Brevet FR3002927A1 — publié le 20140912

-1- Déflecteur de protection de pieds de structure La présente invention porte sur les déflecteurs de protection de pieds de structure et, son domaine technique est la construction de structures tels que, suivant l'application principale de l'invention, les réservoirs de stockage. Les réservoirs de stockage ou plus communément appelés « bac » sont généralement utilisés pour stocker des produits tel que le 'pétroleet-ces dérivés; des acides, de l'eau, etc.... Les réservoirs de stockage sont généralement construits en acier carbone et sont sujets à des corrosions externes situées en pied de bac fig.2, au droit des joints soudés 22, 23 sous la tôle marginale fig.2 fig.3 20. L'ensemble du bac est posé, sur une galette constituée de couches multiples, un remblai compacté fig.2 27 recouvert dune membrane étanche 25 qui elle-marne est recouverte d'un sable bitumineux 26 l'ensemble est entouré d'un anneau béton 28, voire d'une galette béton complète. Enfin, repose sur cette galette les tôles de fond du réservoir Fig.2 Fig.3 21 et tôles marginales 20 qui permettent de contenir le produit à l'intérieur du bac. Les réservoirs en acier inoxydable ne sont pas corrodables mais leur supports béton peuvent également être endommagés et, sont par conséquent concernés par le matériel présentement désigné. Ils sont également sujets aux fatigues citées ci-dessous. D'autres éléments sont à prendre en considération concernant les pertes de confinement d'un bac de stockage. Les cycles de chargements/déchargements qui sont des facteurs de fragilisation des liaisons soudées 22 23. Ces fragilisations peuvent aboutir à la rupture de fond de bac et ainsi générer une fuite décelable par l'extérieur du réservoir fig.2 24. Il peut exister à ce jour des déflecteurs fixes qui servent à dévier les eaux de pluies ou l'eau d'incendie lors des tests en réel, effectués par les pompiers et par conséquent, de protéger les structures. Les constructeurs de bacs n'intègrent pas en général la pose d'un déflecteur fi9.2 sur les pieds de bacs qui se trouve être un accessoire et non pas un élément structurel de bac. Seuls les services qualité, corrosion, inspection, recommandent la mise en place de cette.protection, afin de préserver l'intégrité du bac. Le domaine d'utilisation du déflecteur, appelée communément « bavette », se situe sur l'ensemble des réservoirs de stockage, quelques soient leurs utilisations ou la qualité du 25 produit stocké. L'utilisation de cette protection ne se limite pas au stockage pétrolier mais à toutes structures nécessitant le besoin du maintien del'intégrité. La plupart des réservoirs ne sont pas équipés de déflecteur, d'autres sont équipés mais d'une manière définitive par des tôles en acier fixes, soudées sur la première virole au pied du bac. -2- Ce qui empêche tous contrôles automatiques en dessous du déflecteur et ne facilite pas l'examen visuel du pied de structure. L'installation de ces protections est très contraignante et, est réalisée généralement lors de la construction du bac ou bien lors des visites décennales ou encore lors d'arrêt d'opportunité, permettant ainsi le soudage des supports du déflecteur. En effet, aucun travail « à chaud », par soudage en exemple, ne doit être réalisé pendant l'utilisation d'un bac de stockage. D'autres méthodes de protection, autre que la bavette soudée, sont proposées telles l'application d'un revêtement bitumineux avec un support aluminium ou encore des revêtements époxy, ou même voire des recommandations de codes de construction, proposant la pose d'un déflecteur en bordure de tôle marginale mais, toutes ces propositions ne permettent pas l'inspection des zones sujettes aux dégradations et, et ne peut aboutir à des constatations d'une éventuelle fuite provenant du fond de bac. En effet, les conditions minimales d'installation de ces déflecteurs doivent respecter les besoins suivants : - Protéger le pied de bac en évitant la migration de l'eau de pluie sous la tôle marginale. - Permettre l'inspection du pied de bac. Laisser une ventilation naturelle suffisante à l'assèchement de la zone. Un pied de réservoir qui se dégrade par corrosion augmente le risque d'ouverture du bac et quel que soit le produit stocké, peut causer des dommages matériels et humains et, engendrer des pertes financières importantes. Le premier problème est qu'une fuite en fond de bac Fig.2 Fig.3 32, sur les soudures de tôles de fond Fig.2 Fig.3 21 ou encore, aux droits des soudures d'angles de liaison 22 23 de la virole inférieure 19 et des tôles marginales 20, peut être occultée par l'application d'un revêtement extérieur. Il n'y a