, leur plus grande dImension atteignant ou dépassant 30 m, mais leur poids global a nettement augmenté, en particulier en raison du poids accru du contenu, de l'augmentation d'épaisseur de paroi et du matériel auxiliaire qu'il faut leur associer.Du fait des dilatations et contractions subies par ces grandes citernes métalliques soumises en service à de fortes variations de température cycliques, il devient nécessaire d'affecter à de telles citernes des structures de support aptes à absorber les modifications dimensionnelles résultantes sans subir, ni communiquer a la citerne, à ses supports, au navire ou à d'autres structures attenantes des contraintes inutiles, risquant de faire céder ou de déformer la structure de support de la citerne. On connaît déjà un certain nombre de structures de support pour des citernes subissant de gros écarts de température cycliques, par exemple d'après les brevets US Miller et alt. 3.908.574, Johnson et alt. 3.859.805, Sikora et alt. 3.792.795 et Bognaes et alt. 3.680.323. Le premier de ces brevets décrit une citerne sphérique pour liquide à très basse température soutenue dans un navire par une série de sports à tenons et mortaises qui absorbent des charales verticales et des efforts latéraux. Le brevet JoIrnson et alt. décrit une citerne pour liquide très froid stabilisée par une iUPe et portant par un fond plat contre le fond de la cale du navire. Le brevet US Nu 3.792.795 décrit une citerne sphérique soutenue par une série de bâtis de support en A répartis sur sa périphérie.Le brevet US NO 3.680.323 propose un navire comportant une citerne sphérique reposant sur une jupe ou coque cylindrique reliée au cercle équatorial de la citerne. Certes, ces structures de support de citerne sont intéressantes, mais elles sont en général onéreuses et leur fabrication soulève des difficultés qu'il serait souhaitable d'éviter. La présente invention a pour objet une structure de support, nour citerne à liquides très froids, de nature à absorber les dilatations et contractions subiés par la citerne du fait des cycles thermiques auxquels elle peut être soumise. Cette structure est particulièrement indiquée pour supporter une très grande citerne métallique dans un navire. Selon l'invention, il est prévu, en combinaison, un navire comportant une cale a fond plat, une citerne à section horizontale circulaire qui se dilate et se contracte en assurant dans la cale le transport de gaz liquéfié, cette citerne comportant une coque métallique à fond métallique sensiblement plat soutenue, sur le fond de la cale du navire, par de l'isolant apte à supporter la charge, et une série d'ensembles espacés à tenon et mortaise répartis sur un cercle horizontal autour de la citerne et de la cale du navire, l'un des éléments, tenon ou mortaise, de chaque ensemble étant relié à la citerne et l'autre de ces éléments étant relié à la cale du navre, lesdits ensembles à tenon et mortaise ne subissant sensiblement pas de charge verticale de la part de la citerne ou de son contenu et étant tous isolés les uns des autres, mais absorbant les dilatations et contractions radiales de la citerne tout en interdisant un déplacement latéral de la citerne par rapport au navire. Une citerne à fond plat répartit la charge verticale sur le fond du navire sur une aire beaucoup plus grande qu'une citerne supportée par une jupe, des colonnes ou un autre dispositif de support situé autour du cercle équatorial d'une citerne sphérique pour absorber la charge verticale. De plus, dans ce cas, la charge engendrée par la citerne et son contenu porte directement sur le fond de la cale et, indirectement, sur l'eau située au-dessous de la coque et qui engendre une poussée ascendante. Une telle structure de support est intéressante pour des citernes à fond plat et à corps de nombreuses formes, notamment en forme de sphère tronquée, de cylindre vertical, d t ellipsolde ou de segment sphérique ou analogue relié à un segment conique. Chacun des ensembles à tenon et mortaise peut présenter un tenon monté sur le corps de la citerne ou du navire et une mortaise montee sur l'autre de ces corps. Généra- lement, les ensembles à tenon et mortaise sont situés au-dessus du fond de la cuve, à une hauteur pouvant atteindre la moitié environ de la hauteur de la cale. Pour des citernes de forme sphérique ou analogue, ces ensembles sont avantageusement répartis horizontalement au voisinage ou au-dessous du cercle équatorial ou du plus grand diamètre de la citerne. On va maintenant décrire l'invention en détail en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - La figure 1 est une vue isométrique dsun navire contenant cinq citernes en forme de sphère tronquée ; - la figure 2 est une vue latérale avec coupe du navire représenté sur la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de détail avec grossis- sement de la partie