Brevet FR3005933A1 — publié le 20141128

INSTALLATION DE STOCKAGE PORTUAIRE DE COMBUSTIBLE LIQUIDE 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine du stockage de combustible liquide, tel que du gaz naturel 10 liquide. Plus précisément, l'invention concerne une installation de stockage portuaire de combustible liquide. 2. Solutions de l'art antérieur De manière à permettre aux navires de se 15 ravitailler en carburant lors de leurs différents trajets, il est connu, notamment du document FR2980164, de mettre en oeuvre, et ce en pleine mer, des stations de stockage et de ravitaillement en combustible liquide pour permettre aux navires passant à proximité de se ravitailler en 20 carburant. Toutefois, un inconvénient de telles stations est qu'elles impliquent, de la part des navires, un arrêt supplémentaire pour effectuer le ravitaillement, en plus du chargement/déchargement de la marchandise ou des 25 passagers dans les différents ports. Une telle solution s'avère donc coûteuse en terme de temps et peut provoquer des retards ce qui n'est pas satisfaisant. Il existe également des solutions mettant en oeuvre des structures amarrées aux ports. De telles structures 30 sont aménagées sur les quais et permettent aux navires de se ravitailler en carburant en parallèle du chargement/déchargement des marchandises. Cependant, une telle technique pose un problème d'encombrement car elle empiète nécessairement sur le quai et réduit par conséquent la zone d'amarrage disponible pour le navire. Par ailleurs, une telle technique est contrainte à être positionnée à proximité d'un navire ce qui oblige à déplacer relativement fréquemment de telles structures afin de tenir compte de la position des navires. L'utilisation et la maintenance d'une telle technique s'avère par conséquent relativement difficile et coûteuse ce qui n'est donc pas non plus satisfaisant. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de résoudre au moins en partie les inconvénients de l'art antérieur. Plus particulièrement un objectif d'au moins un mode de réalisation de l'invention est de fournir une installation qui permettrait un ravitaillement en combustible liquide pour les navires sans pour autant augmenter le nombre d'arrêts que ceux-ci doivent faire. Un autre objectif d'au moins un mode de réalisation est de fournir une telle installation dont l'encombrement 20 à quai est limité voire supprimé et dont la mise en oeuvre ne nécessite pas ou peu de modifications. Encore un autre objectif d'au moins un mode de réalisation est de fournir une installation qui soit simple et peu coûteuse à mettre en oeuvre. 25 4. Résumé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'une installation de stockage portuaire de combustible liquide, ménagée à proximité d'un quai formé d'au moins : 30 - une surface supérieure sensiblement parallèle à la surface libre de la mer ; une surface frontale adjacente à la surface supérieure et en partie immergée, l'installation comprenant au moins un module présentant un caisson flottant contenant une cuve étanche pouvant 5 contenir du combustible liquide, tel que du GNL (pour gaz naturel liquide), le caisson présentant un contour fermé formé d'une face supérieure, une face inférieure, et de plusieurs faces latérales. 10 Selon l'invention, le module est fixé au quai par des moyens d'ancrage reliant une des faces latérales du caisson à la surface frontale du quai, la face inférieure et les faces latérales du caisson étant alors au moins en partie immergées. 15 Ainsi, l'invention propose une approche nouvelle et inventive permettant de résoudre au moins en partie les inconvénients de l'art antérieur. Notamment, la solution proposée permet de fournir une installation qui offre une possibilité de ravitaillement en combustible liquide pour 20 les navires sans pour autant augmenter le nombre d'arrêts que ceux-ci doivent faire. En effet, les navires peuvent se ravitailler en combustible et charger/décharger en même temps leur marchandise étant donné qu'ils sont à quai. Par ailleurs, l'encombrement à quai est limité du 25 fait que le module n'est pas placé ou fixé sur la surface supérieure du quai mais sur la surface frontale. En outre, l'invention s'avère simple et peu coûteuse à mettre en oeuvre du fait qu'elle ne