Brevet FR2946075A1 — publié le 20101203

La présente invention concerne un élément de construction d'une enceinte, une enceinte construite utilisant ces éléments et un procédé de construction. Les appareils industriels sont souvent contenus dans une enceinte en forme de cuboïde pour les protéger et/ou pour permettre leur isolation thermique. L'installation de ces enceintes peut être coûteuse en termes de temps de montage et de soudage. Il est connu de placer des appareils, tels que des colonnes de distillation, à l'intérieur d'une enceinte, par exemple la boîte froide d'un appareil de séparation d'air, et de les transporter sur le site d'installation, tel que décrit dans E P-A-0913653 et E P-A-0913655. WO 2008/014899 décrit l'usage d'une ossature revêtue de plaques pour constituer cette enceinte. Il est également connu de construire l'enceinte en utilisant des panneaux superposés et rattachés par leur cadre, tel que décrit dans EP-A-1520079. Selon un objet de l'invention, il est prévu un élément de construction d'une enceinte destinée à entourer un appareil industriel, par exemple une partie d'une installation de distillation cryogénique, destiné(e) à fonctionner à des températures en dessous de la température ambiante, comprenant une première paroi et une deuxième paroi, les parois ayant chacune une surface principale rectangulaire ayant une longueur et une largeur, les parois étant constituées par une ossature métallique, les première et deuxième parois étant contiguës sur un bord de la première paroi et un premier bord de la deuxième paroi, les deux bords étant dans le sens de la longueur des parois, de sorte qu'un angle droit est formé entre la première et la deuxième parois, la première paroi ayant un premier bord libre parallèle au bord contiguë avec la deuxième paroi. Selon d'autres aspects facultatifs : - la deuxième paroi et la première paroi ont la même largeur, la longueur étant de préférence supérieure à leur largeur ; - l'élément ne comprend pas plus que deux parois latérales (élément en L) ; - l'élément comprend une troisième paroi ayant une surface principale rectangulaire et constituée par une ossature métallique, les deuxième et troisième parois étant contiguës sur un bord de la troisième paroi et un deuxième bord de la deuxième paroi, parallèle au premier bord, de sorte qu'un angle droit est formé entre la deuxième et la troisième paroi, la hauteur de l'élément étant égale à la longueur du deuxième bord, la première paroi étant parallèle à la troisième paroi et en face de celle-ci, la troisième paroi ayant un deuxième bord libre parallèle au bord contiguë avec la deuxième paroi (élément en U) ; - la longueur de la deuxième paroi est supérieure à la longueur des premier et deuxième bords ; - les première et troisième parois ont la même longueur, cette longueur étant inférieure à la longueur de la deuxième paroi et/ou supérieure à la longueur des premier et deuxième bords ; - chaque paroi est revêtue d'au moins une tôle métallique ; - le premier bord libre d'un premier élément en L comme décrit ci-dessus est rattaché, voire contiguë, au deuxième bord libre d'un deuxième élément et le deuxième bord libre d'un premier élément est rattaché, voire contiguë, au premier bord libre d'un deuxième élément, les premier et deuxième éléments formant ainsi un premier ensemble, le deuxième élément étant de préférence un élément en L comme décrit ci-dessus ; - la hauteur de l'enceinte est égale ou supérieure à deux fois la hauteur d'un élément et constituée par au moins deux ensembles d'élément superposés, de préférence directement superposés. Selon un objet de l'invention, dans un procédé de montage d'une enceinte, il est prévu d'assembler au moins deux éléments selon l'invention à un premier endroit, de transporter les éléments assemblés (en forme de L et/ou en forme de U) et ensuite de raccorder au moins un élément à un autre élément à un deuxième endroit. Selon un objet de l'invention, il est prévu un enceinte constituée par au moins deux éléments en U tels que décrits ci-dessus dans laquelle un premier des éléments est rattaché à un deuxième des éléments, en reliant un bord libre du premier des éléments à un bord libre du deuxième élément et en reliant un autre bord libre du premier des éléments à un autre bord libre du deuxième élément, éventuellement au moyen d'au moins un élément plat posé entre le premier et le deuxième élément. Selon un autre objet de l'invention, il est prévu une méthode de