Brevet FR2772110A1 — publié le 19990611

CUVE PROTEGEE POUR LE STOCKAGE DE GAZ LIQUEFIE ET DESTINEE A ETRE ENTERREE La présente invention concerne une cuve protégée pour le stockage de gaz liquéfié, cuve qui est destinée à être enterrée. I1 est connu que les cuves de stockage de gaz combustible liquéfié, tel que butane ou propane, sont souvent enterrées pour des raisons de sécurité et d'esthétique. Les cuves actuellement utilisées sont des cuves cylindriques, dont les extrémités sont en forme de calottes bombées vers l'extérieur pour résister à la pression du gaz. Une telle cuve est généralement munie dans sa partie supérieure d'une vanne et d'un détendeur, qui sont reliés au réseau de distribution du gaz et permettent de soutirer le gaz. Ces cuves sont généralement protégées par un revêtement anticorrosion, le plus souvent associé à un système de protection cathodique comportant, par exemple, une anode en magnésium. Les cuves sont généralement disposées sur un ou plusieurs berceaux, dans une fosse creusée aux dimensions convenables qui est remblayée après installation de la cuve pour enterrer celle-ci. Le remblayage peut se faire à l'aide de sable ou à l'aide de la terre de déblai retirée lors du creusement de la fosse, l'utilisation de la terre de déblai étant préférés pour des raisons économiques. Cependant, l'utilisation de la terre de déblai pose le problème suivant : les cailloux qu'elle contient risquent, lors du remblayage, d'abîmer la cuve ou pour le moins le revêtement anticorrosion. Il est donc nécessaire de prévoir une protection contre les chocs sur la partie supérieure de la cuve que les cailloux viennent heurter. Selon les exigences des spécifications techniques annexées à la décision ministérielle du 30 Juillet 1997, la cuve doit être protégée contre la chute verticale sur la pointe d'un cube de béton de 15 kg, d'une hauteur de 1,50 m. Ce type de choc est dit poinçonnement dynamique. La partie de la surface de la cuve, qui n'est pas soumise à la chute verticale d'objets, doit également être protégée contre les chocs mais la protection nécessaire est plus faible. Ce type de chocs plus faibles est dit poinçonnement statique. Lorsque la cuve est installée dans le sol, il se pose un autre problème : la cuve risque de monter et de ressortir lorsque le terrain est inondé. Il est donc nécessaire de prévoir un ancrage. Le risque de remontée de la cuve est aggravé dans certains cas par la possibilité de l'existence d'une pression plus forte au fond de la fosse qu'en un autre point du terrain. En effet, si le terrain est en pente, une nappe d'eau peut se trouver plus haut que le fond de la fosse et communiquer avec le fond de la fosse par une couche perméable, par une ancienne canalisation, un ancien drain ou autre. Il se produit alors, à partir du fond de la fosse, un courant d'eau ascendant qui peut soulever la cuve. Selon l'invention, on a trouvé que l'on pouvait résoudre le problème en disposant autour du réservoir une enveloppe drainante qui permettra de collecter les écoulements et, par conséquent, de réduire les pressions d'eau dans le remblai et sur le fond de la cuve. On réduit ainsi à la fois le délestage du remblai et la poussée exercée sur le fond de la cuve, ce qui permet d'éviter la remontée de cette dernière. La présente invention concerne donc une cuve munie d'une enveloppe qui permet de résoudre simultanément les deux problèmes exposés ci-dessus, c'est à dire une enveloppe qui résiste aux poinçonnements dynamique et statique et qui évite la remontée de la cuve enterrée en cas d'inondation du terrain. Selon l'invention, on associe dans l'enveloppe deux couches de feutre et une feuille antichoc, celle-ci étant disposée entre les deux couches de feutre dans la zone exposée au poinçonnement dynamique. En cas de choc par chute d'objet, l'énergie absorbée par la feuille anti-choc est suffisante pour assurer la protection de la cuve. La couche inférieure de feutre, c'est à dire celle disposée en contact direct avec la cuve, a pour rôle de permettre la déformation de la feuille anti-choc sous l'effet du choc, sans atteindre la surface de la cuve et la couche supérieure de feutre, ou couche d'habillage, a pour fonction d'empêcher, sous le choc, la formation d'éclats de feuille anti-choc et, s'il s'en forme, de les maintenir en place. La couche de feutre d'habillage a également une fonction de drainage. La présente invention a donc pour objet une cuve protégée pour le stockage de gaz liquéfié, ladite cuve protégée étant destinée à être enterrée dans une fosse sur le fond de laquelle elle repose sur un support, ladite cuve protégée comportant un réservoir dont au moins une partie de la surface externe est protégée par