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WO2019043348A1 - Cuve étanche et thermiquement isolante comportant une plaque de remplissage anti-convective - Google Patents

Cuve étanche et thermiquement isolante comportant une plaque de remplissage anti-convective Download PDF

Info

Publication number
WO2019043348A1
WO2019043348A1 PCT/FR2018/052151 FR2018052151W WO2019043348A1 WO 2019043348 A1 WO2019043348 A1 WO 2019043348A1 FR 2018052151 W FR2018052151 W FR 2018052151W WO 2019043348 A1 WO2019043348 A1 WO 2019043348A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
primary
insulating
vessel
thermal insulation
parallelepiped
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/052151
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe BONY
Bruno Deletre
Nicolas THENARD
Raphaël PRUNIER
Jean ZAHRA
Original Assignee
Gaztransport Et Technigaz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1770929A external-priority patent/FR3070747B1/fr
Application filed by Gaztransport Et Technigaz filed Critical Gaztransport Et Technigaz
Priority to JP2020512693A priority Critical patent/JP7269224B2/ja
Priority to RU2020108579A priority patent/RU2766510C2/ru
Priority to MYPI2020001083A priority patent/MY201965A/en
Priority to KR1020207009002A priority patent/KR102561638B1/ko
Priority to SG11202001902VA priority patent/SG11202001902VA/en
Priority to US16/642,675 priority patent/US10989357B2/en
Priority to EP18774094.9A priority patent/EP3679290A1/fr
Priority to CN201880057469.5A priority patent/CN111164343B/zh
Publication of WO2019043348A1 publication Critical patent/WO2019043348A1/fr

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    • F17C2270/0105—Ships
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Definitions

  • the invention relates to the field of sealed and thermally insulating tanks, with membranes, for storing and / or transporting fluid, such as a cryogenic fluid.
  • Watertight and thermally insulating membrane tanks are used in particular for the storage of liquefied natural gas (LNG), which is stored at atmospheric pressure at about -162 ° C. These tanks can be installed on the ground or on a floating structure. In the case of a floating structure, the tank may be intended for the transport of liquefied natural gas or to receive liquefied natural gas used as fuel for the propulsion of the floating structure.
  • LNG liquefied natural gas
  • sealed and thermally insulating tanks for the storage of liquefied natural gas, integrated into a supporting structure, such as the double hull of a vessel for the transport of liquefied natural gas.
  • a supporting structure such as the double hull of a vessel for the transport of liquefied natural gas.
  • such tanks comprise a multilayer structure successively presenting, in the direction of the thickness, from the outside to the inside of the tank, a secondary thermal insulation barrier retained to the supporting structure, a waterproofing membrane. secondary against the secondary thermal insulation barrier, a primary thermal insulation barrier resting against the secondary waterproofing membrane and a primary waterproofing membrane resting against the primary thermal insulation barrier and intended to be in contact with the liquefied natural gas contained in the tank.
  • the document WO2016 / 046487 describes a secondary thermal insulation barrier and a primary thermal insulation barrier formed of juxtaposed insulating panels.
  • the secondary waterproofing membrane consists of a plurality of metal sheets having corrugations projecting outwardly of the tank and thus allowing the secondary sealing membrane to deform under the effect of the thermal and mechanical stresses generated by the fluid stored in the tank.
  • An inner face of the insulating panels of the secondary thermal insulation barrier has grooves receiving corrugations corrugated metal sheets of the secondary waterproof membrane. These undulations and these grooves form a mesh of channels developing along the walls of the tank. summary
  • An idea underlying the invention is to provide a sealed and thermally insulating watertight membrane with corrugations in which the convection phenomena are reduced.
  • an idea underlying the invention is to provide a sealed and thermally insulating tank limiting the presence of continuous circulation channels in the thermal insulation barriers in order to limit natural convection phenomena in said insulation barriers thermal.
  • the invention provides a sealed and thermally insulating fluid storage tank, in which a tank wall comprises, successively in a thickness direction, a secondary thermal insulation barrier comprising a plurality of secondary insulating elements juxtaposed, the secondary insulating elements being retained against a supporting wall, for example by secondary retaining members, a secondary sealing membrane carried by the secondary insulating elements of the secondary thermal insulation barrier, a secondary barrier, primary thermal insulation comprising a plurality of primary insulating elements juxtaposed, the primary insulating elements being retained against the secondary sealing membrane, for example by primary retaining members, and a primary sealing membrane carried by the barrier of primary thermal insulation and intended to be in contact with the fl cryogenic fluid contained in the tank
  • such a tank may comprise one or more of the following characteristics.
  • the secondary sealing membrane is a corrugated metal membrane comprising a series of parallel corrugations forming channels, in particular long channels according to the dimensions of the tank, and planar portions located between said corrugations, the primary insulating elements having an outer face, said outer surface being able to be flat, covering the flat portions of the secondary sealing membrane, the secondary insulating elements having an inner surface, which can be flat, supporting the flat portions of the membrane of secondary sealing, anti-convective filler elements being arranged in corrugations of the secondary sealing membrane to create a pressure drop in said channels.
  • the corrugations of the secondary sealing membrane project outwardly of the tank in the direction of the supporting structure.
  • the anti-convective filler elements arranged in the corrugations of the secondary sealing membrane are covered by the outer face of the primary insulating elements.
  • the anti-convective filler elements arranged in the corrugations of the secondary sealing membrane are fixed to the outer face of the primary insulating elements.
  • the anti-convective filling elements arranged in the corrugations of the secondary sealing membrane are fixed, for example glued, to the secondary waterproofing membrane.
  • the secondary insulating elements have grooves dug in the inner face to receive corrugations of the secondary sealing membrane, complementary anti-convective filler elements being disposed in said grooves between the secondary sealing membrane. and the secondary insulators to create a pressure drop in a remaining portion of said grooves around the corrugations of the secondary waterproofing membrane.
  • the corrugations of the secondary sealing membrane project into the interior of the tank.
  • the anti-convective filler elements arranged in the corrugations of the secondary sealing membrane are supported by the internal face of the secondary insulating elements.
  • the primary insulating elements have grooves cut in the outer face to receive corrugations of the secondary sealing membrane, complementary anti-convective filler elements being disposed in said grooves between the secondary sealing membrane. and the primary insulators to create a pressure drop in a remaining portion of said grooves around the corrugations of the secondary waterproofing membrane.
  • the primary waterproofing membrane is a corrugated metal membrane having a series of parallel corrugations forming channels, in particular long channels according to the dimensions of the tank, and planar portions located between said corrugations, the primary insulating elements having an inner face supporting the planar portions of the primary sealing membrane.
  • the corrugations of the primary waterproofing membrane project outwardly of the tank towards the supporting structure.
  • the primary insulating elements have grooves dug in the inner face to receive corrugations of the primary waterproofing membrane, complementary anti-convective filler elements being disposed in said grooves between the primary waterproofing membrane. and the primary insulators to create a pressure drop in a remaining portion of said grooves around the corrugations of the primary waterproofing membrane.
  • the anti-convective filler elements comprise an elongated filling piece disposed in a corrugation of the secondary sealing membrane, and / or the primary sealing membrane, the elongate filling piece having a shape of section that fills at least 80% the section of the corrugation in the assembled state of the tank, and for example the entire section of the corrugation.
  • the elongate filling piece may have many sectional shapes.
  • the elongate filling piece may have a sectional shape complementary to the sectional shape of the corrugation or a circular section, elliptical or otherwise.
  • a filling unit arranged in a has parallel grooves oriented transversely to the length of the filler and distributed along the length of the filler.
  • the secondary sealing membrane, and / or the primary sealing membrane comprises a first series of parallel corrugations and a second series of parallel corrugations which is transverse to the first series of corrugations and which cuts the first series of corrugations at node areas, the anti-convective fillers having node pieces disposed in node areas of the secondary waterproofing membrane, and / or the primary waterproofing membrane .
  • an anti-convective filler element or a complementary anti-convective filler element is made of expanded polystyrene or of polymer foam or glass wool.
  • an anti-convective filler element or a complementary anti-convective filler element is made of flexible synthetic material or of molded synthetic material.
  • the primary insulating elements comprise parallelepiped insulating panels arranged so as to provide interstices between them,
  • the primary thermal insulation barrier further comprising an anti-convective covering strip made of continuous material, preferably thin, and disposed along an edge of a first parallelepiped insulating panel so as to substantially close the interstice between said first parallelepiped insulating panel and a second parallelepiped insulating panel, the second parallelepiped insulating panel being adjacent to the first parallelepiped insulating panel, the anti-convective covering strip having a first edge portion disposed on the inner face of the first parallelepiped insulating panel.
  • the first edge portion of the anti-convective cover strip may be fixed on the first parallelepiped insulating panel or under the primary membrane, in particular glued or stapled on the inner face of the first parallelepiped insulating panel.
  • the opposite edge of the anti-convective coverage strip is preferably left free.
  • the inner face of the first parallelepiped insulating panel has a counterbore along the gap to accommodate the first edge portion of the anti-convective cover strip.
  • the anti-convective cover strip spans the gap between the first parallelepipedal insulating panel and the second parallelepipedal insulating panel, the anti-convective cover band having a second edge portion opposite the first edge portion. and disposed on the inner face of the second parallelepiped insulating panel.
  • the inner face of the second parallelepipedal insulating panel comprises a countersink along the gap to accommodate the second edge portion of the anti-convective cover strip.
  • the first and / or second edge portion has a width greater than 10 mm.
  • the anti-convective covering strip comprises a folded portion which is engaged in the gap between the first parallelepipedal insulating panel and the second parallelipipedal insulating panel, the folded portion comprising a first pan extending towards the in the thickness direction of the vessel wall from the first edge portion and a second inwardly extending portion in the thickness direction of the vessel wall from the first edge.
  • the anti-convective coverage strip is preferably made of flexible material.
  • the folded portion bears against a side face of the second parallelepiped insulating panel bordering the gap.
  • the cover strip protrudes on the inner face of the second insulating panel.
  • the anti-convective covering strip has a length greater than the length of said edge of the first parallelepipedal insulating panel so as to project at least over a third parallelepipedal insulating panel, the third parallelepipedal insulating panel being adjacent to the first panel. parallelepipedal insulation.
  • the first parallelipipedal insulating panel also carries a second anti-convective cover strip made of thin continuous material and disposed along an edge of the first parallelepipedal insulating panel turned towards the third parallelepipedal insulating panel, so substantially closing off the gap between said first parallelepipedal insulating panel and the third parallelepipedal insulating panel, the second anti-convective covering strip comprising a first edge portion placed or fixed on the inner face of the first parallelepiped insulating panel.
  • the first and second anti-convective cover strips consist of a single piece of L-shaped thin continuous material.
  • the anti-convective covering strip may be made of flexible or rigid materials, for example with a thickness of less than 2 mm, or even less than or equal to 1 mm. According to one embodiment, the anti-convective covering strip is made of a material chosen from paper, cardboard, polymer films and composite materials based on polymer resin and fibers.
  • the gap between the first parallelepiped insulating panel and the second parallelepiped insulating panel has a width of less than 10 mm.
  • the primary insulating elements comprise parallelepiped insulating panels arranged so as to provide interstices between them,
  • the primary thermal insulation barrier further comprising an anti-convective filler plate disposed in the gap between a first parallelepiped insulating panel and a second parallelepiped insulating panel, the second parallelepiped insulating panel being adjacent to the first parallelepiped insulating panel, the plate anti-convective filler being made of thin continuous material and having a plurality of elongate wall members extending substantially throughout the width of the gap to define cells extending substantially perpendicular to the thickness direction.
