Brevet FR2962927A1 — publié le 20120127

ROBOT DE NETTOYAGE DE CUVE DE STOCKAGE DE PRODUITS LIQUIDES, NOTAMMENT DE CARBURANTS ET PROCEDE DE NETTOYAGE METTANT EN OEUVRE CE ROBOT L'invention est relative à un robot de nettoyage de cuve de stockage de produits liquides, notamment de carburants en stations-service, du genre de ceux qui comprennent un bâti propre à être introduit dans la cuve par un trou d'homme, ce bâti étant équipé de moyens de propulsion pour pouvoir se déplacer sur le fond de la cuve, et d'une tête de projection de liquide de lavage 1 o sous pression élevée. Au fil du temps, des dépôts visqueux se forment au fond des cuves de stockage de carburant, et des sédiments décantent formant des boues qui peuvent être entraînées par remise en suspension lors des dépotages. Des boues flottantes se déposent également sur les parois de la cuve lors des 15 variations de niveaux, de sorte que c'est pratiquement toute la surface de l'enveloppe qui est ainsi souillée. Par ailleurs, il est parfois nécessaire de contrôler l'état de corrosion de ces cuves ou de changer leur affectation de produit. Il est alors nécessaire de les vider et de les nettoyer soigneusement. Ce nettoyage était opéré par intrusion d'un opérateur dans la cuve 20 avec entrée par le trou d'homme, après ventilation de cette cuve jusqu'à obtenir une valeur de limite inférieure d'explosivité qui rendait l'opération réalisable avec un minimum de danger. Pour éviter de telles pratiques, diverses solutions ont été envisagées selon la taille des cuves qui peut en effet fortement varier de 10-20 m3 pour les 25 plus petites jusqu'à 110-120 m3 pour les plus grandes, avec des diamètres de 2,5 à 3,5 m. Pour les cuves de petites dimensions (10-20 m3), on a proposé de disposer au droit du trou d'homme d'accès à l'intérieur de la cuve une tête de lavage à eau sous haute pression, dite "3D", qui est une sorte de pulvérisateur 3o multidirectionnel qui, sous l'effet de la pression, est animée d'un double mouvement de rotation, projetant des jets tous azimuts. C'est également à partir du trou d'homme que l'on descend un flexible d'aspiration pour pomper et assécher les effluents générés par la tête de lavage. Ce dispositif, qui s'avère efficace pour des cuves de faible capacité, trouve ses limites pour des cuves de 35 plus grande capacité entraînant une distance supérieure à 2 ou 3 m de la tête de lavage. Pour des cuves de plus grandes dimensions, des solutions plus sophistiquées mais également plus onéreuses ont été proposées. Il s'agit de robots, munis de buses ou de têtes de lavage, généralement montés sur chenilles entraînées par moteur hydraulique, ces robots étant télécommandés à partir d'un poste de pilotage déporté à l'intérieur d'un véhicule spécial d'intervention. Ce type de dispositif nécessite l'installation dans un poids lourd de matériels annexes indispensables à son fonctionnement, notamment une petite grue pour le manutentionner compte tenu de son poids (de l'ordre de 100 kg), un groupe électrogène pour alimenter l'hydraulique de puissance et autres accessoires. Un tel ensemble est d'un coût rédhibitoire si l'on n'est pas en mesure 10 de l'amortir sur un grand nombre de prestations, en outre il est très lourd à mettre en oeuvre. L'invention a pour but, surtout, de proposer un robot de nettoyage du genre défini précédemment qui, tout en offrant des performances comparables à celles des robots sophistiqués évoqués ci-dessus, soit relativement léger, 15 facile à mettre en oeuvre avec un minimum de moyens annexes et qui soit d'un coût de fabrication relativement bas pour être accessible à des entreprises dont l'activité de nettoyage de cuves de stockage est marginale. Selon l'invention, un robot de nettoyage de cuves de stockage de produits liquides, notamment de carburants, comprenant un bâti propre à être 20 introduit dans la cuve par un trou d'homme, ce bâti étant équipé de moyens de propulsion pour pouvoir se déplacer sur le fond de la cuve, et d'une tête de projection de liquide de lavage sous pression élevée, est caractérisé en ce que la bâti comprend un bloc équipé à l'arrière d'au moins une buse haute pression de sortie d'un liquide suivant une direction correspondant essentiellement à 25 celle du déplacement souhaité, et un moyen de raccordement de la ou des buses à une arrivée de liquide sous pression, la ou les buses et les jets de liquide constituant des moyens de propulsion par réaction du robot. Le ou les jets de liquide sortant du bloc par