une enveloppe qui s'étend sensiblement sur toute la longueur du réservoir, caractérisée par le fait que, sur la partie supérieure de la cuve protégée, l'enveloppe comporte deux couches de feutre, une couche inférieure en contact direct avec la partie supérieure du réservoir et une couche d'habillage, entre lesquelles est disposée une feuille anti-choc. Le support par l'intermédiaire duquel la cuve repose sur le fond de la fosse peut être constitué par des piètements soudés sur la cuve ou par au moins un berceau de forme appropriée. Selon l'invention, la feuille anti-choc est constituée d'un matériau solide ayant une résilience suffisante pour absorber une forte énergie de choc par déformation progressive et/ou frottement interne. De préférence, la feuille anti-choc est une feuille en bois moulé, en bois aggloméré, en mortier fibreux ou en staff. Le réservoir est, de préférence, de forme allongée et comporte un axe longitudinal sensiblement rectiligne. Avantageusement, le réservoir est de forme cylindrique à section droite circulaire et ses extrémités sont fermées par des calottes bombées. Le réservoir est généralement métallique et il peut être recouvert d'un revêtement anti-corrosion. Le feutre utilisé pour les deux couches de feutre est avantageusement non putrescible. Un type de feutre approprié est un feutre en fibres de matière plastique, en particulier acryliques, aiguilleté, contenant une résine synthétique, passé au four et calandré. On peut utiliser, en particulier, un feutre composé de 75% en poids de fibres acryliques et de 25 si en poids de fibres de polypropylène. Le feutre a, par exemple, un grammage de 1 500 g/m2 environ. La couche inférieure de feutre, c'est à dire celle disposée directement en contact avec le réservoir à la partie supérieure de celuici, est symétrique par rapport à un plan axial vertical du réservoir ; elle couvre avantageusement un segment de sa surface latérale compris dans un dièdre ayant pour arête l'axe du réservoir et pour angle d'ouverture un angle a compris entre 90 et 1800, de préférence entre 110 et 140 Cette couche a une épaisseur comprise entre 10 et 50 mm, de préférence de 30 mm environ. Lorsque la feuille anti-choc est une feuille de bois moulé, ledit bois moulé est généralement constitué de particules de bois imprégnées par un polymère et il est moulé sous pression à la forme désirée. Une pression de 100 x 105 Pascals (100 bars) est généralement suffisante. L'épaisseur de la feuille de bois moulé utilisée est généralement comprise entre 10 et 30 mm. La feuille de bois moulé est disposée sur la couche inférieure de feutre et est également disposée symétriquement par rapport à un plan vertical axial du réservoir. La feuille de bois moulé est avantageusement comprise dans un dièdre ayant pour arête l'axe du réservoir et pour angle d'ouverture un angle ss inférieur à l'angle a. Par conséquent, la surface de la feuille de bois moulé est plus faible que celle de la couche inférieure de feutre ou, en d'autres termes, la couche inférieure de feutre déborde de part et d'autre de la feuille de bois moulé. L'angle ss est, de préférence, compris entre 70 et 140". La couche supérieure de feutre, dite pour la suite couche d'habillage, est disposée sur la feuille de bois moulé à la partie supérieure du réservoir. Selon un premier mode de réalisation, la couche d'habillage recouvre sensiblement la totalité de la paroi latérale du réservoir ; en variante, elle peut recouvrir la totalité de la paroi externe du réservoir, les extrémités du réservoir étant comprises. De préférence, la couche d'habillage laisse cependant libre la surface du réservoir en contact avec le (s) berceau(x). Si le réservoir repose sur plusieurs berceaux séparés, on peut fixer une bande de feutre sur la paroi latérale du réservoir entre les berceaux ; si plusieurs berceaux sont disposés côte à côte de façon à former un berceau sensiblement continu, la couche d'habillage s'arrête au niveau des bords longitudinaux de ce berceau continu. Selon un second mode de réalisation, la couche d'habillage s'arrête au niveau du plan axial horizontal du réservoir. En d'autres termes, la couche d'habillage recouvre un segment de paroi latérale compris dans un dièdre ayant pour arête l'axe du réservoir et pour angle d'ouverture un angle Sy de 1800 environ. On a constaté que, dans ces conditions, la couche d'habillage était suffisante pour avoir une action drainante. La partie du réservoir, qui n'est pas couverte par la couche d'habillage, peut être recouverte par un revêtement projeté, qui la protège contre le poinçonnement statique, par exemple un revêtement projeté de mortier de résine : ce revêtement peut ne pas avoir de fonction drainante. La