Brevet FR2600989A1 — publié le 19880108

La présente invention concerne un procédé de surveillance de l'étanchéité d'un stockage, et un dispositif de stockage de produits dangereux, notamment des gaz sous pression ou des gaz liquéfiés, ou des liquides, permettant de mettre en oeuvre ce procédé. On connaît déjà des procédés de surveillance de l'étanchéité d'un stockage, par exemple celui qui est décrit dans la demande de brevet français n 83 06822 au nom de la société Géostock. Celle-ci décrit un stockage souterrain d'un produit liquéfiable et miscible à l'eau tel que l'ammoniac, dans lequel le stockage est installé à une profondeur 1O telle que la pression hydrostatique de l'eau dans le massif soit supérieure à la plus forte pression prévisible pour le produit stocké et, le stockage étant effectué dans une enveloppe imperméable logée dans la cavité, on prévoit autour de ladite enveloppe un espace annulaire de drainage maintenu à une pression inférieure à la plus 15 basse pression prévisible pour le produit stocké. Ainsi, en cas de rupture de l'enveloppe, le produit est récupéré dans un puits rempli d'eau car descendant jusqu'au niveau de la cavité, et il est possible de l'y détecter. De plus il n'y a alors pas de pollution du produit par l'eau, ni de contamination de la nappe phréatique. Le but de la présente invention est de proposer un procédé de surveillance d'un stockage permettant d'obtenir une plus grande sécurité vis-à-vis des fuites susceptibles d'affecter ce stockage et de leurs conséquences, et un dispositif de stockage permettant de mettre en oeuvre ce procédé, ce dispositif offrant de plus, de par sa 25 conception, une double étanchéité entre le produit stocké et l'extérieur. Selon la présente invention, un procédé de surveillance de l'étanchéité d'un stockage d'un produit consiste à prévoir autour dudit produit une double enveloppe étanche et suffisamment rigide 30 contenant, sous une pression différente de celle du produit stocké, un fluide dont on surveille les variations de pression. Avantageusement, on peut également surveiller les variations de composition du fluide. Ledit fluide est avantageusement en phase continue, de façon à pouvoir transmettre lesdites variations de pression, et est de préférence, mais non nécessairement, en dépression par rapport au produit stocké. Toujours selon la présente invention, un dispositif de stockage 5 d'un produit permettant de mettre en oeuvre le procédé de l'invention comprend une enveloppe intérieure et une enveloppe extérieure rigides et étanches montées l'une dans l'autre et séparées par un espace intermédiaire, l'enveloppe intérieure comportant une ouverture prolongée par un col s'étendant vers l'extérieur jusqu'à- l'enveloppe O o extérieure, ledit col étant fermé au niveau de chacune des enveloppes par un bouchon intérieur et un bouchon extérieur, traversés eux-mêmes par des conduits, notamment d'entrée et/ou de sortie dudit produit que l'on stocke dans l'enveloppe intérieure, ledit espace intermédiaire et ledit col contenant un fluide en phase continue sous 15 des pressions différentes de celle du produit stocké, et des mpyens de mesure et/ou de régulation, ou de contrôle, de pression permettant de contrôler les pressions dudit fluide. Selon un mode de réalisation avantageux du dispositif de l'invention, la composition du fluide est connue et le dispositif peut 20 comporter en outre un moyen d'échantillonnage permettant de surveiller lorsqu'on le souhaite la composition du fluide. La pression du fluide est alors avantageusement inférieure à celle du produit stocké Dans une application particulière du dispositif de l'invention, le 25 stockage du fluide est souterrain, et l'enveloppe extérieure se trouve contre les parois cimentées ou bétonnées d'une cavité réalisée par forage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante donnée à 30 titre d'exemples non limitatifs des formes possibles de réalisation de l'invention, en regard du dessin ci-joint et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure unique représente la coupe schématique d'un mode de réalisation du dispositif de l'invention, appliqué au stockage 35 souterrain d'un produit dangereux. Sur la figure unique, on a représenté en coupe une cavité allongée verticale 1 surmontée d'une cave 2 creusées toutes deux dans le sol 3. L'enveloppe extérieure 5 se trouve contre une couche de ciment 4 qui recouvre les parois et le fond de la cavité 1. Pour ce faire, on peut 40 descendre l'enveloppe extérieure 5 dans la cavité, en ménageant un espace de coffrage entre cette enveloppe et les parois et le fond de la cavité, puis injecter du ciment dans cet espace de coffrage, depuis sa partie inférieure, notamment le fond de ladite enveloppe extérieure Une enveloppe intérieure rigide 6 est séparée de l'enveloppe 5 extérieure 5 par des cales latérales ou centreurs 7 et des cales de fond ou pieds 8. Lesdites cales définissent un espace intermédiaire (annulaire) 9 entre l'enveloppe intérieure 6 et l'enveloppe extérieure 5. Lesdites enveloppes intérieure et extérieure se referment en partie supérieure, dans ou au voisinage de la cave 2, tout en assurant la 1 O continuité de l'espace annulaire 9, jusqu'à une ouverture pratiquée dans la partie supérieure de l'enveloppe intérieure 6 et se prolongeant par un col 10 s'étendant jusqu'à atteindre et traverser légèrement l'enveloppe extérieure 5. Ledit col est fermé au niveau de l'enveloppe intérieure par un bouchon intérieur 1 1, et par une fermeture 15 extérieure 12 sensiblement au niveau de l'enveloppe extérieure 5. La fermeture 12 et le bouchon 11 sont traversées par des canalisations 13 et 14 pouvant servir aux mouvements d'un produit qui sera stocké dans l'enveloppe intérieure 6. Le col 10 ferme l'espace annulaire 