FR 3045775 A1 20170623 FR 1562854 A 20151218 1 Procédé et système pour calculer en temps réel la durée d'autonomie d'une cuve non réfrigérée contenant du GNL. La présente invention se rapporte de manière générale à un procédé et un système pour calculer en temps réel la durée d'autonomie d'une cuve non réfrigérée contenant du gaz naturel (usuellement désigné par l'acronyme GN), comprenant une couche de gaz naturel liquéfié (GNL) et une couche de gaz naturel gazeux (GNG). Par durée d'autonomie d'une cuve non réfrigérée contenant du GN, on entend, au sens de la présente invention, le temps de rétention (ou temps de stockage) restant du gaz naturel dans la cuve avant ouverture des soupapes de la cuve. Le gaz naturel liquéfié (abrégé en GNL) est typiquement du gaz naturel composé essentiellement de méthane condensé à l'état liquide : Lorsqu'il est refroidi à une température d'environ -160°C à la pression atmosphérique, il prend la forme d'un liquide clair, transparent, inodore, non corrosif et non toxique. Dans une cuve contenant du GNL, celui-ci se présente généralement sous forme d'une couche de liquide, qui est recouverte par une couche de gaz (« ciel gazeux »). Le GNL carburant est une alternative simple et efficace aux combustibles classiques. Tant du point de vue de l'émission de CO2, que de particules polluantes et de densité énergétique. De plus en plus d'acteurs se tournent vers son utilisation, notamment les transporteurs routiers, maritimes ou ferroviaires. Cependant, un des défauts intrinsèques du GNL est sa qualité de liquide cryogénique à pression atmosphérique. Cela signifie que le GNL doit être maintenu à une 3045775 2 température bien inférieure à la température ambiante pour rester dans un état liquide. Cela implique des entrées de chaleur inévitables dans la cuve de GNL non réfrigérée et ainsi une montée en pression dans la couche 5 gazeuse jusqu'à l'ouverture des soupapes de la cuve. Cette montée en pression limite la durée d'autonomie du GNL dans la Or, la crucial de 10 logistique, d'informer d'autonomie d'autonomie cuve. durée d'autonomie est un paramètre qu'il est connaître, afin de dimensionner la chaîne et notamment de transport du GNL et l'opérateur en temps réel de la durée résiduelle (de la même manière que la durée d'une batterie est généralement communiquée à son utilisateur). Lorsqu'une telle information n'est pas 15 communiquée aux opérateurs d'une cuve de GNL, cela a pour conséquence par exemple des rejets de méthane à l'atmosphère qui sont incompatibles avec les exigences environnementales actuelles. A l'heure actuelle, on ne connait pas de solution 20 pour informer en temps réel l'opérateur de la durée d'autonomie (ou temps de rétention) d'une cuve de GNL avant ouverture des soupapes. La seule information à disposition de l'opérateur est la pression du ciel gazeux (c'est-à-dire la couche de gaz superficielle dans 25 la cuve). L'opérateur suit en conséquence des règles de bonnes conduites déduites de l'expérience et fournies par le constructeur de cuve pour éviter un rejet de gaz à l'atmosphère. Les normes de sécurité actuelles (en particulier 30 celles données par l'«American Society of Mechanical Engineers», l'«International Maritime Organization »), l'Accord européen relatif au transport international des 3045775 3 marchandises dangereuses par route », et l'«International Maritime Dangerous Goods») imposent aux constructeurs de cuves de calculer et de mesurer un temps de rétention maximal dans certaines conditions précises de 5 remplissage, de température et de pression spécifiques à chaque norme. Ce temps de rétention maximal fait actuellement référence dans les études de dimensionnement de chaînes logistiques. Toutefois, il ne s'agit pas d'une information en temps réel concernant la durée 10 d'autonomies de la cuve et l'absence de cette information en temps réel est problématique pour plusieurs raisons : - on observe un manque de flexibilité dans la chaîne logistique : en effet, les temps de rétention maximaux sont calculés en amont de l'élaboration 15 de la chaîne logistique. En cas d'imprévus, les clients ou les opérateurs n'ont pas d'outils à leur disposition pour les accompagner dans les choix à prendre ; - la gestion du GNL hors équilibre n'est pas prise 20 en compte : en effet, un GNL n'est pas nécessairement en état d'équilibre avec sa phase gazeuse, contrairement aux cas de figure pris en compte dans les normes actuelles. Un état de déséquilibre pourrait surprendre