couche de revêtement projeté peut aussi recouvrir toute la partie du réservoir, qui n'est pas en contact avec la couche inférieure de feutre : dans ce cas, par conséquent, la couche d'habillage recouvre la feuille anti-choc, la partie de la couche inférieure du feutre qui déborde de la feuille anti-choc et deux bandes de revêtement projeté. Les couches de feutre et la feuille anti-choc sont, de préférence, livrées liées entre elles par collage. Des zones autocollantes protégées par un film permettront, après pose sur le réservoir et repérage, de fixer l'ensemble sur le réservoir, après enlèvement du film protecteur. Le revêtement projeté, quand il existe, est déposé sur le réservoir avant la pose de l'enveloppe constituée par les couches de feutre et la feuille anti-choc. Selon la présente invention, on associe, de préférence, l'enveloppe constituée par les deux couches de feutre et par la feuille anti-choc à un dispositif d'ancrage, qui améliore le maintien en position de la cuve en cas de remontée d'eau à partir du fond de la fosse. Ce dispositif d'ancrage est, de préférence, constitué par des ailes en toile drainante s'étendant radialement par rapport au réservoir, de préférence sensiblement dans le plan axial horizontal de celui-ci. Ces ailes sont avantageusement disposées aux deux extrémités d'une bande de toile, qui est fixée, au droit de la partie supérieure du réservoir, au-dessous ou, de préférence, au-dessus de l'enveloppe constituée par les deux couches de feutre et la feuille anti-choc. Il est possible d'utiliser une ou plusieurs bandes ayant chacune une largeur très inférieure à la longueur du réservoir selon son axe. On associe, de préférence, aux ailes de la toile d'ancrage un élément donnant à ces ailes une certaine raideur. Cette raideur doit être suffisante, pour que, lors du déploiement des ailes dans la fosse après remblayage de celle-ci jusqu'au niveau médian du réservoir, les ailes ne se replient pas sur elles-même et restent complètement étendues, appuyées par leurs bordures d'extrémité sur les bords de la fouille ; mais la raideur doit néanmoins être suffisamment modérée, pour que le poids de la terre de remblai déversée après le déploiement des ailes, les applique facilement sur le remblai mis en place au-dessous d'elles et contre la paroi verticale de la fouille. On utilise, de préférence, un raidisseur perméable à l'eau pour conserver la fonction de drainage ; ce raidisseur est, de préférence, constitué par une grille en matière plastique semi-rigide disposée dans une poche formée par la toile d'ancrage repliée et cousue. Les extrémités en forme de calottes bombées du réservoir peuvent être protégées par un revêtement de mortier de résine projeté. Une avancée en surplomb de l'enveloppe constituée des deux couches de feutre et de la feuille anti-choc peut aussi protéger leur bordure supérieure contre le poinçonnement dynamique. Ces calottes bombées d'extrémité peuvent aussi être totalement recouverte d'une couche d'habillage, par exemple, collée sur le réservoir ; selon une réalisation de moindre coût, cette couche d'habillage peut être limitée à la partie située au dessus du plan axial horizontal du réservoir, ce qui s'est avéré suffisant pour assurer la protection contre le poinçonnement dynamique. Comme expliqué ci-dessus, le réservoir peut reposer sur des berceaux. Ces berceaux sont généralement des éléments préfabriqués disposés côte à côte transversalement par rapport à l'axe longitudinal du réservoir. Ils sont le plus souvent en béton mais peuvent être constitués par une palette de forme courbe en bois moulé. Les berceaux peuvent comporter des canaux d'écoulement sur leur face interne et des orifices de communication entre les deux faces du berceau. Dans ce cas, les berceaux sont susceptibles de conduire l'eau du fond de la fosse le long de la surface du réservoir jusqu'aux feutres, qui les évacuent vers le haut. La description donnée ci-après, à titre purement illustratif et non limitatif, de deux modes de réalisation permettront, en se référant au dessin annexé, de mieux comprendre l'invention. Sur ce dessin - la figure 1 est une vue extérieure, en perspective, d'une cuve selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une coupe transversale schématique, perpendiculaire à l'axe de la cuve de la figure 1 - les figures 2a et 2b représentent des détails des zones IIa et IIb respectivement de la figure 2 ; et - la figure 3 est une vue en coupe transversale schématique, perpendiculaire à l'axe d'une cuve selon un second mode de réalisation de l'invention. Sur les figures 1 et 2, on voit que la cuve protégée désignée par 1 dans son ensemble comporte un réservoir métallique ayant un corps