construction d'une enceinte telle que décrite ci-dessus dans laquelle : i) on rattache un premier bord libre d'un premier élément au deuxième bord libre d'un deuxième élément et on rattache, de préférence directement, le deuxième bord libre du premier élément au premier bord libre du deuxième élément, les premier et deuxième éléments formant ainsi un premier ensemble ; ii) on rattache un premier bord libre d'un troisième élément au deuxième bord libre d'un quatrième élément et on rattache, de préférence directement, le deuxième bord libre du troisième premier élément au premier bord libre du quatrième élément, les troisième et quatrième éléments formant ainsi un deuxième ensemble ; et iii) on superpose le deuxième ensemble sur le premier ensemble. Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un procédé de production d'une enceinte comprenant au moins deux éléments tels que décrits ci-dessus dans lequel plusieurs classes de taille d'élément sont prédéfinies, l'enceinte étant composée majoritairement, de préférence composée uniquement, d'éléments choisis dans les classes prédéfinies. La présente invention propose une solution permettant un montage particulièrement rapide qui réduit les charges à porter par les grues de montage. Il est plus difficile de fabriquer les angles de l'enceinte que le reste de l'enceinte. De la manière décrite, le travail plus compliqué dans la construction de l'enceinte est réalisé dans une première étape de fabrication des éléments comprenant les angles de l'enceinte. Ensuite la deuxième étape, consistant uniquement à relier deux surfaces plates pour former une seule surface plate, peut être réalisée sur le site de construction par de la main d'oeuvre peu qualifiée. Les deux types d'éléments peuvent être qualifiés d'éléments en L. Il est facile d'empiler les éléments en L, les uns dans les autres pour faciliter le transport. En particulier, leurs dimensions peuvent être choisies pour permettre le transport par conteneur normalisé. L'invention sera décrite en plus de détails en se référant aux figures. Les Figures 1 à 11 illustrent des assemblages d'éléments selon l'invention vus de dessus, la version a) montrant les éléments séparés avant assemblage et la version b) montrant la version suite à l'assemblage. Les Figures 12 et 13 montrent des vues de plusieurs éléments selon l'invention destinés à être assemblés pour former une enceinte selon l'invention. Les Figures 14 et 15 montrent les parois d'un élément selon l'invention vues de dessus, avant (version a)) et après (version b)) leur solidarisation. La Figure 1 illustre deux éléments de construction A selon l'invention comprenant deux parois ayant chacune une surface principale rectangulaire identique. Les deux parois forment une ossature métallique en forme de L, construite en acier. L'ossature est constituée par un cadre métallique rectangulaire renforcé par une pluralité de traverses horizontales et des membres de renforcement traversant en diagonale l'espace entre deux traverses ou entre une traverse et le bord horizontal du cadre, illustré en plus de détail à la Figure 12. Ces ossatures sont revêtues d'une ou plusieurs tôles rattachées à l'ossature par des moyens connus, tel que le boulonnage. Chaque paroi, dans ce cas précis, a la même hauteur, la même largeur et la même épaisseur. Or, il est possible qu'une paroi soit plus large que l'autre. L'élément est destiné à être assemblé à au moins un autre élément selon l'invention, de préférence sensiblement identique en termes de dimensions, pour former une enceinte. Dans la Figure 1 a), on voit les éléments A avant l'assemblage, l'un en face de l'autre et dans la Figure 1 b), on voit que les bords libres d'un élément A sont soudés par les points de soudure S, ou attachés par un autre moyen, aux bords libres de l'autre élément A pour former une enceinte à section carrée. La Figure 2 illustre le cas où quatre éléments A identiques, composés chacun de deux parois de la même longueur et la même largeur sont reliés par quatre lignes de soudure S pour former une enceinte carrée dont le bord a la longueur égale à deux fois la largeur de chaque paroi d'élément A. Par extension, il est possible de construire une enceinte ayant un bord plus long que deux fois la largeur des parois en rajoutant des éléments plats P. Ainsi, en entreposant un élément plat P entre deux éléments en L A, il est possible de rallonger un bord de l'enceinte. Dans l'exemple de la Figure 3, quatre