  • the filler plate is made of relatively flexible material, such as paper, cardboard, plastic sheet, especially polyetherimide or polyamide imide so that the cells can easily crash and thus adapt to the width of the interstice .
  • the length of such a filler plate may be greater, smaller or substantially equal to the length of the edges of the parallelepiped insulating panels between which the gap is formed.
  • Such a filling plate may in particular be interrupted or cut at the location of the primary retaining members, at least when the primary retaining members are also arranged in the interstices.
  • the elongated wall elements are formed of successive portions of a sheet of corrugated material having alternate parallel corrugations extending substantially perpendicular to the thickness direction.
  • the filler plate has a sandwich structure comprising two parallel continuous sheets spaced by said elongate wall elements, said two parallel continuous sheets being arranged against two lateral faces of the first and second parallelepiped insulating panel delimiting the interstice .
  • the width of the cells is in fact equal to the width of the gap minus the thickness of the two parallel continuous sheets.
  • the elongated wall elements are formed of cylindrical elements extending substantially perpendicular to the direction of thickness and fixed between the two parallel continuous sheets.
  • the sectional shape of such cylindrical elements can be arbitrary, for example hexagonal, circular or other.
  • At least one of the two parallel continuous sheets spaced by said elongated wall elements comprises an upper edge portion folded and fixed on the internal face of at least one of the two parallelepiped insulating panels between which the gap is formed.
  • the inner face of the first and / or second parallelepiped insulating panel comprises a counterbore along the gap to accommodate said upper edge portion of the continuous sheet.
  • the gap between the first parallelepiped insulating panel and the second parallelepiped insulating panel has a width of less than 10 mm.
  • Such a tank may be part of an onshore storage facility, for example to store LNG or be installed in a floating structure, coastal or deepwater, including a LNG tanker, LNG carrier, a floating storage and regasification unit (FSRU), a floating production and remote storage unit (FPSO) and others.
  • a LNG tanker for example to store LNG
  • LNG carrier for example to transport LNG
  • FSRU floating storage and regasification unit
  • FPSO floating production and remote storage unit
  • a vessel for the transport of a cold liquid product comprises a double hull and a aforementioned tank disposed in the double hull.
  • the invention also provides a method for loading or unloading such a vessel, in which a fluid is conveyed through isolated pipes from or to a floating or land storage facility to or from the tank of the vessel. ship.
  • the invention also provides a transfer system for a fluid, the system comprising the abovementioned vessel, insulated pipes arranged to connect the vessel installed in the hull of the vessel to a floating or ground storage facility. and a pump for driving fluid through the insulated pipelines from or to the floating or land storage facility to or from the vessel vessel.
  • FIG. 1 is a cutaway perspective view of a sealed and thermally insulating tank wall for storing a fluid
  • FIG. 2 is a partial perspective view of section II-II of FIG. 1 illustrating a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a diagrammatic perspective view from below of an insulating panel of the primary thermal insulation barrier according to an alternative embodiment of the first embodiment of the invention
  • FIG. 4 is a partial perspective view of section 11-11 of FIG. 1 illustrating a second embodiment of the invention
  • Figure 5 is a schematic perspective view of an exemplary filler bar
  • FIG. 6 is a sectional view illustrating the second embodiment of the invention according to section III-III of FIG. 1;
  • FIG. 7 represents a sectional view of a sealed and thermally insulating tank wall according to a third embodiment of the invention;
  • FIG. 8 is a partial diagrammatic perspective view of a sealed and thermally insulating tank according to a fourth embodiment in which the primary waterproof membrane is not illustrated;
  • FIG. 9 is a partial sectional view of a gap between two insulating panels of the primary thermally insulating barrier of FIG. 7;
  • FIG. 10 is a partial sectional view of a gap between two insulating panels of the primary thermally insulating barrier according to an alternative embodiment of FIG.
  • FIGS. 11 to 15 are partial sectional views of a gap between two insulating panels of the primary thermally insulating barrier according to a fifth embodiment
  • FIG. 16 is a cutaway schematic representation of a vessel of a LNG carrier and a loading / unloading terminal thereof;
  • FIG. 17 is a schematic representation of the inner plates of three adjacent primary insulating panels on which an L-shaped convection plate rests according to an alternative embodiment of the fourth embodiment of the invention. ;
  • FIG. 1 shows the multilayer structure of a sealed and thermally insulating tank wall for storing a fluid.
  • Such a tank wall comprises, from the outside to the inside of the tank, a secondary thermal insulation barrier 1 comprising secondary insulating panels 2 juxtaposed and anchored to a carrier structure 3 by secondary retaining members (not shown ), for example studs welded to the supporting structure 3, a secondary sealing membrane 4 carried by the secondary insulating panels 2 of the secondary thermal insulation barrier 1, a primary thermal insulation barrier 5 comprising primary insulating panels 6 juxtaposed and anchored to the secondary insulating panels 2 of the secondary thermal insulation barrier 1 by primary retaining members 19 and a primary waterproofing membrane 7, carried by the primary insulating panels 6 of the primary thermal insulation barrier 5 and intended to be in contact with the cryogenic fluid contained in the tank.
  • secondary thermal insulation barrier 1 comprising secondary insulating panels 2 juxtaposed and anchored to a carrier structure 3 by secondary retaining members (not shown ), for example studs welded to the supporting structure 3, a secondary sealing membrane 4 carried by the secondary insulating panels 2 of the secondary thermal insulation barrier 1, a primary thermal insulation barrier 5 comprising primary insulating
  • the supporting structure 3 can in particular be a self-supporting metal sheet or, more generally, any type of rigid partition having suitable mechanical properties.
  • the supporting structure 3 can in particular be formed by the hull or the double hull of a ship.
  • the supporting structure 3 comprises a plurality of walls defining the general shape of the tank, usually a polyhedral shape.
  • the secondary insulating panels 2 have substantially a rectangular parallelepiped shape.
  • the secondary insulating panels 2 each comprise an insulating lining layer 9, for example an insulating polymer foam 9, sandwiched between an inner rigid plate 10 and an external rigid plate 1 1.
  • the rigid plates, internal 10 and external 1 1, are, for example, plywood plates bonded to said layer of insulating polymer foam 9.
  • the insulating polymer foam may in particular be a polyurethane-based foam.
  • the polymeric foam is advantageously reinforced by glass fibers contributing to reducing its thermal contraction.
  • the secondary insulating panels 2 are juxtaposed in parallel rows and separated from each other by interstices 12 guaranteeing a functional clearance of mounting.
  • the interstices 12 are filled with a heat insulating lining 13, shown in Figures 1 and 7, such as glass wool, rock wool or flexible synthetic foam open cell for example.
  • the heat-insulating lining 13 is advantageously made of a porous material so as to allow a circulation of gas in the interstices 12 between the secondary insulating panels 2, for example a circulation of inert gas, such as nitrogen, within the barrier of secondary thermal insulation 1 so as to keep it in an inert atmosphere and thus prevent combustible gas from being in an explosive concentration range and / or to place the secondary thermal insulation barrier 1 in a depression in order to increase its insulating power.
  • This flow of gas is also important to facilitate the detection of possible fuel gas leaks.
  • the interstices 12 have, for example, a width of the order of 30 mm.
  • the inner plate 10 has two series of grooves 14, 15, perpendicular to each other, so as to form a network of grooves.
  • Each of the series of grooves 14, 15 is parallel to two opposite sides of the secondary insulating panels 2.
  • the grooves 14, 15 are intended for the reception of corrugations 25, 26, protruding towards the outside of the tank, formed on metal sheets 24 of the secondary waterproofing membrane 4.
  • the inner plate 10 has three grooves 14 extending in the longitudinal direction of the secondary insulating panel 2 and nine grooves 15 extending in the transverse direction of the secondary insulating panel 2.
  • the inner plate 10 is equipped with metal plates 17, 18 for anchoring the edge of the corrugated metal sheets 24 of the secondary sealing membrane 4 on the secondary insulating panels 2.
  • the metal plates 17, 18 extend in two perpendicular directions which are each parallel to two opposite sides of the secondary insulating panels 2.
  • the metal plates 17, 18 are fixed to the inner plate 10 of the secondary insulating panel 2 by screws, rivets or staples, for example.
  • the metal plates 17, 18 are placed in recesses formed in the inner plate 10 so that the inner surface of the metal plates 17, 18 is flush with the inner surface of the inner plate 10.
  • the inner plate 10 has an inner surface which is substantially flat, out of any singular areas such as grooves 14, 15 or countersinks for accommodating the metal plates 17, 18,
  • the inner plate 10 is also equipped with threaded studs 19 protruding towards the inside of the tank, and intended to ensure the fixing of the thermal insulation barrier primary 5 on the secondary insulating panels 2 of the secondary thermal insulation barrier 1.
  • the metal studs 19 pass through orifices in the metal plates 17.
  • the secondary waterproofing membrane 4 comprises a plurality of corrugated metal sheets 24 each having a substantially rectangular shape.
  • the corrugated metal sheets 24 are arranged offset from the secondary insulating panels 2 of the secondary thermal insulation barrier 1 so that each of said corrugated metal sheets 24 extends jointly on four adjacent secondary insulating panels 2.
  • Each corrugated metal sheet 24 has a first series of parallel corrugations 25 extending in a first direction and a second series of parallel corrugations 26 extending in a second direction.
  • the directions of the series of corrugations 25, 26 are perpendicular.
  • Each of the series of corrugations 25, 26 is parallel to two opposite edges of the corrugated metal sheet 24.
  • the corrugations 25, 26 protrude towards the outside of the vessel, that is to say in the direction of the supporting structure 3.
  • the corrugated metal sheet 24 has between the corrugations 25, 26 a plurality of planar surfaces. At each crossing between two corrugations 25, 26, the metal sheet 24 comprises a node zone 27.
  • the undulations 25, 26 of the corrugated metal sheets 24 are housed in the grooves 14, 15 formed in the inner plate 10 of the secondary insulating panels 2.
  • the corrugated metal sheets 24 adjacent are welded together overlap.
  • the anchoring of the corrugated metal sheets 24 on the metal plates 17, 18 is achieved by pointing welds.
  • the corrugated metal sheets 24 are, for example, made of Invar®: that is to say an alloy of iron and nickel whose expansion coefficient is typically between 1, 2.10 e and 2.10 6 K -1 , or in an iron alloy with a high manganese content whose expansion coefficient is typically of the order of 7.10 6 K -1 .
  • the corrugated metal sheets 24 may also be made of stainless steel or aluminum.
  • the primary thermal insulation barrier 5 comprises a plurality of primary insulating panels 6 of substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the primary insulating panels 6 are here offset with respect to the secondary insulating panels 2 of the secondary thermal insulation barrier 1 so that each primary insulating panel 6 extends over four secondary insulating panels 2 of the secondary thermal insulation barrier 1.
  • the adjacent primary insulating panels 6 are spaced apart by a space 8 guaranteeing a However, this space 8 is reduced relative to the gap 12 between two adjacent secondary insulating panels 2 of the secondary thermal insulation barrier 1.
  • the space 8 between two panels primary insulators 6 of the primary thermal insulation barrier 5 is of the order of 4mm plus or minus 3mm.
  • the primary insulating panels 6 comprise a structure similar to the secondary insulating panels 2 of the secondary thermal insulation barrier 1, namely a sandwich structure consisting of a layer of insulating gasket such as a layer of insulating polymer foam 29 sandwiched between two rigid plates, internal 30 and outer 31, for example of plywood.