la ou les buses haute pression contribuent non seulement à la propulsion du robot de nettoyage mais 3o également au lavage de l'extrémité de la cuve faisant face aux buses, ainsi que de la zone de la cuve voisine de cette extrémité. Il suffit d'un camion hydrocureur pour fournir à un robot selon l'invention l'eau sous pression nécessaire à son déplacement et celle nécessaire à la tête de projection de liquide de lavage. De préférence, le liquide 35 de lavage décrit un circuit fermé, le liquide étant récupéré par le camion hydrocureur et dépollué dans ce camion. Avantageusement, le bloc du bâti est équipé de plusieurs buses haute pression, notamment de six à dix buses. La pression du liquide alimentant les buses de propulsion est avantageusement comprise entre 60 et 200 bars. De préférence, le bâti comporte, sur le bloc, une platine support de la tête de projection, munie de chaque côté par rapport à la direction de déplacement d'ergots stabilisateurs pour prendre appui contre la paroi de la cuve. Les ergots stabilisateurs de la platine peuvent être munis, à leurs extrémités éloignées du bloc, de skis propres à faciliter le passage du robot par-dessus des éléments de renforcement prévus en saillie sur le fond de cuve. 1 o Avantageusement, le robot peut comporter à l'avant des buses à jet de liquide essentiellement vertical dirigé vers le bas, propres à soulever le robot pour le franchissement d'éléments de renforcement ou d'obstacles en fond de cuve. Le robot peut aussi comporter, en particulier à l'avant, une buse 15 d'aspiration et un moyen de raccordement de cette buse d'aspiration à une source de vide. Le robot dans son ensemble, notamment le bloc du bâti, est réalisé en un matériau anti-étincelle, en particulier en bronze ou en aluminium. Le robot peut comporter une rampe de pulvérisation de produits 20 détergents ou solvants. Une prise d'échantillon de gaz est avantageusement prévue, en particulier une prise d'air, pour analyse et contrôle de la Limite Inférieure d'Explosivité (LIE). Avantageusement, la masse du robot est inférieure à 40 kg. L'invention est également relative à un procédé de nettoyage de 25 cuves de stockage de produits liquides, notamment de carburants, avec un robot tel que défini précédemment, procédé selon lequel : - on met en place le robot en fond de cuve, à travers le trou d'homme ; - on alimente en liquide haute pression la ou les buses de propulsion pour provoquer le déplacement du robot vers une extrémité de la cuve, tandis que 30 l'extrémité opposée, et la zone voisine, sont lavées par les jets de propulsion. En fin de course aller assurée par les jets des buses de propulsion, on cesse d'alimenter les buses, on met en service la tête de lavage multidirectionnelle et on ramène mécaniquement le robot par traction sur une gaine reliée au robot et contenant différentes canalisations souples 35 d'alimentation de ce robot. Avantageusement, dans toutes les phases de l'opération de nettoyage, on assure une aspiration de l'effluent, en particulier par une canne reliée à un camion hydrocureur. La pression du liquide alimentant les buses de propulsion est avantageusement comprise entre 60 et 200 bars. De préférence, après la phase de retour mécanique du robot et de lavage, on assure un nouveau déplacement du robot vers l'extrémité de la cuve par propulsion par réaction, pour assèchement avec aspiration par camion hydrocureur, et retour du robot par traction mécanique, pour terminer l'assèchement. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence aux dessins annexés, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ces dessins : Fig. 1 est une vue arrière, en élévation, d'un robot de nettoyage 15 selon l'invention. Fig. 2 est une vue de dessus, par rapport à Fig. 1, du robot. Fig. 3 est une vue en perspective, à plus petite échelle, d'arrière gauche du robot de nettoyage en action. Fig. 4 est un schéma, à plus petite échelle, de l'introduction du robot 20 de nettoyage dans une cuve. Fig. 5 montre, semblablement à Fig. 4, la séquence de propulsion du robot dans la cuve. Fig. 6 montre, semblablement à Fig. 4, la séquence de retour du robot avec lavage de la cuve. 25 Fig. 7 montre, semblablement à Fig. 4, une séquence de renvoi en fond de cuve pour assèchement et Fig. 8 montre, semblablement à Fig. 4, une séquence de retour du robot pour assèchement. En se reportant à Fig. 1 et 2 des dessins, on peut voir un robot 1 de 30 nettoyage d'une cuve de stockage 2, partiellement représentée sur