Brevet FR2621565A1 — publié le 19890414

La- présente invention concerne les membranes du type toit flottant permettant d'isoler la surface des liquides de niveau variable dans- les cuves de stockage, notamment lorsque ces liquides présentent des risques d'évaporation ou d'incendie. Dans les dispositifs connus de ce genre, les mem -branes type rigides doivent être mises en place lors la construction de la cuve de stockage, mais par contre, ne peuvent plus équiper les cuves de stockage existantes par absence de passage. On connait aussi d'autres dispositifs dans lequels les membranes sont introduites par les trous d'hommes des cuves de stockage et reconstituées in situ de façon rigide sur des cadres avec des risques constatés de blocage lors des changements de niveau, basculements et parfois des naufrages accidentels en fond de cuve. La membrane selon l'invention permet d'obvier à ces inconvénients. Elle est en effet constituée de bras (1) concentriques articulés sur un pivot central (2), ces bras faisant office de flotteurs sont déployés sur 360 degrés comme un éventail. Chaque bras flotteur est réalisé en tubes étanches en métaux, plastiques, composites, fibres de verre ou de carbone, ou tout matériau à adapter en fonction des propriétés du liquide contenu dans la cuve. Chaque bras est relié aux deux tubes voisins par une étanche métallique (4), en toile ou en toute matière adaptée au produit, pourvu qu'une déformation angulaire soit permise pour absorber toutes les irrégularités dues soit au changement de niveau du produit : coups de bélier, syphon, vague, courant, etc..., soit à la géométrie de la cuve de stockage : cordons soudés, mauvais accostage des tôles, ovalisations, etc... La longueur des bras est fonction du rayon de chaque cuve diminuée de l'espace nécessaire à la fixation sur les segments de cerces reliant les bras deux à deux, de bavettes souples (5) se superposant de proche en proche sur toute la périphérie afin d'assurer l'btanchbitb sur tout le pourtour, même pendant les changements de niveaux et aux passages des irrégularités de la cuve de stockage. Cette étanchéité est obtenue par la flexion de chaque bavette dont la longueur est légèrement supérieure à l'espace à occuper créant ainsi une pression locale permanente sur la paroi tant en montée qu en descente. Le dispositif selon l'invention permet à la membrane de rester centrée par équi-pression des bavettes sur la paroi de la cuve de stockage, cette pression étant insuffisante à coincer la membrane lors de la vidange : celle-ci malgré son faible poids admet une telle flexi bilité en son centre, que la déformation angulaire diminuera la pression sur la paroi permettant ainsi à la membrane de suivre le niveau sans risque de coincement. Par ailleurs, la membrane est équipée si nécessaire d'un clapet d'équi-pression ou à seuil de déclenchement selon les risques de dépression ou de surpression liés aux conditions de fonctionnnement de la cuve de stockage. Un trou d'homme étanche ( ou plusieurs ) permet d'accéder lors de la maintenance aux deux côtés de la membrane. La déformation naturelle de la membrane vers le centre donnant une perte de plusieurs degrés, permet d'évacuer les effluents de rinçage ou de lavage par le trou de visite ou un trou de vidange obturable sans surcharge sur la membrane. Lorsque des accessoires occupent le fond des cuves de stockage, que des piquages ou viroles de trous d'hommes pénétrants empèchent la membrane de coulisser, il est alors nbcessaire de disposer sur un niveau libre des corbeaux reliés à la cuve limitant ainsi le débattement de la membrane en vidange. Selon une première variante, la membrane est équipée d'un pied central (7) renforcé si nécessaire selon le diamètre de la cuve de plusieurs autres pieds (7) répartis sur un ou plusieurs cercles concentriques. Les longueurs des pieds sont adaptées au profil du fond de la cuve de façon à immobiliser la membrane en position basse avec un infléchissement si la pente de rinçage est recherchée et aussi à rbpartir la charge admissible sur la membrane pouvant par exemple correspondre au poids d'un ouvrier d'entretien. Cette première variante permet d'éviter l'adjonction des corbeaux sur la cuve ou des modifications de pénétrations d'organe dans le bas de la cuve. En seconde variante, le pied central ou les pieds additionnels sont amovibles et mis en place ponctuellement lors des visites d'entretien. Telle qu'elle est conçue, la membrane a l'avantage d'admettre, sans préjudice, des variations de positionnement angulaire dans le plan horizontal ce qui permet d'absorber un mouvement de mise en rotation plane de la membrane sous l'effet de syphonage ou du courant du liquide. Selon une autre variante, la membrane peut être immobilisée en rotation plane par quelques câbles tendus verticalement dans la cuve traversant et coulissant