cylindrique la, de section droite circulaire, fermé à chacune de ses extrémités par une calotte lb, qui est bombée de façon à résister à la pression du gaz que contient le réservoir ; le réservoir a, par exemple, un diamètre de 1 m et une longueur de 3 m. Le corps la repose sur deux berceaux 2, constitués par des éléments préfabriqués ayant une forme d'auge, dont la base 2a est plate pour reposer sur le fond de la fosse destinée à recevoir la cuve 1 protégée et dont la bordure incurvée 2b, en contact avec ladite cuve, a la forme d'un arc de cercle. fl est, bien entendu, possible d'utiliser plus de deux berceaux de façon à former un berceau sensiblement continu sur lequel repose la cuve protégée. Le réservoir métallique la, lb est revêtu, sur toute sa surface extérieure, d'un revêtement anticorrosion (non représenté) constitué, par exemple, d'une couche de polymère déposée sur le réservoir. Sur la partie supérieure de son corps cylindrique (c'est à dire la partie opposée aux berceaux) sont disposées, successivement dans un plan axial vertical de la cuve, une couche de feutre 3, dite couche inférieure, qui est en contact avec le corps du réservoir métallique, une feuille de bois moulé 4 et une couche de feutre 5, dite couche d'habillage. Sur la couche d'habillage 5 sont disposées, transversalement par rapport à l'axe du corps la, deux bandes de tissu 6 comportant chacune deux ailes d'ancrage 7a et 7b, qui constituent leurs extrémités. Ces bandes 6 sont à égale distance des deux extrémités lb du réservoir ; on peut prévoir un nombre de bandes 6 supérieur à deux, lesdites bandes étant régulièrement espacées le long de l'axe du réservoir. La couche inférieure 3 est disposée symétriquement par rapport au plan axial vertical de symétrie A-A du réservoir et couvre un segment de cylindre de la citerne correspondant à un angle cr de 1200 ; elle a une épaisseur de 30 mm ; elle est constituée par un feutre de fibres acryliques de récupération imprégnées de résine, ayant un poids de 2 kg/m2. La feuille de bois moulé 4 est disposée sur la couche inférieure 3, symétriquement par rapport au plan axial vertical de symétrie A-A. Elle couvre un segment de cylindre correspondant à un angle P de 90". Cette feuille a une épaisseur de 12 mm. Le bois moulé est constitué par des particules de bois imprégnées de résine ; il est moulé à la forme du segment de cylindre désiré, sous une pression de 100 x 105 Pascals (100 bars) et à une température d'environ 1800C. La couche d'habillage 5 est disposée sur la feuille de bois 4 et sur la couche inférieure 3, qui en dépasse ; elle recouvre, selon le mode de réalisation représenté, le demi-cylindre supérieur du corps la du réservoir, cest à dire un segment de cylindre correspondant à un angle oy de 1800 ; elle est constituée par un feutre du même type que celui de la couche inférieure 3, d'une épaisseur de 20 mm. La couche d'habillage 5 peut comporter sur sa face externe, un non-tissé de fibres polymères solidarisé du feutre, par exemple, par collage ; un tel collage peut être réalisé en vaporisant une colle sur le feutre et en polymérisant ensuite cette colle à chaud. L'enveloppe, constituée par la couche inférieure 3 de feutre, la feuille 4 de bois moulé et la couche d'habillage 5, est livrée assemblée par collage et elle est fixée sur le réservoir également par collage. La partie du corps cylindrique la, qui n'est pas protégée par la couche inférieure 3, est recouverte d'un revêtement 8 de mortier de résine projeté de 0,6 mm d'épaisseur. Ce revêtement projeté 8 est suffisant pour protéger la cuve contre le poinçonnement statique mais ne suffirait pas à protéger la cuve contre le poinçonnement dynamique dû au remblayage avec la terre de déblaiement. La couche d'habillage 5 couvre donc une partie du revêtement projeté 8. Le revêtement projeté 8 s'étend sur toute la surface externe du réservoir non protégée par la couche inférieure 3, y compris la surface reposant sur les berceaux. Cependant, selon une réalisation de moindre coût, on peut envisager de n'assurer la protection contre le poinçonnement statique dans les parties non couvertes de feutre que grâce au revêtement anti-corrosion polymérique. Dans le mode de réalisation représenté, deux bandes de toile imputrescible portant, à leurs extrémités, des ailes d'ancrage 7a et 7b sont disposées sur la couche d'habillage 5. La bande de toile 6 a une longueur telle que les ailes d'ancrage puissent se déployer à l'horizontale, au niveau du plan axial horizontal B-B du réservoir. Chaque aile 7a et 7b est constituée par une poche 6a, 6b formée par couture ou soudure aux extrémités de la bande 6 ; dans cette poche, on a introduit une grille 9a, 9b en plastique semi-rigide, par