Fig.1, pour produits liquides, notamment pour carburants. La cuve 2 est généralement cylindrique d'axe sensiblement horizontal (voir Fig. 4-8) et comporte un trou d'homme TH. Le robot 1 comprend un bâti 3 propre à être introduit dans la cuve par le trou d'homme TH. 35 Le bâti 3 comprend un bloc 4 équipé à l'arrière d'au moins une buse haute pression 5 de sortie d'un liquide suivant une direction correspondant à celle du déplacement souhaité, propre à délivrer du liquide sous une pression élevée, généralement comprise entre 60 et 200 bars. Le bloc 4 comporte un orifice d'entrée 6 (Fig.1) du liquide haute pression pour les buses 5. Les jets de liquide J (Fig. 5 et 7) en combinaison avec les buses 5 constituent des moyens de propulsion par réaction du robot 1 qui glisse sur le fond de la cuve 2 soit directement par son bloc 4, soit avec interposition de moyens de glissement tels que des patins, ou de moyens de roulement tels que des galets (non représentés). Le bâti 3 est en outre équipé d'une tête 8 de projection de liquide de lavage sous pression élevée. Cette tête 8 est montée sur une colonnette 9 verticale lorsque le bâti 3 est en place dans le fond de la cuve 2. La tête de lavage 8 est un pulvérisateur multidirectionnel, notamment avec quatre sorties décalées de 90°. La tête 8, sous l'effet de la pression de l'eau, est animée d'un double mouvement de rotation respectivement autour de l'axe géométrique X-X de la colonnette 9, comme illustré par la flèche 10 sur Fig. 1, et autour d'un axe horizontal, comme illustré par la flèche 11 (Fig. 1). L'alimentation en liquide sous pression de la tête 8 est assurée par une conduite flexible 7 (Fig.2 et 3), provenant d'un camion hydrocureur (non représenté), raccordée à une tubulure 12 (Fig.1) à la base de la colonnette 9. La tête de lavage 8 décrite et représentée distribue des jets répartis suivant trois directions de l'espace (tête 3D), mais une tête distribuant des jets répartis suivant deux directions de l'espace (tête 2D), notamment des directions situées dans un plan orthogonal à la direction de déplacement du robot, pourrait être utilisée. Le bâti 3 comporte une platine support 4a fixée sur le bloc 4 et sur laquelle sont disposés et fixés les différents équipements, notamment la tête de projection 8 et la colonnette 9. La platine 4a comporte, de chaque côté suivant la direction de progression, deux ergots stabilisateurs 13a, 13b et 14a, 14b (Fig.2), inclinés vers le fond 2 par rapport à la platine 4a pour prendre appui contre ce fond 2. Les ergots stabilisateurs situés vers l'avant du robot 13a, 14a peuvent être munis de skis 15, schématiquement représentés en tirets, avec spatules relevées à l'avant et à l'arrière pour faciliter le passage du robot au-dessus d'éléments de renforcement ou d'obstacles prévus en saillie sur le fond de cuve. Des buses, à jet de liquide essentiellement vertical dirigé vers le bas, (non représentées) peuvent être prévues à l'avant de la platine 4a, c'est-à-dire à l'extrémité opposée à celle comportant les buses 5, pour soulever au moins l'avant du robot afin de franchir un obstacle en fond de cuve ou un élément de renforcement. Le robot 1 comporte, à l'avant, une buse d'aspiration 16 tournée vers le bas, raccordée à un tube souple d'aspiration 17 (Fig.3) de section relativement importante, lequel tube 17 est prévu pour être raccordé à un flexible 18 (Fig. 3) d'aspiration du camion hydrocureur. Le robot peut en outre être équipé d'une rampe de pulvérisation d'adjuvants de lavage : détergents ou solvants, de préférence située à l'avant de la platine 4a. Cette rampe est alimentée par un tuyau flexible (non représenté). En outre, une prise d'échantillon d'air pour analyse et contrôle de Limite Inférieure d'Explosivité peut également être prévue sous forme d'un tuyau flexible (non représenté) maintenu sur la platine 4a. La prise d'échantillons d'air permet en outre alimenter un analyseur de gaz ,en particulier CO, CO2, H2S. Tous les tuyaux flexibles sont, de préférence, contenus dans une gaine 19 (Fig. 4) formant un ombilical unique passant sur une roue de renvoi 20 pour s'enrouler sur un tambour enrouleur (non représenté). L'ensemble du robot est exécuté en matériau anti-étincelle, notamment en bronze ou en aluminium. Une liaison équipotentielle (non représentée) est prévue entre les parties métalliques du robot et les éléments en relation, notamment cuve et camion hydrocureur. La liaison équipotentielle est assurée par un câble ou une tresse de mise