Brevet FR3019165A1 — publié le 20151002

INSTALLATION DE STOCKAGE ET DE DISTRIBUTION D'UN PRODUIT, PROCEDE DE FABRICATION ET UTILISATION D'UNE TELLE INSTALLATION La présente invention concerne une installation de stockage et de distribution d'un produit, ainsi qu'un procédé de fabrication d'une telle installation. L'invention concerne également une utilisation d'une telle installation. Il est connu de stocker un carburant dans une cuve disposée dans un conteneur. Les conteneurs ou containers sont des caissons métalliques en forme de parallélépipède conçus pour le transport de marchandises. Un système de distribution, comprenant généralement une pompe faisant circuler le carburant dans une conduite de distribution, permet à un opérateur de se servir en carburant. En cas d'incident de sécurité, par exemple si l'installation est soumise à des flammes, le conteneur et la cuve subissent une élévation de température, ce qui provoque un risque d'inflammation et/ou d'explosion du carburant. Par conséquent, la sécurité des utilisateurs et du matériel est compromise. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une nouvelle installation de stockage de distribution dont la sécurité est améliorée, en particulier en cas d'incendie ou plus généralement de hausse de la température. A cet effet, l'invention a pour objet une installation de stockage et de distribution d'un produit, l'installation comprenant une cuve de stockage du produit, disposée dans un conteneur, et des moyens de distribution du produit. Un espace inclus dans un volume situé entre la cuve et le conteneur est rempli au moins en partie avec un matériau isolant thermique. Grâce à l'invention, le matériau isolant entoure la cuve, ce qui protège le produit des variations thermiques extérieures, notamment en cas d'incendie, de forte chaleur ou d'épisode de froid, tout en évitant la formation d'une poche de gaz en cas de fuite de produit. Ainsi, la sécurité de l'installation et des opérateurs est améliorée. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, une telle installation peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : - La conductivité thermique du matériau isolant est inférieure à 5 W/m.°C, de préférence inférieure à 1 W/m.°C - L'installation comprend des moyens de dépotage pour le remplissage de la cuve, dont le débit nominal minimal est de préférence supérieur à 1 L/s, de préférence encore à 4 L/s. - Une trappe de visite escamotable est disposée autour d'un trou d'homme de raccordement de la cuve à des conduites, et délimite un volume non rempli par le matériau isolant et inclus dans le volume situé entre la cuve et le conteneur. - Le matériau isolant comprend un matériau pulvérulent tel que du sable ou des flocons, ou une mousse. - Le conteneur comporte au moins une trappe de remplissage total ou partiel de l'espace avec le matériau isolant. - Le produit est un liquide inflammable ou sensible à la température, de préférence un carburant ou un additif pour carburant. - Une épaisseur minimale du matériau isolant dans l'espace, autour d'une partie au moins de la cuve, est supérieure à 50 mm, de préférence supérieure à 150 mm. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une telle installation, le procédé comprenant des étapes successives dans lesquelles : - la cuve est installée dans le conteneur sur un site de fabrication, - le conteneur est transporté entre le site de fabrication et un site d'utilisation de l'installation, - le matériau isolant est mis en place dans l'espace autour de la cuve au moins en partie sur le site d'utilisation. En outre, l'invention concerne une utilisation d'une telle installation, dans laquelle la cuve stocke un additif pour carburant, notamment un additif pour carburant comprenant au moins un composé pro-cétane tel que le 2-Ethylhexyl nitrate. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'une installation de stockage et de distribution conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une installation conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue latérale de l'installation de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de dessus de l'installation de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue de devant de l'installation de la figure 1 ; - la figure 5 est une coupe transversale de l'installation de la figure 1 ; - la figure 6 est une vue partielle en perspective de l'installation de la figure 1 ; et - la figure 7 est une vue en perspective de l'installation de la figure 1 dans une configuration de transport. Les figures 1 à 5 montrent une installation 1 de stockage et de distribution d'un produit. Ce produit peut être un