Brevet FR2460863A1 — publié le 19810130

L'invention concerne un procédé pour rendre étanche la paroi interne d'un conteneur à double paroi constitué en béton armé ou en béton précontraint et destiné au stockage et au transport de liquides et/ou de gaz, et de préférence de gaz liquéfié, ainsi qu'un conteneur de ce type dans lequel une couche d'isolaton thermique est disposée entre les deux parois du conteneur. Lorsqu'il s' agit de stocker et de transporter du gaz liquifié, on sait comment utiliser des conteneurs à double paroi pour eviter que le liquide à l'état froid ne s'échappe dans l'environnement quand le conteneur interne proprement-dit manque éventuellement d'étanchéité C'est de cette constatation que part la tendance au développement d'un mode de construction mixte d'un réservoir sterne en acier et d'un réservoir externe en béton précontraint servant à réaliser un conteneur à double paroi en béton précontraint qui se révèle comme constituant de plus en plus le mode de construction idéal pour la réalisation de conteneurs de gaz liquéfié. Le béton précontraint ne subit aucune corrosion, il n'a besoin d'aucun entretien et il n'exige aucun travail de conservation.Il est insensible et robuste, il ne comprend aucun joint et il accepte des pressions de gaz naturel et de gaz liquéfié en ne se déformant que de façon minimale. I1 offre une grande sécurité grâce à sa paroi externe massive et grâce à un toit en dôme en béton. On connait également un type de conteneur à double paroi dans lequel le conteneur interne et le conteneur externe sont constitués en béton précontraint, la couche d'isolation thermique entant disposée par exemple sous forme d'un épandage de perlite meuble disposée entre les deux conteneurs. Alors que la construction du conteneur externe qui est protégé du froid par la couche d'isolation thermique ne pose aucun problème, celle du conteneur interne est problématique, car il est soumis aux basses températures du gaz liquéfié. En outre le conteneur interne doit être étanche aux gaz et aux liquides. Par ailleurs, le béton, qui est un matériau de construction comprenant des espaces capillaires et poreux ouverts, n'est étanche aux liquides que ce façon limitée. Quand il s'agit de conteneurs pour gaz liquéfiés, un dispositif d'étanchéité supplé mentaire est donc nécessaire, ce dernier étant constitué pour les conteneurs connus de ce type en un revêtement externe de tôle, dénommé chemise. Cette chemise est coûteuse à mettre en place et à entretenir, car son étanchéité doit être garantie pour des différences de température très importantes. L'invention se fixe pour but d'apporter la possibilité d'éviter une chemise de ce type et d'assurer l'étanchéité de la paroi en béton d'une autre manière. Pour résoudre ce problème, il est proposé dans le cadre d'un procédé du type mentionné dans le préambule que les espaces poreux du béton de la coquille interne soient remplis au moins sur une partie de son épaisseur d'une substance qui soit solide à l'état d'utilisation du conteneur. Cette substance peut se présenter à l'état liquide ou à l'état gazeux en vue de son introduction dans les espaces poreux pour ensuite passer à l'état solide, éventuellement par l'intermédiaire de 11 état liquide. Cette substance est constituée avantageusement par de l'eau ou de la vapeur d'eau qui est refroidie en vue de passer à l'état d'agrégation qui suit. Il est d'ailleurs possible de mélanger à l'eau un alcool et en particulier un alcool fort. L'idée qui est à la base de l'invention réside dans le fait que l'insuffisance d'étanchéité du béton dont la cause vient de la capillarité des espaces poreux ouverts peut être évitée en remplissant les espaces poreux avec une substance qui se solidifie à la température d'utilisation du conteneur. Ceci est particulièrement avantageux pour le stockage de gaz liquéfié tel que le LNG (gaz naturel liquéfié) à des températures d'environ - 162il auxquelles l'eau par exemple, qui est liquide à la température ambiante, gèle. Pour pouvoir remplir les espaces poreux du béton au moins sur une partie de l'épaisseur de la coquille interne d'un réservoir à double paroi avec cette substance, il est nécessaire que celle-ci puisse être introduite dans les espaces poreux à l'état liquide ou