Brevet FR2712956A1 — publié le 19950602

PROCEDE DE PROTECTION ET DE DISSIMULATION AU REGARD DE RESERVOIRS SPHERIQUES, NOTAMMENT DE RESERVOIRS DE STOCKAGE DE GAZ LIQUEFIES. La présente invention concerne un procédé de protection et de dissimulation au regard de réservoirs sphériques ou similaires, notamment de réservoirs de stockage de produits sous pression, par exemple normalement gazeux, maintenus à l'état liquéfié. On sait que, durant de nombreuses années, il a été usuel d'utiliser des réservoirs sphériques de grandes dimensions pour stocker à l'état liquéfié des produits normalement gazeux, notamment des hydrocarbures et, en particulier, du GPL (gaz de pétrole liquéfié). Ces réservoirs peuvent avoir un diamètre supérieure à 12, 5 mètres et, avec l'infrastructure qui les supporte, ils peuvent dépasser une hauteur de 15 mètres. La technique de fabrication et de montage de ces réservoirs sphériques était parfaitement mattrisée par les installateurs, mais certains accidents suivis d'explosions aux conséquences graves ont entraîné une certaine désaffection à leur égard. Les études effectuées ont montré que, pour assurer une protection satisfaisante, tant mécanique que contre l'incendie, de réservoirs, quel que soit le type de ceuxci, il est nécessaire de les recouvrir d'une couche d'un matériau inerte, notamment de terre ou de sable, d'environ un mètre d'épaisseur. Pour faciliter la mise en oeuvre de cette technique de protection, on a donc eu tendance, de plus en plus, à utiliser de grands réservoirs cylindriques, à axe horizontal, que l'on dissimule sous des talus. Cette technique donne entière satisfaction, mais il n'en reste pas moins que les réservoirs sphériques présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux réservoirs cylindriques - d'une part, une sphère est la meilleure structure existante pour stocker des produits sous pression - d'autre part, l'emprise au sol d'un réservoir sphérique est considérablement plus faible que pour un réservoir cylindrique - par ailleurs, la surface métallique à protéger contre la corrosion est plus réduite - enfin, un réservoir sphérique résiste mieux à des tassements différentiels du terrain sur lequel il prend appui. De plus, de nombreux réservoirs sphériques installés depuis de nombreuses années sont toujours utilisés avec satisfaction et il serait donc très souhaitable de pouvoir les protéger, et également de les dissimuler aux regards, pour respecter les sites où ils ont été construits à une époque où les contraintes visant l'environnement étaient beaucoup moins strictes qu'actuellement. On a donc naturellement envisagé d'appliquer aux réservoirs sphériques la technique de protection des réservoirs cylindriques, mais la réalisation d'un talus de sable traditionnel de 15 à 20 mètres de hauteur environ a dû astre éliminée, car, d'une part, le sol n'aurait pas supporté la charge résultante et, d'autre part, l'encombrement aurait été prohibitif, surtout pour les réservoirs existants. On aurait naturellement pu envisager de construire une poutre de béton pour supporter le talus de sable, mais des calculs simples montrent qu'il faudrait réaliser une immense table de béton, supportée par des pieux de grande hauteur, pour supporter un talus de sable de 15 à 20 mètres de haut, ce qui est bien évidemment inenvisageable et, de toutes façons, inapplicable aux réservoirs sphériques existants. En étudiant ce problème, la Demanderesse a établi que, pour réduire le volume d'un talus de protection, il est souhaitable de réaliser ce talus avec une surface latérale fortement inclinée vers le sol, d'un angle pouvant être compris entre 600 et la verticale. Elle a alors étudié l'utilisation dans ce but d'une technique déjà préconisée pour réaliser des remblais de soutènement de voies ferrées et de routes, mais dont l'application à la protection de réservoirs sphériques n'avait pas été envisagée. Cette technique fait l'objet, notamment, de divers brevets déposés par Le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, en particulier, des brevets français NO 2 569 738, 2 569 741, 2 572 449 et 2 608 183. Selon cette technique, on procède à une projection régulière et fine, à la manière d'une pluie, d'un matériau particulaire, et à la mise en place simultanée d'au moins un fil continu souple, de préférence d'une pluralité de fils ou de fibres, de manière à noyer ces fils dans le matériau particulaire. On obtient ainsi des massifs de "sols renforcés par des nappes géotextiles", pour reprendre les termes du brevet français NO 2 569 741 précité, d'une très grande stabilité dans le temps et d'une remarquable résistance mécanique, qui peuvent être recouverts de terre végétale engazonnée. Les études effectuées par la Demanderesse ont prouvé que cette technique convient parfaitement à