Brevet FR3034746A1 — publié le 20161014

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention vise une embarcation d'avitaillement de gaz naturel liquéfié et un procédé d'avitaillement de gaz naturel liquéfié. Elle s'applique, notamment, à l'avitaillement de navires utilisant du gaz naturel liquéfié comme carburant. ETAT DE LA TECHNIQUE La mise en place de la réglementation internationale MARPOL (de l'anglais « Marine Pollution », traduit en français par pollution marine) vise à réduire les émissions de soufre des navires dans les zones SECA (de l'anglais « Sulphur Emission Control Areas », traduit en français par zone de contrôle des émissions de sulfure), telles la mer du Nord, la mer Baltique et la Manche à partir de janvier 2015. Cette réglementation vise également au durcissement des réglementations concernant les émissions de gaz à effet serre. Ces deux contraintes ont pour effet de promouvoir le gaz naturel liquéfié (abrégé ci-après « GNL ») comme alternative au gazole, notamment pour un usage maritime ou fluvial. La faiblesse du GNL comme alternative repose principalement sur le manque actuel d'infrastructures de distribution et d'approvisionnement aux embarcations. En particulier, la distribution et l'approvisionnement en GNL sont d'autant plus difficiles que les embarcations ne mettent pas toutes en oeuvre le même standard. Certaines embarcations mettent en oeuvre des réservoirs de GNL à pression atmosphérique et d'autres embarcations mettent en oeuvre des réservoirs de GNL pressurisé. Dans certains systèmes, des navires ravitailleurs transfèrent du GNL depuis leurs cuves vers les réservoirs des navires. L'inconvénient de ces systèmes est que les navires ravitailleurs présentent des cuves de GNL soit à pression atmosphérique, soit pressurisées, ce qui complique la compatibilité entre ces navires et des navires qui ne sont pas du même type. 3034746 2 Dans d'autres systèmes, des stations de distribution, comportant un réservoir de stockage de GNL et un moyen de transfert du GNL, sont positionnées dans des ports. Ces stations de distribution requièrent un investissement très élevé, ce qui empêche la disponibilité de cette solution pour tous les ports. 5 Pour l'ensemble de ces raisons, il n'existe pas aujourd'hui de solution unique d'avitaillement de navires en GNL, pressurisé ou non, ne nécessitant pas un arrimage de ces navires dans un port équipé d'une station de distribution. OBJET DE L'INVENTION 10 La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise une embarcation d'avitaillement de gaz naturel liquéfié, embarcation qui comporte : - au moins un premier réservoir de gaz naturel liquéfié, solidaire de l'embarcation, pour stocker du gaz naturel liquéfié à une première pression, 15 - au moins un deuxième réservoir amovible de gaz naturel liquéfié pour stocker du gaz naturel à une pression supérieure à la première pression, - un moyen de déplacement d'une partie du gaz naturel liquéfié, d'un premier réservoir vers un deuxième réservoir, ledit moyen de déplacement comportant un moyen de compression du gaz naturel liquéfié déplacé et 20 - un moyen de fixation de chaque deuxième réservoir à une surface de stockage de l'embarcation. Grâce à ces dispositions, l'embarcation présente deux types de réservoir : un type empli de GNL pressurisé et un type empli de GNL non pressurisé, par exemple. De cette manière, l'embarcation peut avitailler les navires fonctionnant avec du GNL 25 pressurisé et les navires fonctionnant avec du GNL non pressurisé. De plus, le GNL pressurisé est obtenu à partir du GNL non pressurisé, ce qui permet une alimentation de l'embarcation objet de l'invention uniquement en GNL non pressurisé. Enfin, le caractère mobile de chaque deuxième réservoir permet l'utilisation de ces réservoirs comme des recharges transportables de l'embarcation d'avitaillement vers un autre navire. Dans des modes de réalisation, le moyen de déplacement comporte une conduite de transfert du gaz naturel liquéfié d'un premier réservoir à une cuve, d'une autre embarcation, pour stocker le gaz naturel liquéfié à la première pression. 