l'opérateur. Par 25 exemple dans le cas d'un GNL sous-refroidi, l'augmentation de pression pourrait fortement s'accélérer une fois la température d'équilibre atteinte. Cette température d'équilibre est bien évidemment incalculable par l'opérateur ; Il est 30 nécessaire que tous les opérateurs ayant à gérer du GNL reçoivent une formation adaptée à la manipulation de GNL et aux bonnes pratiques. C'est 3045775 4 le cas des acteurs actuels du marché, qui sont en grande partie des professionnels ayant reçu une telle formation et qui sont également initiés aux bonnes pratiques. Mais cela est possible car le 5 marché actuel du GNL carburant est de taille relativement faible. Néanmoins, si le marché venait à s'accroître rapidement, des acteurs moins formés se trouveraient mis en relation avec du GNL. Connaître le temps avant la mise à l'évent 10 pourrait fortement aider ces nouveaux acteurs dans leur gestion du GNL. En conclusion, l'objectif aujourd'hui est, pour assurer le développement du GNL comme carburant, de mettre en place une solution permettant de mieux prévoir 15 son comportement en temps réel. L'obligation de travailler dans un carcan préétabli est un des verrous technologiques qui profitent actuellement à ses concurrents directs tel que le diesel. Pour atteindre l'objectif susmentionné, le déposant 20 a mis au point un procédé et système pour calculer en temps réel la durée d'autonomie d'une cuve non réfrigérée contenant du GNL, qui permettent de fournir instantanément la durée d'autonomie d'une cuve de GNL en fonction : 25 - d'une part des paramètres thermodynamiques du GNL mesurés à l'intérieur de la cuve par des capteurs à l'intérieur de la cuve (températures et compositions du liquide et du gaz, pression du GNL gazeux et proportion de GNL liquide dans la 30 cuve), et - d'autre part des données relatives à la cuve (forme, dimensions, pression de calibrage des 3045775 5 soupapes de la cuve, et taux d'évaporation ou en anglais «Boil Off Rate» (BOR)). La présente invention a donc pour objet un procédé pour calculer en temps réel la durée d'autonomie d'une 5 cuve non réfrigérée et définie par une pression de tarage des soupapes psoup, sa forme et ses dimensions, ainsi que son taux d'évaporation, (usuellement désigné en anglais par l'expression «Boil Off Rate» et l'acronyme correspondant BOR (données d'entrée relatives à la cuve), 10 ladite cuve contenant du gaz naturel (GN) se répartissant en : - une couche de gaz naturel à l'état liquide (GNL), définie à un instant t donné par sa température Tlig(t), sa composition xlig(t), et 15 le taux de remplissage de la cuve par ladite couche de gaz naturel à l'état liquide (paramètres thermodynamiques relatifs au GN à l'état liquide) ; - une couche de gaz naturel à l'état gazeux 20 (GNG), définie à un instant t donné par sa température Tgaz(t) et sa composition xgaz(t), et une pression p(t) (paramètres thermodynamiques relatifs au GN à l'état gazeux) ; ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il 25 consiste en un algorithme comportant les étapes suivantes : A. à un instant to, on procède à l'initialisation des paramètres physiques desdites couches de gaz naturel liquéfié, par mesure à l'aide de 30 capteurs de pression et de température, de la pression du gaz p(to), et la température du liquide Tiig(to), tandis que les compositions 3045775 6 respectives des phases liquide xlici(to) et gazeuse xgaz(to) sont des données d'entrée connues correspondant soit aux compositions respectives des phases liquide et gazeuse au 5 moment du chargement de la cuve, soit à des compositions moyennes pour le type de GNL utilisé ; B. pour chaque instant t supérieur à to, on soustrait un volume V prédéterminé de gaz 10 naturel à l'état gazeux ou liquide correspondant à l'état de fonctionnement de la cuve à cet instant t (si cette cuve est transportée par un véhicule à l'arrêt, V=O, sinon V correspond à la consommation du véhicule en GN) ; et on calcule, 15 sur la base du volume de gaz naturel restant après soustraction, les paramètres physiques p(t), Tgaz(t), et Tlig(t), à l'aide d'équations basées sur la conservation de la masse et de l'énergie du gaz naturel liquide et gazeux 20 contenu dans la cuve ; C. tant que la pression p(t) est inférieure à n ,soupf on réitère le calcul de l'étape B pour l'instant suivant t+ôt, avec un pas de temps physique ôt constant (notamment de l'ordre d'une minute, en 25 fonction des flux de chaleur, et des constantes de temps des équilibres thermodynamiques). D. dès qu'au cours de N itérations du processus de calcul de p(t), p(t+ôt),...,p(t+N*Ôt), la pression p(t+N*Ôt) devient égale ou supérieure à D soup, on 30 arrête le calcul ; 3045775 7 E. la durée d'autonomie recherchée est égale à la durée totale N*Ôt parcourue par l'algorithme au moment de l'arrêt du calcul. La cuve peut fonctionner en système ouvert 5 (transportée dans ce cas par un véhicule en fonctionnement) ou fermé (transportée dans ce cas par un véhicule à l'arrêt ou non transportée). Le procédé selon l'invention est illustré sur la figure 2. 