la protection des réservoirs sphériques de grandes dimensions et à leur dissimulation, par la réalisation d'un talus de protection ayant une surface externe à forte pente, répondant aux exigences mentionnées ci-dessus. La présente invention a, par conséquent, pour objet un procédé pour la protection d'un réservoir sphérique de grandes dimensions et pour sa dissimulation au regard, caractérisé en ce qu'on enfouit ce réservoir sous un talus d'un matériau particulaire, dans lequel sont noyés des fils ou fibres continus, ce talus, recouvrant le réservoir sphérique et son ossature support, d'une couche d'au moins un mètre d'épaisseur et présentant une surface extérieure de raccordement au sol inclinée d'au moins 600 par rapport à l'horizontale. Un tel procédé convient parfaitement à la protection et à la dissimulation de réservoirs sphériques existant déjà, qui sont supportés d'origine, latéralement, par des pieux profondément ancrés dans le sol. Dans le cas d'un réservoir sphérique neuf, à mettre en place par ce procédé, on pourra se dispenser de le faire supporter latéralement par des pieux, mais on pourra avantageusement lui faire prendre appui par sa surface inférieure sur un support en forme de calotte sphérique concave en béton armé, prenant appui sur une dalle de béton armé, elle-même supportée par des pieux ancrés dans le sol. La structure composite constituée par un mélange intime et homogène d'un matériau particulaire et de fils textiles continus présente une résistance mécanique nettement supérieure à celle du matériau particulaire de base, se traduisant par une bonne cohésion apparente et une résistance accrue à la déformation. Un matériau particulaire de choix est constitué par du sable, car la plupart des sols sableux conviennent à la mise en oeuvre du procédé, ce qui permet, dans la majorité des cas, d'avoir recours à des ressources locales proches du chantier. Les fils textiles utilisés pourront être ceux de la technique antérieure illustrée par les brevets mentionnés ci-dessus. I1 s'agit, en général, de fils de polyester ayant un diamètre de l'ordre du dixième de millimètre. On les choisit en fonction des caractéristiques du sable ou, plus généralement, de matériau particulaire utilisé. On utilise habituellement de 100 à 250 km de fils par mètre cube, suivant le matériau particulaire utilisé, ce qui correspond à un taux de 2 à 4 kilogrammes par mètre cube. Habituellement, le sable, amené par un convoyeur continu, et les fils sont projetés simultanément par un système de distribution équipé de buses d'éjection à entratnement hydraulique. La stabilité et la résistance au feu de tels talus de protection n'avaient jamais été testées antérieurement, alors que, dans le cas des réservoirs sphériques contenant des hydrocarbures gazeux liquéfiés, ces caractéristiques sont d'une importance capitale. La Demanderesse s'est donc livrée à des essais multiples, qui, tous, ont confirmé la grande sécurité apportée par le procédé conforme à l'invention. On rapportera simplement les conditions de l'un de ces essais, dont les résultats se sont révélés particulièrement concluants. Dans cet essai, on a utilisé un réservoir de propane d'une contenance de 2000 litres, rempli à moitié et recouvert d'un talus réalisé par le procédé ci-dessus, dont la hauteur était de 2,20 mètres, l'inclinaison de 750 et l'épaisseur à la partie supérieure, au-dessus du réservoir, d'un mètre. L'ensemble a été soumis à la flamme d'un brûleur disposé à une distance de 4 mètres du talus et alimenté en propane liquide par une canalisation de deux pouces (5,08 cm) de diamètre. Au bout de deux minutes, la température de la face extérieure soumise à la flamme a atteint 1000 C. Au cours de la minute suivante, le thermocouple utilisé pour mesurer la température de surface et prévu pour supporter 12000C a fondu. L'essai a duré au total une heure et quinze minutes et à entratné la combustion de 20 tonnes de propane. Au cours de l'essai, la température relevée sur la paroi du réservoir a augmenté seulement de 50C et la pression dans le réservoir, qui était de 4, 6 bars ( 4,6 x 105 Pascals) au début de l'essai, n'a pas dépassé 4, 7 bars ( 4, 7 x 105 Pascals). A l'issue de cet essai, les fils textiles du talus de protection ont fondu sur une épaisseur de 5 centimètres à partir de sa surface externe et la structure du talus a été altérée sur environ 15 cm d'épaisseur, mais sans que sa forme géométrique globale ait été modifiée. Cet essai montre donc, comme les autres essais effectués par la Demanderesse, que les talus de protection réalisés conformément au procédé de l'invention ont un excellent comportement au feu, même dans le cas d'un rayonnement de l'ordre de 250 à 300 kw/m2, pendant plus d'une heure. Les dessins annexés, qui n'ont pas de caractère