à travers des noix étanches fixées dans certains bras. Les câbles peuvent aussi être remplacés par des guides verticaux fixés sur la paroi de la cuve ce qui nécessi- te d'adapter les bavettes au droit de ces guides. Une autre variant consiste à équiper le pivot central de la membrane d'un mât supérieur (8) traversant le dôme qui lui assure un guidage lors des mouvements de montée et de descente, et empêche tout basculement de la membrane au-delà de la déformation admissible fonctionnelle. Le mât peut être gradué afin de permettre à l'exploitant de vérifier la position de la membrane et en conséquence du niveau du produit dans une cuve aveugle. Pour les cuves déjà en service auxquelles il faudrait adjoindre une membrane, le dispositif selon l'invention permet d'introduire chaque élément par le trou d'homme (6) et de reconstituer la membrane autour du pivot central et des premiers bras flotteurs modulaires mis en étoile auxquels viennent s'ajouter les bras additionnels jusqu'à obtention du diamètre recherché et mise en place des cerces et bavettes. En variante aux cerces et bavettes, le dispositif prévoit, selon la nature du produit, une ceinture annulaire gonflable en légère pression sur la paroi. Un système de bouteilles embarquées, équipées de valves tarées assure une pression constante dans chaque boudin étanche gonflé. Selon une autre variante applicable aussi bien à la membrane type radeau gonflable, qu'è la membrane équi- pée de cerces et bavettes, des bouteilles (9) embar quées contenant des produits d'extinction ou des gaz neutres ou des absorbants selon la nature du produit permettent, en liaison avec des détecteurs de fumées ou d'accroissement anormaux de température, ou de présence de produits indésirables, à déclenchement interne automatique ou commandé à distance, de noyer le dessus de la membrane ou de créer une couche neutre isolante. Des applications particulièrement intéressantes peuvent être la couverture interne des cuves de produits pétroliers volatiles ou d'inflammables, de produits chimiques, des bains de solvants ou tous produits évanescents tels que les solvants ou encore les produits toxiques ou radioactifs. Le dispositif de l'invention ne se limite pas à la forme circulaire et des adaptations aux réservoirs parallélépipédiques sont compatibles. Une adaptation des structures en voilures ultralégères étanches sur armature tubulaires telles qututi- lisées en delta-plane, parapente ou planche à voile et mettant en oeuvre des matériaux composites est envisa gée au même titre que les matériaux plus traditionnels avec, par exemple, des voilures étanches cousues sur les bras flotteurs mis en éventail et rigidifiées par des lattes transversales. Une autre adaptation consiste à s'appuyer sur la technique déployée pour les radeaux gonflables ou RAFTS ce qui permet une extension aux cuves parallélépipé- diques. REVENDICATIONS 1 - Membrane modulaire flottante articulée pour isolement des liquides dans les cuves de stockage, constituée de bras flottants (1) concentriques articulés en étoile sur un pivot central (2) recouverts de toiles étanches et d'une bavette périphérique (5) souple assurant ltetanchbite quelque soit le niveau du liquides et les irrégularités de ce niveau ou des défauts géométriques usuels des cuves de stockage. 2 - Membrane selon la revendication 1 caractérisée en ce que la déformation naturelle en position basse permet l'évacuation aisée des effluents de lavage sans préjudice pour la membrane. 3 - Membrane selon les revendications 1 et 2 caractérisée par le fait que l'adjonction de pieds (7) attenants à la membrane permet la dépose au niveau inférieur libre quelque soit la forme du fond de cuve et sans modi fication de celle-ci, tout en assurant la pente de vidange. 4 - Membrane selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'un mât supérieur (8) guidé dans le toit fixe de la cuve assure le guidage de la membrane lors des mouvements de montée et de descente tout en permettant la lecture directe externe du niveau dans la cuve. 5 - Membrane selon la revendication 1 caractérisée en ce que le montage est possible par le trou d'homme (6), que la cuve soit neuve ou en service grâce à la conception modulaire. 6 - Membrane selon la revendication 5 caractérisée en ce que la conception modulaire s'appuie sur un noyau central (2) standard auquel se rajoutent les éléments concentriques 1 et 3 nécessaires pour constituer le diamètre de chaque cuve. 7 - Membrane selon la revendication 1 en ce que l'étanchéité périphérique est assurée par une structure annulaire gonflable maintenue en équi pression par des bouteilles embarquées. 8 - Membrane selon la revendication 1 en ce que la membrane supporte un dispositif de sécurité embarqué (9) permettant de noyer le dessus de la membrane ou de créer un espace de gaz neutre en cas d'accident détecté.