10 En ce qui concerne les données d'entrée relatives à la cuve, celle-ci peut se présenter sous différentes formes, par exemple prismatique, cylindrique, ou encore sphérique. Ses dimensions peuvent être typiquement de l'ordre de 1,5 m de longueur et 0,5 m de diamètre pour 15 une cuve cylindrique. La pression de tarage des soupapes de la cuve D soup est donnée par le constructeur de la cuve de GNL. Elle est typiquement de l'ordre de 16 bars pour un réservoir de 300 litres de volume et peut même aller jusque 25 bars. 20 Par taux d'évaporation (ou en anglais «Boil Off Rate»), on entend, au sens de la présente demande, le volume équivalent de liquide qui serait évaporé par jour à cause des entrées de chaleur dans le cas où la cuve serait ouverte. C'est également une valeur spécifique de 25 la cuve, donnée habituellement par le constructeur. En ce qui concerne les paramètres thermodynamiques relatifs au GN, on part de l'hypothèse que le gaz naturel liquéfié contenu dans la cuve se répartit en une couche de gaz naturel à l'état liquide et une couche de gaz 30 naturel à l'état gazeux, comme illustré sur la figure 1. Chaque couche est définie à chaque instant t par sa température Tlig(t) et Tgaz(t) (respectivement pour la 3045775 8 couche de GNL à l'état liquide et la couche de GNL à l'état gazeux) et sa composition xlig(t) et xgaz(t) (respectivement pour la couche de GNL et la couche de GNG). 5 La phase gazeuse (c'est-à-dire la couche de gaz naturel à l'état gazeux) est de plus spécifiquement caractérisée par sa pression p(t), qui est calculée à chaque instant t par l'équation d'état de PengRobinsonw, tandis que la phase liquide (c'est à dire la 10 couche de gaz naturel à l'état liquide) est de plus spécifiquement caractérisée par le taux de remplissage z de la cuve par la couche de gaz naturel à l'état liquide, qui est typiquement de l'ordre de 80 à 90% en volume après chargement de la cuve et en fin d'autonomie, de 15 l'ordre de 10 à 20% en volume. Les compositions xlig(t) et xgaz(t) sont des vecteurs donnant la fraction massique de chaque composant du GNL (usuellement la fraction massique de CH4, C21-16, C3H8, iC4H10, 1-112, nC4H10, iC5H12, nC5H12, nC6H14 et N2 dans chacune des 20 phases gazeuse ou liquide du GNL). Il est à noter que la phase liquide et la phase gaz ne sont pas nécessairement en équilibre thermodynamique : en effet la compression de la phase gazeuse lors d'un remplissage peut induire un retard dans les échanges thermiques entre les deux phases 25 (liquide à l'état sur-refroidi). Le procédé de calcul selon l'invention consiste en un algorithme (ou code de comportement du GN) comportant différentes étapes A à D. Ce code (ou algorithme) prend en compte plusieurs phénomènes physiques (détaillés ci- 30 après), qui impactent la pression : - Compressibilité du gaz, - Entrée de chaleur par conduction, 3045775 9 - Entrée de chaleur par rayonnement, - Evaporation du GNL. Le code de comportement du GN est de type itératif, c'est-à-dire qu'il calcule l'évolution de la pression à 5 chaque pas de temps physique ôt jusqu'à ouverture des soupapes. La première (étape A) consiste en l'initialisation, à un instant initial to, des paramètres physiques desdites couches de gaz naturel liquéfié, par mesure (en 10 continu) à l'aide de capteurs de pression et de température, de la pression du gaz p(to), et la température du liquide Tlici(to). Par contre, les compositions respectives des phases liquide xlici(to) et gazeuse x lt gaz , -0,1 sont des données d'entrée connues 15 correspondant soit aux compositions respectives des phases liquide et gazeuse au moment du chargement de la cuve, soit à des compositions moyennes pour le type de GNL utilisé. Puis, pour chaque instant t supérieur à to, on 20 soustrait un volume V prédéterminé de gaz naturel à l'état gazeux ou liquide correspondant à l'état de fonctionnement de la cuve ; puis on calcule, lors de l'étape B, les paramètres