fluide, à savoir un liquide ou un gaz liquéfié. Le produit est notamment un produit inflammable, tel que de l'alcool ou un solvant, ou un produit sensible à la température. Le liquide peut être choisi parmi un carburant ou un additif pour carburant. Par exemple, le carburant est de type Diesel. Il peut également s'agir d'un autre hydrocarbure tel qu'un lubrifiant. L'additif pour carburant est utilisé pour améliorer les propriétés d'un carburant. Par exemple, l'additif peut contenir des pro-cétanes pour améliorer l'auto-inflammation du gasoil. Cet additif, lorsqu'il est pur et lorsqu'il est chauffé à une température supérieure à 100°C, subit une réation exothermique qui peut mener à l'explosion. Le carburant peut éventuellement contenir un additif pour carburant. Lorsque le produit est un gaz liquéfié, il peut s'agir par exemple de méthane, d'hydrogène, de propane ou de butane. Il est également envisageable de stocker un produit solide. Il peut d'agir d'un solide inflammable tel que le caoutchouc naturel, le phosphore, le soufre ou le silicium. En variante, le produit est stocké à l'état gazeux. Il peut s'agir par exemple d'hydrogène ou de méthane. Sur les figures 1 à 3, des arrachements laissent apparaitre des éléments disposés dans un conteneur 2 de l'installation 1. Le conteneur 2 est un caisson métallique en forme de parallélépipède conçu pour le transport de marchandises. Le conteneur 2 comprend un plancher 21 prévu pour reposer sur le sol, ainsi que deux parois latérales 22A et 22B perpendiculaires au plancher 21, une paroi arrière 23 perpendiculaire aux parois latérales 22A et 22B et au plancher 21, un plafond 24 parallèle au plancher 21, et deux portes 25A et 25B parallèles à la paroi arrière 23 en configuration fermée et articulées chacune avec un bord de la paroi latérale 22A ou 22B. Une plinthe 28 est fixée contre un bord du plancher 21, entre les parois latérales 22A et 22B au niveau de l'articulation des portes 25A et 25B. Sur les figures 1 à 6, les portes 25A et 25B sont ouvertes, de manière à laisser libre une ouverture 26 d'accès à une première partie V1 d'un volume intérieur V du conteneur 2. Des moyens 27 de fermeture et de verrouillage, comprenant par exemple une barre métallique et une poignée, permettent le verrouillage des portes 25A et 25B en configuration fermée. Une cloison 20, parallèle à la paroi arrière 23, sépare la première partie V1 du volume intérieur V d'une deuxième partie V2 de ce volume, dans laquelle est disposée une cuve 3 de stockage d'un produit. Le conteneur 2 peut être choisi en conformité avec les standards donnés par l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), ce qui permet de réduire le coût de l'installation grâce à l'utilisation de composants standards. On parle alors d'ISOconteneur. La longueur d'un ISO-conteneur est généralement de 20 pieds ou 40 pieds, pour une largeur de 8 pieds et une hauteur de 8,5 pieds. Pour un ISO-conteneur de 20 pieds, une cuve standard de 8 m3 peut être utilisée et, pour un ISO-conteneur de 40 pieds, une cuve standard de 25 m3 peut être utilisée. La cuve 3 comprend un corps 31 de forme cylindrique, à section circulaire, dont la génératrice est parallèle aux parois latérales 22A et 22B, au plancher 21 et au plafond 24. Le corps 31 repose sur deux supports 32A et 32B fixés sur le plancher 21, de sorte qu'une distance minimale D1 entre le corps 31 de la cuve 3 et le plancher 21 est de préférence supérieure à 10 mm, de préférence encore supérieure à 30 mm. On note D2, une distance minimale entre le corps 31 de la cuve 3, d'une part, et la plus proche des parois latérales 22A et 22B, d'autre part. La distance D2 est supérieure à 10 mm, de préférence supérieure à 30 mm. En variante, La distance D2 est supérieure à 50 mm, de préférence supérieure à 150 mm. A l'opposé des supports 32A et 32B, c'est-à-dire sur le dessus, la cuve 3 comporte un trou d'homme refermé par un plateau 33 sur lequel sont raccordées des conduites, notamment pour le dépotage et le transfert du produit, autrement dit son transvasement. Le plateau du trou d'homme 33 est pourvu de piquages reliant des conduites au volume intérieur de la cuve 3. Comme représenté à la figure 6 par la flèche F1, le produit pompé est évacué hors de l'installation par une conduite qui débouche sur la gauche de l'installation 1 à travers la paroi latérale 22A. L'installation 1 est prévue pour permettre de déplacer cette conduite pour qu'elle débouche sur la droite, afin de s'adapter à différentes configurations d'utilisation de l'installation 1. A cet effet, le conteneur 3 comporte deux trappes de distribution 292 latérales amovibles, qui referment chacune une