  • the inner plate 30 of a primary insulating panel 6 is equipped with metal plates 32, 33 for anchoring corrugated metal sheets 39 of the primary waterproofing membrane 7 in a similar manner to the metal plates 17, 18 for anchoring the corrugated metal sheets 24 of the secondary sealing membrane 4.
  • the inner and outer 30 and 31 plates are preferably flat, excluding any singular areas.
  • the primary waterproofing membrane 7 is obtained by assembling a plurality of corrugated metal sheets 39 similar to the corrugated metal sheets 24 of the secondary sealing membrane 4.
  • Each corrugated metal sheet 39 has two series of corrugations 40 perpendicular to each other .
  • the corrugations 40 of each of said series of corrugations 40 are parallel to a respective side of the corresponding corrugated metal sheet 39. In the embodiment illustrated in FIG. 1, the corrugations 40 project towards the inside of the tank.
  • the corrugated metal sheets 39 are, for example, made of stainless steel or aluminum.
  • the anchoring members of the thermally insulating barriers 1 and 5 and the sealing membranes 4 and 7, may be found in WO2016 / 046487, WO2013004943 or WO2014057221.
  • the undulations 25, 26 of the secondary sealing membrane 4 constitute a mesh of circulation channels.
  • Such channels develop continuously between the secondary waterproofing membrane 4 and the primary thermal insulation barrier 5 throughout the vessel wall.
  • Such channels thus promote convection movements, in particular on the walls of tanks having a significant vertical component such as transverse cell walls.
  • This mesh of continuous channels can generate thermosiphon phenomena in the primary thermal insulation barrier 5.
  • One aspect of the invention starts from the idea of preventing these convection movements in the walls of the tank.
  • FIG. 2 represents a partial perspective view of section II-II of FIG.
  • filling blocks 16 of insulating gasket are inserted into one, some, or all the nodes 27 of the secondary sealing membrane 4. These filling blocks 16 are arranged in the nodes 27 on an inner face of the corrugated metal sheets 24 in order to be arranged between the membrane of the 4 and the primary thermal insulation barrier 5. In FIG. 2, such a filling block 16 is disposed in each node 27 of the secondary sealing membrane 4.
  • Such a filling block 16 takes the form of a cross-shaped insulating block developing in the node 27 in which it is inserted and protruding in portions of the grooves 25, 26 forming said node 27.
  • a block filling member 16 has a section of complementary shape to the shapes of the node 27 and portions of the grooves 25, 26 wherein said filler block 16 is inserted.
  • the filling blocks 16 are inserted in the nodes 27 and the portions of the corrugations 25, 26 corresponding after the installation of the secondary sealing membrane 4 on the secondary thermal insulation barrier 1 and previously at the installation of the primary insulating panels 6 on the secondary waterproofing membrane 4.
  • the filling block 16 can be made of any material that allows a pressure drop in the channels formed by the corrugations 25, 26.
  • the filling blocks 16 can be made, for example, of foam, felt, wool or glass, wood or other.
  • the filling blocks 16 are formed in a flexible foam allowing its compression.
  • a flexible foam makes it possible to size the filling blocks 16 with dimensions slightly greater than the dimensions of the nodes 27 and portions of the corrugations 25, 26 in order to accommodate the filling blocks 16 in said nodes 27 and portions of the corrugations 25, 26 with a slight compression of said filler blocks 16 in order to fit more closely the shapes of the node 27.
  • the filler blocks 16 are preferably made of open cell foam.
  • open-cell foam makes it possible to limit the convection phenomenon by producing a pressure drop in the thermal movements within the channels formed by the corrugations 25, 26 while allowing the circulation of gas such as an inert gas within the primary thermal insulation barrier 5 as explained above for the padding 13.
  • the filling blocks 16 form plugs limiting the length of the channels formed by the corrugations 25, 26.
  • each undulation forms a plurality of discontinuous channels each formed by a section of said corrugation 25, 26 between two successive nodes 27 .
  • Such channels limited to the sections of the corrugations 25, 26 located between two adjacent nodes 27 do not allow the creation of significant convection phenomenon and, in particular, prevents the creation of a thermosiphon phenomenon.
  • filling blocks 16 are arranged in some nodes 27 only and not in all the nodes 27.
  • such filling blocks 16 are arranged in all the nodes 27 adjacent to the edges. of corrugated metal sheet 24 forming said nodes 27.
  • only one node out of two or three along a corrugation 25 and / or 26 is filled by a filling block 16.
  • Figure 3 is a schematic perspective view from below of a primary insulating panel 6 of the primary thermal insulation barrier 5 according to an alternative embodiment of the first embodiment of the invention. Identical elements or those fulfilling the same function as those described above have the same reference numerals.
  • the filling blocks 16 are formed by pads 20 arranged on an outer face of the outer plate 31 of the primary insulating panels 6, that is to say on the face external plates 31 opposite to the insulating polymer foam layer 29 of said panels 6.
  • pads 20 are made of any suitable material such as the materials mentioned above for producing the filling block 16 in the form of a cross. In FIG. 3, these pads take the form of an open cell flexible foam block of cylindrical shape.
  • pads 20 are fixed on the outer plate 31 by any suitable means, for example by gluing, stapling, double-sided tape or other. This step of fixing the studs 20 on the primary insulating panels 6 can thus advantageously be performed during the manufacture of said primary insulating panels 6, that is to say prior to the manufacture of the tank.
  • FIG. 3 schematically illustrates the corrugations 25, 26 forming a mesh 21 of undulations 25, 26 of the secondary sealing membrane 4 under the primary thermal insulation barrier 5.
  • the pads 20 are arranged on the outer plate 31 so as to be each located at a node 27 formed by the crossing of corrugations 25 and 26 of the secondary sealing membrane 4.
  • this variant of the first embodiment does not require step of installing the filling blocks in the nodes 27, the pads being directly inserted in said nodes 27 during the positioning of the primary insulating panels 6 in the tank.
  • Figure 3 illustrates four pads 20 each to be inserted into a respective node 27. However, similarly to the filler blocks 16 and as explained above, the number and arrangement of said pads 20 may be modified to fill all or only some of the nodes 27.
  • Figure 4 is a partial perspective view of section II-II of Figure 1 according to a second embodiment of the invention. . Identical elements or those fulfilling the same function as those described above have the same reference numerals.
  • This second embodiment differs from the first embodiment in that the sections of the corrugations 25, 26 located between two successive nodes 27 are also filled by a heat-insulating lining.
  • the tank comprises filling bars 22 housed in the sections of the corrugations 25, 26 located outside the nodes 27.
  • Such filling bars 22 may be made of materials such as those described above with respect to the filling blocks 16 in the form of a cross.
  • the bars of 22 are made of a material allowing the circulation of inert gas in the corrugations 25, 26 while generating a pressure drop in thermal circulation flows within the corrugations 25, 26 avoiding the creation of thermosyphons by convection in said corrugations 25, 26.
  • these filling bars 22 are dimensioned so as to preferably have a section of complementary shape to the sections of the corrugations 25, 26 to obstruct the channels formed by said corrugations 25, 26.
  • These filling bars 22 can also have other shapes, for example a circular shape so as to be compressed by the outer plate 31 of the primary insulating panel 6 disposed above to occupy a large portion of the section of the corrugation 25, 26 corresponding, by at least 80% of said corrugation 25, 26.
  • the filling bars 22 are made in the form of bars of 5 to 15 cm having a section corresponding to the complete section of the corrugation 25, 26 in which said bar is inserted.
  • This rod is advantageously made of extruded polystyrene density of 8 to 30 kg / m 3.
  • the bar has an over-height of 1 to 2/10 mm corresponding to a crushing of implementation and to a slight thermal contraction.
  • the bar also has a tooth 49 of its profile so that the pressure loss it generates under increasing flow speeds is important but the pressure drop at low speed is limited so as not to completely obstruct the flow of gas in the corrugations 25, 26.
  • FIG. 6 illustrates a sectional view of a corrugation 25 of the secondary sealing membrane 4 housed in a groove 14 of a secondary insulating panel 2 of the secondary thermally insulating barrier according to section III-III of FIG. an alternative embodiment of the second embodiment of the invention as described with reference to FIG. Identical elements or those fulfilling the same function as those described above have the same reference numerals. Furthermore, the description below with reference to FIG. 6 for a corrugation 25 housed in a groove 14 applies by analogy to one or more other grooves 14 and / or 15.
  • the groove 14 completely traverses the thickness of the inner plate 10 and opens out at the level of the insulating polymer foam layer 9.
  • the groove 14 is dimensioned so as to provide a set of positioning of the corrugation 25 housed in said groove 14 when the corresponding corrugated metal sheet 24 is installed on the secondary insulation panel 2 comprising said groove 14. This clearance must also allow the relative movements between the corrugation and the walls of the groove 14 generated by the differences in contractions and dilations.
  • the grooves 14, 15 form a mesh in the secondary thermal insulation barrier 1 also forming a mesh channels that may be at the origin of such a convection thermosyphon phenomenon.
  • the variant of the second embodiment differs from the variant described with reference to FIG. 4 in that it comprises, in addition to the filling blocks 16 in the nodes 27 and the filling bars 22 in the corrugations 25. , 26, a third filling block 23 disposed in the grooves 14, 15 of the inner plates 10 of the secondary insulating panels 2.
  • this third filling block 23 is positioned in the grooves 14 in order to generate a pressure drop in the cold circulation in the mesh formed by the grooves 14, 15.
  • This third filling block 23 is analogous the filling block 16 and the filling bar 22 and can be made of many materials.
  • this padding is made of flexible foam with open cells so as not to prevent the flow of inert gas and / or the detection of leaks in the barrier
  • This third filling block 23 is installed in the groove 14 prior to the installation of the corresponding corrugated metal sheet 24.
  • this third filling block 23 is compressible and is compressed by the corrugation 25 of the corrugated metal sheet 24 to ensure its good distribution throughout the groove 14.
  • this third filling block 23 highly deformable materials (Expanded Polystyrene very low density ( ⁇ 10kg / m A 3), melamine foam, soft polyurethane foam low density) which are crushed during the establishment of corrugated metal sheet 24
  • the third filler block is made in the form of modular elements, made of resin or low density rigid polyurethane foam for example, which are deposited in the groove 14 just before the installation of the metal sheet. corrugated 24 whose corrugation must be housed in said groove 14.
  • Figure 6 illustrates the use of the third filler block 23 at a corrugation 25 of the secondary metal sheet 24.
  • the third filling block 23 can be used in a similar way to fill formed channels by said grooves made in the inner plate 31 of the primary insulating panels 6
  • FIG. 7 represents a sectional view of a sealed and thermally insulating tank wall according to a third embodiment of the invention. Identical elements or those fulfilling the same function as those described above have the same reference numerals.
  • This third embodiment differs from the second embodiment in that the corrugations 25, 26 of the secondary sealing membrane 4 as well as the corrugations 40 of the primary waterproofing membrane 7 are reentrant corrugations, that is, that is, protruding into the tank.
  • the grooves 14, 15 housing the undulations 25, 26 of the secondary sealing membrane 4 are formed in the outer plates 30 of the primary insulating panels 6.
  • the filling block 16 and the filling bar 22 is arranged between the corrugated metal sheets 24 and the inner plates 10 of the secondary insulating panels 2.