éléments A et deux éléments P sont reliés par quatre ligne de soudure 2 pour former une enceinte de section rectangulaire dont un premier bord est égal à deux fois la largeur d'une paroi d'élément A et un deuxième bord est plus long que le premier bord en rajoutant la largeur de l'élément plat P. L'élément P peut avoir les dimensions nécessaires pour obtenir la section requise, étant plus court ou moins court que la largeur de la paroi de l'élément A. Comme on le voit à la Figure 4, une enceinte peut être assemblée en utilisant des éléments dont une paroi est plus large que l'autre. Ici, les quatre éléments en L B ont une paroi plus courte que l'autre, et les parois courtes de chaque élément sont soudées à une paroi courte d'un autre élément B pour former une enceinte de section rectangulaire en formant quatre lignes de soudure S. Une autre façon de rejoindre deux éléments, illustrée à la Figure 5, serait d'utiliser deux éléments A (éventuellement de la forme de l'élément B comme illustré à la Figure 4 avec une paroi courte) et un élément plat P. Ainsi, les deux éléments A sont rejoints par une ligne de soudure S et chaque bord libre restant des éléments A est relié à un bord de l'élément plat P par une ligne de soudure S. Il est même possible de former une enceinte, par exemple une enceinte temporaire pour transportation, en utilisant un seul élément A et un élément plat P qui rejoint les deux bords libres, formant ainsi une enceinte de section triangulaire. Cet exemple est illustré à la Figure 6. La Figure 7 montre une façon de former une enceinte de section carrée en utilisant deux éléments en L A et deux éléments en L A'. Chaque élément est composé de deux parois ayant les même dimensions mais les éléments A' ont les deux parois plus larges que celles des éléments A. Ainsi, chaque élément A' est relié à deux éléments A et réciproquement. La Figure 8 illustre deux éléments de construction C selon l'invention comprenant trois parois ayant chacune une surface principale rectangulaire. Deux parois latérales ont sensiblement les mêmes dimensions et sont aussi hautes mais moins larges qu'une paroi centrale. Les trois parois font partie d'une ossature métallique substantiellement en forme de U, construite en acier. Ces ossatures sont revêtues d'une ou plusieurs tôles rattachées à l'ossature par des moyens connus. Il est possible qu'une paroi latérale soit plus large que l'autre. L'élément est destiné à être assemblé à au moins un autre élément selon l'invention, de préférence sensiblement identique en terme de dimension, pour former une enceinte. Dans la Figure 8, on voit des deux éléments C ayant une deuxième paroi plus large que les première et troisième parois. Les bords libres de l'élément C sont rattachés aux bords libres de l'autre élément, pour former une enceinte de section carrée ou rectangulaire par deux lignes de soudure S. Dans la Figure 8, les deux éléments sont identiques mais dans la Figure 9, on voit qu'un élément C peut être rattaché à un élément C', dont les première et troisième parois sont plus courtes que les première et troisième parois de élément C. L'élément illustré à la Figure 8 ou 9 peut être formé en rattachant deux éléments tels qu'illustrés à l'une des Figures 1 à 7 ou peut constituer une structure solidaire. Comme déjà vu pour la Figure 3, il est possible de prolonger les parois de l'enceinte en utilisant des éléments plats P entre deux éléments C de la Figure 10. Les éléments plats peuvent être entreposés pour former deux ou quatre des parois de l'enceinte, le cas des deux parois étant illustré. Pour former une excroissance ou un creux dans la paroi de l'enceinte, il est possible de relier un élément en U D à deux autres éléments en U C, comme illustré à la Figure 11. Ici, deux éléments identiques C sont reliés par deux bords libres à un élément plat P. Par les deux autres bords libres, ils sont reliés à l'élément D à parois plus courtes que celles de C mais de la même hauteur. Selon la façon de rattacher l'élément D, l'enceinte peut comprendre un retrait ou une avancée. La Figure 12 illustre l'exemple de la Figure 7 avec deux éléments A identiques et deux éléments A' identiques, vus de côté avant assemblage. Chaque élément a une première paroi 1 et une deuxième paroi 2. Chaque élément A est rattaché à deux éléments A' et réciproquement. Pour un des éléments A' sont montrés les bords libres 11, 17 et les bords rattachés 13, 15 formant l'angle perpendiculaire. On remarque que la