3034746 3 Ces modes de réalisation permettent de transférer du GNL de l'embarcation d'avitaillement dans un réservoir d'une autre embarcation, ce GNL étant par exemple à pression atmosphérique. Dans des modes de réalisation, le moyen de déplacement est configuré pour 5 alimenter un réservoir, distinct de l'embarcation, en gaz naturel liquéfié à la première pression. Ces modes de réalisation permettent de transférer du GNL de l'embarcation d'avitaillement dans une cuve d'une autre embarcation, ce GNL étant pressurisé. Dans des modes de réalisation, au moins un deuxième réservoir présente des lo dimensions standardisées. Ces modes de réalisation permettent d'utiliser des réservoirs mobiles de dimensions standardisées de manière à permettre un transport et une fabrication de moyens de transport facilités. Dans des modes de réalisation, la pression du gaz naturel liquéfié présent 15 dans au moins un deuxième réservoir est comprise entre 2 et 25 bars. Ces modes de réalisation permettent de pressuriser le GNL à une pression habituellement mise en oeuvre par des navires utilisant du GNL pressurisé comme carburant. Dans des modes de réalisation, l'embarcation objet de la présente invention 20 comporte : - un moyen de capture de gaz d'évaporation du gaz naturel liquéfié présent dans un premier réservoir, - un moyen de compression du gaz d'évaporation capté et - un moyen d'alimentation du gaz d'évaporation comprimé à un deuxième 25 réservoir. Ces modes de réalisation donnent à l'embarcation la capacité de traiter et de disposer à des fins utiles des gaz d'évaporation. Dans des modes de réalisation, l'embarcation objet de la présente invention comporte un moyen de refroidissement du gaz d'évaporation capté avant 30 compression. Ces modes de réalisation permettent de réaliser une compression du gaz d'évaporation à la pression du GNL contenu dans un deuxième réservoir. 3034746 4 Dans des modes de réalisation, le moyen de refroidissement comporte un moyen de mélange du gaz d'évaporation capté avec du gaz naturel liquéfié. Ces modes de réalisation permettent de réaliser un refroidissement à bas coût du gaz d'évaporation. 5 Ces modes de réalisation permettent une séparation entre le gaz d'évaporation récupéré et le GNL stocké dans les réservoirs de l'embarcation. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé d'avitaillement de gaz naturel liquéfié, qui comporte : - une première étape de remplissage d'au moins un premier réservoir de gaz 10 naturel liquéfié solidaire d'une embarcation d'avitaillement pour stocker du gaz naturel liquéfié à une première pression, - une deuxième étape de remplissage d'au moins un deuxième réservoir amovible de gaz naturel liquéfié d'une embarcation d'avitaillement pour stocker du gaz naturel à une pression supérieure à la première pression, qui 15 comporte une étape de déplacement d'une partie du gaz naturel liquéfié, d'un premier réservoir vers un deuxième réservoir, l'étape de déplacement comportant une étape de compression du gaz déplacé et - une étape de fixation de chaque deuxième réservoir à une surface de stockage de l'embarcation. 20 Les buts, avantages et caractéristiques particulières du procédé objet de la présente invention étant similaires à ceux de l'embarcation objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici. Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte une étape de mise en mouvement de l'embarcation réalisée au moins en 25 partie simultanément à l'étape de remplissage secondaire. Ces modes de réalisation permettent, à partir d'une seule étape d'alimentation au cours de laquelle l'embarcation est immobile, de déplacer l'embarcation et de remplir simultanément un deuxième réservoir. La rotation de l'embarcation est ainsi améliorée. 