  • the third filling block 23 is housed in the grooves 14, 15 formed in the outer plates 30 of the insulating panels 6 between said primary insulating panels 6 and the corrugations 25, 26 of the secondary sealing membrane 4.
  • the filling block 16 and the filler bar 22 can also be positioned under the corrugations 40 of the primary sealing membrane 7, between the said corrugations 40 and the inner plate 31 of the said insulating panels.
  • Primary 6 An insulating lining 51 can also be positioned in wells made at the corners of the primary insulating panels 6 for accommodating the anchoring members 19.
  • FIG. 8 is a partial perspective view of the sealed and thermally insulating tank in which the primary waterproof membrane is not illustrated according to a fourth embodiment of the invention. Identical elements or those fulfilling the same function as those described above have the same reference numerals.
  • the space 8 between two primary insulating panels 6 is illustrated by discontinuous lines 28.
  • the spaces 8 between the primary insulating panels 6 thus constitute a mesh forming circulation channels allowing by convection the flow of cold to the secondary waterproofing membrane 4 and the formation of thermosiphon which are detrimental to the insulation of the tank wall, in particular because the primary waterproofing membrane 7 in contact with the LNG contained in the tank is carried said primary insulating panels 6.
  • the invention according to the fourth embodiment provides the installation of anti-convection cover plates 34 arranged between the primary insulating panels 6 adjacent to the space 8 between said adjacent primary insulating panels.
  • anti-convection plates 34 may be made of many materials.
  • these anti-convection plates are made of non-porous or weakly porous continuous materials.
  • the anti-convection cover plates 34 are, for example, films made of paper, cardboard or else synthetic, plastic or other films.
  • Such anti-convection plates can be arranged at the right of all the spaces 8, as illustrated in FIG. 8, or of some of said spaces only 8. With reference to FIG. 9, the anti-convection cover plate 34 is developed along the primary insulating panels 6 at the space 8 between said primary insulating panels 6.
  • An inner edge of the inner plate 31 of said primary insulating panels 6 comprises a countersink 35 in which is housed a corresponding edge 36 of the anti-convection cover plate 34 so that the anti-convection cover plate 34 is flush with the inner face of said inner plate 31.
  • the anti-convection plate is made of waterproof material having a thickness of between 0.2 mm and 2 mm.
  • This waterproof material is, for example, a plastic material (PEI, PVC, etc.), cardboard or thick plasticized paper. , a fibreboard or other.
  • the anti-convection cover plate 34 has a width chosen so that the anti-convection plate rests in the countersink 35 on a minimum base, for example at least 10 mm, for any contraction of the inner plates 31 and said plate
  • the anti-convection cover plate 34 is dimensioned so that its edges 36 are accommodated in countersinks 35 including when the tank is full of LNG.
  • one of the edges 36 of the anti-convection plate may partially leave the countersink 35 to cover the inner plate 31 out of the counterbore
  • edges 36 of the anti-convection cover plate 34 are stapled or glued to one of the two primary insulating panels 6 in the counterbore 35.
  • the primary thermal insulation barrier 5 comprises a plurality of closure plates 38 making it possible to complete the bearing surface of the primary waterproofing membrane 7 at the level of wells enabling the bodies of anchors 19 of the primary thermally insulating barrier 5.
  • the anti-convection cover plates 34 can be interrupted at said closures plates 38.
  • the anti-convection cover plates 34 are joined to said closure plates 38 so as to limit the presence of passages between the primary waterproofing membrane 7 and the spaces 8.
  • anti-convection cover 34 and the closing plates 38 are flush with the inner plates 31 of the primary insulating panels 6 to form a continuous planar surface for the primary sealing membrane 7.
  • the anti-convection plates 34 at least partially cover the closing plates 38.
  • the ends of the anti-convection cover plates 34 are for example housed in countersinks (not shown) provided in the plates of closure 38 so that the closure plates 38 and the anti-convection plates 34 are flush with the inner plates 31 of the primary insulating panels 6.
  • the anti-convection plates 34 are continuous and completely cover the closure plates 38.
  • the anti-convection cover plates 34 are flush with the inner plates 31 of the primary insulating panels 6.
  • the anti-convection cover plates 34 are continuous and completely cover the closure plates 38.
  • the anti-convection cover plates 34 are flush with the inner plates 31 of the primary insulating panels 6, including when passing over closure plates 38.
  • the anti-convection plates 34 have an "L" shape, that is to say a same anti-convection cover plate 34 covers two contiguous edges of the inner plate 30 of the same primary insulating panel 6 and is therefore located in line with the spaces 8 formed by said primary insulating panel 6 and two adjacent primary insulating panels 6.
  • the inner plates 31 of the primary insulating panels 6 thus accommodate two anti-convection cover plates in such a way that, step by step, the spaces 8 are all obstructed.
  • the anti-convection cover plate 34 is folded up so that a central portion 41 of the anti-convection cover plate 34 connecting the two flanges 36 is housed in the space 8 separating the adjacent primary insulating panels 6.
  • the second edge of the cover plate 34 could be supported along the side face of the second primary insulating panel 6 without emerging from the space 8.
  • FIGS. 8 to 10 illustrate different variants of a fifth embodiment of the invention.
  • This fifth embodiment differs from the fourth embodiment illustrated in FIGS. 8 to 10 in that the anti-convection cover plate 34 is replaced by an anti-convection filler strip 37 housed in the space 8.
  • the identical elements or fulfilling the same function as those described above have the same reference numerals.
  • Such an anti-convection band is preferably compressible. This anti-convection band is inserted into the space 8 between the primary insulating panels 6 after the installation of said primary insulating panels 6 on the secondary waterproofing membrane 4. For this, the anti-convection band is compressed if necessary in its thickness to be inserted between the primary insulating panels 6, possibly in force.
  • the anti-convection filler band 37 can be made in many ways.
  • the anti-convection filler band 37 may be made of a porous material forcefully inserted into the space 8 so as to have a large prestressing enabling the modifications to be filled. 8.
  • Such an anti-convection filler strip 37 made of porous material is particularly suitable for spaces 8 of large dimensions, for example between 10 mm and 100 mm.
  • Such a porous material may for example be glass wool, ideally consisting of superimposed layers.
  • the space 8 between two primary insulating panels 6 may be relatively narrow, typically of the order of 4 mm plus or minus 3 mm. Such a reduced space can not be reliably filled by the insertion of an insulating lining in very thin thickness unlike the gaps 12 between the secondary insulating panels 2. Indeed, the roughness of the primary insulating panels 6 could degrade such insulating gasket in very thin thickness when inserted. This roughness is, inter alia, related to the presence of glass fibers in the insulating foam layer 29 of the primary insulating panels 6.
  • sheets of waterproof materials are incorporated between the glass wool layers, in order to divide the overall volume of the convective filler band 37 into distinct layers having only a modest thermal gradient and having sufficient strength to allow the insertion of the anti-convection filler band 37 without degradation in space 8.
  • FIG. 11 illustrates an embodiment of the anti-convection filler band 37.
  • the anti-convection filler band 37 has a multilayer structure comprising A compressible core 42.
  • the anti-convection filler strip 37 comprises two sheets 43 each having a flange 44 housed in a respective counterbore 35 of the primary insulating panels. 6. This flange 44 is stapled in the counterbore 35 thus allowing said flanges 44 to remain in the countersinks 35 including when changing the dimensions of the space 8 between the primary insulating panels 6, for example during contraction related to the LNG insertion in the tank.
  • Each sheet 43 develops in the space 8 between the primary insulating panels 6 along said primary insulating panels 6 from the counterbore 35 towards the secondary sealing membrane 4.
  • the two sheets 43 are connected by the compressible core 42 housed in the space 8 between the primary insulating panels 6.
  • the sheets 43 and the compressible core 42 are made of impervious material, for example a plastic material (PEI, PVC, etc.), cardboard, thick plasticized paper or the like. These sheets 43 and the compressible core 42 can thus be inserted along the primary insulating panels 6 without being degraded by the roughness of said panels 6, including in the case of a narrow space 8.
  • the compressible core 42 of the anti-convection filler band 37 can be made in many ways.
  • the compressible core 42 comprises a honeycomb structure consisting of a row of cells developing along each of the sheets 43 in the space 8 between the insulating panels. primary 6, each cell being fixed to said two sheets 43 in order to structurally bond said sheets 43.
  • Other examples of compressible cores 42 are illustrated with reference to FIGS. 13 and 14.
  • FIGS. 12 to 13 illustrate an alternative embodiment of the anti-convection filler band 37.
  • This variant is different in that the sheets 43 of the anti-convection filler band 37 do not comprise a flange 44 and that the insulating panels primary 6 do not include countersinks 35.
  • the anti-convection filler strip 37 is directly housed and develops in the space 8 between the primary insulating panels 6.
  • the compressible core 42 is formed of a plurality of tubes 46 spacing the two sheets 43 and developing in the space 8 along the primary insulating panels 6.
  • the compressible core 42 consists of a plurality of spacer 47 that develops between the two sheets 43 and delimits a plurality of cells of rectangular section 48 that develop in the space 8 along the primary insulating panels 6.
  • FIG. 15 illustrates an alternative embodiment of the anti-convection filler band 37.
  • This variant is different in that the anti-convection filler band 37 is not a multilayer structure but a simple corrugated sheet 45. corrugated sheet 45 separates the space 8 between the primary insulating panels 6 into a plurality of cells developing continuously along said panels 6.
  • the outline shape of the primary insulating panels 6 and secondary insulating panels 2 described above is generally rectangular, but other shapes of contour are possible, in particular hexagonal shapes to cover flat walls or contour shapes adapted, possibly irregular , to cover special areas of the tank.
  • a cutaway view of a LNG tank 70 shows a sealed and insulated tank 71 of generally prismatic shape mounted in the double hull 72 of the ship.
  • the wall of the tank 71 comprises a primary sealing membrane intended to be in contact with the LNG contained in the tank, a secondary sealing membrane arranged between the primary waterproofing membrane and the double hull 72 of the vessel, and two insulating barriers respectively arranged between the primary waterproofing membrane and the secondary waterproofing membrane and between the secondary waterproofing membrane and the double shell 72.
  • loading / unloading lines 73 arranged on the upper deck of the ship can be connected, by means of appropriate connectors, to a marine or port terminal to transfer a cargo of LNG from or to the tank 71.
  • FIG. 16 represents an example of a marine terminal comprising a loading and unloading station 75, an underwater pipe 76 and an onshore installation 77.
  • the loading and unloading station 75 is a fixed off-shore installation comprising an arm mobile 74 and a tower 78 which supports the movable arm 74.
  • the movable arm 74 carries a bundle of insulated flexible pipes 79 which can connect to the loading / unloading pipes 73.
  • the movable arm 74 can be adapted to all the jigs of LNG.
  • a connection pipe (not shown) extends inside the tower 78.
  • the loading and unloading station 75 enables the loading and unloading of the LNG tank 70 from or to the shore facility 77.
  • the underwater line 76 allows the transfer of the liquefied gas between the loading or unloading station 75 and the onshore installation 77 over a large distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the tanker vessel 70 at great distance from the coast during the loading and unloading operations.
  • pumps on board the ship 70 and / or pumps equipping the shore installation 77 and / or pumps equipping the loading and unloading station 75 are used.