nécessite pas de modifications des infrastructures présentes à 30 l'endroit du quai ou du navire mais simplement la mise en oeuvre de moyens de fixation du module. Dans un mode de réalisation particulier, la face supérieure du caisson est ménagée sensiblement dans le prolongement de la surface supérieure du quai. De ce fait, l'installation permet non seulement de 5 ne pas empiéter sur le quai et donc sur la zone d'amarrage, mais elle permet en outre d'élargir cette zone d'amarrage en fournissant une zone agrandie. Dans une variante, la face inférieure du caisson repose sur des poteaux fixés au fond de la mer. 10 Ainsi, cela permet de maintenir en place le caisson et donc de limiter les forces qui s'exercent sur les moyens d'ancrage, notamment les forces dues au poids du caisson et les forces dues au courant marin. Selon encore une variante, ces poteaux sont creux. 15 Selon un autre mode de réalisation, un espace est ménagé entre le caisson et la cuve du module. Un tel espace permet de confiner plus encore la cuve contenant le combustible liquide en l'éloignant des bords du module. 20 Dans ce cas, le module peut comprendre des compartiments aménagés dans cet espace. De ce fait, cela donne la possibilité de placer des moyens de contrôle, de sécurisation, de refroidissement par exemple. Ces moyens sont ainsi à l'intérieur du module 25 et sont donc protégés. Dans une variante de l'installation, le caisson présente un contour sensiblement parallélépipédique. Ce contour permet ainsi d'insérer le module de manière relativement aisée dans l'environnement dans 30 lequel il est censé évoluer, à savoir en appui contre les quais. En outre, une juxtaposition de modules le long d'un quai se trouve facilitée. Idéalement, ce caisson peut s'étendre sur la longueur totale du quai, formant alors une nouvelle surface de quai le long du quai. Dans un mode de réalisation de l'installation, le 5 caisson présente des arêtes reliant les faces latérales, supérieures et inférieures, et ces arêtes présentent un profil arrondi. Ces arêtes arrondies permettent de limiter le risque de chocs entrainant des dommages avec les navires 10 lorsqu'ils sont amarrés à proximité des caissons. Selon un mode de réalisation de l'installation, le caisson est fabriqué en béton. De cette manière, les conséquences de la force due à la masse du module se trouvent limitées par la poussée 15 inverse effectuée par la mer. Dans une variante, le module est fixé de manière amovible au quai. Cela permet de faciliter la manutention de tels modules, notamment lorsqu'ils doivent être réparés ou 20 remplacés. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre de simple exemple 25 illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe latérale d'un premier mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 2 est une vue du dessus d'un deuxième 30 mode de réalisation de l'invention. 6. Description détaillée On présente maintenant, en relation avec la figure 1, un premier mode de réalisation de l'invention. Comme illustré sur cette figure 1, l'installation comprend un module 1 qui est ménagé à proximité d'un quai 2 de chargement et de déchargement. Le quai 2 illustré ici est formé d'une surface supérieure 21 sensiblement parallèle à la surface libre de la mer 9 et d'une surface frontale 22 adjacente à la surface supérieure 22 et partiellement immergée. Ce quai 2 est un quai portuaire classique que l'on peut trouver dans la plupart des ports maritimes. Le module 1 est constitué d'un caisson 10 flottant contenant une cuve 11 étanche qui peut être remplie de combustible liquide, qui est dans cet exemple du gaz naturel liquéfié (autrement appelé GNL). Le caisson 10 présente un contour fermé sensiblement parallélépipédique formé d'une face supérieure 100, une face inférieure 101 et de quatre faces latérales 102 (deux faces latérales sont visibles dans cette vue en coupe). Des arêtes 103 présentant chacune un profil arrondi relient les faces supérieures 100, inférieure 101 avec les quatre faces latérales 102 du caisson 10. De cette manière, un navire 8 arrivant à proximité du module 1 présente, en cas de choc avec ce module 1, des risques limités de dommages importants au niveau de la coque du fait que le module ne présente pas de « surface agressive ». Le