à la terre, connecté électriquement au robot et passant dans la gaine 19 pour assurer la liaison avec les éléments concernés. L'alimentation en eau sous pression est, de préférence, assurée par le camion hydrocureur. Une pression de 60/80 bars et un débit ne dépassant pas environ 200 L/mn (200 litres/minute) sont suffisants pour assurer la propulsion du robot et le lavage. La masse du robot 1 est relativement réduite, inférieure à 40 kg, de l'ordre de 32 kg, ce qui permet une manipulation aisée à deux opérateurs, voire un seul opérateur avec un outillage adapté, par exemple trépied de levage 21 (Fig.4) avec palan 22, pour descendre le robot d'un véhicule de transport et l'introduire dans la cuve à nettoyer. Le robot de nettoyage peut en outre être équipé d'une caméra vidéo, installée sur la platine 4a, et d'une sonde de contrôle de Limite Inférieure d'Explosivité (LIE) en complément, ou à la place, d'une tuyauterie de prise d'échantillon d'air pour analyse. Ceci étant, la mise en oeuvre du robot 1 pour le nettoyage d'une 35 cuve 2 est décrite avec référence aux Figs. 4-8. Comme représenté sur Fig. 4, la cuve 2 étant vidée de tout liquide et ayant subi un dégazage, l'opérateur introduit le robot 1 en fond de cuve à l'aide du trépied 21 placé au-dessus du trou d'homme TH et à l'aide du palan 22. Le câble du palan 22 est ensuite décroché du robot 1 et, comme illustré sur Fig.5, une canne souple d'aspiration 23 reliée au camion hydrocureur est introduite dans la cuve de manière à évacuer les effluents en fond de cuve. Le robot 1 se trouvant en place, l'opérateur assure l'alimentation en eau sous pression des buses 5 de propulsion à partir du camion hydrocureur pour faire avancer le robot 1 jusqu'à l'extrémité 2a de la cuve suivant le sens de la flèche F. Les jets de propulsion J dirigés en sens inverse du déplacement contribuent, non seulement à la propulsion, mais aussi au nettoyage du fond opposé 2b de la virole. La gaine 19 se déroule lors de la progression du robot 1 de la droite vers la gauche selon Fig. 5. Lorsque le robot atteint l'extrémité 2a, les jets de propulsion sont arrêtés et le robot 1 est ramené de la gauche vers la droite selon Fig. 6 par une traction mécanique exercée à l'aide de la gaine 19 et de l'enrouleur de cette gaine. Lors de ce retour, l'alimentation en liquide sous pression de la tête de lavage 8 est commandée de sorte que cette tête est mise en action et assure le nettoyage de la cuve. En fin de retour du robot 1, sensiblement au droit du trou d'homme TH, l'alimentation en liquide sous pression de la tête de lavage 8 est arrêtée, tandis que les buses 5 sont de nouveau alimentées en liquide sous pression, et le robot 1 est renvoyé vers l'extrémité 2a, comme illustré sur Fig. 7. Lors de ce nouveau déplacement, seule l'aspiration assurée par la buse 16 est mise en action (Fig. 7). Dans toutes les séquences, une aspiration est exercée par la 25 canne 23 reliée au camion hydrocureur. Lors de la séquence de retour par traction mécanique illustrée sur Fig. 8, l'aspiration par la buse 16 reste en action pour assèchement de la cuve. Avantageusement, l'eau utilisée pour le nettoyage de la cuve circule en circuit fermé et l'effluent, récupéré par le camion hydrocureur, est dépollué 3o dans ce camion pour ensuite servir à nouveau de liquide de nettoyage et de propulsion Le mode de fonctionnement décrit précédemment n'est pas limitatif. Selon la disposition du trou d'homme TH, il pourra être nécessaire de retourner le robot 1 à 180 degrés pour le faire progresser par réaction vers l'autre 35 extrémité 2b de la cuve, et pour exécuter des opérations semblables à celles décrites précédemment. D'autres modes de fonctionnement peuvent être envisagés suivant les capacités hydrauliques disponibles, notamment selon les performances des groupes embarqués des camions hydrocureurs qui seront utilisés en liaison avec le robot 1. On peut notamment prévoir un fonctionnement simultané de la propulsion et du lavage avec un seul trajet aller dans la cuve, ce qui permettra 5 de minimiser la génération d'effluents pollués à traiter en aval. On peut substituer de l'air comprimé au liquide propulseur, lors du retour du robot 1 en phase finale correspondant à la séquence illustrée sur Fig. 8, pour favoriser le séchage du fond de cuve en poussant le flux liquide vers l'aspiration assurée par la canne 23 au droit du trou d'homme TH. 1 o Le robot 1 pourra être équipé d'une caméra vidéo manipulable à distance permettant en toute