pas non plus de système d'investigation fiable à 100%, telle l'émission acoustique, pour s'affranchir de l'état de l'intégrité du fond de bac. En effet, les résultats sont souvent faussés par la présence de paraffine dans le fond de bac, dans le cas d'un stockage d'hydrocarbure. Toutes les propositions et tests réalisés actuellement ne répondent pas aux conditions minimales recommandées pour permettre la réalisation des visites inspections, tout en préservant l'intégrité de l'équipement protégé. Le deuxième problème est que pour les bacs équipés de déflecteurs soudés, les interventions ne permettent que des actions de maintenance et d'entretien mais pas de remplacement de matériel pendant la période d'utilisation en production. -3- Le seul moyen d'intervention pour des gros travaux de remplacement ou réparation travaux à chaud est lors d'une période d'arrêt de production ou de visite décennale réglementaire. Pour les bacs non équipés de déflecteurs, le problème qui se présente est la pose de ces protections, bac en service. Impossible d'installer un déflecteur par soudage. L'issue de cette situation est l'application d'un revêtement mais qui reste inadapté car il masque de possibles fuites provenant du dessous du fond de bac. Au vu des difficultés rencontrées pour installer ou réparer par soudage les protections de tôles marginales pendant l'utilisation des bacs et, du manque d'efficacité ou de l'occultation occasionnées par la présence de revêtements de pieds de structures. Une solution au problème posé est la pose d'un déflecteur pour protéger les pieds de paroi 19 de structure des infiltrations liquides, comportant une tôle de protection 1, inclinée vers le bas en s'éloignant de la dite paroi 19 quand le déflecteur est en position opérationnelle, tel que : - un joint d'étanchéité souple 2 fixé le long du bord supérieur, quand le déflecteur est en position opérationnelle, de cette tôle inclinée 1 et est apte à venir en contact étanche contre la dite paroi de structure dont il épouse la forme, - au moins un bras de maintien 5 et apte à se solidariser à la paroi 19 d'une manière réversible et à en être désolidarisé, rendant le déflecteur démontable et - des bras d'appui 6 fixés à la tôle 1 et aptes à venir en simple contact d'appui contre la dite paroi 19. L'invention est la pose d'un déflecteur démontable. L'innovation étant le fait que la protection soit démontable et, qu'il ne soit donc pas nécessaire d'arrêter la production d'un bac pour la pose de la protection. Figure 1: Vue en coupe de la virole de bac 19 sur laquelle est placé le déflecteur. Le tube de maintien 5 est en coupe afin de montrer la vis de fixation 15. 20 Figure 2 : Vue permettant de localiser la position du déflecteur sur la structure. La coupe de la structure est localisée en figure 3. Figure 3 : Vue de dessus permettant de localiser les sections des déflecteurs sur la structure. La coupe AA est reprise sur la figure 2, la coupe BB du tube est schématisé en figure 6, la coupe CC de l'escalier hélicoïdal sur la figure 7. Figure 4 : Vue de dessus du déflecteur 1 permettant de localiser la position du joint néoprène 2 et des fers plats de maintien 13, des poignées de mise en place 3 et des vis de fixation 15 des bras de maintien. Figure 5: Vue de dessous du déflecteur 1 permettant de localiser la position du joint néoprène 2 et des rivets de fixation 12, des bras de maintien 5 et des bras d'appui 6 7. -4- Figure 6: Vue de face montrant le montage d'un déflecteur 1 au droit d'un obstacle tel qu'un piquage 29 soudé sur la virole 19 d'un réservoir de stockage. Figure 7 : Vue de face montrant le montage d'un déflecteur 1 au droit d'un obstacle tel que l'escalier d'accès 30 soudé sur la virole 19 d'un réservoir de stockage. 10 Figure 8: Schéma de variantes de fixation 4 pouvant servir au maintien du déflecteur sur les structures. Ces éléments se fixent aux extrémités des bras de maintien 5. Modèle 4a présenté sur les dessins, aimant permanent dit en fer à cheval, modèle 4b aimant permanent cylindrique, modèle 4c ventouse, modèle 4d partie équipée de 4 vis collé à la surface de la structure. 