physiques p(t), Tgaz(t), et Tlici(t), à l'aide d'équations basées sur la conservation 25 de la masse et de l'énergie du gaz naturel liquide et gazeux contenu dans la cuve. Ces équations, qui sont détaillées ci-après, se basent sur l'hypothèse que l'on considère la cuve non réfrigérée comme étant un système fermé : les équations 30 de conservation de masse sont donc complémentaires entre la phase gaz et la phase liquide, et l'évaporation de 3045775 10 surface est considérée comme le seul phénomène permettant un transfert de masse. Le calcul de la masse de liquide est réalisé en prenant en compte le taux de remplissage z de la cuve par 5 le gaz naturel et la masse volumique du GNL à la température du liquide Tlig(t). L'évolution de la masse de la phase gazeuse peut être donnée par la relation (1) : a 10 ( 1 ) - atm = fitEv XEv,liq,i avec : - mi désignant le débit massique d'un composant i du gaz naturel (voir plus loin le paragraphe relatif à l'évaporation de surface dans la partie 15 de la description décrivant les phénomènes physiques à prendre en considération dans la loi de comportement), et xa,Jtv désignant la fraction massique du composant i associé à l'évaporation du GNL à la surface 20 libre de la couche liquide (en d'autres termes, l'interface entre les faces liquide et gazeuse). L'équation de conservation d'énergie utilisée pour la phase liquide peut être donnée par la relation (2) : 25 (2) -ah, liq Cond + 0 Ray 0 Ev at avec : 4désignant l'enthalpie totale de la phase liquide, 0 désignant le flux de chaleur associée à chaque 3045775 11 phénomène agissant sur le GNL : o Ohqcond désignant en particulier les entrées de chaleur parasites par conduction à travers les parois mouillées de la cuve (côté et 5 fond), o Ray désignant en particulier le rayonnement incident de la phase gazeuse (couche supérieure de la cuve), et o 0E, désignant le flux de GNL évaporé à la 10 surface libre de la couche de GNL liquide. L'équation de conservation d'énergie de la phase gazeuse peut être donnée par la relation (3) : ( 3 - hgaz = at gaz Y Ev+ 0 gaz Cond avec : 15 - hgaz désignant l'enthalpie totale de la phase gazeuse, et - 0E, étant tel que défini ci-dessus, et Ogaz cana, désignant en particulier les entrées de chaleur parasites par conduction à travers les 20 parois sèches de la cuve (côté et fond). Comme déjà indiqué précédemment, la pression p(t) de la phase gazeuse peut être calculée par l'équation de Peng-Robinson[1]. Les températures du gaz et du liquide, 25 respectivement Tgaz(t) et Tlig(t), peuvent être déterminées par la capacité thermique à volume constant Cv de chaque phase, qui peut être donnée par la relation (4) : (4) T(0= avec : 3045775 12 - T(t) désignant la température de la phase considérée calculée à l'instant t, - h désignant l'enthalpie de la phase considérée, et 5 - Cv la capacité thermique à volume constant de la phase considérée. Les principaux phénomènes physiques impactant la pression p(t), qui sont pris en compte dans le calcul de le procédé selon comprendre la la chaleur par rayonnement, et ci- la durée d'autonomie de la cuve selon 10 invention, peuvent notamment compressibilité du gaz, l'entrée de conduction, l'entrée de chaleur par l'évaporation du GNL. Ces après : 15 Evaporation de surface phénomènes sont détaillés On considère que les échanges de chaleur et de masse entre la phase liquide et la phase gaz sont pilotés par 20 une loi d'évaporation surfacique, dont le moteur est la différence de température entre le coeur du GNL stocké à l'état liquide et sa surface libre. La pression p(T) dans la phase gazeuse de la cuve affecte l'évaporation de surface en influençant la température d'équilibre du GN à 25 la surface liquide/vapeur correspondant à cette pression. La température de la surface libre du GNL est supposée égale à la température d'équilibre du GNL. L'évaporation dans une cuve de GN au repos est un phénomène local qui se produit en surface. Le changement 30 de phase est relativement "doux" (c'est-à-dire sans ébullition et dans une couche limite relativement mince) et se produit sans ébullition. On peut utiliser dans 3045775 13 l'algorithme du procédé selon l'invention une loi basée sur les lois de convection naturelle turbulente, qui peut notamment être de la forme[2] : 5 ( 5 ) gev K a - Wsurchauff) avec : K désignant une constante relative au GNL qui est toujours positive, 4Tsurchauffe désignant la surchauffe se produisant 10 lors du phénomène d'évaporation dans la cuve de GNL, (Dey désignant