fin d'opération, c'est-à-dire au retour final de Fig. 8, d'opérer une inspection détaillée de l'intérieur de l'enveloppe. De nombreuses autres applications du robot peuvent être envisagées pour toute intervention en cuve horizontale où une intrusion est 15 interdite, pour améliorer les conditions de travail ou pour pratiquer des opérations lors desquelles la présence d'un opérateur est incompatible, notamment : - interventions dans des cuves de stockage de fioul pour usage immobilier ; - décapages des cuves de procédés chimiques en équipant le robot d'une tête 20 de décapage très haute pression (THP) notamment de l'ordre de 1000 bars ; - nettoyages de tronçons de canalisation de grandes dimensions : pipelines, ovoïdes, etc. 25 REVENDICATIONS1. Robot de nettoyage de cuve de stockage de produits liquides, notamment de carburants, comprenant un bâti (3) propre à être introduit dans la cuve (2) par un trou d'homme (TH), ce bâti étant équipé de moyens de propulsion pour pouvoir se déplacer sur le fond de la cuve, et d'une tête (8) de projection de liquide de lavage sous pression élevée, caractérisé en ce que la bâti (3) comprend un bloc (4) équipé à l'arrière d'au moins une buse (5) haute pression de sortie d'un liquide suivant une direction correspondant essentiellement à 1 o celle du déplacement souhaité, et un moyen de raccordement (6) de la ou des buses à une arrivée de liquide sous pression, la ou les buses et les jets de liquide (J) constituant des moyens de propulsion par réaction du robot. 2. Robot de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc (4) 15 du bâti est équipé de plusieurs buses (5) haute pression, en particulier de six à dix buses. 3. Robot de nettoyage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bâti (3) comporte, sur le bloc (4), une platine (4a) support de la tête de 20 projection (8), munie de chaque côté par rapport à la direction de déplacement d'ergots stabilisateurs (13a, 13b ; 14a, 14b) pour prendre appui contre la paroi de la cuve. 4. Robot de nettoyage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ergots 25 stabilisateurs de la platine sont munis, à leurs extrémités éloignées du bloc (4), de skis (15) propres à faciliter le passage du robot par-dessus des éléments de renforcement prévus en saillie sur le fond de cuve. 5. Robot de nettoyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce qu'il comporte, à l'avant, des buses à jet de liquide essentiellement vertical dirigé vers le bas, propres à soulever le robot pour le franchissement d'éléments de renforcement ou d'obstacles en fond de cuve. 6. Robot de nettoyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, 35 caractérisé en ce qu'il comporte, en particulier à l'avant, une buse d'aspiration (16) et un moyen de raccordement (17) de cette buse d'aspiration à une source de vide. 7. Robot de nettoyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé en un matériau anti-étincelle, en particulier en bronze ou en aluminium. 8. Robot de nettoyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse du robot est inférieure à 40 kg. 9. Procédé de nettoyage de cuve de stockage de produits liquides, en particulier de cuves de stockage de carburants, avec mise en oeuvre d'un robot 1 o de nettoyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que: - on met en place le robot (1) en fond de cuve (2), à travers un trou d'homme ; - on alimente en liquide haute pression la ou les buses (5) de propulsion pour provoquer le déplacement du robot vers une extrémité (2a) de la cuve, tandis 15 que l'extrémité opposée (2b), et la zone voisine, sont lavées par les jets de propulsion. 10. Procédé de nettoyage de cuve de stockage selon la revendication 9, caractérisé en ce que, en fin de course aller assurée par les jets les buses de 20 propulsion, on cesse d'alimenter les buses, on met en service la tête de lavage multidirectionnelle et on ramène mécaniquement le robot par traction sur une gaine (19) reliée au robot et contenant différentes canalisations souples d'alimentation de ce robot. 25 11. Procédé de nettoyage de cuve de stockage selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que dans toutes les phases de l'opération de nettoyage, on assure une aspiration de l'effluent, par une canne (23) reliée à un camion hydrocureur. 30 12. Procédé de nettoyage de cuve de stockage selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la pression du liquide alimentant les buses de propulsion (5) est comprise entre 60 et 200 bars.