15 Figure 9: Variante de montage des tôles de déflecteur 1, ce montage permet de former les tôles en 2 étapes, une première étape pour la tôle inclinée et une seconde pour la tôle verticale, ces 2 tôles sont assemblées avec des fers plats d'assemblage 18. La tôle 1 de déflecteur, quand celle-ci est en position opérationnelle, a une inclinaison permettant un écoulement de liquide sans retenue et une résistance à la charge verticale du 20 liquide. De préférence le déflecteur comporte un rebord vertical le long du bord inférieur de la dite tôle inclinée 1, quand le déflecteur est en position opérationnelle. Ce déflecteur est constitué de plusieurs éléments indépendants les uns des autres mais aptes à être positionnés les uns à la suite des autres d'une manière continue autour et contre les 25 pieds de la paroi de la structure. Le déflecteur fig.1 est constitué principalement, d'une tôle de protection formée sur deux faces 1. Les faces sont à deux positions angulaires. Une face inclinée 1 à 450 fig.1, angle variable suivant le déport de la longrine fig.2 28, de révolution adaptée au rayon du réservoir et, d'un rebord vertical en partie basse, limitant la zone d'écoulement vers le sol ou caniveau Fig.2 33. 30 La tôle inclinée 1 est équipée de poignées 3 servant à la mise en place des sections du déflecteur Fig.4 Fig.5. Afin de rendre les éléments de déflecteur transportables, l'ensemble du déflecteur est découpé en sections de longueur adaptée à un transport humain aisé évitant ainsi l'intervention d'engins dans la cuvette du réservoir Fig.2 Fig.3 31. La matière du déflecteur est en aluminium. Les éléments posés sur un bac ou dans une 35 cuvette de bac ne doivent pas être un des trois éléments du triangle du feu. Les bras de maintien 5 et d'appui 6 sont situés sous la tôle 1, quand le déflecteur est en position opérationnelle, et sont aptes à venir en contact contre la paroi 19 sous le joint d'étanchéité 2. -5- Chaque élément du déflecteur qui le constitue comporte au moins un deuxième joint d'étanchéité 2b le long d'un de ses bords latéraux et apte à venir recouvrir un élément adjacent. Chaque élément qui constitue le déflecteur comporte au moins une poignée 3 de manoeuvre fixée sur le dessus de la tôle inclinée quand le déflecteur est en position opérationnelle. L'étanchéité fig.1 fig.4 s'effectue à l'aide de bandes de néoprène 2. Ces bandes sont maintenues au déflecteur par des fers plats en aluminium 13 fixés à l'aide de rivets en aluminium 12. Les bandes d'étanchéité en néoprène sont installées sur la partie haute du déflecteur et sur la zone de recouvrement du déflecteur suivant à droite Fig.4 2a 2b. Le déflecteur destiné à une paroi métallique 19 de structure est tel que au moins le bras de maintien 5 comporte à son extrémité distale au moins un aimant apte à se solidariser magnétiquement à la paroi 19. Les bras de maintien 5 sont aptes à supporter la charge du poids du déflecteur en son endroit, résistent au glissement et à permettre le démontage manuel de cet ensemble. Ce déflecteur fig.1 est maintenu à la virole du bac par des aimants permanents équipés de vis 4. Le nombre d'aimants est à définir suivant le matériau utilisé, de densité variable. Les aimants actuels ne sont pas limités à la charge, leurs dimensions sont définies suivant le poids des sections du déflecteur. Les aimants 4 sont vissés aux extrémités de tubes cintrés ou bras de maintien 5 sur des rondelles taraudées, 17 soudées au tube 5. Les autres extrémités des bras de maintien 5 sont équipées également de rondelles taraudées 14 recevant les vis de fixation 15 des tôles de déflecteur 1, ces fixations sont étanchées par des joints néoprène 16. Les bras d'appui 6 sont aptes à maintenir en position inclinée le déflecteur sur la paroi de la structure protégée. Les bras d'appui Fig.1 6 servant à maintenir la pente du déflecteur 1 sont constitués de profilés en aluminium 6 7 renforcés à leurs extrémités par des platines soudées 8 9 côté déflecteur 1 et de platines libres 10 côté virole Fig.1 Fig.3 19. Une bande de protection en néoprène 11 est placée entre la platine d'appui et les viroles 19. Des obstacles peuvent gêner la mise en place des déflecteurs comme, les piquages soudés sur les viroles Fig.3 Fig.6 29 ou encore les marches de l'escalier hélicoïdal Fig.3 Fig.7 30. Les tôles de déflecteurs 1 sont alors découpées et la pose de joint néoprène assure l'étanchéité de ces zones particulières. Les variantes de montages sont multiples. Les déflecteurs fig.1 peuvent être utilisés sur toutes structures nécessitant une protection et un maintien d'intégrité. -6- Les matériaux utilisés pour la réalisation des tôles du déflecteur1 peuvent être du zinc, du plexiglas ou un plastique si le risque au feu n'est pas avéré et suivant les conditions d'utilisation. La variante peut être faite sur les épaisseurs des matériaux utilisés, leurs poids et leurs coûts. La tôle du déflecteur fig.1 1 peut être réalisée en deux éléments distincts Fig.9 la lb, raccordés par des pattes d'assemblage en aluminium Fig.9 18 fixés par des rivets 12. Les fixations entre les tubes cintrés 5 et les aimants 4 peuvent se faire également par des crochets repris à l'intérieur