Brevet FR3136034A1 — publié le 20231201

L’invention concerne une structure de dôme pour une cuve étanche et thermiquement isolante, la structure de dôme comportant un couvercle horizontal et une paroi latérale de dôme comprenant une membrane d’étanchéité comportant au moins une onde, la structure de dôme comportant au moins un bloc isolant ancré contre une face inférieure du couvercle, ledit bloc isolant et l’onde étant, en projection dans un plan horizontal, espacés d’une première distance ; une garniture isolante comportant un ou plusieurs éléments de garniture, ladite garniture isolante étant adjacente à la paroi latérale, placée contre le couvercle et disposée entre le bloc isolant et la paroi latérale, le ou chaque élément de garniture présentant une épaisseur dans une direction orthogonale à la paroi latérale de dôme qui est inférieure à la première distance, une plaque de maintien étant ancrée à une surface inférieure du bloc isolant et s’étendant sous la garniture isolante. Figure pour l’abrégé : Fig. 16 Structure de dôme pour une cuve étanche et thermiquement isolante L’invention se rapporte au domaine des cuves étanches et thermiquement isolantes, pour le stockage et/ou le transport d’un fluide, tel qu’un fluide cryogénique. Des cuves étanches et thermiquement isolantes sont notamment employées pour le stockage du gaz naturel liquéfié (GNL) qui est stocké, à pression atmosphérique, à environ -162°C. Arrière-plan technologique Le document WO 2019/215414 divulgue une installation de stockage d’un gaz liquéfié comportant une structure porteuse, constituée par la double coque d’un navire, et une cuve étanche et thermiquement isolante agencée dans la structure porteuse. L’installation comporte une structure de dôme qui sert de point de pénétration pour une tour de chargement/déchargement comportant des conduites destinées au chargement ou au déchargement de la cuve. La structure de dôme fait saillie vers le haut depuis une paroi porteuse supérieure. Elle comporte des parois porteuses verticales qui s’élèvent au-dessus du pont du navire et une paroi horizontale qui est positionnée au sommet des parois porteuses verticales. La paroi horizontale supporte un couvercle qui comporte une paroi métallique de couvercle et une isolation thermique qui est fixée contre la face inférieure de la paroi métallique de couvercle. Par ailleurs, les parois porteuses verticales de la structure de dôme sont revêtues d’une structure multicouche comportant, de l’extérieur vers l’intérieur, une barrière thermiquement isolante secondaire, une membrane d’étanchéité secondaire, une membrane d’étanchéité primaire, une barrière thermiquement isolante primaire et une membrane d’étanchéité primaire. La membrane d’étanchéité primaire comporte une pluralité d‘ondes permettant de lui conférer une élasticité et qui font saillie vers l’intérieur de la structure de dôme. Comme décrit en relation avec les figures 15 et 16 du document précité, après que la paroi métallique de couvercle ait été rapportée et soudée contre les autres parois de la structure de dôme puis que la tour de chargement/déchargement ait été fixée contre ladite paroi métallique de couvercle, des éléments isolants sont fixés dans une portion centrale du couvercle. A ce stade, une portion périphérique de la paroi métallique de couvercle n’est pas revêtue avec des éléments isolants. Lors d’une étape ultérieure, des éléments isolants de bordures sont positionnés contre la portion périphérique de la paroi métallique de couvercle. Toutefois, la présence des ondes de la membrane d’étanchéité primaire faisant saillie vers l’intérieur, en partie supérieure des parois verticales de la structure de dôme entrave le positionnement des éléments isolants de bordure, contre la portion périphérique de la paroi métallique de couvercle, dans un espace ménagé entre la membrane d’étanchéité primaire de l’une des parois verticales de dôme et l’un des éléments isolants fixés dans la portion centrale de la paroi métallique de couvercle. Résumé Une idée à la base de l’invention est de proposer une structure de dôme dans laquelle la mise en place de l’isolation contre le couvercle de la structure de dôme est facilitée. Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une structure de dôme pour une cuve étanche et thermiquement isolante, la structure de dôme comportant une pluralité de parois latérales de dôme destinées à faire saillie verticalement depuis une paroi de plafond de la cuve et définissant un passage destiné à être traversé par au moins une conduite destinée au chargement ou au déchargement en gaz liquéfié de la cuve et un couvercle horizontal qui ferme le passage, la pluralité de parois latérales de dôme comprenant une première paroi latérale de dôme comprenant une membrane d’étanchéité ondulée, la membrane d’étanchéité ondulée comportant au moins une onde qui fait saillie en direction du passage, la structure de dôme comportant au moins un bloc isolant ancré contre une face inférieure du couvercle, ledit bloc isolant et l’onde étant, en projection dans un plan horizontal, espacés l’un de l’autre d’une première distance ; une garniture isolante comportant un ou plusieurs éléments de garniture, ladite garniture isolante étant adjacente à la première paroi latérale, placée contre le couvercle et disposée entre le bloc isolant et la première paroi latérale, le ou chaque élément de garniture présentant une épaisseur dans une direction orthogonale à la première paroi latérale de dôme qui est inférieure à la première distance ou est apte à être comprimée dans la direction orthogonale à la première paroi latérale de dôme qui est inférieure à la première distance, une plaque de maintien étant ancrée à une surface inférieure du bloc isolant et s’étendant sous la garniture isolante. Grâce à ces caractéristiques, une isolation thermique de la structure de dôme est complète, la garniture isolante permettant d’isoler thermiquement des abords de la membrane d’étanchéité ondulée. De plus, compte-tenu des caractéristiques précitées de la garniture isolante, celle-ci peut être facilement mise en place malgré la présence de l’onde de la membrane d’étanchéité. Selon des modes de réalisation, une telle structure de dôme peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. Selon un mode de réalisation, la plaque de maintien est placée à distance de la membrane d’étanchéité. Ainsi, une telle configuration évite des frottements entre la plaque de maintien et la membrane d’étanchéité ondulée, les frottements résultant en une usure prématurée de la plaque de maintien et de la membrane d’étanchéité ondulée, et les frottements pouvant être aggravés sous l’effet des phénomènes de contractions thermiques et de déformation de la structure porteuse. Selon un mode de réalisation, une distance entre la plaque de maintien et la membrane d’étanchéité est comprise entre 5mm et 25mm. Selon un mode de réalisation préféré, une distance entre la plaque de maintien et la membrane d’étanchéité est comprise entre 10mm et 20mm. Plus préférentiellement, une valeur cible de la distance entre la plaque de maintien et la membrane d’étanchéité est de 15mm. Ainsi, de telles valeurs de distance permettent de diminuer le risque de frottement de la plaque de maintien sur la surface de la membrane d’étanchéité. Selon un mode de réalisation, la plaque de maintien est en bois. Selon un mode de réalisation, la plaque de maintien présente des découpes dans lesquelles passent des ondes verticales. Selon un mode de réalisation préféré, la plaque de maintien est en contreplaqué. En effet, le bois – et en particulier le contreplaqué – est un matériau ayant un coefficient de conductivité thermique faible. En outre, en cas de contact accidentel entre la plaque de maintien et la membrane d’étanchéité, la plaque de maintien en bois risque moins de rayer la membrane d’étanchéité que si la plaque de maintien était composée d’un autre matériau (par exemple métallique). Selon un mode de réalisation, l’au moins un élément de garniture est réalisé dans un matériau choisi parmi la laine de verre, la laine de roche et l’ouate de polyester. Ainsi, l’élément de garniture est composé d’un matériau thermiquement isolant et souple. En outre, de tels matériaux sont compressibles et permettent donc de faciliter l’insertion du ou des éléments de garniture. Selon un mode de réalisation, l’au moins un élément de garniture isolante est réalisé en mousse polymère isolante. Ainsi, l’élément de garniture est composé d’un matériau thermiquement isolant permettant ainsi d’isoler thermiquement la structure de dôme. Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité ondulée comprend des ondes verticales et la garniture isolante comporte plusieurs éléments de garniture dont un élément de garniture de contact est placé contre la membrane d’étanchéité entre deux ondes verticales successives Selon un mode de réalisation, l’élément de garniture de contact comporte des extrémités biseautées. Ainsi, l’élément de garniture de contact épouse au mieux une forme des ondes de la membrane d’étanchéité ondulée, ce qui permet d’assurer une isolation thermique optimale. Selon un mode de réalisation, l’élément de garniture de contact a une épaisseur dans une direction normale à la paroi latérale de dôme identique à une hauteur d’onde. Selon un mode de réalisation, les éléments de garniture comportent un élément de garniture secondaire, l’élément de garniture secondaire s’étendant dans un espace entre l’élément de garniture de contact et le bloc isolant et présentant une dimension dans une direction normale à un plan de symétrie des ondes verticales plus importante qu’une dimension de l’élément de garniture de contact selon ladite direction. Ainsi, le nombre d’étapes de montage de la garniture isolante est réduit, car l’élément de garniture secondaire est commun à plusieurs éléments de garniture de contact. Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité est, dans une portion positionnée au-dessus de la plaque de maintien, recouverte d’éléments de garniture isolante. Ainsi, la structure de dôme peut être isolée thermiquement de façon complète en utilisant la garniture isolante. Selon un mode de réalisation, l’au moins un bloc isolant est ancré au couvercle au moyen d’un goujon fileté, le goujon fileté traversant l’au moins un bloc isolant de part en part, une plaque d’appui étant positionnée contre une face inférieure de l’au moins un bloc isolant, un écrou étant vissé sur le goujon fileté et retenant la plaque d’appui. Ainsi, une telle caractéristique permet une fixation facile de l’au moins un bloc isolant. Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolante comportant une structure de dôme précitée. Selon un mode de réalisation, la cuve étanche et thermiquement isolante comporte une tour de chargement/déchargement comprenant au moins deux mâts verticaux passant au travers du couvercle et fixés l’un à l’autre par des traverses, les deux mâts verticaux formant chacun un conduit de chargement ou de déchargement de la cuve. Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un navire pour le transport d’un fluide, le navire comportant une cuve étanche et thermiquement isolante précitée. Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un système de transfert pour un fluide, le système comportant un navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entraîner un fluide à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire. Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un procédé d’assemblage d’une structure de dôme pour une cuve étanche et thermiquement isolante, ladite structure de dôme comportant une pluralité de parois latérales de dôme destinées à faire saillie verticalement depuis une paroi de plafond de la cuve et définissant un passage destiné à être traversé par au moins une conduite destinée au chargement ou au déchargement en gaz liquéfié de la cuve et un couvercle horizontal qui ferme le passage, la pluralité de parois latérales de dôme comprenant une première paroi latérale de dôme comprenant une membrane d’étanchéité ondulée, la membrane d’étanchéité ondulée comportant au moins une onde qui fait saillie en direction du passage, la structure de dôme comportant au moins un bloc isolant ancré contre une face inférieure du couvercle, ledit bloc isolant et l’onde étant, en projection dans un plan horizontal, espacés l’un de l’autre d’une première distance, le procédé d’assemblage comportant les étapes suivantes : Disposer une garniture isolante comportant un ou plusieurs éléments de garniture entre le bloc isolant et la première paroi latérale, le ou chaque élément de garniture présentant une épaisseur dans une direction orthogonale à la première paroi latérale de dôme qui est inférieure à la première distance ou étant comprimée dans la direction orthogonale à la première paroi latérale jusqu’à présenter une épaisseur dans une direction orthogonale à la première paroi latérale de dôme qui est inférieure à la première distance, Ancrer une plaque de maintien à une surface inférieure du bloc isolant, la plaque de maintien s’étendant