ouverture d'accès au volume intérieur V du conteneur 2, ménagée dans la paroi latérale 22A ou 22B. L'installation 1 comprend un système 5 d'accès à la cuve 3 et de mesure de paramètres, permettant à un opérateur de monter sur le plafond 24 du conteneur 2 pour effectuer, par exemple, des opérations de contrôle. Le système 5 comprend un cadre fixe 51 qui comporte quatre parois latérales perpendiculaires au plancher 21. Une paroi avant et une paroi arrière du cadre 51 sont pourvues d'un bord inférieur en forme d'arc de cercle de forme complémentaire à celle du corps 31. Ces parois sont fixées au corps 31 de la cuve 3 de manière étanche. Deux autres parois latérales du cadre 51 sont fixées de manière étanche à la cuve 3 par l'intermédiaire de plaques métalliques. Le cadre fixe 51 entoure le plateau du trou d'homme 33 de la cuve 3 et affleure le plafond 24. Le cadre fixe 51 délimite un troisième volume V3, inclus dans la deuxième partie V2 du volume. Le troisième volume V3 est délimité sur les côtés par les parois latérales du cadre fixe 51, et en bas par le corps 31 de la cuve 3. Le système 5 comporte un couvercle 52 qui est monté coulissant à l'intérieur du cadre fixe 51. Le couvercle 52 est mobile en translation perpendiculairement au plancher 21 par rapport au cadre fixe 51. Le couvercle 52 comporte quatre parois latérales et une paroi supérieure parallèle au plafond 24 du conteneur 2, qui referme le troisième volume V3 par le dessus. La hauteur du couvercle 52 par rapport au plancher 21 est variable et permet de faire varier le volume du troisième volume V3. Dans la configuration d'utilisation de l'installation 1, visible aux figures 1 à 4, le couvercle 52 est dans une position déployée dans laquelle ses parois latérales dépassent, au moins partiellement, au-dessus du plafond 24 du conteneur 2. Dans cette configuration, la paroi supérieure du couvercle mobile 52 est séparée d'une distance non nulle du plafond 24 du conteneur 2. Le couvercle 52 permet la fixation des conduites raccordées au plateau 33. Pour l'isolation thermique de la cuve 3, un espace E, c'est-à-dire un volume creux, situé entre la cuve 3 et le conteneur 2, est rempli au moins en partie avec un matériau isolant 6, qui n'est pas représenté sur les figures 1 et 3 pour la clarté du dessin. L'espace E est inclus dans la deuxième partie V2 du volume V. Dans l'exemple représenté sur les figures 2 et 5, l'espace E est rempli en totalité par le matériau isolant 6. En variante, seulement une partie de l'espace E est remplie par le matériau isolant 6. De préférence, au moins 75 % de l'espace E est rempli par le matériau isolant 6, de manière à isoler la cuve 3 jusqu'au niveau équivalent au niveau maximum de remplissage, de préférence encore au moins 95 %, de manière à recouvrir complètement la génératrice supérieure de la forme cylindrique de la cuve 3. Le matériau isolant 6 est un isolant thermique constitué au moins en partie, par exemple, d'un matériau pulvérulent tel que du sable, notamment du sable minéral ou de la perlite, ou des billes de Foamglas (marque déposée). Il peut s'agir de tout autre matériau minéral ou organique L'utilisation d'un matériau pulvérulent permet, lorsque la cuve 3 est utilisée pour stocker un liquide susceptible de générer de la vapeur, d'empêcher la formation de poches de gaz et l'apparition de fuites qui génèrent des fines gouttelettes. En variante, le matériau isolant 6 peut être au moins en partie sous forme de mousse ou de flocons. Il peut s'agir par exemple de flocons de laine de roche ou de mousse de polyuréthane. Pour protéger la cuve 3 des risques de départ de feu ou d'explosion, la conductivité thermique À du matériau isolant 6 est de préférence inférieure à 5 W/m.°C, de préférence encore inférieure à 1 W/m.°C L'espace E s'étend autour du corps 31 de la cuve 3 et du volume V3. L'espace E est limité en bas par le plancher 21 du conteneur 2, et sur les côtés à la fois par la cloison 20, la paroi arrière 23 et les portions des parois latérales 22A et 22B situées entre la cloison 20 et la paroi arrière 23. Sur le dessus, l'espace E est délimité par la portion du plafond 24 située entre la cloison 20 et la paroi arrière 23. Le cadre 51 et le couvercle 52 forment une trappe de visite escamotable qui sépare de manière étanche l'espace E du plateau de trou d'homme 33, de manière à isoler le plateau 33 du matériau isolant 6. En effet, le troisième volume V3 n'est pas rempli de matériau isolant 6. L'espace E est également délimité par les parois latérales du cadre 51. L'épaisseur de matériau isolant 6 autour de la cuve 3 et dans l'espace E est déterminée par les dimensions de l'espace E. L'épaisseur