Brevet FR2599468A1 — publié le 19871204

La présente invention concerne un dispositif formant structure de paroi thermiquement isolante d'une enceinte ou cuve de confinement formant réservoir calorifugé étanche d'emmagasinage ou de conservation d'un fluide très froid tel que notamment du gaz naturel liquéfié. On connait déjà, dans l'état antérieur de la technique constitué par le brevet français No. 2 271 497 et son premier Certificat d'Addition No. 2 286 341 aux noms de la demanderesse, des réservoirs pour le stockage ou le transport de fluides liquides et/ou gazeux présentant en majeure partie une phase liquide, tels que par exemple des fluides cryogéniques tels que notamment des gaz naturels liquéfiés et en particulier le méthane. 15 Ces réservoirs présentent une paroi externe autoportante ou rigide, une paroi interne imperméable ou barrière primaire sensiblement flexible ou souple formant membrane espacée de la paroi externe et une matière intermédiaire thermiquement isolante, fixée à la paroi externe et 20 servant de surface d'appui à la paroi interne, et comprenant essentiellement une couche formée de panneaux adjacents séparés les uns les autres par des garnitures de joints intercalaires étanches au gaz. La garniture de joint intercalaire est 25 latéralement collée entre deux panneaux isolants préfabriqués et est constituée par une matière élastique telle que de la mousse de chlorure de polyvinyle souple. Cependant, cette structure de paroi connue a pour inconvénient d'occasionner un retard à la détection 30 de fuite du fluide à travers notamment la barrière imperméable secondaire faisant partie de la structure et dont une portion est intégrée par collage à la garniture de joint intercalaire, retard dû à l'étanchéité au gaz de la mousse isolante utilisée (isolant cellulaire à 35 cellules fermées en polyuréthane par exemple). La présente invention a principalement pour but de supprimer l'inconvénient ci-dessus en créant une structure nouvelle perfectionnée. A cet effet, pour résoudre le problème technique posé, l'invention propose un dispositif qui est caractérisé en ce que chaque garniture de joint intercalaire comprend, à chacun de ses côtés, au moins un joint latéral, constitué d'un matériau thermiquement isolant souple expansible, logé dans un évidement correspondant du corps de garniture et lié à 10 celui-ci, ledit joint, après montage de la garniture entre deux panneaux adjacents, étant en appui pressé libre contre le panneau voisin, ce qui permet, en outre de faciliter le montage compte tenu des tolérances de positionnement des panneaux adjacents. Selon une autre caractéristique du dispositif de l'invention, destiné notamment à un fluide très froid tel que notamment du gaz naturel liquéfié, le joint latéral est constitué par un tampon de laine de verre revêtu extérieurement, sauf sur sa face extrême tournée 20 vers la barrière primaire, d'une feuille de matière, étanche au liquide froid, perméable au gaz et à bonnes propriétés de tenue cryogénique, et repliée transversalement en U. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la feuille précitée est en papier Kraft ou équivalent. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend de préférence au moins deux tampons superposés. Selon toujours une autre caractéristique de l'invention, le joint latéral est lié par collage au corps de garniture. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci 35 apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va-suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel: - la figure unique représente une vue fragmentaire en coupe d'une portion de la structure de paroi thermiquement isolante conforme à l'invention. Selon l'exemple de réalisation représenté sur la figure et tel qu'appliqué à une cuve intégrée à la 10 coque ou cale d'un navire-citerne par exemple de transport de gaz naturel liquéfié, la structure de paroi calorifugée étanche d'une telle cuve comprend successivement de l'extérieur vers l'intérieur: - une paroi externe autoportante ou rigide 1 15 notamment métallique et constituée par exemple par la double coque en acier d'un navire; - une