le débit d'évaporation normalisé de GNL, et a désignant un coefficient relatif au GNL, avec 15 1 a 2. Conduction thermique au niveau des parois 20 Pour les échanges thermiques avec la paroi, on peut considérer un flux pariétal uniforme et constant. La valeur du flux est une grandeur d'entrée du calcul, il est relié directement au taux d'évaporation (usuellement désigné en anglais par l'expression « Boll Off Rate » ou 25 l'acronyme correspondant BOR) selon les critères des constructeurs. Rayonnement thermique des parois 30 Des parois verticales non mouillées peuvent également être le siège de flux thermiques, qui ont pour 3045775 14 effet de réchauffer la phase gazeuse, mais aussi de contribuer au réchauffement du liquide par rayonnement. Pour prendre en compte la contribution de la phase gazeuse dans le réchauffement du liquide, on peut 5 utiliser un modèle simple établissant un bilan de rayonnement sur toutes les surfaces, c'est-à-dire la surface libre du GNL (interface) et les surfaces non mouillées de la cuve (surfaces de la cuve en contact uniquement la phase gazeuse du GN dans la cuve). Les 10 hypothèses de ce modèle sont détaillées ci-dessous : - la surface libre est supposée plane à la température de saturation du GNL. Cette surface est d'autre part supposée noire avec E = OC = 1, p = 0, E étant l' émissivité, ale facteur d'absorption, et p désignant le facteur 15 de réflexion, les parois verticales de la cuve sont supposées se trouver à une température constante. Ces surfaces sont également supposées grises avec une émissivité constante s = cc = cte, p = 1- a, 20 - le gaz est supposé transparent au rayonnement des parois. On peut utiliser, pour chacune des surfaces impliquées, l'équation de radiosité pour régir ces échanges : 25 (D net Surfacex (Rayonnement renvoyé- Rayonnement incident) = S x (J - E) où : - E désigne l'éclairement (ou flux incident) et 30 - J désigne la radiosité qui s'exprime comme (s6-11 + pE) ; - _surface désigne l'aire de la surface impliquée ; 3045775 15 - menet signifie le flux net reçu par cette surface. - Ainsi, de manière avantageuse, le calcul à l'étape B des paramètres physiques p(t), Tgaz(t), et Tlici(t) peut être réalisé selon les étapes définies comme suit. 5 - la température de la phase liquide Tlici(t) et de la phase gazeuse Tgaz(t) sont directement déterminées à partir de l'équation de conservation de l'énergie, avec comme données d'entrée les capacités thermiques du gaz 10 naturel à l'état liquide et du gaz naturel à l'état gazeux, l'isolation thermique de la cuve définie par le constructeur de la cuve et les températures à l'instant t-8t du GNL et du GNG, - la masse de liquide évaporée dans la phase 15 gazeuse est déterminée par la relation (5) en fonction de la température du liquide et de la pression déterminée à l'étape précédente à l'instant t-8t : 20 ( 7 ) q' 0 a A-Tsu'ffhaue) avec : K désignant une constante relative au GNL et étant toujours positif, 4Tsurchauffe désignant la surchauffe se 25 produisant lors du phénomène d'évaporation dans la cuve de GNL, Qev désignant le débit d'évaporation normalisé de GNL, et a désignant un coefficient relatif au 30 GNL, avec 1 a 2 ; un coefficient relatif au GNL, avec 1 a 3045775 16 2 ; - la pression p(t) de la phase gazeuse est obtenue par l'équation de Peng-Robinson, avec comme données d'entrée la masse de liquide 5 évaporée, le volume de la cuve et la température du gaz à l'instant t. Au cours de l'étape C de l'algorithme du procédé selon l'invention, on réitère le calcul de l'étape B, en recommençant, pour l'instant suivant t+ôt (avec un pas de 10 temps physique ôt constant), les équations de conservation de masse et d'énergie tant que la pression p(t) est inférieure à Psoup - Ce pas de temps ôt peut être de l'ordre d'une minute. Sa valeur dépend des flux de chaleur, des constantes de temps des équilibres 15 thermodynamiques. Dès qu'au cours de N itérations du processus de calcul de p(t), p(t+ôt),...,p(t+N*Ôt), la pression p(t+N*Ôt) de la phase gazeuse à l'instant t+N*Ôt devient égale ou supérieure à la pression d'ouverture des 20 soupapes Psoupf l'algorithme se termine (étape D)et renvoie la durée totale parcourue par l'algorithme (étape E), qui est égale à la durée totale N*Ôt parcourue par l'algorithme au moment de l'arrêt du calcul. Un opérateur, connaissant cette durée pourra en 25 déduire la durée d'autonomie de la cuve, c'est à dire le temps de rétention (ou temps de stockage) restant d'un GNL dans la cuve avant