sous la garniture isolante de manière à la maintenir en place. Selon un mode de réalisation, le procédé d’assemblage est tel que l’au moins un élément de garniture est inséré verticalement dans un espace entre la membrane d’étanchéité ondulée et le bloc isolant, puis est déplacé selon une direction présentant une composante horizontale de façon à entrer en contact avec la membrane d’étanchéité ondulée. Selon un mode de réalisation, le procédé d’assemblage est tel que l’au moins un bloc isolant est préalablement fixé au couvercle au moyen d’un goujon fileté, le goujon fileté traversant l’au moins un bloc isolant de part en part, une plaque d’appui étant positionnée contre une face inférieure de l’au moins un bloc isolant, un écrou étant vissé sur le goujon fileté et retenant la plaque d’appui. Selon un mode de réalisation, le procédé d’assemblage est tel que des éléments de garniture recouvrent une portion de la membrane d’étanchéité ondulée qui est positionnée au-dessus de la plaque de maintien. Selon un mode de réalisation, le procédé comporte en outre les étapes suivantes : - disposer des éléments de garniture de contact entre chaque deux ondes verticales successives, les éléments de garniture de contact ayant une hauteur identique à une hauteur d’onde, - disposer des éléments de garniture secondaires occupant un interstice entre les éléments de garniture de contact et l’au moins un bloc isolant. Selon un mode de réalisation, les éléments de garniture secondaires ont une dimension dans une direction normale à un plan de symétrie des ondes plus longue qu’une dimension des éléments de garniture de contact selon ladite direction. Selon un mode de réalisation, le procédé d’assemblage est tel que des extrémités des éléments de garniture sont préalablement biseautées avant d’être insérées dans l’espace entre la membrane d’étanchéité ondulée et le bloc isolant. Selon un mode de réalisation, l’invention fournit également un procédé de chargement ou de déchargement d’un navire précité, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. La est une vue schématique partielle d’une structure porteuse destinée à recevoir les parois d’une cuve étanche et thermiquement isolante. La est une vue schématique de la structure multicouche des parois de la cuve. La est une vue schématique illustrant une tour de chargement/déchargement et illustrant partiellement la structure porteuse à l’intérieur de laquelle elle est montée. La est une vue schématique en coupe d’une structure de dôme pouvant être utilisée au sein de la structure porteuse de la . La est une représentation schématique partielle de la structure de dôme au cours d’une étape préliminaire d’isolation. La est une représentation schématique partielle de la structure de dôme au cours d’une étape d’insertion d’une garniture isolante. La est une représentation schématique partielle de la structure de dôme au cours d’une étape de maintien d’une garniture isolante. La est une représentation schématique partielle de la structure de dôme dans un état final. La est une représentation schématique en perspective pendant l’étape préliminaire d’isolation. La est une représentation schématique en perspective après l’étape préliminaire d’isolation. La est une représentation schématique en perspective d’un détail de la structure de dôme après le montage d’un élément de garniture de contact. La est une représentation schématique en perspective du détail de la portion de structure de dôme après le montage d’un élément de garniture secondaire. La est une représentation schématique en perspective d’éléments de garniture au sein de la portion de structure de dôme. La est une représentation schématique de côté des éléments de garniture au sein de la portion de structure de dôme. La est une représentation schématique en perspective du détail de la portion de structure de dôme après le montage d’une plaque de maintien. La est une représentation schématique en perspective de la portion de structure de dôme dans l’état final. La est une représentation schématique écorchée d’une cuve de navire méthanier et d’un terminal de chargement/déchargement de cette cuve. Structure de dôme (12) pour une cuve étanche et thermiquement isolante, la structure de dôme comportant une pluralité de parois latérales de dôme (13, 14, 15, 16) destinées à faire saillie verticalement depuis une paroi de