couche extrême externe 2 comportant un quadrillage de bandes ou pastilles de mastic ou de matière équivalente suivant des lignes de pastillage espacées et assurant la liaison entre les éléments 1 et 8. une couche intermédiaire 3 en une matière thermiquement isolante formée de panneaux sandwich adjacents séparés les uns des autres et fixés à la paroi 25 externe 1 en des points discrets par des goujons 4 avantageusement soudés à la paroi externe 1, les intervalles entre panneaux adjacents étant remplis par des garnitures de joint intercalaires 5 constituées par exemple par une matière cellulaire isolante rigide telle 30 que mousse de polyuréthane à cellules fermées et recouvertes intérieurement par des bandes de couvre-joint 6; - une barrière primaire étanche 7 supportée par - la face interne de la couche intermédiaire 3 et constituée avantageusement par une t8le métallique mince ondulée, plissée, gaufrée ou nervurée par exemple en acier inoxydable, avec au moins une série d'ondes espacées, sensiblement parallèles et en saillie seulement du côté interne. Chaque panneau sandwich 3 se compose avantageusement, de l'extérieur vers l'intérieur: d'une plaque externe en bois contre-plaqué 8; d'une plaque intermédiaire en matière isolante 9 en mousse de polyuréthane par exemple à couches superposées d'une épaisseur beaucoup plus importante que celle de la plaque externe 8; d'une plaque interne 10 laquelle, conjointement avec les couvre-Joints 6, servent de barrière secondaire étanche; une couche calorifuge extrême interne 11, formant couche séparatrice entre les 15 deux barrières d'étanchéité espacées respectivement secondaire 6, 10 et primaire 7, et constituée par des éléments alignés 11 Juxtaposés non Jointivement formant pavés à c8tés ou bords opposés respectivement parallèles aux directions respectives des ondes 7a de la barrière primaire 7, les pavés il étant espacés les uns des autres et de dimension telle que chaque intervalle de séparation 12 entre deux pavés voisins est situé sensiblement au droit d'une onde 7a de la barrière primaire et s'étend le long de celle-ci; une couche de répartition relativement 25 rig'de 13 constituée par des plaques par exemple en bois contre-plaqué ou de matière synthétique appropriée et interposée entre la couche séparatrice 11 et la barrière primaire 7. Le fractionnement par division de la couche 30 extrême interne 11l permet à celle-ci de suivre plus facilement les dilatations et contractions thermiques non seulement d'elle même mais aussi de la barrière primaire 7 en réduisant ainsi des contraintes internes résiduelles d'origine thermique. Cette couche extreme interne 11 est 35 en une matière synthétique cellulaire notamment expansée ou mousse telle que par exemple le polyuréthane qui est relativement souple surtout par rapport A la couche de répartition relativement plus rigide 13 avantageusement discontinue en étant interrompue respectivement à chaque intervalle 12 entre les pavés Il, de façon à ne pas gêner, par leur raideur relative, les déformations thermiques précitées tout en permettant de les suivre. La couche de répartition 13 est assemblée respectivement aux divers éléments composant la couche extrême interne 11, 10 notamment par collage au moment de la préfabrication de ces éléments séparément. Chaque goujon de panneau 4 retient le panneau sandwich correspondant 3 par son écrou-de serrage 14 s'appliquant contre la face interne de la plaque de bois 15 contre-plaqué externe 8 par l'intermédiaire d'une plaque également de bois contre-plaqué et en étant vissé au fond d'un évidement du corps de garniture correspondant 5. Le goujon 4 enserre la plaque 15 et une partie de la plaque 8 entre l'écrou 14 et un support métallique 4a 20 vissé au goujon sous la plaque 8. Les différentes plaques et couches constituant les panneaux sandwich 3 sont toutes collées les unes contre les autres au moment de la préfabrication, la plaque externe en bois contre-plaqué 8 étant alors collée 25 contre les bandes de mastic 2 après fixation des panneaux sandwich 3 à la paroi externe 1. La plaque interne 10 et les couvre-Joints 6 sont constitués par un