9 en tête des deux enveloppes. Des vannes de sécurité 19 ferment les 20 canalisations 13, 14 au niveau du bouchon 1 1. L'espace annulaire 9 et l'intérieur du col 10 sont remplis par un fluide de composition connue sous des pressions connues également et inférieures à la pression de stockage dudit produit, et des moyens de mesure et de régulation ou de contrôle de pression 16, 15 et 25 d'échantillonnage 18, 17 permettent de contrôler les pressions et surveiller les compositions du fluide contenu respectivement à l'intérieur du col 10 et de l'espace annulaire 9. On a ainsi réalisé un stockage de produit offrant une double étanchéité vis-à-vis de l'extérieur en général et du sol en particulier, 30 à cause de la présence des deux enveloppes successives. De plus, il est possible à tout moment de détecter une éventuelle fuite de l'une ou l'autre des deux enveloppes. En effet, si une fuite se produit par exemple dans l'enveloppe intérieure 6, la pression dudit fluide va croître dans l'espace annulaire 9, ce qui pourra être observé grâce aux 35 moyens de contrôle de pression 16, et comme le fluide va de plus se charger en produit stocké, il sera possible d'observer une variation de sa composition grâce aux moyens d'échantillonnage 18. On peut de même surveiller les variations de pression et de composition du fluide contenu dans le col 10, grâce aux moyens de contrôle de 40 pression et d'échantillonnage respectivement 15, 17. Si une fuite se produit dans l'enveloppe extérieure 5, la pression dudit fluide va également varier si on l'a choisie au préalable différente de celle qui règne dans le sol, du fait de la perméabilité intrinsèque de la couche de ciment 4. Si on peut surveiller à la fois les variations de pression et les variations de composition dudit fluide, il est également possible de savoir laquelle dés deux enveloppes fuit, et éventuellement réparer, changer la composition dudit fluide, récupérer le fluide, ou, d'une façon générale, procéder à toute intervention qui s'avérerait 1 o souhaitable. Les surveillances de variations de pression et/ou de composition peuvent être effectuées périodiquement, mais on peut également coupler les moyens de contrôle de pression ou d'échantillonnage à des systèmes d'alarme capables de se déclencher au-delà de certains 15 seuils prédéterminés de variation de pression ou de composition. La cavité peut être un forage dont la hauteur est grande par rapport au diamètre. La hauteur d'un tel forage peut aller jusqu'à une voire plusieurs centaines de mètres, et le diamètre peut être compris entre quelques décimètres et deux ou trois mètres. L'enveloppe 20 extérieure doit être suffisamment résistante pour résister au moins à la pression hydrostatique du terrain à travers le ciment. Les canalisations 13 et 14 peuvent servir aux mouvements du produit stocké, soit en conduisant le produit lui-même, soit en conduisant un fluide de déplacement dudit produit. Selon les cas, les 25 canalisations 13 et 14 peuvent indifféremment servir d'entrée ou de sortie dudit produit ou dudit fluide de déplacement. L'ensemble étant enterré, y compris le cas échéant la tête du stockage, qui se trouve dans la cave 2 que l'on peut remblayer, il est peu vulnérable aux agressions extérieures et aux accidents pouvant se 30 produire en surface. Il va de soi que ce mode de réalisation n'est qu'un exemple, et qu'il serait possible de le modifier notamment par substitution d'équivalents techniques sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDI CATIONS 1. Procédé de surveillance de l'étanchéité d'un stockage d'un produit consistant à prévoir autour dudit produit une enveloppe intérieure (6) et une enveloppe extérieure (7) étanches et rigides, 5 caractérisé en ce que l'espace intermédiaire (9) entre les deux enveloppes contient, sous une pression différente de celle du produit stocké, un fluide en phase continue dont on surveille les variations de pression. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la 10 composition dudit fluide est connue, et qu'on peut en outre surveiller les variations de composition de ce fluide. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que ledit fluide est en dépression par rapport au produit stocké. 4. Dispositif de stockage caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe intérieure (6) et une enveloppe extérieure (7) étanches et rigides montées l'une dans l'autre et séparées par un espace intermédiaire (9), l'enveloppe intérieure comportant une ouverture prolongée par un col (10 O) s'étendant vers l'extérieur jusqu'à 20 l'enveloppe extérieure (5), ledit col étant fermé au niveau de chacune des enveloppes par un bouchon intérieur (1 1) et une fermeture extérieure (12), traversés eux-mêmes par des conduits (13, 14) de mouvements dudit produit que l'on stocke dans l'enveloppe intérieure (6), ledit espace intermédiaire (9) et ledit col (10O) contenant un 25 fluide en phase continue sous des pressions différentes de celle du produit stocké, et des moyens de contrôle de pression (16, 15) permettant de contrôler les pressions dudit fluide. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyen d'échantillonnage (18, 17) permettant de 30 surveiller la composition dudit fluide. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que la pression du fluide est inférieure à celle du produit stocké. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4, 5 et 6, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure se trouve contre les parois cimentées ou bétonnées (4) d'une cavité souterraine (1). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite cavité ( 1) est verticale et de forme allongée. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite cavité est un forage dont le diamètre est petit par rapport à sa hauteur.