minimale de matériau isolant 6 est égale à la plus petite distance parmi les distances D1 et D2. La partie inférieure de la cuve 3 est moins soumise aux flux thermiques que les parties latérales et supérieures, puisque le conteneur 2 repose sur le sol. Par conséquent, la distance D1 peut être inférieure à la distance D2. De préférence, l'épaisseur minimale de matériau isolant 6 est supérieure à 10 mm, de préférence encore supérieure à 30 mm. Dans l'exemple représenté sur les figures, l'épaisseur minimale est mesurée uniquement à l'extérieur du volume V3, au niveau de la surface de la cuve 3 qui ne délimite pas le troisième volume V3, compte tenu de la présence de la trappe de visite 51 et 52. En variante, l'installation 1 ne comporte pas de trappe de visite et l'épaisseur minimale peut éventuellement être respectée tout autour de la cuve 3. Un garde-corps 53 disposé autour du cadre 51 et du couvercle 52 appartient également au système d'accès 5. Il entoure le plafond 24, à l'aplomb de la deuxième partie V2 du volume V. Une échelle 54 équipée d'une crinoline permet à un opérateur de monter de manière sécurisée sur le plafond 24 du conteneur 2. Pour le remplissage du matériau isolant 6 dans l'espace E, le conteneur comporte au moins une trappe 291 amovible, qui referme une ouverture d'accès à la deuxième partie V2 du volume intérieur V, autour de la cuve 3. Plusieurs trappes 291 sont ménagées sur le plafond 24, autour du couvercle 52, par exemple six trappes 291. L'installation 1 comprend un système de transfert 4 prévu pour le dépotage du produit hors de son contenant initial, par exemple un camion-citerne transportant le produit destiné à être stocké dans la cuve 3. Le système de transfert 4 est également apte à distribuer ce produit, de sorte qu'un utilisateur puisse se servir. Le système de dépotage comprend des moyens de dépotage, par exemple une pompe, pour la circulation du produit. Le débit nominal minimal des moyens de dépotage est supérieur à 1 L/s, de préférence supérieur à 4 L/s. La cuve 3 est équipée d'un évent 404 pour le remplissage de la cuve 3 en air au fur et à mesure que le produit est distribué, et pour l'évacuation de l'air contenu dans la cuve 3 lors du dépotage du produit dans la cuve 3. L'installation 1 comprend une tuyauterie de jauge 403, appelée verticale de pige de référence, pour la mesure du niveau de produit dans la cuve 3. L'installation 1 comprend également un niveau 406 permettant la mesure en continu du niveau de produit dans la cuve 3 par exemple par technologie sans contact, notamment radar ou ultrasons, ou mécanique, notamment au moyen d'un palpeur. Un organe de sécurité 405 détecte un seuil critique de niveau très haut, Un capteur 407 relève la température du produit stocké dans la cuve 3. Comme visible à la figure 5, le corps 31 de la cuve 3 comporte une peau intérieure 31A, en contact avec le produit stocké, et une peau extérieure 31B entourant la peau intérieure 31A et formant une enveloppe de sécurité, en cas de défaut d'étanchéité de la peau intérieure 31A. Un espace El est ménagé entre les peaux 31A et 31B et peut être rempli d'un liquide tel que le glycol ou maintenu sous vide d'air. Un détecteur de fuite permet, en cas de fuite du glycol entre les peaux 31A et 31B ou de perte du vide d'air, d'activer une alarme indiquant le défaut de confinement. Lors de la fabrication de l'installation 1, et dans une première étape, on fabrique séparément la cuve 3, le conteneur 2, le système de transfert 4 et le système d'accès 5. Puis, dans une deuxième étape, la cuve 3 est installée dans le conteneur 2 et le système de transfert 4 est mis en place. Les pieds 32A et 32B de la cuve 3 sont fixés au plancher, par exemple au moyen de boulons. La première et la deuxième étapes peuvent être effectuées sur le site de fabrication de l'installation 1, qui peut être éloigné du site d'utilisation. En général, sur le site de fabrication, les opérateurs disposent des compétences et de l'outillage nécessaires pour assurer une conception et construction garantissant la fiabilité et la sécurité des opérations, ce qui n'est pas toujours le cas sur le site d'utilisation. Puis, dans une troisième étape, le matériau isolant 6 est introduit dans l'espace E, autour de la cuve 3, à travers les trappes 291. La troisième étape peut être effectuée sur le site de fabrication. Toutefois, pour limiter le poids de l'installation 1 lors de son acheminement sur son site d'utilisation et pour limiter les coûts, la troisième étape est, de préférence, effectuée en totalité ou en partie sur le site d'utilisation. En effet, le remplissage du matériau isolant 6 ne nécessite pas de compétence