Landscapes

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Abstract

Cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide, dans laquelle une paroi de cuve comporte une barrière d'isolation thermique secondaire, une membrane d'étanchéité secondaire, une barrière d'isolation thermique primaire et une membrane d'étanchéité primaire portée par la barrière d'isolation thermique primaire (5), dans laquelle les éléments isolants primaires (6) comportent des panneaux isolants parallélépipédiques disposés de manière à ménager des interstices (8) entre eux, la barrière d'isolation thermique primaire (5) comportant en outre une plaque de remplissage anti-convective (37) disposée dans l'interstice entre un premier panneau isolant parallélépipédique (6) et un deuxième panneau isolant parallélépipédique, la plaque de remplissage anti-convective (37) étant réalisée en matière continue mince et présentant une pluralité d'éléments de paroi allongés (42) s'étendant dans sensiblement toute la largeur de l'interstice pour délimiter des alvéoles s'étendant sensiblement perpendiculairement à la direction d'épaisseur.

Description

CUVE ETANCHE ET THERMIQUEMENT ISOLANTE COMPORTANT UNE PLAQUE DE REMPLISSAGE ANTI-CONVECTIVE
Domaine technique
L'invention se rapporte au domaine des cuves, étanches et thermiquement isolantes, à membranes, pour le stockage et/ou le transport de fluide, tel qu'un fluide cryogénique.
Des cuves étanches et thermiquement isolantes à membranes sont notamment employées pour le stockage de gaz naturel liquéfié (GNL), qui est stocké, à pression atmosphérique, à environ -162°C. Ces cuves peuvent être installées à terre ou sur un ouvrage flottant. Dans le cas d'un ouvrage flottant, la cuve peut être destinée au transport de gaz naturel liquéfié ou à recevoir du gaz naturel liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l'ouvrage flottant.
Arrière-plan technologique
Dans l'état de la technique, il est connu des cuves étanches et thermiquement isolantes pour le stockage de gaz naturel liquéfié, intégrées dans une structure porteuse, telle que la double coque d'un navire destiné au transport de gaz naturel liquéfié. Généralement, de telles cuves comportent une structure multicouche présentant successivement, dans le sens de l'épaisseur, depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une barrière d'isolation thermique secondaire retenue à la structure porteuse, une membrane d'étanchéité secondaire reposant contre la barrière d'isolation thermique secondaire, une barrière d'isolation thermique primaire reposant contre la membrane d'étanchéité secondaire et une membrane d'étanchéité primaire reposant contre la barrière d'isolation thermique primaire et destinée à être en contact avec le gaz naturel liquéfié contenu dans la cuve.
Le document WO2016/046487 décrit une barrière d'isolation thermique secondaire et une barrière d'isolation thermique primaire formées de panneaux isolants juxtaposés. Dans ce document WO2016/046487, la membrane d'étanchéité secondaire est constituée d'une pluralité de tôles métalliques comportant des ondulations faisant saillie vers l'extérieur de la cuve et permettant ainsi à la membrane d'étanchéité secondaire de se déformer sous l'effet des sollicitations thermiques et mécaniques générées par le fluide emmagasiné dans la cuve. Une face interne des panneaux isolants de la barrière d'isolation thermique secondaire présente des rainures recevant les ondulations des tôles métalliques ondulées de la membrane étanche secondaire. Ces ondulations et ces rainures forment un maillage de canaux se développant le long des parois de la cuve. Résumé
Une idée à la base de l'invention est de proposer une cuve étanche et thermiquement isolante à membrane d'étanchéité comportant des ondulations dans laquelle les phénomènes de convection sont réduits. En particulier, une idée à la base de l'invention est de fournir une cuve étanche et thermiquement isolante limitant la présence de canaux de circulation continus dans les barrières d'isolation thermique afin de limiter les phénomènes de convection naturelle dans lesdites barrières d'isolation thermique.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide, dans laquelle une paroi de cuve comporte, successivement dans une direction d'épaisseur, une barrière d'isolation thermique secondaire comportant une pluralité d'éléments isolants secondaires juxtaposés, les éléments isolants secondaires étant retenus contre une paroi porteuse, par exemple par des organes de retenue secondaires, une membrane d'étanchéité secondaire portée par les éléments isolants secondaires de la barrière d'isolation thermique secondaire, une barrière d'isolation thermique primaire comportant une pluralité d'éléments isolants primaires juxtaposés, les éléments isolants primaires étant retenus contre la membrane d'étanchéité secondaire, par exemple par des organes de retenue primaires, et une membrane d'étanchéité primaire portée par la barrière d'isolation thermique primaire et destinée à être en contact avec le fluide cryogénique contenu dans la cuve
Selon des modes de réalisation, une telle cuve peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, la membrane d'étanchéité secondaire est une membrane métallique ondulée comportant une série d'ondulations parallèles formant de canaux, notamment des canaux de grande longueur selon les dimensions de la cuve, et des portions planes situées entre lesdites ondulations, les éléments isolants primaires présentant une face externe, ladite face externe pouvant être plane, recouvrant les portions planes de la membrane d'étanchéité secondaire, les éléments isolants secondaires présentant une face interne, pouvant être plane, supportant les portions planes de la membrane d'étanchéité secondaire, des éléments de remplissage anti-convectifs étant disposés dans des ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire pour créer une perte de charge dans lesdits canaux.
Grâce à ces caractéristiques, il est possible de limiter les phénomènes de convection le long des ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire, en particulier dans les parois de cuve qui présentent une orientation verticale ou oblique dans le champ de gravité, dans lesquelles un gradient de température entre la partie haute et la partie basse de la paroi est susceptible de favoriser un tel phénomène.
Selon un mode de réalisation, les ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire font saillie vers l'extérieur de la cuve en direction de la structure porteuse.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage anti-convectifs disposés dans les ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire sont recouverts par la face externe des éléments isolants primaires.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage anti-convectifs disposés dans les ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire sont fixés à la face externe des éléments isolants primaires.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage anti-convectifs disposés dans les ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire sont fixés, par exemple collés, à la membrane d'étanchéité secondaire.
Selon un mode de réalisation, les éléments isolants secondaires présentent des rainures creusées dans la face interne pour recevoir des ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire, des éléments de remplissage anti-convectifs complémentaires étant disposés dans lesdites rainures entre la membrane d'étanchéité secondaire et les éléments isolants secondaires pour créer une perte de charge dans une portion restante desdites rainures située autour des ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire.
Selon un mode de réalisation, les ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire font saillie vers l'intérieur de la cuve.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage anti-convectifs disposés dans les ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire sont supportés par la face interne des éléments isolants secondaires.
Selon un mode de réalisation, les éléments isolants primaires présentent des rainures creusées dans la face externe pour recevoir des ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire, des éléments de remplissage anti-convectifs complémentaires étant disposés dans lesdites rainures entre la membrane d'étanchéité secondaire et les éléments isolants primaires pour créer une perte de charge dans une portion restante desdites rainures située autour des ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire. Selon un mode de réalisation, la membrane d'étanchéité primaire est une membrane métallique ondulée comportant une série d'ondulations parallèles formant de canaux, notamment des canaux de grande longueur selon les dimensions de la cuve, et des portions planes situées entre lesdites ondulations, les éléments isolants primaires présentant une face interne supportant les portions planes de la membrane d'étanchéité primaire.
Selon un mode de réalisation, les ondulations de la membrane d'étanchéité primaire font saillie vers l'extérieur de la cuve en direction de la structure porteuse.
Selon un mode de réalisation, les éléments isolants primaires présentent des rainures creusées dans la face interne pour recevoir des ondulations de la membrane d'étanchéité primaire, des éléments de remplissage anti-convectifs complémentaires étant disposés dans lesdites rainures entre la membrane d'étanchéité primaire et les éléments isolants primaires pour créer une perte de charge dans une portion restante desdites rainures située autour des ondulations de la membrane d'étanchéité primaire.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage anti-convectifs comportent une pièce de remplissage allongée disposée dans une ondulation de la membrane d'étanchéité secondaire, et/ou de la membrane d'étanchéité primaire, la pièce de remplissage allongée présentant une forme de section qui remplit au moins 80% la section de l'ondulation dans l'état assemblé de la cuve, et par exemple toute la section de l'ondulation. La pièce de remplissage allongée peut présenter de nombreuses formes de section. Par exemples, la pièce de remplissage allongée peut présenter une forme de section complémentaire de la forme de section de l'ondulation ou encore une forme de section circulaire, elliptique ou autre. vj io un rnoue u6 réalisatio , ι3 pièce de remplissage disposée d ans une
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comporte des rainures parallèles orientées transversalement à la longueur de la pièce de remplissage et distribuées le long de la longueur de la pièce de remplissage.
Selon un mode de réalisation, la membrane d'étanchéité secondaire, et/ou la membrane d'étanchéité primaire, comporte une première série d'ondulations parallèles et une deuxième série d'ondulations parallèles qui est transverse à la première série d'ondulations et qui coupe la première série d'ondulations au niveau de zones de nœud, les éléments de remplissage anti-convectifs comportant des pièces de nœud disposées dans des zones de nœud de la membrane d'étanchéité secondaire, et/ou la membrane d'étanchéité primaire. Selon un mode de réalisation, un élément de remplissage anti-convectif ou un élément de remplissage anti-convectif complémentaire est réalisé en polystyrène expansé ou en mousse polymère ou en laine de verre.
Selon un mode de réalisation, un élément de remplissage anti-convectif ou un élément de remplissage anti-convectif complémentaire est réalisé en matière synthétique souple ou en matière synthétique moulée.
Selon un mode de réalisation, les éléments isolants primaires comportent des panneaux isolants parallélépipédiques disposés de manière à ménager des interstices entre eux,
la barrière d'isolation thermique primaire comportant en outre une bande de couverture anti- convective réalisée en matière continue, de préférence mince, et disposée le long d'un bord d'un premier panneau isolant parallélépipédique de manière à sensiblement obturer l'interstice entre ledit premier panneau isolant parallélépipédique et un deuxième panneau isolant parallélépipédique, le deuxième panneau isolant parallélépipédique étant adjacent au premier panneau isolant parallélépipédique, la bande de couverture anti-convective comportant une première portion de bordure disposée sur la face interne du premier panneau isolant parallélépipédique.
Grâce à ces caractéristiques, il est possible de limiter les phénomènes de convection dans les interstices entre panneaux isolants parallélépipédiques, en particulier dans la direction d'épaisseur de la paroi de cuve. En particulier la pose d'une telle bande de couverture anti-convective peut être réalisée sans grande difficulté même si l'interstice est étroit.
La première portion de bordure de la bande de couverture anti-convective peut être fixée sur le premier panneau isolant parallélépipédique ou sous la membrane primaire, notamment collée ou agrafée sur la face interne du premier panneau isolant parallélépipédique. La bordure opposée de la bande de couverture anti-convective est de préférence laissée libre.
Selon un mode de réalisation, la face interne du premier panneau isolant parallélépipédique comporte un lamage le long de l'interstice pour accueillir la première portion de bordure de la bande de couverture anti-convective.
Grâce à ces caractéristiques, il est possible de loger et fixer la bande de couverture anti-convective sans affecter la planéité de la face interne du panneau isolant parallélépipédique qui supporte la membrane d'étanchéité. Selon un mode de réalisation, la bande de couverture anti-convective enjambe l'interstice entre le premier panneau isolant paralléiépipédique et le deuxième panneau isolant paralléiépipédique, la bande de couverture anti-convective présentant une deuxième portion de bordure opposée à la première portion de bordure et disposée sur la face interne du deuxième panneau isolant paralléiépipédique.
Selon un mode de réalisation, la face interne du deuxième panneau isolant paralléiépipédique comporte un lamage le long de l'interstice pour accueillir la deuxième portion de bordure de la bande de couverture anti-convective.