exemple en polypropylène. Ces ailes sont, par conséquent, perméables à l'eau et ont donc une fonction de drainage. Ces ailes ont une largeur de 0,60 m et une longueur de 0,70 m. Lors de la livraison de la cuve, ces ailes d'ancrage sont livrées rabattues sur la cuve et fixées entre elles. Au moment de leur mise en place, lorsque le remblai est arrivé au niveau du plan axial horizontal de la cuve, on libère les ailes pour qu'elles se rabattent vers les parois verticales de la fouille ; puis on termine le remblaiement, ce qui applique les ailes contre le remblai antérieurement mis en place et contre les parois verticales de la fouille. Le mode de réalisation représenté sur la figure 3 diffère de celui représenté sur les figures 1 et 2 par le fait qu'il n'y a pas de revêtement projeté 8. On a donc utilisé, pour désigner les éléments communs aux deux réalisations, les mêmes chiffres de référence. La couche d'habillage 5 recouvre toute la surface cylindrique du réservoir à l'exception de la surface en contact avec les berceaux 2 ; une bande de feutre 5 est prévue à la partie inférieure du réservoir entre les deux berceaux 2. Bien que cela ne soit pas représenté sur la figure 3, un dispositif d'ancrage analogue à celui représenté sur la figure 2 peut être utilisé. On constate que les cuves de ces deux modes de réalisation sont parfaitement protégées contre les poinçonnements statique et dynamique lorsqu'on effectue le remblaiement de la fosse, avec le déblai issu du creusement de la fosse, sans précaution particulière. REVENDICATIONS 1 - Cuve protégée pour le stockage (1) de gaz liquéfié, ladite cuve protégée étant destinée à être enterrée dans une fosse sur le fond de laquelle elle repose sur un support (2), ladite cuve protégée comportant un réservoir, de forme allongée comportant un axe longitudinal sensiblement rectiligne, réservoir dont au moins une partie de la surface externe est protégée par une enveloppe, qui s'étend sensiblement sur toute la longueur du réservoir, caractérisée par le fait que, sur la partie supérieure de la cuve, l'enveloppe comporte deux couches de feutre, une couche inférieure (3) en contact direct avec la partie supérieure du réservoir et une couche d'habillage (5), couches entre lesquelles est disposée une feuille anti-choc (4). 2 - Cuve selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la feuille anti-choc (4) est constituée d'un matériau solide ayant une résilience suffisante pour absorber une forte énergie de chocs par déformation progressive et/ou frottement interne. 3 cuve selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la feuille anti-choc (4) est une feuille en bois moulé, en bois aggloméré, en mortier fibreux ou en staff. 4 - Cuve selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la couche inférieure (3) de feutre est symétrique par rapport au plan axial vertical du réservoir et couvre la partie supérieure du réservoir sur un segment de sa surface latérale compris dans un dièdre ayant pour arête l'axe du réservoir et pour angle d'ouverture un angle a compris entre 90 et 1800. 5 - Cuve selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la feuille (4) de bois moulé est disposée sur la couche de feutre inférieure (3) symétriquement par rapport au plan axial vertical du réservoir et est comprise dans un dièdre ayant pour arête l'axe du réservoir et pour angle d'ouverture un angle ss inférieur à l'angle OL. 6 - Cuve de stockage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la partie du réservoir, qui n'est pas recouverte par la couche d'habillage (5) ou la couche inférieure (3) de feutre, est recouverte d'un revêtement projeté (8). 7 - Cuve selon l'une des revendications l à 6, caractérisée par le fait que l'enveloppe constituée par les deux couches de feutre (3, 5) et par la feuille (4) anti-choc est associée à un dispositif d'ancrage (6, 7a, 7b). 8 - Cuve selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le dispositif d'ancrage est fixé sur l'enveloppe et constitué par au moins une bande (6) de tissu munie à chacune de ses extrémités d'une aile d'ancrage (7a, 7b) pouvant s'étendre radialement par rapport au réservoir sensiblement dans le plan axial horizontal de celui-ci. 9 - Cuve selon la revendication 8, caractérisée par le fait que chaque aile d'ancrage (7a, 7b) comporte une poche (6a, 6b) contenant une grille (9a, 9b) en matière plastique semi-rigide. 10 - Cuve selon l'une des revendications 1 à 9, pour laquelle le réservoir comporte des extrémités en forme de calottes bombées, caractérisée par le fait que l'enveloppe (3, 4, 5) comporte une avancée en surplomb desdites calottes sphériques pour protéger leurs bordures supérieures contre le poinçonnement dynamique.