matériau stratifié à trois couches Jointives décrit en détail notamment dans le brevet 30 français No. 2 302 482 au nom de la demanderesse. La barrière secondaire comprenant la plaque externe 10 est noyée dans le panneau sandwich 3 de façon à être espacée de la face d'appui de la barrière primaire 7. Chaque panneau sandwich 3 comporte, le long de chaque bord adjacent à un panneau sandwich voisin, une feuillure 16 créant un épaulement 17 laissant à découvert une bande marginale correspondante de la barrière secondaire 10. La bande de barrière couvre-Joint 6 chevauche les épaulements 17 en regard des deux panneaux sandwich voisins 3 et est fixée de façon étanche par exemple par collage contre les épaulements en recouvrant la garniture de Joint 5 pour établir la continuité de la 10 barrière secondaire. Le pavé 11, situé au-dessus de la garniture de Joint correspondante 5, comble la cavité définiepar les feuillures correspondantes 16 de deux panneaux sandwich voisins 3(comme représenté en traits mixtes sur la figure) afin de rétablir la continuité de 15 la face d'appui de la barrière primaire 7. Afin de mieux faire comprendre certaines particularités du dispositif de l'invention, ce pavé 11 est représenté sur la figure partiellement en retrait de sa cavité de logement, étant bien entendu que ce pavé est en réalité entièrement 20 logé dans cette cavité pour assurer la continuité précitée de la face d'appui de la barrière primaire. Selon l'invention, chaque garniture de joint intercalaire 5 est montée dans l'interstice entre deux couches intermédiaires adjacentes 9 et est collée, une 25 fois montée par ses faces extrêmes opposées respectivement supérieure et inférieure à la plaque 15 et à la bande couvre-joint 6 mais aucune liaison latérale adhérente de la garniture aux bords longitudinaux des couches intermédiaires 9 n'est prévue. Il est à noter que 30 la liaison par collage de la face inférieure du corps de garniture 5 est effectuée à partir d'une colle épaisse du type résine chargée pour permettre ainsi lors de la préfabrication de coller le corps contre le fond de son logement entre deux panneaux adjacents 9, tandis que la face extrême supérieure de ce corps, lorsque celui-ci est définitivement monté, se trouve en affleurement avec les faces planes internes des couches intermédiaires 9. Chaque garniture de joint intercalaire 5 comprend, à chacun de ses c8tés en regard des bords longitudinaux des couches intermédiaires 9, au moins un joint latéral 18 constitué d'un matériau isolant souple comprimé ou expansible logé dans un évidement correspondant 19 du corps de la garniture de joint 5. Chaque joint latéral 18 est lié par exemple par collage au corps de garniture au moment de la préfabrication. A la position de montage, représentée sur la figure, de la garniture de joint 5 entre les deux couches intermédiaires adjacentes 9, chaque joint latéral 18 est 15 en appui pressé libre contre la couche intermédiaire voisine. Avantageusement, chaque joint latéral 18 est constitué par un tampon de laine de verre revêtu extérieurement, sauf sur sa face extrême tournée vers la 20 barrière secondaire 6, 10, d'une feuille 20 de matière étanche au liquide froid et perméable au gaz et ayant de bonnes propriétés de tenue cryogénique. Cette feuille de matière étanche peut être par exemple une feuille de papier Kraft, chaque tampon étant ainsi constitué par une 25 bande de laine de verre revêtue sur sa face de papier Kraft et repliée transversalement en U. Chaque tampon 18 agit comme une gouttière de retenue du liquide de fluide à travers la barrière secondaire mais permet, grâce à la porosité perméable au gaz, l'équilibrage des pressions 30 gazeuses dans le joint latéral, une détection rapide et facile des fuites ainsi qu'un dégazage de la structure, soit par balayage simple avec un gaz inerte, soit en effectuant des cycles alternés de mise sous vide suivie d'injection de gaz inerte. De préférence, on prévoit au moins deux de tels tampons superposés de part et d'autre de la garniture de joint intercalaire 5 dans leur évidement 19 correspondant. Le pavé interne 11 collé à la bande couvre-joint 6 est revêtu sur sa face externe adjacente à la barrière secondaire 6, 10 d'un tissu 21 de fibre de verre collé sur ladite face externe pour renforcer la résistance mécanique du pavé qui doit réaliser la continuité entre les deux panneaux sandwich adjacents 3. 