Selon un mode de réalisation, la première et/ou la deuxième portion de bordure présente une largeur supérieure à 10mm.
Selon un mode de réalisation, la bande de couverture anti-convective comporte une portion repliée qui est engagée dans l'interstice entre le premier panneau isolant paralléiépipédique et le deuxième panneau isolant paralléiépipédique, la portion repliée comportant un premier pan s'étendant vers l'extérieur dans la direction d'épaisseur de la paroi de cuve depuis la première portion de bordure et un deuxième pan s'étendant vers l'intérieur dans la direction d'épaisseur de la paroi de cuve depuis le premier pan. Dans ce cas, la bande de couverture anti-convective est préférentiellement réalisée en matière souple.
Selon un mode de réalisation, la portion repliée prend appui contre une face latérale du deuxième panneau isolant paralléiépipédique bordant l'interstice. Dans ce cas, il n'est pas indispensable que la bande de couverture dépasse sur la face interne du deuxième panneau isolant.
Selon un mode de réalisation, la bande de couverture anti-convective présente une longueur supérieure à la longueur dudit bord du premier panneau isolant paralléiépipédique de manière à dépasser au moins sur un troisième panneau isolant paralléiépipédique, le troisième panneau isolant paralléiépipédique étant adjacent au premier panneau isolant paralléiépipédique.
Selon un mode de réalisation, le premier panneau isolant paralléiépipédique porte en outre une deuxième bande de couverture anti-convective réalisée en matière continue mince et disposée le long d'un bord du premier panneau isolant paralléiépipédique tourné vers le troisième panneau isolant paralléiépipédique, de manière à sensiblement obturer l'interstice entre ledit premier panneau isolant paralléiépipédique et le troisième panneau isolant paralléiépipédique, la deuxième bande de couverture anti-convective comportant une première portion de bordure posée ou fixée sur la face interne du premier panneau isolant parallélépipédique.
Selon un mode de réalisation, les première et deuxième bandes de couverture anti- convectives sont constituées par une seule pièce de matière continue mince découpée en forme de L.
La bande de couverture anti-convective peut être réalisée dans des matériaux souples ou rigides, par exemple avec une épaisseur inférieure à 2 mm, voire inférieure ou égale à 1 mm. Selon un mode de réalisation, la bande de couverture anti-convective est réalisée dans un matériau choisi parmi le papier, le carton, les films polymères et les matériaux composites à base de résine polymère et de fibres.
Selon un mode de réalisation, l'interstice entre le premier panneau isolant parallélépipédique et le deuxième panneau isolant parallélépipédique présente une largeur inférieure à 10 mm.
Selon un mode de réalisation, les éléments isolants primaires comportent des panneaux isolants parallélépipédiques disposés de manière à ménager des interstices entre eux,
la barrière d'isolation thermique primaire comportant en outre une plaque de remplissage anti- convective disposée dans l'interstice entre un premier panneau isolant parallélépipédique et un deuxième panneau isolant parallélépipédique, le deuxième panneau isolant parallélépipédique étant adjacent au premier panneau isolant parallélépipédique, la plaque de remplissage anti-convective étant réalisée en matière continue mince et présentant une pluralité d'éléments de paroi allongés s'étendant dans sensiblement toute la largeur de l'interstice pour délimiter des alvéoles s'étendant sensiblement perpendiculairement à la direction d'épaisseur.
Grâce à une telle plaque de remplissage, il est possible de limiter les phénomènes de convection dans les interstices entre panneaux isolants parallélépipédiques, en particulier dans la direction d'épaisseur de la paroi de cuve. De préférence, la plaque de remplissage est réalisée en matière relativement flexible, telle que papier, carton, feuille plastique, notamment polyétherimide ou encore polyamide imide pour que les alvéoles puissent facilement s'écraser et ainsi s'adapter à la largeur de l'interstice. La longueur d'une telle plaque de remplissage peut être plus grande, plus petite ou sensiblement égale à la longueur des bords des panneaux isolants parallélépipédiques entre lesquels l'interstice est formé.
Une telle plaque de remplissage peut être notamment être interrompue ou découpée à l'emplacement des organes de retenue primaires, du moins lorsque les organes de retenue primaires sont aussi disposés dans les interstices.
Selon un mode de réalisation, les éléments de paroi allongés sont formés de portions successives d'une feuille de matière ondulée présentant des ondulations parallèles alternées s'étendant sensiblement perpendiculairement à la direction d'épaisseur.
Selon un mode de réalisation, la plaque de remplissage présente une structure sandwich comportant deux feuilles continues parallèles espacées par lesdits éléments de paroi allongés, lesdites deux feuilles continues parallèles étant agencées contre deux faces latérales du premier et du deuxième panneau isolant parallélépipédique délimitant l'interstice. Dans une telle structure sandwich, la largeur des alvéoles est en fait égale à la largeur de l'interstice diminuée de l'épaisseur des deux feuilles continues parallèles.
Selon un mode de réalisation, les éléments de paroi allongés sont formés d'éléments cylindriques s'étendant sensiblement perpendiculairement à la direction d'épaisseur et fixés entre les deux feuilles continues parallèles. La forme de section de tels d'éléments cylindriques peut être quelconque, par exemple hexagonale, circulaire ou autre.
Selon un mode de réalisation, au moins l'une des deux feuilles continues parallèles espacées par lesdits éléments de paroi allongés comporte une portion de bordure supérieure repliée et fixée sur la face interne d'au moins l'un des deux panneaux isolant parallélépipédiques entre lesquels l'interstice est formé.
Selon un mode de réalisation, la face interne du premier et/ ou du deuxième panneau isolant parallélépipédique comporte un lamage le long de l'interstice pour accueillir ladite portion de bordure supérieure de la feuille continue.
Grâce à ces caractéristiques, il est possible de loger et fixer la portion de bordure supérieure de la feuille continue sans affecter la planéité de la face interne du panneau isolant parallélépipédique qui supporte la membrane d'étanchéité. Selon un mode de réalisation, l'interstice entre le premier panneau isolant parallélépipédique et le deuxième panneau isolant parallélépipédique présente une largeur inférieure à 10 mm.
Une telle cuve peut faire partie d'une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres.
Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d'un produit liquide froid comporte une double coque et une cuve précitée disposée dans la double coque.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d'un tel navire, 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.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un système de transfert pour un fluide, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque 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.
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 figure 1 est une vue en perspective, écorchée, d'une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide ;
• La figure 2 est une vue partielle en perspective de la section ll-ll de la figure 1 illustrant un premier mode de réalisation de l'invention ; • La figure 3 est une vue en perspective schématique de dessous d'un panneau isolant de la barrière d'isolation thermique primaire selon une variante de réalisation du premier mode de réalisation de l'invention ;
• La figure 4 est une vue partielle en perspective de la section ll-ll de la figure 1 illustrant un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
• La figure 5 est une vue en perspective schématique d'un exemple de barreau de remplissage ;
• La figure 6 est une vue en coupe illustrant le deuxième mode de réalisation de l'invention selon la coupe lll-lll de la figure 1 ; « La figure 7 représente une vue en coupe d'une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
• La figure 8 est une vue partielle en perspective schématique d'une cuve étanche et thermiquement isolante selon un quatrième mode de réalisation dans laquelle la membrane étanche primaire n'est pas illustrée ;
« La figure 9 est une vue en coupe partielle d'un interstice entre deux panneaux isolants de la barrière thermiquement isolante primaire de la figure 7 ;
• La figure 10 est une vue en coupe partielle d'un interstice entre deux panneaux isolants de la barrière thermiquement isolante primaire selon une variante de réalisation de la figure
9 ;
· Les figures 11 à 15 sont des vues en coupe partielle d'un interstice entre deux panneaux isolants de la barrière thermiquement isolante primaire selon un cinquième mode de réalisation ;
• La figure 16 est une représentation schématique écorchée d'une cuve de navire méthanier et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve ;
· La figure 17 est une représentation schématique des plaques internes de trois panneaux isolants primaires adjacents sur lesquels repose une plaque anti-convection en forme de L selon une variante de réalisation du quatrième mode de réalisation de l'invention. ;
Description détaillée de modes de réalisation Par convention, les termes «externe » et « interne » sont utilisés pour définir la position relative d'un élément par rapport à un autre, par référence à l'intérieur et à l'extérieur de la cuve.
Sur la figure 1 , on a représenté la structure multicouche d'une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide.
Une telle paroi de cuve comporte, depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une barrière d'isolation thermique secondaire 1 comportant des panneaux isolants secondaires 2 juxtaposés et ancrés à une structure porteuse 3 par des organes de retenue secondaires (non représentés), par exemple des goujons soudés à la structure porteuse 3, une membrane d'étanchéité secondaire 4 portée par les panneaux isolants secondaires 2 de la barrière d'isolation thermique secondaire 1 , une barrière d'isolation thermique primaire 5 comportant des panneaux isolants primaires 6 juxtaposés et ancrés aux panneaux isolants secondaires 2 de la barrière d'isolation thermique secondaire 1 par des organes de retenue primaires 19 et une membrane d'étanchéité primaire 7, portée par les panneaux isolants primaires 6 de la barrière d'isolation thermique primaire 5 et destinée à être en contact avec le fluide cryogénique contenu dans la cuve.
La structure porteuse 3 peut notamment être une tôle métallique autoporteuse ou, plus généralement, tout type de cloison rigide présentant des propriétés mécaniques appropriées. La structure porteuse 3 peut notamment être formée par la coque ou la double coque d'un navire. La structure porteuse 3 comporte une pluralité de parois définissant la forme générale de la cuve, habituellement une forme polyédrique.
Les panneaux isolants secondaires 2 présentent sensiblement une forme de parallélépipède rectangle. Les panneaux isolants secondaires 2 comportent chacun une couche de garniture isolante 9, par exemple une mousse polymère isolante 9, prise en sandwich entre une plaque rigide interne 10 et une plaque rigide externe 1 1. Les plaques rigides, interne 10 et externe 1 1 , sont, par exemple, des plaques de bois contreplaqué collées sur ladite couche de mousse polymère isolante 9. La mousse polymère isolante peut notamment être une mousse à base de polyuréthanne. La mousse polymère est avantageusement renforcée par des fibres de verre contribuant à réduire sa contraction thermique.
Les panneaux isolants secondaires 2 sont juxtaposés selon des rangées parallèles et séparés les uns des autres par des interstices 12 garantissant un jeu fonctionnel de montage. Les interstices 12 sont comblés avec une garniture calorifuge 13, représentée sur les figures 1 et 7, telle que de la laine de verre, de la laine de roche ou de la mousse synthétique souple à cellules ouvertes par exemple. La garniture calorifuge 13 est avantageusement réalisée dans un matériau poreux de sorte à permettre une circulation de gaz dans les interstices 12 entre les panneaux isolants secondaires 2, par exemple une circulation de gaz inerte, tel que de l'azote, au sein de la barrière d'isolation thermique secondaire 1 de sorte à la maintenir sous atmosphère inerte et ainsi éviter que du gaz combustible se trouve dans une plage de concentration explosive et/ou afin de placer la barrière d'isolation thermique secondaire 1 en dépression afin d'augmenter son pouvoir isolant. Cette circulation de gaz est aussi importante pour faciliter la détection des éventuelles fuites de gaz combustible. Les interstices 12 présentent par exemple, une largeur de l'ordre de 30 mm.