30 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l'invention ressortiront de la description non limitative qui suit d'au moins un mode de réalisation 3034746 5 particulier de l'embarcation et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente, schématiquement et en coupe, un mode de réalisation particulier de l'embarcation objet de la présente invention et 5 la figure 2 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes d'un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention. DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique 10 d'un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse. On note que le terme « un » est utilisé au sens de « au moins un ». On note, dès à présent, que les figures ne sont pas à l'échelle. On observe, sur la figure 1, qui n'est pas à l'échelle, une vue en coupe d'un 15 mode de réalisation de l'embarcation 10 objet de la présente invention. Cette embarcation 10 d'avitaillement de gaz naturel liquéfié, comporte : - au moins un premier réservoir 105 de gaz naturel liquéfié, solidaire de l'embarcation, pour stocker du gaz naturel liquéfié à une première pression, - au moins un deuxième réservoir 110 amovible de gaz naturel liquéfié pour 20 stocker du gaz naturel à une pression supérieure à la première pression, un moyen de déplacement 115 d'une partie du gaz naturel liquéfié, d'un premier réservoir vers un deuxième réservoir, ledit moyen de déplacement comportant un moyen 120 de compression du gaz naturel liquéfié déplacé et un moyen 125 de fixation de chaque deuxième réservoir à une surface de 25 stockage de l'embarcation. Chaque premier réservoir 105 est, par exemple, une cuve fermée présentant une vanne d'alimentation de la cuve par une conduite d'alimentation de GNL. Le GNL stocké dans chaque premier réservoir 105 est, par exemple, stocké à pression atmosphérique. 30 Le volume total de stockage de l'ensemble des premiers réservoirs 105 est compris, par exemple, entre 1 000 et 20 000 mètres cube. Dans des variantes, l'embarcation 10 comporte un seul premier réservoir 105 de dimensions importantes au regard des dimensions du volume de stockage des 3034746 6 deuxièmes réservoirs 110, c'est à dire présentant un volume de stockage égal à la moitié du volume total de stockage de l'ensemble des réservoirs, 105 et 110, de l'embarcation 10. Dans des variantes, le GNL stocké dans un premier réservoir 105 est stocké à 5 une pression inférieure à la pression des deuxièmes réservoirs 110. Chaque deuxième réservoir 110 est, par exemple, une citerne présentant une forme de conteneur. Chaque deuxième réservoir 110 présente une ouverture d'alimentation (non représentée) pouvant être reliée à une conduite d'alimentation. Chaque deuxième réservoir 110 comporte un moyen de fixation 125 à 10 l'embarcation 10. Ce moyen de fixation 125 est, par exemple, un ensemble formé par des chaînages et des anneaux reliant le deuxième réservoir 110 à l'embarcation 10. La fixation de chaque deuxième réservoir 110 est réalisée, par exemple, par la mise en oeuvre d'une grue présente sur un appontement, sur un navire à proximité ou sur l'embarcation 10 même. 15 Chaque deuxième réservoir 110 peut être fixé à l'embarcation 10 vide, partiellement rempli ou rempli intégralement de GNL. Dans des modes de réalisation, tels que le mode de réalisation représenté en regard de la figure 1, au moins un deuxième réservoir 110 présente des dimensions standardisées, permettant notamment le transport de ce réservoir sur un camion. 