limitatif, illustrent l'application du procédé conforme à l'invention, d'une part, à des réservoirs sphériques de la technique antérieure déjà installés dans des sites divers, d'autre part, à de nouveaux réservoirs sphériques mettant à profit les avantages de l'invention. Sur ces dessins : la figure 1 est une coupe verticale diamétrale d'un réservoir sphérique préexistant traité conformément à l'invention ; la figure 2 est une vue en élévation du réservoir de la figure 1 la figure 3 est une coupe analogue à celle de la figure 1 d'un nouveau réservoir sphérique. Le réservoir sphérique 1 représenté sur la figure 1 est d'un type usuel et prend appui sur le sol par huit pieds 2 métalliques, sur lesquels il repose latéralement. Le réservoir 1 est recouvert par un talus 3 d'un matériau composite conforme à l'invention, constitué de sable dans lequel sont noyés des fils continus de polyester. L'angle oC de raccordement de ce talus avec le sol est compris entre 60 et 900. La canalisation 4 d'alimentation en gaz liquéfié du réservoir 1 est noyée dans le talus 3 et débouche à la partie supérieure du réservoir après avoir traversé une chambre de protection 5 emplie de sable. Les organes de sécurité et de contrôle 6 du réservoir, notamment des soupapes, de la température et de la pression régnant à l'intérieur de celui-ci, traversent également cette chambre 5 à la partie supérieure du réservoir. Pour éviter tout risque d'incendie même en cas de fuite, une chambre 7 emplie de sable est également prévue à la base de réservoir au-dessus de celui-ci. Dans cette chambre est noyée la canalisation 8 d'évacuation du gaz liquéfié. Au moins une galerie 9 d'accès à la chambre 7 est prévue à la base du talus 3. Comme on le voit sur la figure 2, le réservoir ainsi protégé est entièrement dissimulé au regard par le talus 3 et l'on distingue seulement la rampe 10 d'accès à la partie supérieure du réservoir et la porte 11 d'entrée dans la galerie 9. Le talus 3 peut être engazonné. La figure 3 représente un réservoir d'un nouveau type mettant à profit les avantages du système de protection conforme à l'invention. Ce réservoir 20, muni à sa partie supérieure d'une entrée 21, repose par sa base sur un support en béton armé 22, en forme de calotte sphérique concave, qui prend appui lui-même, par l'intermédiaire d'une plaque 23, sur une dalle 24, supportée par des pieux 25, solidement ancrés dans le sol. Le réservoir est protégé de tous côtés par un talus 26 conforme à l'invention. Ce réservoir, destiné à servir de réservoir de stockage intermédiaire, alimenté à partir de bateaux, ne comporte ni pompe immergée, ni tuyauterie d'évacuation à sa partie inférieure. L'alimentation et l'évacuation du gaz liquéfié s'effectuent par l'entrée 21. Le gaz liquéfié est évacué par un tube plongeur, non représenté, grâce à des compresseurs. Un réservoir neuf conforme à l'invention peut toutefois comporter une tuyauterie d'évacuation à sa partie inférieure, située dans un caniveau aménagé dans le support en béton ou disposé autrement. Le réservoir sphérique peut éventuellement prendre appui sur un lit de sable, comme il est usuel de le faire pour les réservoirs cylindriques. Le procédé de protection conforme à l'invention présente donc des avantages considérables tant dans son application à des réservoirs sphériques déjà existants, qu'à la réalisation de nouveaux réservoirs sphériques de grandes dimensions pour le stockage d'hydrocarbures liquéfiés. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la protection d'un réservoir sphérique de grandes dimensions et sa dissimulation au regard, caractérisé en ce qu'on enfouit ce réservoir (1) dans un talus d'un matériau particulaire, dans lequel sont noyés des fils ou fibres continus, ce talus recouvrant le réservoir sphérique et son ossature support d'une couche d'au moins un mètre d'épaisseur et présentant une surface extérieure de raccordement au sol inclinée d'au moins 600 par rapport à l'horizontale. 2. Application du procédé selon la revendication 1 à la protection d'un réservoir sphérique (1) déjà construit, supporté latéralement par des pieds (2) ancrés dans le sol. 3. Application du procédé selon la revendication 1 à la protection d'un réservoir sphérique (20) prenant appui par sa surface inférieure sur un support (22) en forme de calotte sphérique concave, qui repose elle-même sur une dalle (24) supportée par des pieux (25) ancrés dans le sol. 4. Application selon la revendication 3, caractérisée en ce que le réservoir (20) comporte une tuyauterie d'évacuation à sa partie inférieure, notamment située dans un caniveau aménagé dans le socle en béton. 5. Application du procédé selon la revendication 3 à un réservoir sphérique prenant appui sur un lit de sable, à la manière des réservoirs cylindriques horizontaux.