hauteur des éléments est supérieure à la largeur des parois d'au moins deux fois. Ce rapport est susceptible d'être modifié selon les besoins. Comme déjà mentionné, la hauteur de l'enceinte formée par les éléments peut être égale à la hauteur d'un élément, égale à un multiple de hauteurs d'un élément, égale à une somme de hauteurs d'éléments de hauteurs différentes ou supérieur à une de ces valeurs. Ainsi, on peut superposer des éléments de la même hauteur ou de hauteurs différentes ou rajouter une hauteur de paroi. La Figure 13 illustre l'exemple de la Figure 8 avec deux éléments C. Chaque élément est constitué par une première paroi 1, une deuxième paroi 2 et une troisième paroi 3. Les première et troisième parois 1, 3 sont identiques mais la deuxième paroi, se trouvant entre les première et troisième parois, est plus large que les deux autres pour des raisons de stabilité. On remarque que la hauteur des éléments C est largement supérieure à la largeur des parois, par exemple au moins 5 fois supérieure à la largeur de la deuxième paroi 2. La première paroi a un bord libre 11, la troisième paroi a un bord libre 21. Le bord 13 de la première paroi est rattaché au bord 15 de la deuxième paroi et le bord 17 de la deuxième paroi est rattaché au bord 19 de la troisième paroi. A la Figure 14, on voit le détail d'un élément A à deux parois formant un L. Une première paroi 1 a deux bords libres 11, 13. Une deuxième paroi 2 a deux bords libres 15, 17. Ensuite les deux parois sont assemblées en rattachant les bords 13, 15. A la Figure 15, on voit le détail d'un élément C à deux parois formant un U à bords droits. Une première paroi 1 a deux bords libres 11, 13. Une deuxième paroi 2 possède deux bords libres 15, 17. Une troisième paroi 3, identique à la première paroi, a deux bords libres 19, 21. Ensuite les trois parois sont assemblées en rattachant les bords 13, 15 et 17, 19 laissant les bords libres 13, 21. Il est également possible de former une enceinte en reliant un élément C à deux éléments A. Un avantage de ces deux types d'éléments est leur stabilité mécanique qui facilite leur positionnement au sol. Avant l'assemblage des éléments, il est possible de pré-équiper l'élément avec des accessoires de la colonne, tels que des tuyauteries, des pots séparateurs, des échelles, des plateformes et des ouvertures de type trou d'homme. L'ossature peut également être équipée avec des accessoires tel que décrits ci-dessus. En particulier, il est intéressant de prévoir comme partie intégrale d'un élément un compartiment destiné à être rempli de la laine de verre pour isoler des vannes, etc, le reste de l'enceinte étant isolé avec de la perlite, une fois les éléments assemblés et revêtus de tôle. De préférence pour assembler l'enceinte, les éléments sont préfabriqués en usine puis transportés sur le lieu d'érection de l'enceinte, par exemple dans des conteneurs. On peut par exemple mettre deux éléments en forme de L à la verticale à l'aide d'une grue, les rattacher et puis installer la colonne à l'intérieur de l'enceinte avec la grue. Alternativement, la colonne peut être mise en place dès que le premier 10 élément est mis en place et ensuite le deuxième élément est juxtaposé pour fermer l'enceinte. Il est possible de superposer des éléments, les uns sur les autres, pour former une paroi plus élevée. Le toit de l'enceinte peut être posé une fois tous les éléments fixés en 15 place, par exemple par une grue. Alternativement, le toit peut être solidaire d'un des éléments de sorte qu'il constitue une paroi de l'ossature formant un angle droit avec les autres parois. De préférence, les éléments A, A', B, C ou D sont préfabriqués en une gamme de modèles à dimensions prédéterminées. Ainsi, il devient possible de 20 fabriquer les éléments à moindre et de les choisir et les combiner afin de pouvoir construire une enceinte avec n'importe lesquelles dimensions. Il sera compris que les éléments selon les Figures 1 à 11 en version A peuvent être fabriqués à un premier site, transportés et puis assemblés à un deuxième site pour former une enceinte telle qu'illustrée aux Figures 1 à 11 25 version B, respectivement. REVENDICATIONS1) Elément de construction (A, A', B, C, C', D) d'une enceinte destinée à entourer un appareil industriel, par exemple une partie d'une installation de distillation cryogénique, destiné(e) à fonctionner à des températures en dessous de la température ambiante, comprenant une première paroi (1) et une deuxième paroi (2), les parois ayant chacune une surface principale rectangulaire ayant une longueur et une largeur, les parois étant constituées par une ossature métallique, les première et deuxième parois étant contiguës sur un bord (13) de la première paroi et un premier bord (15) de la deuxième paroi, les deux bords étant dans le sens de la longueur des parois, de sorte qu'un angle droit est formé entre la première et la deuxième parois, la première paroi ayant un premier bord libre (11) parallèle au bord contiguë avec la deuxième paroi. 