Brevet FR2491426A1 — publié le 19820409

Citerne de navire comportant un dispositif pour éviter la pollution des mers due aux déballastages. La présente invention a pour objet des citernes de navires, notamment de navires pétroliers, comportant un dispositif pour éviter la pollution des mers due aux déballastages. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des bateaux-citerne, notamment de navires pétroliers. Les navires pétroliers qui déchargent leur cargaison de pétrole ou de produits pétroliers doivent remplir une partie de leurs cuves d'eau de mer qui constitue un ballastage pendant le trajet de retour. Le volume d'eau de ballastage est compris entre 30 % et 55 % du volume total. Dans les citernes, cette eau de ballastage est polluée par les traces de petrole restant dans la cuve et, lorsque cette eau de ballastage est rejetée à la mer, elle constitue un facteur de pollution important. On a déjà proposé, pour supprimer cette pollution, de diviser les cuves des navires pétroliers en deux compartiments séparés par un flotteur rigide associé à une enveloppe déformable cylindrique, qui épouse la forme de la cuve. Le brevet FR. 70/35.781 (H. GLEYZAL) décrit une telle solution qui dérive de la construction des réservoirs à toits flottants. Cette solution présente des inconvénients liés à la présence d'un flotteur rigide et de raidisseurs à l'intérieur de la cuve. Lorsque le navire s incline, sous l'effet du roulis ou du tangage, le flotteur reste horizontal, ce qui gêne la liberté de coulissement du flotteur à l'intérieur de la cuve. L'objectif de la présente invention est de procurer une solution qui permet de separer certaines cuves des navires transportant des produits polluants en deux compartiments séparés réservés l'un aux produits polluants et l'autre àlteau de ballastage en évitant les inconvénients d'un flotteur rigide. L'objectif de l'invention est atteint au moyen d'un dispositif anti pollution qui est constitué par une poche souple, entière meIltdéformable, ayant une ouverture qui est fixée, de façon étanche, autour d'un orifice qui est situé dans le fond de la cuve et qui communique avec la mer. Cette poche souple est en un tissu synthétique, par exemple en polyamide, enduit sur les deux faces d'un élastomère qui résiste aux hydrocarbures ayant une teneur élevée en composés aromatiques. De préférence, l'orifice qui communique avec la mer est équipé d'une vanne qui comporte des moyens de commande à distance. Dans le cas où la citerne comporte des nervures de raidissement en saillie à l'intérieur de la cuve, un tube est soudé sur les arêtes desdites nervures afin d'éviter les risques de déchirement de la poche souple. Le volume maximum des poches souples selon l'invention est au moins égal au volume des citernes situé au-dessous de la ligne de flottaison à pleine charge. L'invention a pour résultat la possibilité de transporter des produits polluants, notamment des produits pétroliers, dans des bateaux-citerne et d'utiliser les citernes pendant le trajet de retour, pour contenir 11 eau de ballastage, sans que l'eau de ballastage ne soit au contact de parois souillées d'où la suppression de tout risque de pollution par l'eau de déballastage. Comme le ballastage est compris entre 30 % et 55 Z du volume total du navire, il n'est pas nécessaire d'équiper toutes les cuves de poches souples. On équipe par exemple la moitié des cuves, en répartissant les cuves équipées de poches souples sur toute la surface du navira. Etant donné que liteau de ballastage est transportée dans des compartiments propres, on peut envisager de ballaster avec de l'eau douce, qui peut être utilisée dans le pays producteur de pétrole, dans le cas où ce pays manque d'eau douce. Par rapport aux solutions envisagées comportant un plancher flottant associé à une jupe souple, le dispositif selon l'invention présente l'avantage d'éliminer les risques de blocage du plancher flottant dus à l'inclinaison du navire et am: nervures de raidissement en relief à l'intérieur des cuves. Un avantage important des dispositifs selon l'invention réside dans son automatisme Lorsqu'on vide les produits contenus dans les cuves comportant une poche souple, l'eau de mer rentre dans la poche qui se gonfle et qui occupe progressivement tout le volume intérieur à la cuve jusqu'à la ligne de flottaison. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'une citerne de navire équipee d'un dispositif selon l'invention. La figure 1 représente une coupe verticale d'une citerne de navire pétrolier comportant une poche déformable selon l'invention en cours de chargement ou de déchargement du pétrole. Les figures 2 à 5 représentent des étapes successives de la vidange d'une cuve de pétrolier. La figure 6 est une coupe verticale d'un mode de réalisation d'une cuve de pétrolier comportant une poche déformable selon l'invention. La figure 7 est une vue de dessus d'un pétrolier. La figure 8 est une coupe horizontale partielle d'une paroi de cuve comportant un raidisseur. La figure 1 représente schématiquement une coupe verticale d'une citerne 1 de pétrolier ayant des parois verticales et une section rectangulaire ou circulaire. Le repère 2 représente la surface de la mer. Le repère 3 représente une poche déformable, en un matériau souple, par exemple en tissu synthétique enduit sur ses deux faces d'un élastomère résistant aux hydrocarbures ayant une teneur élevee en composés aromatiques. A titre d'exemple, on peut utiliser le tissu enduit vendu sous la référence 30 N 2C 15 par la Société SUPERFLEXIT, pour constituer des jupes d'étanchéité de toits flottants qui est composé d'un tissu en polyamide, enduit d'élastomère sur ces deux faces, ayant une épaisseur de l'ordre de 3 mm et un poids de l'ordre de 3,6 Kgs/m2. La poche 3 a une ouverture 4 qui est fixée de façon étanche autour de la périphérie d'un orifice 5 qui est situé dans le fond de la citerne et qui communique avec la mer. Le diamètre de l'orifice 5 est par exemple de l'ordre de 0,5 m, ce qui suffit à assurer une entrée d'eau avec un débit égal au débit de remplissage ou de vidange du pétrole contenu dans la cuve. Le repère 6 représente le petrole qui se trouve, dans cet exemple,au-dessus de la poche 3. Dans cet exemple, l'ouverture 5 est située dans le fond de la cuve, mais il est précisé qu'elle pourrait aussi être située sur une paroi latérale dans la partie inférieure qui est constamment immergée. La figure 1 représente une étape pendant le chargement du pétrole où le remplissage de la cuve est partiel. A mesure que l'on remplit la cuve de pétrole la poche 3 s'aplatit et l'eau contenue dans celle-ci est chassée vers l'extérieur. Compte tenu de la difference de densité entre le pétrole et l'eau de mer, le niveau de la surface 7 du pétrole à l'intérieur de la cuve est légèrement plus haut que le niveau de la surface 2 de la mer. Lorsque toute l'eau a été chassée de la poche 3, le pétrole monte dans la cuve jusqu'au niveau de remplissage de celle-ci, qui se trouve au-dessus de la ligne de flottaison.Pendant le déchargement du pétrole, le phénomène inverse se produit et l'eau de mer pénètre progressivement dans la poche deformable jusqu a ce que la face supérieure 8 de la poche atteigne la ligne de flottaison. On calcule le volume maximum des poches déformables pour qu'il soit au moins égal,et de préférence légèrement supérieur, au volume de la cuve situé au-dessous de la ligne de flottaison à pleine charge. Tant que la hauteur de la colonne de pétrole équilibre la hauteur de la colonne d'eau contenue dans la poche 3, les deux faces de la poche sont en équipression et la membrane n'a aucun effort Mécanique à supporter. A la vidange de la cuve, lorsque la hauteur de la colonne de pétrole n'équilibre plus la hauteur de la colonne d'eau, la poche 3 est soumise à une légère surpression dirigée de l'intérieur vers l'ex- térieur. Si la cuve 1 est cylindrique et à parois lisses, cette surpression plaque la poche 3 contre les parois latérales de la cuve et la poche n intervient pas mécaniquement. Si la cuve comporte des arêtes ou des raidisseurs qui font saillie dans la cuve, il se peut que des bandes étroites de la poche ne puissent épouser exactement la forme de la paroi ou des raidisseurs et aient une certaine pression à supporter.Si l'on considère que le tirant d'eau d'un navire pétrolier ballasté est de l'ordre de 10m, la surpression sera de l'ordre d'un bar et sur une faible largeur la membrane souple qui constitue la poche peut supporter une telle pression sans risque de rupture. De plus, on peut ne pas vidanger entièrement le petrole et laisser une colonne de pétrole dans l'espace compris entre la poche 3 et les parois de la cuve qui équilibre en totalité ou en partie la pression hydrostatique. Les figures 2 à 5 représentent les formes successives de la poche déformable 3 pendant le déchargement d' une citerne 1. La figure 2 représente la citerne pleine de pétrole. Le niveau 7 de la surface du pétrole est au-dessus de la surface 2 de la mer, de sorte que la hauteur de la colonne de pétrole est supérieure à celle qui equilibre la pression hydrostatique. La poche 3 est complètement aplatie dans le fond de la cuve, de sorte que la capacité de la cuve est utilisée entièrement pour contenir le pétrole. La figure 3 représente la cuve en cours de déchargement à un stade où la hauteur de la colonne de pétrole équilibre la hauteur de la colonne d'eau dans la poche 3. A mesure que l'on pompe le pétrole, l'eau remplit la poche 3. La figure 4 represente l'étampe suivante. Les colonnes de pétrole et d'eau sont toujours en équilibre mais le tirant d'eau du navire a diminué. En effet, le navire comporte deux groupes de cuves celles qui sont équipées d'une poche souple 3 et qui sont destinées à reeevoir de l'eau de ballastage et celles qui ne reçoivent que du pétrole. Il peut également comporter des cuves de ballastage