technique particulière. Entre la deuxième et la troisième étape, l'installation en cours de fabrication peut être transportée, par exemple par bateau, entre le site de fabrication et le site d'utilisation. Comme visible à la figure 7, lorsque les portes 25A et 25B sont fermées, les éléments de l'installation 1, notamment la cuve 3, le système de transfert 4 et au moins une partie du système 5 peuvent être logés à l'intérieur du conteneur 2, ce qui facilite le transport de l'installation 1. Une fois en place dans l'espace E, le matériau isolant 6 assure une fonction de protection thermique du produit contenu dans la cuve 3, notamment en cas d'incendie autour de l'installation 1 ou de forte chaleur lorsque l'installation est utilisée dans une région sub-saharienne ou tropicale, ou de gel durable lorsque l'installation est utilisée dans une région froide. Les risques d'explosion ou de dégradation du produit contenu dans la cuve 3 sont ainsi minimisés. Lorsque l'installation 1 est utilisée sur une zone de guerre, le matériau isolant 6 constitue une protection balistique permettant de protéger la cuve 3 des projectiles. En complément, les parois intérieures du conteneur 2 peuvent être doublées par des plaques métalliques, par exemple en acier, afin de former une protection balistique supplémentaire. Le plancher 21 est soudé de manière étanche aux parois 20, 22A, 22B et 23, et la plinthe 28 permet de contenir à l'intérieur du conteneur 2 les fuites éventuelles de produit. En variante, le corps 31 de la cuve 3 comporte une unique peau. Dans ce cas, le conteneur 2 constitue une enveloppe supplémentaire empêchant la dispersion du produit hors du conteneur 2 en cas de défaut d'étanchéité de la première et unique peau 31A. En variante, lorsque l'installation 1 est utilisée pour le stockage de gaz de pétrole liquéfié (GPL), les pompes du système de transfert 4 sont remplacées par des compresseurs. Dans le cadre de l'invention, les variantes décrites peuvent être combinées entre elles, au moins partiellement. REVENDICATIONS1.- Installation (1) de stockage et de distribution d'un produit, l'installation (1) comprenant une cuve (3) de stockage du produit, disposée dans un conteneur (2), et des moyens de distribution du produit, caractérisée en ce qu'un espace (E) inclus dans un volume (V2) situé entre la cuve (3) et le conteneur (2) est rempli au moins en partie avec un matériau (6) isolant thermique. 2.- Installation (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la conductivité thermique (À) du matériau isolant (6) est inférieure à 5 W/m.°Q de préférence inférieure à 1 W/m.°C 3.- Installation (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de dépotage (4) pour le remplissage de la cuve (3), dont le débit nominal minimal est de préférence supérieur à 1 L/s, de préférence encore à 4 L/s . 4.- Installation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une trappe de visite escamotable (51, 52) est disposée autour d'un trou d'homme (33) de raccordement de la cuve (3) à des conduites, et délimite un volume (V3) non rempli par le matériau isolant (6) et inclus dans le volume (V2) situé entre la cuve (3) et le conteneur (2). 5.- Installation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau isolant (6) comprend un matériau pulvérulent tel que du sable ou des flocons, ou une mousse. 6.- Installation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le conteneur (2) comporte au moins une trappe (291) de remplissage total ou partiel de l'espace (E) avec le matériau isolant (6). 7.- Installation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit est un liquide inflammable ou sensible à la température, de préférence un carburant ou un additif pour carburant. 8.- Installation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une épaisseur minimale (D1, D2) du matériau isolant (6) dans l'espace (E), autourd'une partie au moins de la cuve (3), est supérieure à 10 mm, de préférence supérieure à 30 mm. 9.- Procédé de fabrication d'une installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes successives dans lesquelles : - la cuve (3) est installée dans le conteneur (2) sur un site de fabrication, - le conteneur (2) est transporté entre le site de fabrication et un site d'utilisation de l'installation (1), - le matériau isolant (6) est mis en place dans l'espace (E) autour de la cuve (3) au moins en partie sur le site d'utilisation. 10.- Utilisation d'une installation (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la cuve (3) stocke un additif pour carburant, notamment un additif pour carburant contenant au moins un composé pro-cétane tel que le 2-Ethylhexyl nitrate.