des aimants fig. 9 4a. Les aimants peuvent être de formes variables, en fer à cheval 4a, cylindriques 4b ou parallélépipédiques. Ces fixations fig.8 peuvent être réalisées avec des ventouses 4c ou encore des platines collées aux parois de la structure 4d. Les recouvrements en néoprène 2b entre sections de déflecteurs fig.4 peuvent se réaliser avec des bandes en aluminium soudés lors de la fabrication. Tous les profilés peuvent être utilisés pour la fabrication des bras d'appui fig.1 6 7 en prenant en compte le poids exercé sur les bras de maintien 5. Le premier intérêt de cette protection est le fait que celle-ci soit démontable mais aussi, de par ce fait, puisse permettre le passage de matériel de contrôle sur la structure tels que : Mesures d'épaisseurs des viroles par robots. Ces robots sont équipés de chenilles magnétiques qui permettent leurs déplacement du pied de bac jusqu'à la dernière virole supérieure. Mesures des pertes d'épaisseurs des tôles marginales effectuées par un robot se déplaçant horizontalement sur le pied de bac. Mesures d'épaisseurs standards par contrôle ultrasons, effectuées manuellement par des techniciens équipés de palpeurs ultrasons. Le contrôle ACFM Alternative Current Field Measurement consistant à contrôler la qualité des soudures externes de liaison, de la première virole basse de l'enveloppe du bac avec la tôle marginale. Certains de ces contrôles sont effectués lors de visites triennales et d'autres décennales. Néanmoins, le besoin primordial reste la possibilité d'effectuer l'inspection visuelle du pied de bac qui elle, peut se faire à tout moment, autant que nécessaire suivant la législation Française. REVENDICATIONS1) Déflecteur pour protéger les pieds de paroi (19) de structure des infiltrations liquides, comportant une tôle de protection (1), inclinée vers le bas en s'éloignant de la dite paroi (19) quand le déflecteur est en position opérationnelle, caractérisé en ce que celui-ci comporte en outre au moins : - un joint d'étanchéité souple (2) fixé le long du bord supérieur, quand le déflecteur est en position opérationnelle, de cette tôle inclinée (1) et est apte à venir en contact étanche contre la dite paroi de structure dont il épouse la forme, - au moins un bras de maintien (5) et apte à se solidariser à la paroi (19) d'une manière réversible et à en être désolidarisé, rendant le déflecteur démontable et - des bras d'appui (6) fixés à la tôle (1) et aptes à venir en simple contact d'appui contre la dite paroi (19). 2) Déflecteur destiné à une paroi métallique (19) de structure et selon la revendication 1 caractérisé en ce que le au moins bras de maintien (5) comporte à son extrémité distale au moins un aimant apte à se solidariser magnétiquement à la paroi (19). 3) Déflecteur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les bras de maintien (5) et d'appui (6) sont situés sous la tôle (1), quand le déflecteur est en position opérationnelle, et sont aptes à venir en contact contre la paroi (19) sous le joint d'étanchéité (2). 4) Déflecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la tôle (1) de déflecteur, quand celui-ci est en position opérationnelle, ait une inclinaison permettant un écoulement de liquide sans retenue et une résistance à la charge verticale du liquide. 5) Déflecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comporte un rebord vertical le long du bord inférieur de la dite tôle inclinée (1), quand le déflecteur est en position opérationnelle. 6) Déflecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il est constitué de plusieurs éléments indépendants les uns des autres mais aptes à être positionnés les uns à la suite des autres d'une manière continue autour et contre les pieds de la paroi de la structure. 7) Déflecteur selon la revendication 6 caractérisé en ce que chaque élément qui le constitue comporte au moins un deuxième joint d'étanchéité (2b) le long d'un de ses bords latéraux et apte à venir recouvrir un élément adjacent 8) Déflecteur selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que ce que chaque élément qui le constitue comporte au moins une poignée (3) de manoeuvre fixée sur le dessus de tôle inclinée quand le déflecteur est en position opérationnelle. 9) Déflecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le les bras de maintien (5) sont aptes à supporter la charge du poids du déflecteur en son endroit, résistent au glissement et à permettre le démontage manuel de cet ensemble.-8- 10) Déflecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que les bras d'appui (6) sont aptes à maintenir en position inclinée le déflecteur sur la paroi de la structure protégée.