2) Elément selon la revendication 1 dans lequel la deuxième paroi (2) et la première paroi (1) ont la même largeur, la longueur étant de préférence supérieure à leur largeur. 3) Elément selon la revendication 1 comprenant une troisième paroi (3) ayant une surface principale rectangulaire et constituée par une ossature métallique, les deuxième et troisième parois (2, 3) étant contiguës sur un bord de la troisième paroi (19) et un deuxième bord (17) de la deuxième paroi, parallèle au premier bord, de sorte qu'un angle droit est formé entre la deuxième et la troisième paroi, la hauteur de l'élément étant égale à la longueur du deuxième bord, la première paroi étant parallèle à la troisième paroi et en face de celle-ci, la troisième paroi ayant un deuxième bord libre (21) parallèle au bord contiguë avec la deuxième paroi. 4) Elément selon la revendication 3 dans lequel la longueur de la deuxième paroi (2) est supérieure à la longueur des premier et deuxième bords (15, 17). 5) Elément selon la revendication 3 ou 4 dans lequel les première et troisième parois (1,3) ont la même longueur, cette longueur étant inférieure à la longueur de la deuxième paroi et/ou supérieure à la longueur des premier et deuxième bords (15, 17). 6) Elément selon l'une des revendications précédentes dans lequel chaque paroi (1, 2, 3) est revêtue d'au moins une tôle métallique. 7) Enceinte constituée par au moins un élément (A, A', B) selon l'une 10 des revendications 1 ou 2 dans lequel le premier bord libre (11) d'un premier élément (A, A', B) selon l'une des revendications 1 ou 2 est rattaché, voire contiguë, au deuxième bord libre (17) d'un deuxième élément (A, A', B) et le deuxième bord libre d'un premier élément est rattaché, voire contiguë, au premier bord libre d'un deuxième élément, les premier et deuxième éléments 15 formant ainsi un premier ensemble, le deuxième élément étant de préférence un élément selon l'une des revendications 1 ou 2. 8) Enceinte constituée par au moins deux éléments (A, A', B, C, C', D) selon l'une des revendications 1 à 6 dans laquelle la hauteur de l'enceinte est 20 égale ou supérieure à deux fois la hauteur d'un élément et constituée par au moins deux ensembles d'élément superposés, de préférence directement superposés. 9) Enceinte constituée par au moins deux éléments (C, C', D) selon la 25 revendication 3, 4 ou 5 dans laquelle un premier des éléments est rattaché à un deuxième des éléments, en reliant un bord libre (11) du premier des éléments à un bord libre (21) du deuxième élément et en reliant un autre bord libre (21) du premier des éléments à un autre bord libre (11) du deuxième élément, éventuellement au moyen d'au moins un élément plat (P) posé entre le premier 30 et le deuxième élément. 10) Méthode de construction d'une enceinte selon la revendication 8 dans laquelle :5i) on rattache un premier bord libre (11) d'un premier élément (A, A', B, C, C', D) au deuxième bord libre d'un deuxième élément (A, A', B, C, C', D) et on rattache, de préférence directement, le deuxième bord libre du premier élément au premier bord libre du deuxième élément, les premier et deuxième éléments formant ainsi un premier ensemble ; ii) on rattache un premier bord libre d'un troisième élément (A, A', B, C, C', D) au deuxième bord libre d'un quatrième élément (A, A', B, C, C', D) et on rattache, de préférence directement, le deuxième bord libre du troisième premier élément au premier bord libre du quatrième élément, les troisième et quatrième éléments formant ainsi un deuxième ensemble ; iii) on superpose le deuxième ensemble sur le premier ensemble. 11) Procédé de production d'une enceinte comprenant au moins deux éléments (A, A', B, C, C', D) selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel plusieurs classes de taille d'élément sont prédéfinies, l'enceinte étant composée majoritairement, de préférence composée uniquement, d'éléments choisis dans les classes prédéfinies.