caisson 10 présente, dans cet exemple, une longueur de 50 mètres pour une largeur de 10 mètres et une hauteur de 7 mètres. Selon d'autres modes de réalisation, les arêtes peuvent ne pas être arrondies mais présenter une autre forme, telle qu'une arête à angle droit ou une arête polygonique. Dans un mode de réalisation préférentiel, le caisson 10 est réalisé en béton marin (par exemple ciment de classe PM-ES). Cela permet que les conséquences de la force due à la masse du module 10 soient limitées par la poussée inverse effectuée par la mer. Toutefois, dans d'autres modes de réalisation, le caisson peut être réalisé dans d'autres matériaux tels que de l'inox. De son côté, la cuve 11 est réalisée dans un matériau étanche et de préférence adiabatique de sorte que le gaz naturel liquéfié soit isolé thermiquement. Elle présente dans cet exemple une capacité de remplissage de 1500 mètres cube. La cuve 11 et le caisson 10 sont séparés par un espace permettant d'aménager des compartiments 12. Ces compartiments 12 peuvent par exemple être des compartiments dans lesquels sont logés des équipements de sécurité, de surveillance, de refroidissement, de pompage, ou tout autre équipement utile pour ce type d'installation. Notamment, ces équipements peuvent être - des vannes manuelles pour isoler les conduites dans lesquelles circule le combustible liquide ; - des pompes immergées dans le combustible et débouchant dans ces compartiments, ou espace interparoi ; - des vannes pneumatiques pour l'ouverture et/ou la fermeture du flux ; - diverses tuyauteries ; - des systèmes de détection de fuite de combustible ; Le module 1 est donc autonome et ne nécessite pas l'adjonction de moyens complémentaires sur le quai, excepté une source de puissance afin d'alimenter le module, ce qui reste compatible avec les objectifs de l'invention du fait qu'une telle source de puissance est aisément intégrable au niveau du quai. En outre, il peut être avantageux de dimensionner ces compartiments de telle sorte qu'une personne puisse s'y glisser afin, par exemple d'inspecter l'état des cuves. Ce module peut également comprendre des moyens de ravitaillement, tel qu'un bras de ravitaillement 81, afin que les navires (qui peuvent être des ferrys ou des méthaniers) à quai puissent se ravitailler en GNL lorsqu'ils sont stationnés à quai. On peut également prévoir, dans d'autres modes de réalisation, que ce module ne comprenne pas de moyens de ravitaillement mais simplement des moyens de couplage à des moyens de ravitaillement indépendants. Selon le mode de réalisation illustré, le module 1 est fixé au quai 2 par des moyens d'ancrage 3 (ici deux moyens d'ancrage 3) qui relient la surface frontale du quai 22 avec la face latérale 102 du caisson 10 qui est en regard de la surface frontale 22. Lorsque le module 1 est fixé, il se trouve au moins en partie immergée, c'est-à-dire que la face inférieure 101 est totalement immergée tandis que les faces latérales 102 sont partiellement immergées dans cet exemple. La face inférieure 101 du module 1 repose sur des poteaux 4 en béton fixés au fond de la mer. Avantageusement, les poteaux 4 sont solidaires du module 1 et sont creux (tubes). Les poteaux 4 comportent en outre des moyens (vannes, tuyaux...) permettant de créer une dépression dans la partie creuse du poteau 4 avec l'aide d'une pompe à vide. Ainsi, en créant une dépression dans la partie 30 creuse des poteaux 4, ces derniers s'enfoncent dans le fond marin. Cette technique est notamment utilisée pour l'ancrage des plateformes pétrolières sur les fonds marin. Bien entendu, on peut prévoir de disposer les poteaux 4 sur le fond marin préalablement à leur assemblage sur le module 1. Les poteaux 4 peuvent alors être plein et dans d'autre matière que le béton (acier...) Comme illustré sur cette figure 1, le module 1 est placé de telle sorte que la face supérieure 100 du caisson 10 soit dans le prolongement de la surface supérieure 21 du quai 2. De cette manière, le module 1 forme en quelque sorte un prolongement du quai 2. A cet effet, le module 1 peut comprendre des moyens de jonction entre la face supérieure 100 et la surface supérieure 21 de sorte que ces deux surfaces forment une surface continue s'étendant du quai 2 au module 1. Les moyens de jonction (non représentés) peuvent ainsi comporter des joints et des plaques rigides (en acier ou en béton par exemple) permettant de prolonger le quai 2 au module 1 de façon continue, afin que des personnes ou des véhicules puissent circuler du quai 2 au module 1 sans entrave. Selon les modes de réalisation, on peut prévoir que plusieurs modules soient alignés sur le fond de la surface frontale d'un quai. Selon un deuxième mode de réalisation tel que celui illustré en figure 2, dans lequel sont mis en oeuvre quatre modules 1 qui sont placés à la suite, le long d'un quai 2. Ces quatre modules représentent, dans cet exemple, une capacité d'environ 6000 mètres cube de GNL sur une longueur totale d'environ 200 mètres. Comme illustré sur cette figure, ces quatre modules sont reliés entre eux par des conduites 13 ce qui permet d'harmoniser la quantité de combustible liquide contenue dans chaque module et de former ainsi une seule « entité » de stockage de combustible liquide. Les modules sont de préférence fabriqués hors du port puis, grâce à leur flottabilité, sont tractés jusqu'à leur point d'ancrage définitif. Ainsi, les travaux dans le port se limitent à la construction des poteaux 4 et à la fixation du module sur le quai. L'opération est également simplifiée lorsque les poteaux 4 sont solidaires du module 1 dès leur fabrication. On peut également prévoir des variantes dans lesquelles le module, et plus particulièrement le caisson, présenterait un contour dont le profil n'est pas parallélépipédique mais adapté aux contraintes du port ou aux cuves de GNL On peut en outre prévoir un mode de réalisation dans lequel les modules ne seraient pas placés entre le quai et le navire mais à l'opposé du navire, c'est-à-dire sur une surface frontale opposée à une autre surface frontale en regard du navire à recharger. Dans ce cas de figure, le bras de rechargement permettrait de recharger également le navire en combustible liquide. On peut enfin prévoir une variante dans laquelle le 20 module ne comprend pas d'espace entre la cuve et le caisson. REVENDICATIONS1. Installation de stockage portuaire de combustible 5 liquide, ménagée à proximité d'un quai (2), ledit quai étant formé d'au moins une surface supérieure (21) sensiblement parallèle à la surface libre de la mer (9) ; une surface frontale (22) adjacente à la surface 10 supérieure (1) et en partie immergée, l'installation comprenant au moins un module (1) présentant un caisson (10) contenant une cuve (11) étanche pouvant contenir du combustible liquide, le caisson (10) présentant un contour fermé formé d'une 15 face supérieure (100), une face inférieure (101), et de plusieurs faces latérales (102), le module (1) étant fixé au quai (2) par des moyens d'ancrage (3) reliant une des faces latérales (102) du caisson (10) à la surface frontale (22) du quai (2), la 20 face inférieure (101) et les faces latérales (102) du caisson (10) étant alors au moins en partie immergées. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face supérieure (100) du caisson (10) est 25 ménagée sensiblement dans le prolongement de la surface supérieure (21) du quai (2) et en ce que l'installation comporte des moyens de jonction entre la face supérieure (100) et la surface supérieure (21). 30 3. Installation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la face inférieure (101) du caisson (10) repose sur des poteaux (4) fixés au fond de la mer. 4. Installation selon la revendication 3 caractérisée en ce que les poteaux (4) sont creux. 5. Installation selon l'une des revendications 5 précédentes, caractérisée en ce qu'un espace est ménagé entre le caisson (10) et la cuve (11). 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le module (1) comprend des compartiments (12) 10 aménagés dans l'espace entre le caisson (10) et la cuve (11) et en ce qu'au moins un des compartiments (12) comporte des équipements. 7. Installation selon l'une des revendications 15 précédentes, caractérisé en ce que le caisson (10) présente un contour sensiblement parallélépipédique. 8. Installation selon l'une des revendications 20 précédentes caractérisé en ce que le caisson (10) est fabriqué en béton. 9. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module (1) est fixé 25 de manière amovible au quai (2).