latérale inférieure et de la partie basse de la cuve représentée sur la figure 2 ; ; - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3 - la figure 5 est une vue en élévation avec coupe d'une citerne conico-spherigue à fond plat supportée par une série d'ensembles à tenon et mortaise selon l'invention, - la figure 6 est une vue de détail avec grossis sentent de la partie latérale inférieure et de la partie basse de la citerne supporte par la série drensembles représentée sur la figure 5. Les éléments inchangés conservent d'une figure à l'autre les mêmes références numériques. Le navire 10 représenté sur la figure 1 comporte cinq citernes ll en forme de sphère tronquée. Ce navire 10 présente un fond plat 16 et des flancs 17 et 18. Le fond plat 12 de chaque citerne prend appui sur de l'isolant 13 apte à supporter la charge (figures 2 et 3) qui repose sur le fond 14 de la cale 15 définie dans la coque du navire. Un anneau horizontal 20, porté par la cale du navire, entoure complètement la citerne 11, dont il est radialement espacé. Une série d'ensembles à tenon et mortaise 21 sont répartis sur un cercle horizontal autour de la cuve, entre celle-ci et l'anneau 20. Chacun de ces ensembles 21 comporte un tenon 22 à faces latérales verticales. Le tenon 22 est relié par son dos à l'anneau 20. Une bande de renforcement horizontale 23, à face active verticale, entoure la citerne au voisinage de son équateur. Des rebords horizontaux 24 et 25, entourant aussi la citerne, sont disposés sur les bords supérieur et inférieur de la bande de ren~orcement 23. Chaque mortaise 30 est définie par deux plaques verticales espacées 37 et 32, comme représenté sur la figure 4. L'espacement des plaques 31 et 32 est juste un peu supérieur à la largeur horizontale du tenon 22, ce qui laisse à la mortaise e certaine liberté de mouvement radial par rapport au tenon. Aucun des ensembles tenon-mortaise 21 n'est conçu pour subir la charge verticale appliquée par la citerne ou son contenu. Toutes les charges verticales sont directement transmises par le fond plat 12 de la citerne à l'isolant porteur 13 et, à travers celui-ci, au fond 14 de la cale 15. Avec une citerne présentant un fond plat comme décrit, on peut tirer un meilleur parti de la capacité de la cale qu'a-res ure citerne entièrement sphérique De plus, le centre de gravité du navire s'en trouve situé plus bas, ce qui est avantageux. Les figures 5 et 6 illustrent une autre réalisa- tion de l'invention. Dans ce cas, la citerne 30 présente une partie inférieure 35 tronconique reliée à une partie supérieure 32 en forme de sphère tronquée. A son extrémité inférieure 36, la partie conique 35 s'incurve vers l'intérieur pour rejoindre tangentiellement le fond de la citerne. La série horizontale d'ensembles tenon-mortaise 21 est disposée sur la partie conique de la citerne et espacée vers le haut du fond plat de la cuve. On peut éventuellement disposer la série d'ensembles 21 plus haut que représenté sur les figures 5 et 6 mais, d'une manière générale, il ne faut pas la placer sensiblement au-dessus du plus grand diamètre de la cuve. La description détaillée ci-dessus, donnée pour faire clairement comprendre l'invention, est dépourvue de tout caractère limitatif. REVENDICATIONS 1 - Navire présentant la combinaison d'une cale à fond plat et d'une citerne, à section horizontale circulaire, subissant des dilatations et contractions lorsqu'elle assure dans la cale le transport de gaz liquéfié, caractérisé en ce que la citerne présente une coque métallique à fond métallique sensiblement plat reposant sur de l'isolant apte à supporter la charge poséesur le fond de la cale du navire, et en ce qu'il est prévu une série d'ensembles à tenon et mortaise coopérants, répartis sur un cercle horizontal autour de la citerne et de la cale du navire, l'un des éléments, tenon ou mortaise, de chaque ensemble étant relié à la citerne et l'élément coopérant étant relié à la cale, lesdits ensembles à tenon et mortaise ne subissant sensiblement pas de charge verticale de la part de la citerne ou de son contenu, mais permettant des dilatations et contractions radiales de la citerne tout en empêchant celle-ci de se déplacer latéralement quand le navire roule et tangue. 2 - Navire selon la revendication I, caractérisé en ce que la citerne est en forme de sphère tronquée. 3 - Navire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la citerne présenie une partie inférieure tronconique et une partie supérieure en coupole. 4 - Navire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ensembles à tenon et mortaise sont répartis en cercle autour de la partie à plus grand diamètre horizontal de la citerne. 5 - Navire selon la revendication 1, caractérisé 6 - Navire selon la revendication I, caractérisé en ce que le tenon et la mortaise de chaque ensemble sont isolés l'un de l'autre.