20 Le moyen de déplacement 115 est, par exemple, une pompe à GNL aspirant le GNL à pression atmosphérique d'un premier réservoir 105 pour déplacer ce GNL dans un deuxième réservoir 110. Avant d'être déplacé, le GNL est comprimé par le moyen de compression 120. Le moyen de compression 120 est, par exemple, la pompe réalisant le déplacement du GNL. Le GNL est comprimé à une pression 25 supérieure à la première pression. Par exemple, ce GNL est comprimé à une pression comprise entre 2 bars et 25 bars. Dans des modes de réalisation, tels que le mode de réalisation représenté en figure 1, le moyen de déplacement 115 comporte une conduite 130 de transfert du gaz naturel liquéfié d'un premier réservoir 105 à une cuve (non représentée), d'une 30 autre embarcation (non représentée), pour stocker le gaz naturel liquéfié à la première pression. Cette conduite de transfert 130 permet l'alimentation en GNL d'un navire fonctionnant à base de GNL à pression atmosphérique. Le transfert de GNL réalisé 3034746 7 dans cette conduite de transfert 130 est mis en mouvement, par exemple, par le moyen de déplacement 115. Dans ces variantes, l'embarcation 110 comporte un moyen de sélection d'une conduite alimentée par le moyen de déplacement 115. Dans des variantes, la conduite de transfert 130 est confondue avec une 5 conduite pour alimenter un deuxième réservoir 110, cette conduite de transfert 130 étant déplaçable d'un deuxième réservoir au réservoir tertiaire. Pour réaliser ce transfert, l'embarcation 10 est approchée de l'embarcation à avitailler en GNL et la conduite de transfert 130 est fixée à une ouverture de la cuve dans laquelle le GNL est transférée. 10 Dans des modes de réalisation, tels que le mode de réalisation représenté en figure 1, le moyen de déplacement 115 est configuré pour alimenter un réservoir (non représenté), distinct de l'embarcation 10, en gaz naturel liquéfié à la première pression. Le moyen de déplacement 115 alimente cette cuve par la mise en oeuvre d'un 15 moyen d'alimentation 135. Ce moyen d'alimentation est, par exemple, une conduite de transfert similaire à la conduite de transfert 130. Le moyen de compression 140 est, par exemple, similaire au moyen de compression 120. Dans des variantes, la conduite de transfert 130 et/ou le moyen d'alimentation 135 sont supportés par un bras articlé. 20 Dans des variantes, ce moyen d'alimentation 135 comporte un moyen de compression 140. Dans des variantes, le moyen de compression 140 et le moyen de compression 120 sont confondus, le moyen d'alimentation 135 mettant en oeuvre le moyen de déplacement 115 pour alimenter le moyen de compression 120 et la cuve de l'autre embarcation. 25 Pour réaliser cette alimentation, l'embarcation 10 est approchée de l'embarcation à avitailler en GNL et la conduite de transfert 130 est fixée à une ouverture de la cuve dans laquelle le GNL est alimentée. Dans des variantes, l'alimentation est faite par transfert d'un deuxième réservoir 110 depuis l'embarcation 10 vers l'embarcation à avitailler. Ce transfert est 30 réalisé, par exemple, par la mise en oeuvre d'une grue déplaçant le deuxième réservoir 110 jusqu'à l'embarcation à avitailler. Ce deuxième réservoir 110 est ensuite relié par une conduite à un système de propulsion interne de l'embarcation pour alimenter ce système en GNL pressurisé. 3034746 8 Dans des modes de réalisation, tels que le mode de réalisation représenté en figure 1, l'embarcation 10 comporte : - un moyen 145 de capture de gaz d'évaporation du gaz naturel liquéfié (« boiloff gas » en anglais) présent dans un premier réservoir 105, 5 - un moyen 150 de compression du gaz d'évaporation capté et - un moyen 155 d'alimentation du gaz d'évaporation comprimé à un deuxième réservoir 110. Le moyen de capture de gaz 145 est, par exemple, similaire à une hotte aspirant le gaz d'évaporation plus volatile que le GNL. 10 Le moyen de compression 150 est, par exemple, un compresseur. Le moyen d'alimentation 155 est, par exemple, similaire au moyen de déplacement 115. Dans des variantes, le moyen d'alimentation 155 et le moyen de déplacement 115 sont confondus. Le transfert des gaz évaporés, stockés à la pression du premier réservoir, 15 c'est-à-dire à une pression proche de la pression atmosphérique puis la compression desdits gaz entraine leur liquéfaction. Dans des variantes, l'embarcation 10 