plafond de la cuve et définissant un passage destiné à être traversé par au moins une conduite (21) destinée au chargement ou au déchargement en gaz liquéfié de la cuve et un couvercle horizontal (17) qui ferme le passage, la pluralité de parois latérales de dôme comprenant une première paroi latérale de dôme comprenant une membrane d’étanchéité ondulée (32), la membrane d’étanchéité ondulée comportant au moins une onde (33) qui fait saillie en direction du passage, la structure de dôme (12) comportant au moins un bloc isolant (31) ancré contre une face inférieure du couvercle, ledit bloc isolant et l’onde (33) étant, en projection dans un plan horizontal, espacés l’un de l’autre d’une première distance ; une garniture isolante comportant un ou plusieurs éléments de garniture (40, 41, 42), ladite garniture isolante étant adjacente à la première paroi latérale (15), placée contre le couvercle (17) et disposée entre le bloc isolant et la première paroi latérale, le ou chaque élément de garniture (40, 41, 42) présentant une épaisseur dans une direction orthogonale à la première paroi latérale de dôme qui est inférieure à la première distance ou est apte à être comprimée dans la direction orthogonale à la première paroi latérale de dôme qui est inférieure à la première distance, une plaque de maintien (35) étant ancrée à une surface inférieure du bloc isolant et s’étendant sous la garniture isolante. Structure de dôme (12) selon la revendication 1, dans laquelle la plaque de maintien (35) est placée à distance de la membrane d’étanchéité (32). Structure de dôme (12) selon la revendication 2, dans laquelle une distance entre la plaque de maintien (35) et la membrane d’étanchéité (32) est comprise entre 5mm et 25mm. Structure de dôme (12) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la plaque de maintien (35) est en bois. Structure de dôme (12) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle l’au moins un élément de garniture (40, 41, 42) est réalisé dans un matériau choisi parmi la laine de verre, la laine de roche et l’ouate de polyester. Structure de dôme (12) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle l’au moins un élément de garniture isolante (40, 41, 42) est réalisé en mousse polymère isolante. Structure de dôme (12) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la membrane d’étanchéité ondulée (32) comprend des ondes verticales et dans laquelle la garniture isolante comporte plusieurs éléments de garniture (40, 41, 42) dont un élément de garniture de contact (41) est placé contre la membrane d’étanchéité entre deux ondes verticales successives. Structure de dôme (12) selon la revendication précédente, dans laquelle l’élément de garniture de contact (41) comporte des extrémités biseautées (43). Structure de dôme (12) selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle l’élément de garniture de contact (41) a une épaisseur dans une direction normale à la paroi latérale de dôme identique à une hauteur d’onde. Structure de dôme (12) selon la revendication 9, dans laquelle lesdits éléments de garniture (40, 41, 42) comportent un élément de garniture secondaire (42), l’élément de garniture secondaire s’étendant dans un espace entre l’élément de garniture de contact (41) et le bloc isolant (31) et présentant une dimension dans une direction normale à un plan de symétrie des ondes verticales plus importante qu’une dimension de l’élément de garniture de contact (41) selon ladite direction. Structure de dôme (12) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la membrane d’étanchéité (32) est, dans une portion ménagée au-dessus de la plaque de maintien (35), recouverte d’éléments de garniture isolante. Structure de dôme (12) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins un bloc isolant est ancré au couvercle au moyen d’un goujon fileté, le goujon fileté traversant l’au moins un bloc isolant de part en part, une plaque d’appui étant positionnée contre une face inférieure de l’au moins un bloc isolant, un écrou étant vissé sur le goujon fileté et retenant la plaque d’appui. Cuve étanche et thermiquement isolante comportant une structure de dôme (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12. Cuve étanche et thermiquement isolante selon la revendication 13, comportant une tour de chargement/déchargement (21) comprenant au moins deux mâts verticaux