ouverture des soupapes de la cuve. De manière avantageuse, on réitère, dans le procédé selon l'invention, l'ensemble des étapes A à D dès qu'un 30 intervalle de temps AT (défini en fonction de la technologie du calculateur) s'est écoulé afin de 3045775 17 recalculer la durée d'autonomie à l'instant to +AT. Typiquement, cet intervalle de temps pourra être de l'ordre de 1 minute, mais pourra varier en fonction de la technologie utilisée (calculateur, interface IHM 5 notamment). De manière avantageuse, l'algorithme (ou code de comportement GN) du procédé selon l'invention pourra être mis en oeuvre au moyen d'un calculateur connecté à une interface IHM permettant d'informer un opérateur sur 10 cette durée d'autonomie. Grâce au calculateur connecté à une interface IHM, un calcul physique de la durée d'autonomie pourra être réalisé tous les intervalles de temps AT (variables en fonction de la technologie utilisée, par exemple toutes les minutes) et le résultat 15 de ce calcul pourra être transmis à l'IHM. Comme indiqué précédemment, différents types de de données doivent être fournis au calculateur : - données relatives à la cuve (à rentrer une seule fois par l'utilisateur) : 20 - forme de la cuve (prismatique, cylindrique, sphérique,...), - dimensions de la cuve, - taux d'évaporation (ou BOR) de la cuve, - évaluation des entrées de chaleur (donnée 25 constructeur), et - la pression de calibrage des soupapes D , soup - - composition du GN (à rentrer au début de chargement de la cuve ou utilisation d'une composition moyenne), et 30 - données fournies par les capteurs (en continu) : Température du gaz et du liquide et Pression du gaz. 3045775 18 La présente invention a donc également pour objet un système (illustré en figure 3) pour calculer en temps réel la durée d'autonomie d'une cuve non réfrigérée, dans lequel l'algorithme est mis en oeuvre au moyen d'un 5 calculateur calculant la durée d'autonomie de la cuve, la cuve étant définie par une pression de tarage des soupapes psoup, sa forme et ses dimensions, ainsi que son taux d'évaporation, ledit système selon l'invention comportant : 10 - une cuve contenant du gaz naturel liquéfié se répartissant en : o une couche de gaz naturel à l'état liquide, définie à un instant t donné par sa température Tlig(t), sa composition xu_q(t), 15 et le taux de remplissage de la cuve par ladite couche de gaz naturel ; et o une couche de gaz naturel à l'état gazeux, définie à un instant t donné par sa température Tgaz(t) et sa composition xgaz(t), 20 et une pression p(t) ; - des capteurs de pression et de température, ledit système étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - un calculateur connecté auxdits capteurs de 25 pression et de température, ledit calculateur étant apte à exécuter l'algorithme du procédé tel que défini selon la revendication 4, - une interface IHM interagissant avec ledit calculateur, pour remonter à un opérateur la 30 durée d'autonomie calculée selon l'algorithme (ou code de comportement GNL) du procédé selon 3045775 19 l'invention lorsqu'il est mis en oeuvre au moyen d'un calculateur connecté à une interface IHM. A titre d'interfaces IHM utilisables dans le cadre de la présente invention, on peut notamment citer les 5 tableaux de bord de véhicules, les claviers d'ordinateur, les voyants LED, les écrans tactiles, et les tablettes. Le système selon l'invention est illustré par la figure 2. Selon un mode de réalisation particulièrement 10 avantageux du système selon l'invention, ce dernier peut intégrer un ordinateur de bord muni d'une IHM (Interface Homme Machine). Concrètement, le système doit être équipé d'un calculateur (microprocesseur, PC ...), et peut comprendre en outre un écran et un clavier. Ce 15 calculateur est connecté à deux capteurs, un de pression et un de température, qui fournissent l'information de l'état du GNL à l'intérieur de la cuve (voir figure 1). La présente invention a encore pour objet un véhicule (terrestre, maritime ou aérien) comportant une 20 cuve de GNL et un système selon l'invention, la cuve et le système étant tels que définis précédemment. La durée d'autonomie, qui est la donnée intéressant un opérateur, peut par exemple être avantageusement affichée au niveau du tableau de bord d'un véhicule et/ou sur le côté du 25 véhicule. La présente invention présente donc les multiples avantages suivants : - le fait d'avoir une information de durée de rétention d'une cuve GNL quelconque de 30 manière instantanément. - prendre en