comporte un moyen 160 de refroidissement du gaz d'évaporation capté avant compression. Ce moyen de refroidissement 160 est, par exemple, un échangeur thermique. Cet échangeur 20 thermique refroidit le gaz d'évaporation capté à une température inférieure à -160°C, par exemple. Dans des variantes, ce moyen de refroidissement 160 comporte un moyen de mélange 165 le gaz d'évaporation capté avec du GNL contenu dans un premier réservoir 105, ce GNL présentant une température inférieure à la température du gaz 25 d'évaporation. Ce moyen de mélange 165 est, par exemple, une pompe aspirant une partie du GNL d'un premier réservoir 105 pour transférer ce GNL aspiré vers une conduite ou un réservoir comportant le gaz d'évaporation. On observe, sur la figure 2, un mode de réalisation particulier du procédé 20 30 objet de la présente invention. Ce procédé 20 d'avitaillement de gaz naturel liquéfié comporte : 3034746 9 - une première étape 605 de remplissage d'au moins un premier réservoir de gaz naturel liquéfié solidaire d'une embarcation d'avitaillement pour stocker du gaz naturel liquéfié à une première pression, - une deuxième étape 610 de remplissage d'au moins un deuxième réservoir 5 amovible de gaz naturel liquéfié d'une embarcation d'avitaillement pour stocker du gaz naturel à une pression supérieure à la première pression, qui comporte une étape 615 de déplacement d'une partie du gaz naturel liquéfié, d'un premier réservoir vers un deuxième réservoir, l'étape de déplacement comportant une étape 620 de compression du gaz déplacé et 10 - une étape 625 de fixation de chaque deuxième réservoir à une surface de stockage de l'embarcation. L'étape de remplissage 605 est réalisée, par exemple, par la mise en oeuvre d'une conduite de transfert de GNL depuis une source externe vers un premier réservoir tel que décrit en regard de la figure 1, par exemple. Cette source externe 15 est, par exemple, une station de distribution fixe ou une embarcation d'avitaillement. L'étape de remplissage 610 comporte l'étape de déplacement 615 et l'étape de compression 620. L'étape de déplacement 615 est réalisée, par exemple, par la mise en oeuvre d'une pompe aspirant une partie du GNL dans un premier réservoir. L'étape de compression 620 est réalisée, par exemple, par la pompe déplaçant et 20 compressant le GNL. L'étape de fixation 625 est réalisée, par exemple, par la mise en oeuvre de chaînages et d'anneaux pour fixer au moins un deuxième réservoir à une surface de support de l'embarcation. Dans des modes de réalisation, tel que le mode de réalisation représenté 25 dans la figure 2, le procédé 20 comporte une étape 630 de mise en mouvement de l'embarcation réalisée au moins en partie simultanément à l'étape 610 de remplissage secondaire. L'étape de mise en mouvement 630 est réalisée, par exemple, par la mise en oeuvre d'un moteur ou d'un moyen de propulsion de l'embarcation. 30 Ainsi, comme on le comprend à la lecture de la présente description, l'embarcation et le procédé objets de la présente invention permettent, grâce à une alimentation unique en GNL, de pouvoir fournir du GNL à deux pressions différentes. Ces deux pressions correspondent aux pressions mises en oeuvre par les navires 3034746 10 utilisant du GNL en tant que carburant. Le chargement et le déchargement de deuxièmes réservoirs permettent, de plus, de créer des stations de distribution ad-hoc à partir d'un ensemble de deuxièmes réservoirs et d'un moyen d'extraction du GNL contenu dans ces réservoirs. 