passant au travers du couvercle et fixés l’un à l’autre par des traverses, les deux mâts verticaux formant chacun un conduit de chargement ou de déchargement de la cuve. Navire pour le transport d’un fluide, le navire comportant une cuve étanche et thermiquement isolante selon la revendication 13 ou 14. Système de transfert pour un fluide, le système comportant un navire selon la revendication 15, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entraîner un fluide à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire. Procédé d’assemblage d’une structure de dôme (12) pour une cuve étanche et thermiquement isolante, ladite structure de dôme comportant une pluralité de parois latérales de dôme destinées à faire saillie verticalement depuis une paroi de plafond de la cuve et définissant un passage destiné à être traversé par au moins une conduite destinée au chargement ou au déchargement en gaz liquéfié de la cuve et un couvercle horizontal qui ferme le passage, la pluralité de parois latérales de dôme (13, 14, 15, 16) comprenant une première paroi latérale de dôme (15) comprenant une membrane d’étanchéité ondulée (32), la membrane d’étanchéité ondulée comportant au moins une onde (33) qui fait saillie en direction du passage, la structure de dôme comportant au moins un bloc isolant (31) ancré contre une face inférieure du couvercle (17), ledit bloc isolant (31) et l’onde (33) étant, en projection dans un plan horizontal, espacés l’un de l’autre d’une première distance, le procédé d’assemblage comportant les étapes suivantes : - disposer une garniture isolante comportant un ou plusieurs éléments de garniture (40, 41, 42) entre le bloc isolant (31) et la première paroi latérale (15), le ou chaque élément de garniture présentant une épaisseur dans une direction orthogonale à la paroi latérale de dôme qui est inférieure à la première distance ou étant comprimée dans la direction orthogonale à la première paroi latérale jusqu’à présenter une épaisseur dans une direction orthogonale à la première paroi latérale de dôme qui est inférieure à la première distance, - ancrer une plaque de maintien (35) à une surface inférieure du bloc isolant, la plaque de maintien s’étendant sous la garniture isolante de manière à la maintenir en place. Procédé d’assemblage selon la revendication précédente, dans lequel l’au moins un élément de garniture (40, 41, 42) est inséré verticalement dans un espace entre la membrane d’étanchéité ondulée (32) et le bloc isolant (31), puis est déplacé de façon à entrer en contact avec la membrane d’étanchéité ondulée (32). Procédé d’assemblage selon la revendication 17 ou 18, dans lequel l’au moins un bloc isolant (31) est préalablement fixé au couvercle (17) au moyen d’un goujon fileté (36), le goujon fileté traversant l’au moins un bloc isolant (31) de part en part, une plaque d’appui étant positionnée contre une face inférieure de l’au moins un bloc isolant, un écrou étant vissé sur le goujon fileté et retenant la plaque d’appui. Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 17 à 19, dans lequel des éléments de garniture (40, 41, 42) recouvrent la membrane d’étanchéité ondulée (32). Procédé d’assemblage selon la revendication précédente, dans lequel la garniture isolante comporte plusieurs éléments de garniture (40, 41, 42) dont un élément de garniture de contact (41) et un élément de garniture secondaire (42), l’étape de disposition de la garniture isolante comportant : - disposer l’élément de garniture de contact (41) entre deux ondes verticales successives, l’élément de garniture de contact ayant une hauteur identique à une hauteur d’onde, - disposer l’élément de garniture secondaire dans un interstice (34) entre l’élément de garniture de contact (41) et l’au moins un bloc isolant (31), l’élément de garniture secondaire ayant une dimension dans une direction normale à un plan de symétrie des ondes plus longue qu’une dimension des éléments de garniture de contact selon ladite direction. Procédé d’assemblage selon la revendication précédente, dans lequel des extrémités (43) de l’élément de garniture de contact (41) sont préalablement biseautées avant d’être insérées dans l’espace entre la membrane d’étanchéité ondulée (32) et le bloc isolant (31). Procédé de chargement ou déchargement d’un navire selon la revendication 15, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.