La plaque interne 10 présente deux séries de rainures 14, 15, perpendiculaires l'une à l'autre, de sorte à former un réseau de rainures. Chacune des séries de rainures 14, 15 est parallèle à deux côtés opposés des panneaux isolants secondaires 2. Les rainures 14, 15 sont destinées à la réception d'ondulations 25, 26, faisant saillie vers l'extérieur de la cuve, formées sur des tôles métalliques 24 de la membrane d'étanchéité secondaire 4. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1 , la plaque interne 10 comporte trois rainures 14 s'étendant selon la direction longitudinale du panneau isolant secondaire 2 et neuf rainures 15 s'étendant selon la direction transversale du panneau isolant secondaire 2.
Par ailleurs, la plaque interne 10 est équipée de platines métalliques 17, 18 pour l'ancrage du bord des tôles métalliques ondulées 24 de la membrane d'étanchéité secondaire 4 sur les panneaux isolants secondaires 2. Les platines métalliques 17, 18 s'étendent selon deux directions perpendiculaires qui sont chacune parallèles à deux côtés opposés des panneaux isolants secondaires 2. Les platines métalliques 17, 18 sont fixées sur la plaque interne 10 du panneau isolant secondaire 2, par des vis, des rivets ou des agrafes, par exemple. Les platines métalliques 17, 18 sont mises en place dans des évidements ménagés dans la plaque interne 10 de telle sorte que la surface interne des platines métalliques 17, 18 affleure la surface interne de la plaque interne 10. La plaque interne 10 présente une surface interne qui est sensiblement plane, hors des éventuelles zones singulières telles que les rainures 14, 15 ou les lamages permettant de loger les platines métalliques 17, 18,
La plaque interne 10 est également équipée de goujons filetés 19 faisant saillie vers l'intérieur de la cuve, et destinés à assurer la fixation de la barrière d'isolation thermique primaire 5 sur les panneaux isolants secondaires 2 de la barrière d'isolation thermique secondaire 1. Les goujons métalliques 19 passent au travers d'orifices ménagés dans les platines métalliques 17.
La membrane d'étanchéité secondaire 4 comporte une pluralité de tôles métalliques ondulées 24 ayant chacune une forme sensiblement rectangulaire. Les tôles métalliques ondulées 24 sont disposées de manière décalée par rapport aux panneaux isolants secondaires 2 de la barrière d'isolation thermique secondaire 1 de telle sorte que chacune desdites tôles métalliques ondulées 24 s'étende conjointement sur quatre panneaux isolants secondaires 2 adjacents.
Chaque tôle métallique ondulée 24 présente une première série d'ondulations 25 parallèles s'étendant selon une première direction et une seconde série d'ondulations 26 parallèles s'étendant selon une seconde direction. Les directions des séries d'ondulations 25, 26 sont perpendiculaires. Chacune des séries d'ondulations 25, 26 est parallèle à deux bords opposés de la tôle métallique ondulée 24. Les ondulations 25, 26 font saillie vers l'extérieur de la cuve, c'est-à-dire en direction de la structure porteuse 3. La tôle métallique ondulée 24 comporte entre les ondulations 25, 26 une pluralité de surfaces planes. Au niveau de chaque croisement entre deux ondulations 25, 26 la tôle métallique 24 comporte une zone de nœud 27.
Les ondulations 25, 26 des tôles métalliques ondulées 24 sont logées dans les rainures 14, 15 ménagées dans la plaque interne 10 des panneaux isolants secondaires 2. Les tôles métalliques ondulées 24 adjacentes sont soudées entre elles à recouvrement. L'ancrage des tôles métalliques ondulées 24 sur les platines métalliques 17, 18 est réalisé par des soudures de pointage.
Les tôles métalliques ondulées 24 sont, par exemple, réalisées en Invar® : c'est-à- dire un alliage de fer et de nickel dont le coefficient de dilatation est typiquement compris entre 1 ,2.10 e et 2.10 6 K"1 , ou dans un alliage de fer à forte teneur en manganèse dont le coefficient de dilatation est typiquement de l'ordre de 7.106 K"1. De manière alternative, les tôles métalliques ondulées 24 peuvent également être réalisées en acier inoxydable ou en aluminium.
La barrière d'isolation thermique primaire 5 comporte une pluralité de panneaux isolants primaires 6 de forme sensiblement parallélépipédique rectangle. Les panneaux isolants primaires 6 sont ici décalés par rapport aux panneaux isolants secondaires 2 de la barrière d'isolation thermique secondaire 1 de telle sorte que chaque panneau isolant primaire 6 s'étende sur quatre panneaux isolants secondaires 2 de la barrière d'isolation thermique secondaire 1. Les panneaux isolants primaires 6 adjacents sont espacés d'un espace 8 garantissant un jeu fonctionnel de montage desdits panneaux isolants primaires 6. Cependant, cet espace 8 est réduit par rapport à l'interstice 12 entre deux panneaux isolants secondaires 2 adjacents de la barrière d'isolation thermique secondaire 1. Ainsi, l'espace 8 séparant deux panneaux isolants primaires 6 de la barrière d'isolation thermique primaire 5 est de l'ordre de 4mm plus ou moins 3mm.
Les panneaux isolants primaires 6 comportent une structure analogue aux panneaux isolants secondaires 2 de la barrière d'isolation thermique secondaire 1 , à savoir une structure sandwich constituée d'une couche de garniture isolante telle qu'une couche de mousse polymère isolante 29 prise en sandwich entre deux plaques rigides, interne 30 et externe 31 , par exemple en bois contreplaqué. La plaque interne 30 d'un panneau isolant primaire 6 est équipée de platines métalliques 32, 33 pour l'ancrage de tôles métalliques ondulées 39 de la membrane d'étanchéité primaire 7 de façon analogue aux platines métalliques 17, 18 permettant l'ancrage des tôles métalliques ondulées 24 de la membrane d'étanchéité secondaire 4. De même, les plaques interne 30 et externe 31 sont de préférence planes, hors des éventuelles zones singulières,.
La membrane d'étanchéité primaire 7 est obtenue par assemblage d'une pluralité de tôles métalliques ondulées 39 analogues aux tôles métalliques ondulées 24 de la membrane d'étanchéité secondaire 4. Chaque tôle métallique ondulée 39 comporte deux séries d'ondulations 40 perpendiculaires entre elles. Les ondulations 40 de chacune desdites séries d'ondulations 40 sont parallèles à un coté respectif de la tôle métallique ondulée 39 correspondante. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1 , les ondulations 40 font saillie vers l'intérieur de la cuve. Les tôles métalliques ondulées 39 sont, par exemple, réalisées en acier inoxydable ou en aluminium.
D'autres détails et d'autres modes de réalisation, notamment sur les barrières d'isolations thermiques secondaire 1 et primaire 5, les organes d'ancrage des barrières thermiquement isolantes 1 et 5 et les membranes d'étanchéité 4 et 7, peuvent être trouvés dans le document WO2016/046487, le document WO2013004943 ou encore le document WO2014057221. Dans une telle cuve, les ondulations 25, 26 de la membrane d'étanchéité secondaire 4 constituent un maillage de canaux de circulation. De tels canaux se développent de façon continue entre la membrane d'étanchéité secondaire 4 et la barrière d'isolation thermique primaire 5 dans toute la paroi de cuve. De tels canaux favorisent ainsi les mouvements de convection, en particulier sur les parois de cuves ayant une composante verticale importante telles que les parois de cuve transversales. Ce maillage de canaux continus peut générer des phénomènes de thermosiphon dans la barrière d'isolation thermique primaire 5. Un aspect de l'invention part de l'idée d'empêcher ces mouvements de convection dans les parois de la cuve.
La figure 2 représente une vue partielle en perspective de la section ll-ll de la figure
1 au niveau d'un croisement entre des ondulations 25, 26 de la membrane d'étanchéité secondaire 4 selon un premier mode de réalisation de l'invention. . Les éléments identiques ou remplissant la même fonction que ceux décrits ci-dessus présentent les même chiffres de référence.
Sur cette figure 2, seules deux ondulations 25 de la première série d'ondulations 25 et deux ondulations 26 de la deuxième série d'ondulations 26 sont illustrées, ces ondulations 25, 26 formant à leurs intersections des nœuds 27 de la membrane d'étanchéité secondaire 4. La description ci-dessous pour ces ondulations 25, 26 et nœuds 27 s'applique par analogie à toutes les ondulations 25, 26 et à tous les nœuds 27 de la membrane étanche secondaire 4.
Un aspect de l'invention part de l'idée de limiter la longueur des canaux formés par les ondulations 25, 26 de la membrane étanche secondaire 4. Selon le premier mode de réalisation de l'invention, des blocs de remplissage 16 de garniture isolante sont insérés dans un, certains, ou tous les nœuds 27 de la membrane d'étanchéité secondaire 4. Ces blocs de remplissage 16 sont disposés dans les nœuds 27 sur une face interne des tôles métalliques ondulées 24 afin d'être agencées entre la membrane d'étanchéité secondaire 4 et la barrière d'isolation thermique primaire 5. Sur la figure 2, un tel bloc de remplissage 16 est disposé dans chaque nœud 27 de la membrane d'étanchéité secondaire 4.
Un tel bloc de remplissage 16 prend la forme d'un bloc isolant en forme de croix se développant dans le nœud 27 dans lequel il est inséré et débordant dans des portions des rainures 25, 26 formant ledit nœud 27. En outre, un tel bloc de remplissage 16 présente une section de forme complémentaire aux formes du nœud 27 et des portions des rainures 25, 26 dans lesquelles ledit bloc de remplissage 16 est inséré. Dans ce premier mode de réalisation, les blocs de remplissage 16 sont insérés dans les nœuds 27 et les portions des ondulations 25, 26 correspondantes après l'installation de la membrane d'étanchéité secondaire 4 sur la barrière d'isolation thermique secondaire 1 et préalablement à l'installation des panneaux isolants primaires 6 sur la membrane d'étanchéité secondaire 4.
Le bloc de remplissage 16 peut être réalisé en tout matériau permettant une perte de charge dans les canaux formés par les ondulations 25, 26. Ainsi, les blocs de remplissage 16 peuvent être réalisés, par exemples, en mousse, en feutre, en laine de verre, en bois ou autres.
De préférence, les blocs de remplissage 16 sont formés dans une mousse souple permettant sa compression. Une telle mousse souple permet de dimensionner les blocs de remplissage 16 avec des dimensions légèrement supérieures aux dimensions des nœuds 27 et des portions des ondulations 25, 26 afin de loger les blocs de remplissage 16 dans lesdits nœuds 27 et portions des ondulations 25, 26 avec une légère compression desdits blocs de remplissage 16 afin d'épouser au plus près les formes du nœud 27.
En outre, les blocs de remplissage 16 sont de préférence réalisés dans une mousse à cellule ouverte. Une telle mousse à cellule ouverte permet de limiter le phénomène de convection en produisant une perte de charge dans les mouvements thermiques au sein des canaux formés par les ondulations 25, 26 tout en permettant la circulation de gaz tel qu'un gaz inerte au sein de la barrière d'isolation thermique primaire 5 comme expliqué ci-dessus pour le rembourrage 13.
Ainsi, les blocs de remplissage 16 forment des bouchons limitant la longueur des canaux formés par les ondulations 25, 26. Typiquement, chaque ondulation forme une pluralité de canaux discontinus formés chacun par une section de ladite ondulation 25, 26 comprise entre deux nœuds 27 successifs. De tels canaux limités aux sections des ondulations 25, 26 situées entre deux nœuds 27 adjacents ne permettent pas la création de phénomène de convection important et, en particulier, empêche la création d'un phénomène de thermosiphon.