10 Le pavé 11 est collé contre le fond de sa cavité de logement 16 formé par les épaulements 17 et la face extrême intérieure de la garniture de joint. Avantageusement, le pavé couvre-joint 11 est chanfreiné bilatéralement le long de ces deux arêtes longitudinales 15 externes, comme indiqué par la référence 22, pour créer un espace de décharge de l'excès de colle afin d'éviter des contraintes internes pouvant provoquer une amorce de fissuration. REVENDICATIONS 1. Dispositif formant structure de paroi thermiquement isolante d'un réservoir calorifugé étanche de fluide, du type comprenant une paroi externe autoportante ou rigide; une paroi interne imperméable ou barrière primaire sensiblement flexible ou souple formant membrane espacée de la paroi externe et une matière intermédiaire thermiquement isolante, et fixée à la paroi 10 externe et servant de surface d'appui à la paroi interne, et comprenant essentiellement une couche formée de panneaux adjacents séparés les uns des autres par des garnitures de joint intercalaires étanches au gaz, caractérisé en ce que chaque garniture de joint intercalaire (5) comprend, à chacun de ses c8tés, au moins-un joint latéral (18), constitué d'un matériau thermiquement isolant souple expansible, logé dans un évidement correspondant (19) du corps de garniture (5) et lié à celui-ci, ledit joint (18), après montage de la garniture (5) entre deux panneaux adjacents (9), étant en appui pressé libre contre le panneau voisin. 2. Dispositif selon la revendication 1, destiné notamment à contenir un fluide très froid tel que notamment du gaz naturel liquéfié, caractérisé en ce que 25 le joint latéral (18) précité est constitué par un tampon de laine de verre revêtu extérieurement, sauf sur sa face extrême tournée vers la barrière primaire (7), d'une feuille (20) de matière, étanche au liquide froid, perméable au gaz et à bonnes propriétés de tenue 30 cryogénique, repliée transversalement en U. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la feuille (20) précitée est en papier Kraft ou équivalent. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,-caractérisé en ce qu'il comprend de préférence au moins deux tampons superposés (18). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint latéral (18) précité est lié par collage au corps de garniture de joint intercalaire (5). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la garniture de joint 10 intercalaire (5) précitée est en une matière cellulaire isolante rigide, telle qu'une mousse de polyuréthane à cellules fermées. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de garniture 15 (5) est collé contre le fond de son logement entre deux panneaux (9). 8. Dispositif selon la revendication 1, o chaque panneau comporte mune couche étanche ou barrière secondaire noyée dans ledit panneau de façon à être espacée de la face d'appui de la barrière primaire et, le long de chaque bord adjacent à un panneau voisin, une feuillure créant un épaulement laissant à découvert une bande marginale correspondante de la barrière secondaire, une bande de barrière couvre-joint, chevauchant les épaulements en regard des deux panneaux voisins, étant fixée de façon étanche ou collée contre les épaulements en recouvrant la garniture de joint pour établir la continuité de la barrière secondaire et un pavé en matière thermiquement isolante comblant la cavité définie 30 par les feuillures correspondantes de deux panneaux voisins en rétablissant la continuité de la face d'appui de la barrière primaire, caractérisé en ce que le pavé (11) est revêtu sur sa face extrême adjacente au couvre-joint (6) d'un tissu de fibre de verre (21) et est 35 collé contre le fond de son logement (16). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le pavé (11) précité comprend deux chanfreins (22) de décharge d'excès de colle le long de ses deux arêtes longitudinales.