compte la qualité du GNL dans le calcul, ce qui n'est pas le cas avec les 3045775 20 normes actuelles où le méthane pur sert de référence. - pouvoir gérer des GNL hors équilibre. - rendre en compte la compressibilité du ciel 5 gazeux. D'autres avantages et particularités de la présente invention résulteront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux figures annexées : 10 o la figure 1 représente un schéma de principe d'une cuve 1 de GN selon l'invention ; o la figure 2 représente un schéma de principe du système selon l'invention, o la figure 3 représente un schéma de principe 15 du procédé selon l'invention, o Les figures 4 à 8 sont des captures d'écrans de tableaux de bord de véhicules transportant chacun une cuve de GN non réfrigérée. La figure 1 montre schématiquement une cuve 1 de 20 GNL, qui est modélisée par un système bicouche avec deux couches homogènes de GN, une couche liquide 1 (GNL) et une couche gazeuse g (GNG). La figure 2 un schéma de principe du système selon l'invention, comportant : 25 - une cuve 1 contenant du gaz naturel liquéfié se répartissant en o une couche de gaz naturel à l'état liquide 1 (Tu_g(t), xlig(t), et taux de remplissage z de la cuve 1 par la couche de gaz naturel à 30 l'état liquide) ; o une couche de gaz naturel g à l'état gazeux g (Tgaz(t), xgaz(t) et p(t) ; 3045775 21 - des capteurs de pression 3 et de température 4, - un calculateur 5 connecté auxdits capteurs de pression 3 et de température 4, le calculateur étant apte à exécuter l'algorithme du procédé tel 5 que défini selon la revendication 4, - une interface IHM 6 interagissant avec le calculateur, pour remonter à un opérateur 7 donné la durée d'autonomie calculée selon le procédé de la revendication 4. 10 La figure 3 un schéma de principe du procédé selon l'invention, montrant les différentes étapes du procédé comme décrit précédemment. Les figures 4 à 8 sont des captures d'écrans de tableaux de bord de véhicules transportant chacun une 15 cuve de GNL non réfrigérées. En particulier, la figure 4 est une capture d'écran d'un tableau bord montrant les données d'entrée spécifiques à la cuve (dimensions, taux d'évaporation, pression maximale autorisée). Ces données sont communes à 20 tous les exemples décrits ci-après. La figure 5 est une capture d'écran d'un tableau bord montrant, pour un premier exemple de calcul selon le procédé de calcul selon l'invention, les données d'entrée spécifiques à un GNL (composition, température, pression 25 et taux de remplissage z. Dans cet exemple, le GNL est légèrement surchauffé : température de -160°C alors que la température d'équilibre pour ce GNL est de -162,31°C. La figure 6 est une capture d'écran d'un tableau bord montrant, pour un deuxième exemple de calcul selon 30 le procédé de calcul selon l'invention, les données d'entrée spécifiques à un GNL (composition, température, pression et taux de remplissage z. Dans cet exemple, le 3045775 22 GNL est légèrement surrefroidi : température de -157°C alors que la température d'équilibre pour ce GNL est de 154,17°C. Les figures 7 et 8 sont des captures d'écran 5 donnant, respectivement pour chacun des premier (données des figures 4 et 5) et deuxième exemples (données des figures 4 et 6), la durée d'autonomie calculée de la cuve non réfrigérée transportée par le véhicule. 10 3045775 23 Liste des références [1] Peng, D. Y. (1976). A New Two-Constant Equation of State. Industrial and Engineering Chemistry: 5 Fundamentals, 15: 59-64. [2] H.T Hashemi, H. W. (1971). CUT LNG STORAGE COSTS. Hydrocarbon Processing, 117-120. 10 REVENDICATIONS1. Procédé pour calculer en temps réel la durée d'autonomie d'une cuve non réfrigérée et définie par une pression de tarage des soupapes Psoupf sa forme et ses dimensions, ainsi que son taux d'évaporation, ladite cuve contenant du gaz naturel se répartissant en : - une couche de gaz naturel à l'état liquide (1), définie à un instant t donné par sa température Tlig(t), sa composition xu_g(t), et le taux de remplissage de la cuve par ladite couche de gaz naturel ; - une couche de gaz naturel à l'état gazeux (g), définie à un instant t donné par sa température Tgaz(t) et sa composition xgaz(t), et une pression p(t) ; ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste en un algorithme comportant les étapes suivantes : A. à un instant to, on procède à l'initialisation des paramètres physiques desdites couches de gaz naturel, par mesure à l'aide de capteurs de pression et de température, de la