gazeux. Ce résultat peut être obtenu soit en introduisant la substance à l'état liquide à l'intérieur de la coquille de la paroi, soit en soumettant cette coquille à la vapeur d'eau par l'intérieur, la vapeur d'eau se condensant dans la coquille une fois qu'elle y a été introduite, ce résultat étant obtenu ou rendu nécessaire par son refroidissement. L'objet de l'invention est également un conteneur à double paroi du type mentionné dans le préambule et dans lequel les espaces poreux du béton de la coquille interne sont remplis au moins sur une partie de son épaisseur avec une substance qui est solide à l'état d'utilisation. Pour obtenir ce résultat, on peut disposer dans la coquille interne des dispositif destinés à son refroidissement. Avantageusement on noie dans la coquille des conduites à liquide de refroidissement. Mais on peut également disposer dans la coquille interne des espaces creux à parois poreuses destinés à la substance liquide, et qui peuvent constituer un système de conduites. Les espaces creux sont avantageusement constitués entre deux plaques en matériau poreux tel que du ciment à l'amiante, maintenues à une certaine distance l'une de l'autre par des éléments d'écartement. Quand aux éléments d'écartement, ils peuvent être constitués par des nervures parallèles formées avec le même matériau que les plaques. L'invention sera maintenant expliquée plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation représentés sur des dessins ciannexés, dans lesquels la Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un conteneur selon l'invention, la Fig.2 est une section d'une coupe longitudinale de la paroi du conteneur, à plus grande échelle, et la Fig. 3 est une coupe semblable à celle de la Fig. 2 d'un autre exemple de réalisation. La Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un conteneur cylindrique constitué par une paroi externe i et une paroi interne 2 en béton armé ou en béton précontraint. Sur le côté interne de la paroi externe 1 est disposée une couche 3 étanche à la vapeur. L'espace intermédiaire situé entre les deux parois est rempli d'un matériau d'isolation thermique 4 tel que de la perlite. Le conteneur est recouvert par un toit Sa et est monté sur une plaque de base Sb comparable aux parois latérales. Naturellement, le conteneur peut être réalisé sous une autre forme telle qu'un corps de révolution ayant une génératrice courbe. Dans l'exemple de réalisationtreprésenté à plus grande échelle et en coupe par la Fig. 2, la coquille externe 1 est pourvue d'une armature connue en soi. La paroi interne est en deux parties, c'est-à-dire subdivisée en une coquille interne 2' et une coquille externe 2" entre lesquelles est disposée une garniture liquide. Pour déterminer un espace creux convenant à la garniture liquide et par lequel le liquide puisse également pénétrer dans les espaces poreux des coquilles avoisinantes 2' et 2", on dispose entre les deux coquilles 2' et 2" des plaques de ciment à l'amiante 6 et 7 qui sont maintenues à une certaine distance l'une de l'autre par des éléments écartement 8 en forme de nervures. On détermine ainsi entre les éléments d'écartement 8 des espaces creux en forme de canalisations qui peuvent être remplis par un liquide 9. Le liquide utilisé pour remplir ces espaces creux doit avoir une viscosité aussi faible que possible pour pouvoir pénétrer facilement dans les capillaires et les espaces poreux du béton. Ce liquide doit geler quand on remplit le conteneur1 par exemple avec un gaz liquéfié. L'opération de congélation doit pouvoir s'effectuer dans une gamme de températures la plus large possible. Il est vrai qu'on pourrait utiliser ponette opération de l'eau pure, mais elle convient moins que des mélanges d'eau et d'alcool par exemple, et surtout des mélanges contenant des alcools forts. Ceux-ci présentent l'avantage de moins se dilater que l'eau lors de la congélation, la congélation elle-meme se déroulant dans une gamae de températures relativement importante. Malgré une faible augmentation de volume lors de la congélation, ce mélanges n'exercent sur la constuction aucune pression additionnelle digne d'être mentionnée. Une autre possibilité pour remplir les capillaires et les espaces poreux avec une substance qui devient solide