5 Quatre types de circuit peuvent ainsi être mis en oeuvre : - un premier circuit pour compresser le GNL et le déplacer d'un premier réservoir à un deuxième réservoir, - un deuxième circuit pour compresser le GNL et le déplacer d'un premier réservoir à un deuxième réservoir extérieur à l'embarcation, 10 - un troisième circuit pour déplacer le GNL d'un deuxième réservoir à un autre deuxième réservoir extérieur à l'embarcation et - un quatrième circuit pour déplacer le GNL d'un premier réservoir à un autre premier réservoir extérieur à l'embarcation. Chacun de ces circuits peut être distinct des autres circuits ou comporter des 15 éléments communs, tels le moyen de déplacement 115 décrit en regard de la figure 1. La présence d'au moins un deuxième réservoir et de moyens configurés pour les remplir pendant la navigation de l'embarcation permet de gagner du temps. En effet, la compression du GNL est un processus long. La mise en pression du GNL 20 sur l'embarcation permet donc gagner du temps dans le service. En outre chaque deuxième réservoir peut alors être livré directement, par échange avec un deuxième réservoir vide. Avantageusement, un cinquième circuit permet de récupérer et de comprimer le gaz d'évaporation dans un premier réservoir et de le transférer dans un deuxième 25 réservoir. Le gaz d'évaporation est liquéfié lors de la compression. REVENDICATIONS1. Embarcation (10) d'avitaillement de gaz naturel liquéfié, embarcation caractérisée en ce qu'elle comporte : au moins un premier réservoir (105) de gaz naturel liquéfié, solidaire de l'embarcation, pour stocker du gaz naturel liquéfié à une première pression, au moins un deuxième réservoir (110) amovible de gaz naturel liquéfié pour stocker du gaz naturel à une pression supérieure à la première pression, un moyen de déplacement (115) d'une partie du gaz naturel liquéfié, d'un premier réservoir vers un deuxième réservoir, ledit moyen de déplacement comportant un moyen (120) de compression du gaz naturel liquéfié déplacé et un moyen (125) de fixation de chaque deuxième réservoir à une surface de stockage de l'embarcation. 2. Embarcation (10) selon la revendication 1, dans laquelle le moyen de déplacement (115) comporte une conduite (130) de transfert du gaz naturel liquéfié d'un premier réservoir (105) à une cuve, d'une autre embarcation, pour stocker le gaz naturel liquéfié à la première pression. 3. Embarcation (10) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle le moyen de déplacement (115) est configuré pour alimenter un réservoir, distinct de l'embarcation, en gaz naturel liquéfié à la première pression. 4. Embarcation (10) selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle au moins un deuxième réservoir (110) présente des dimensions standardisées. 5. Embarcation (10) selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle la pression du gaz naturel liquéfié présent dans au moins un deuxième réservoir (110) est comprise entre 2 et 25 bars. 6. Embarcation (10) selon l'une des revendications 1 à 5, qui comporte : - un moyen (145) de capture de gaz d'évaporation du gaz naturel liquéfié présent dans un premier réservoir (105), 3034746 12 - un moyen (150) de compression du gaz d'évaporation capté et - un moyen (155) d'alimentation du gaz d'évaporation comprimé à un deuxième réservoir (110). 5 7. Procédé (20) d'avitaillement de gaz naturel liquéfié, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première étape (605) de remplissage d'au moins un premier réservoir de gaz naturel liquéfié solidaire d'une embarcation d'avitaillement pour stocker du gaz naturel liquéfié à une première pression, 10 - une deuxième étape (610) de remplissage d'au moins un deuxième réservoir amovible de gaz naturel liquéfié d'une embarcation d'avitaillement pour stocker du gaz naturel à une pression supérieure à la première pression, qui comporte une étape (615) de déplacement d'une partie du gaz naturel liquéfié, d'un premier réservoir vers un deuxième réservoir, l'étape de déplacement 15 comportant une étape (620) de compression du gaz déplacé et - une étape (625) de fixation de chaque deuxième réservoir à une surface de stockage de l'embarcation. 8. Procédé (20) selon la revendication 7, qui comporte une étape (630) de mise en 20 mouvement de l'embarcation réalisée au moins en partie simultanément à l'étape (610) de remplissage secondaire.