pression du gaz p(to), et la température du liquide Tizg (to) ; tandis que les compositions respectives des phases liquide xlig(to) et gazeuse xgaz(to) sont des données d'entrée connues correspondant soit aux compositions respectives des phases liquide et gazeuse au moment du chargement de la cuve, soit à des compositions moyennes pour le type de GNL utilisé ; 3045775 25 B. pour chaque instant t supérieur à to, on soustrait un volume prédéterminé de gaz naturel à l'état gazeux ou liquide, ledit volume correspondant à l'état de fonctionnement de la 5 cuve à cet instant t ; et on calcule, sur la base du volume de gaz naturel restant après soustraction, les paramètres physiques p(t), Tgaz(t), et Tlig(t), à l'aide d'équations basées sur la conservation de la masse et de l'énergie 10 du gaz naturel liquide et gazeux contenu dans la cuve ; C. tant que la pression p(t) est inférieure à Psoupf on réitère le calcul de l'étape B pour l'instant suivant t+ôt, avec un pas de temps physique ôt 15 constant. D. dès qu'au cours de N itérations du processus de calcul de p(t), p(t+ôt),...,p(t+N*Ôt), la pression p(t+N*Ôt) devient égale ou supérieure à Psoupf on arrête le calcul ; 20 E. la durée d'autonomie recherchée est égale à la durée totale N*Ôt parcourue par l'algorithme au moment de l'arrêt du calcul. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel 25 on réitère l'ensemble des étapes A à D dès qu'un intervalle de temps AT s'est écoulé, afin de recalculer la durée d'autonomie à l'instant to +AT. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel 30 le calcul à l'étape B des paramètres physiques p(t), 3045775 26 Tgaz(t), et Tlig(t) est réalisé selon les étapes définies comme suit. - la température de la phase liquide Tlig(t) et de la phase gazeuse Tgaz(t) sont directement 5 déterminées à partir de l'équation de conservation de l'énergie, avec comme données d'entrée les capacités thermiques du gaz naturel à l'état liquide et du gaz naturel à l'état gazeux, l'isolation thermique de la cuve 10 définie par le constructeur de la cuve et les températures à l'instant t-8t du GNL liquide et du GNL gazeux, - la masse de liquide évaporée dans la phase gazeuse est déterminée par la relation (5) en 15 fonction de la température du liquide et de la pression déterminée à l'étape précédente à l'instant t-8t : ( 8 ) q' OAT. 'h a aff)a 20 avec : K désignant une constante relative au GNL et étant toujours positif, Tsurchauffe désignant la surchauffe se produisant lors du phénomène 25 d'évaporation dans la cuve de GNL, Qev désignant le débit d'évaporation normalisé de GNL, et a désignant un coefficient relatif au GNL, avec 1 a 2 ; 30 un coefficient relatif au GNL, avec 1 a 2 ; 3045775 27 - la pression p(t) de la phase gazeuse est obtenue par l'équation de Peng-Robinson, avec comme données d'entrée la masse de liquide évaporée, le volume de la cuve et la 5 température du gaz à l'instant t. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'algorithme est mis en oeuvre au moyen d'un calculateur calculant la durée d'autonomie de la 10 cuve, ledit calculateur étant connecté à une interface IHM permettant d'informer un opérateur sur cette durée d'autonomie. 5. Système pour calculer en temps réel, selon le 15 procédé tel que défini selon la revendication 3, la durée d'autonomie d'une cuve non réfrigérée et définie par une pression de tarage des soupapes Psoupf sa forme et ses dimensions, ainsi que son taux d'évaporation, ledit système comportant : 20 une cuve contenant du gaz naturel liquéfié se répartissant en : o une couche de gaz naturel à l'état liquide, définie à un instant t donné par sa température Tlici(t), sa composition xlici(t), 25 et le taux de remplissage de la cuve par ladite couche de gaz naturel à l'état liquide ; o une couche de gaz naturel à l'état gazeux, définie à un instant t donné par sa 30 température Tgaz(t) et sa composition xgaz(t) et une pression p(t) ; - des capteurs de pression et de température, 3045775 28 ledit système étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre : un calculateur (5) connecté auxdits capteurs de pression (3) et de température (4), ledit 5 calculateur étant apte à exécuter l'algorithme du procédé tel que défini selon la revendication 4, une interface IHM (6) interagissant avec ledit calculateur, pour remonter à un opérateur (7) la durée d'autonomie calculée selon le procédé de la 10 revendication 4. 6. Véhicule comportant une cuve GN et un système tel que défini selon la revendication 5.