à l'état d'utilisation du conteneur est représentée sur la Fig. 3. La base de ce mode de réalisation est l'idée selon laquelle on détermine le point de rosée pour une durée limitée dans la paroi interne 2 du conteneur jusqu'à ce que tous les espaces poreux se soient remplis d'abord avec de l'eau sous forme de vapeur. On peut obtenir cet état en noyant dans le béton de la coquille 2 un système de refroidissement constitué par des tubes de refroidissement Il dans lesquels circule un fluide de re- froidissement rendant possible le maintien de la paroi à une température basse et prédéterminée. Quand on insuffle de la vapeur d'eau dans l'enceinte interne du conteneur, on prévoit les quantités de fluide nécessaires, qui se condensent ensuite dans le béton de la coquille 2 et déterminent de ce fait une pénétration partielle ou totale de l'humidité dans la coquille. Si on refroidit ensuite la coquille 2 pour qu'elle parvienne en dessous du point de congélation de l'eau, l'eau contenue dans les pores y subsiste sous la forme de glace. Du fait que les témpératures de stockage de gaz liquéfié sont comprises entre 400 et -196 C, la solubilité de l'eau dans les gaz liquéfiés est nulle et de plus la pression de la vapeur est particulièrement réduite, de sorte qu'il n'y a aucun danger que la glace disparaisse des pores. La possibilité de refroidir la coquille interne 2 du conteneur de façon contrôlée et qui est liée à cette solution présente l'avantage supplémentaire selon lequel les tensions en traction provenant de variations de température lors du remplissage initial avec du gaz liquéfié 10 peuvent rester faibles. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour rendre étanche la paroi interne d'un conteneur à double paroi constitué en béton armé ou en béton pré contraint et destiné au stockage ou au transport de liquides et/ou de gaz froids, et surtout de gaz liquéfiés t caractérisé en ce que les espaces poreux du béton de la coquille interne sont remplis sur au moins une partie de leur épaisseur avec une substance qui est solide à l'état d'utilisation du conteneur. 2.- Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que la substance est amenée à l'état liquide pour son introduction dans les espaces poreux, puis passe à l'état solide. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la substance est amenée à l'état gazeux en vue de son introduction dans les espaces poreux, puis passe à l'état solide, éventuellement en passant par l'état liquide. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce qu'on utilise, comme substance, de l'eau ou de la vapeur d'eau qui est refroidie pour passer à l'état d'agrégation qui suit. 5.- Procédé selon lalevendication 4, caractérisé en ce qu' on mélange un alcool à la substance constituée par de l'eau, et en particulier un alcool fort. 6.- Conteneur à double paroi en béton armé ou en béton précontraint, destiné en particulier à des liquides ou à des gaz froids, tels que des gaz liquéfiés, dans lequel est disposée une couche d'isolation thermique entre les deux parois du conteneur, caractérisé en ce que les espaces poreux du béton de la coquille interne sont remplis au moins sur une partie de leur épaisseur avec une substance qui est solide à l'état d'utilisation. 7.- Conteneur selon la revendication 6, caractérisé en ce que des dispositifs de refroidissement sont aménagés dans la coquille interne. 8.- Conteneur selon la revendication 7, caractérisé en ce que des conduites pour fluides de refroidissement sont noyées dans la coquille. 9.- Conteneur selon la revendication 6, caractérisé en ce que des espaces creux à paroi poreuse sont aménagés dans la coquille interne pour la substance liquide. 10.- Conteneur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les espaces creux constituent un système de canalisations. 11.- Conteneur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les espaces creux situés entre deux plaques maintenues à une certaine distance l'une de l'autre par des éléments d'écartement sont constitués par une substance poreuse telle que ciment à l'amiante. 12.- Conteneur selon la revendication 41, caractérisé en ce que les éléments d'écartement sont constitués par des nervures parallèles réalisées avec le même matériau que les plaques.