permanent qui restent constamment pleines d'eau et qui représentent à peu près 20 Z de la cargaison du navire. A mesure que l'on vide les cuves sans poche, le navire s'allège et son tirant d'eau diminue. Par contre, à partir du moment où l'équilibre des pressions hydrostatiques de l'eau et du pétrole s'est établi dans une cuve, la vidange du pétrole contenu dans celle-ci ne modifie pas la charge du navire. La différence de tirant d'eau entre les figures 3 et 4 provient de la vidange des cuves non équipées de poches déformables. La figure 5 représente une cuve vidée du pétrole, dans laquelle il reste cependant un peu de pétrole et de sédiments entre la poche 3 et les parois latérales de la cuve, mais sur une hauteur insuffisante pour équilibrer la pression hydrostatique de l'eau. Le niveau supérieur 8 de la poche déformable est égal au niveau 2 de la surface de la mer et la poche 3 est plaquée contre les parois de la cuve sauf dans les angles rentrants s'il y en a. La figure 6 représente une coupe verticale d'une citerne de pétrolier 1, équipée d'une poche déformable 3. Dans ce mode de réalisation, l'ouverture 4 qui communique avec la mer est équipée d'une vanne 9 comportant une transmission 10 permettant de la commander depuis le pont du navire par un volant de manoeuvre 11. Au-dessus de la vanne d'arret 9, une tuyauterie 12 est branchée en dérivation. Cette tuyauterie est équipée d'une vanne 13 qui peut être commandée à distance par l'intermédiaire d'une transmission 14 et d'un volant de manoeuvre 15. La tuyauterie 12 est connectée sur une pompe 16 qui permet de pomper l'eau contenue dans la poche 3 pour vider complètement celle-ci si nécessaire. Bien entendu, les vannes 9 et 13 pourraient être remplacées par des vannes motorisees~à télécommande hydaralique ou pneumatique. Le fond de la cuve 1 comporte un tore perforé 17 qui est connecte par une tuyauterie 18 sur deux pompes 19 et 20. La pompe 19 sert à refouler dans le tore 17 du pétrole sous pression pour décolmater et enlever les sédiments qui se sont déposés dans le fond de la cuve. La pompe 20 est la pompe de vidange du pétrole brut. La figure 7 est une jue de dessus des cuves d'un pétrolier numérotées de Cl à C18. Les cuves représentées en hachures serrées sont les cuves non équipées d'une poche déformable qui ne contiennent jamais d'eau de ballastage tandis que les cuves représentées en hachures plus écartées sont celles qui sont équipées d'une poche déformable et qui servent au ballastage pendant le trajet de retour. Si les parois de séparation entre cuves comportent des raidisseurs, ceux-ci sont placés, de préférence dans les cuves non équipées de poches déformables. En variante, le pétrolier peut comporter au centre une rangée de cuves cylindriques à parois lisses qui Sont les seules équi pees de poches déformables. La figure 8 représente une coupe horizontale partielle d'une paroi de cuve 1 comportant une nervure de raidissement 21 en relief à l'intérieur de la cuve. Un tube 22 est soudé sur l'arête de la nervure 21, de sorte que l'enveloppe déformable 3 s'appuie contre le tube 22 et ne risque pas d'entre déchirée par des angles vifs. Avantageusement, l'orifice 5 qui fait communiquer l'inte- rieur de la poche déformable avec la mer est équipé d'une grille ou d'une tôle perforée 23, visible sur la figure 6, pour éviter que la poche déformable ne risque d'être entraînée à l'extérieur de la citerne lors de la vidange complète de l'eau qu'elle contient. REVENDICATIONS 1. Citerne de navire comportant un dispositif pour éviter la pollution par les eaux de déballastage qui divise ladite citerne en deux compartiments de volume variable, caractérisée en ce que le dit dispositif est constitué par une poche souple (3) entièrement déformable, ayant une ouverture (4) qui est fixée de façon étanche autour d'un orifice (5) qui est situé dans le fond de la cuve (1) et qui communique avec la mer. 2. Citerne selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite poche souple (3) est en un tissu synthétique, par exemple en polyamide, enduit sur les deux faces d'un élastomère qui résiste aux hydrocarbures ayant une teneur elevée en composes aromatiques. 3. Citerne selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ledit orifice est équipe d'une vanne (9) qui comporte des moyens (10, 11) de commande à distance. 4. Citerne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant des nervures de raidissement (21) en saillie à l'inte- rieur de la cuve, caractérisée en ce qu'un tube (22) est soudé sur les arêtes desdites nervures. 5. Citerne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le volume maximum desdites poches souples (3) est au moins égal au volume des citernes situé au-dessous de la ligne de flottaison à pleine charge. 6. Citerne de navire selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 5, caractérisée en ce que ledit orifice (5) est équipé d'une grille ou d'une tôle perforée (23).