Dans des modes de réalisation non représentés, des blocs de remplissage 16 sont agencés dans certains nœuds 27 seulement et non pas dans tous les nœuds 27. Ainsi, par exemple, de tels blocs de remplissage 16 sont disposés dans tous les nœuds 27 adjacents aux bords de la tôle métallique ondulée 24 formant lesdits nœuds 27. Dans un autre exemple, seuls un nœud 27 sur deux ou sur trois le long d'une ondulation 25 et/ou 26 est comblée par un bloc de remplissage 16. La figure 3 est une vue en perspective schématique de dessous d'un panneau isolant primaire 6 de la barrière d'isolation thermique primaire 5 selon une variante de réalisation du premier mode de réalisation de l'invention. Les éléments identiques ou remplissant la même fonction que ceux décrits ci-dessus présentent les même chiffres de référence.
Dans cette variante du premier mode de réalisation de l'invention, les blocs de remplissage 16 sont formés par des plots 20 agencés sur une face externe de la plaque externe 31 des panneaux isolants primaire 6, c'est-à-dire sur la face des plaques externes 31 opposée à la couche de mousse polymère isolante 29 desdits panneaux 6. De tels plots 20 sont réalisés en toute matière adaptée telles que les matières citées ci-dessus pour la réalisation du bloc de remplissage 16 en forme de croix. Sur la figure 3, ces plots prennent la forme d'un bloc de mousse souple à cellule ouverte de forme cylindrique. De tels plots 20 sont fixés sur la plaque externe 31 par tout moyen adapté, par exemple par collage, agrafage, scotch double face ou autre. Cette étape de fixation des plots 20 sur les panneaux isolants primaire 6 peut ainsi avantageusement être réalisée lors de la fabrication desdits panneaux isolants primaire 6, c'est-à-dire préalablement à la fabrication de la cuve.
Les plots 20 sont agencés sur la plaque externe 31 de manière à être insérés dans les nœuds 27 lorsque les panneaux isolants primaire 6 sont positionnés sur la membrane d'étanchéité secondaire 4. Ainsi, la figure 3 illustre de manière schématique les ondulations 25, 26 formant un maillage 21 d'ondulations 25, 26 de la membrane d'étanchéité secondaire 4 sous la barrière d'isolation thermique primaire 5. Comme illustré sur la figure 3, les plots 20 sont agencés sur la plaque externe 31 de manière à être chacun situés au niveau d'un nœud 27 formé par le croisement d'ondulations 25 et 26 de la membrane d'étanchéité secondaire 4.
Ainsi, contrairement aux blocs de remplissage 16 sous forme de croix insérés dans les nœuds 27 préalablement à l'installation des panneaux isolants primaire 6 comme décrit ci- dessus en regard de la figure 2, cette variante du premier mode de réalisation ne nécessite pas d'étape d'installation des blocs de remplissage dans les nœuds 27, les plots étant directement insérés dans lesdits nœuds 27 lors du positionnement des panneaux isolants primaire 6 dans la cuve.
La figure 3 illustre quatre plots 20 devant chacun être insérés dans un nœud 27 respectif. Cependant, de façon analogue aux blocs de remplissage 16 et tel qu'expliqué ci- dessus, le nombre et l'agencement desdits plots 20 peut être modifié pour combler tous ou certains seulement des nœuds 27. La figure 4 est une vue partielle en perspective de la section ll-ll de la figure 1 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. . Les éléments identiques ou remplissant la même fonction que ceux décrits ci-dessus présentent les même chiffres de référence.
Ce deuxième mode de réalisation se différencie du premier mode de réalisation en ce que les sections des ondulations 25, 26 situées entre deux nœuds 27 successifs sont également comblées par une garniture calorifuge. Ainsi, en plus des blocs de remplissage 16 en forme de croix logés dans les nœuds 27, la cuve comporte des barreaux de remplissage 22 logés dans les sections des ondulations 25, 26 situées hors des nœuds 27. De tels barreaux de remplissage 22 peuvent être réalisés en matériaux tels que ceux décrits ci-dessus en regard des blocs de remplissage 16 en forme de croix. Avantageusement, les barreaux de 22 sont fabriqués dans un matériau permettant la circulation de gaz inerte dans les ondulations 25, 26 tout en générant une perte de charge dans des flux de circulation thermique au sein des ondulations 25, 26 évitant la création de thermosiphons par convection dans lesdites ondulations 25, 26.
De même, ces barreaux de remplissage 22 sont dimensionnés de manière à présenter de préférence une section de forme complémentaire aux sections des ondulations 25, 26 afin de d'obstruer les canaux formés par lesdites ondulations 25, 26. Ces barreaux de remplissage 22 peuvent également présenter d'autres formes, par exemple une forme circulaire de manière à être compressés par la plaque externe 31 du panneau isolant primaire 6 disposé au-dessus afin d'occuper une portion importante de la section de l'ondulation 25, 26 correspondante, par exemple au moins 80% de ladite ondulation 25, 26.
Ainsi, selon un mode de réalisation préférentiel illustré sur la figure 5, les barreaux de remplissage 22 sont réalisés sous la forme de barreaux de 5 à 15cm ayant une section correspondant à la section complète de l'ondulation 25, 26 dans laquelle ledit barreau est inséré. Ce barreau est avantageusement réalisé en Polystyrène extrudé de densité 8 à 30 kg/mA3. Idéalement, le barreau présente une sur-hauteur de 1 à 2/10e mm correspondant à un écrasement de mise en place et à une légère contraction thermique. Avantageusement, le barreau présente en outre un dentelage 49 de son profil afin que la perte de charge qu'il génère sous des vitesses d'écoulement croissantes soit importante mais que la perte de charge à basse vitesse soit limitée de manière à ne pas obstruer complètement la circulation de gaz dans les ondulations 25, 26. La figure 6 illustre une vue en coupe d'une ondulation 25 de la membrane d'étanchéité secondaire 4 logée dans une rainure 14 d'un panneau isolant secondaire 2 de la barrière thermiquement isolante secondaire selon la coupe lll-lll de la figure 1 selon une variante de réalisation du deuxième mode de réalisation de l'invention tel que décrit en regard de la figure 4. . Les éléments identiques ou remplissant la même fonction que ceux décrits ci-dessus présentent les même chiffres de référence. Par ailleurs, la description ci-dessous en regard de la figure 6 pour une ondulation 25 logée dans une rainure 14 s'applique par analogie à une ou plusieurs autres rainures 14 et/ou 15.
Comme illustré sur la figure 6, la rainure 14 traverse intégralement l'épaisseur de la plaque interne 10 et débouche au niveau de la couche de mousse polymère isolante 9. La rainure 14 est dimensionnée de manière à ménager un jeu de positionnement de l'ondulation 25 logée dans ladite rainure 14 lorsque la tôle métallique ondulée 24 correspondante est installée sur le panneau d'isolation secondaire 2 comportant ladite rainure 14. Ce jeu doit également permettre les mouvements relatifs entre l'ondulation et les parois de la rainure 14 engendrés par les différences de contractions et dilatations.
Tout comme les ondulations 25, 26 constituer un maillage de canaux favorisant par convection la formation de thermosiphon dans la barrière d'isolation thermique primaire 5, les rainures 14, 15 forment un maillage dans la barrière d'isolation thermique secondaire 1 formant également un maillage de canaux pouvant être à l'origine d'un tel phénomène de thermosiphon par convection.
Pour éviter cela, la variante du deuxième mode de réalisation diffère de la variante décrite en regard de la figure 4 en ce qu'elle comporte, en plus des blocs de remplissage 16 dans les nœuds 27 et des barreaux de remplissage 22 dans les ondulations 25, 26, un troisième bloc de remplissage 23 disposé dans les rainures 14, 15 des plaques internes 10 des panneaux isolants secondaires 2.
Comme illustré sur la figure 6, ce troisième bloc de remplissage 23 est positionné dans la rainures 14 afin de générer une perte de charge dans la circulation du froid dans le maillage formé par les rainures 14, 15. Ce troisième bloc de remplissage 23 est analogue au bloc de remplissage 16 et au barreau de remplissage 22 et peut être réalisé en de nombreuses matières. De préférence, ce rembourrage est réalisé en mousse souple à cellules ouvertes pour ne pas empêcher la circulation de gaz inerte et/ou la détection de fuites dans la barrière d'isolation thermique secondaire 1. Ce troisième bloc de remplissage 23 est installé dans la rainure 14 préalablement à l'installation de la tôle métallique ondulée 24 correspondante.
De préférence ce troisième bloc de remplissage 23 est compressible et est compressé par l'ondulation 25 de la tôle métallique ondulée 24 afin de garantir sa bonne répartition dans l'ensemble de la rainure 14. En particulier, il est préférable d'utiliser pour ce troisième bloc de remplissage 23 des matériaux fortement déformables (Polystyrène Expansé à très basse densité (<10kg/mA3), mousse mélamine, mousse polyuréthane souple à basse densité) qui sont écrasés lors de la mise en place de la tôle métallique ondulée 24. Dans un autre mode de réalisation, le troisième bloc de remplissage est réalisé sous forme d'éléments modulables, en résine ou mousse polyuréthane rigide à basse densité par exemples, qui sont déposés dans la rainure 14 juste avant l'installation de la tôle métallique ondulée 24 dont l'ondulation doit être logée dans ladite rainure 14.
La figure 6 illustre l'utilisation du troisième bloc de remplissage 23 au niveau d'une ondulation 25 de la tôle métallique secondaire 24. Cependant, dans le cadre non illustré d'une membrane d'étanchéité primaire 7 présentant des ondulations sortantes 40, c'est-à-dire faisant saille vers l'extérieur de la cuve et logées dans des rainures correspondantes réalisées dans les plaques internes 31 des panneaux isolants primaires 6, le troisième bloc de remplissage 23 peut être utilisé de façon analogue pour combler des canaux formés par lesdites rainures réalisées dans la plaque interne 31 des panneaux isolants primaires 6
La figure 7 représente une vue en coupe d'une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Les éléments identiques ou remplissant la même fonction que ceux décrits ci-dessus présentent les même chiffres de référence.
Ce troisième mode de réalisation se différencie du deuxième mode de réalisation en ce que les ondulations 25, 26 de la membrane d'étanchéité secondaire 4 ainsi que les ondulations 40 de la membrane d'étanchéité primaire 7 sont des ondulations rentrantes, c'est- à-dire faisant saillie vers l'intérieur de la cuve. Ainsi, les rainures 14, 15 logeant les ondulations 25, 26 de la membrane d'étanchéité secondaire 4 sont formées dans les plaques externes 30 des panneaux isolants primaires 6. En conséquence, le bloc de remplissage 16 et le barreau de remplissage 22 est agencé entre les tôles métalliques ondulées 24 et les plaques internes 10 des panneaux isolants secondaires 2. En outre, le troisième bloc de remplissage 23 est logé dans les rainures 14, 15 pratiquées dans les plaques externes 30 des panneaux isolants primaires 6 entre lesdits panneaux isolants primaires 6 et les ondulations 25, 26 de la membrane d'étanchéité secondaire 4.
En outre, comme illustré sur la figure 7, le bloc de remplissage 16 et le barreau de remplissage 22 peut également être positionné sous les ondulations 40 de la membrane d'étanchéité primaire 7, entre lesdites ondulations 40 et la plaque interne 31 desdits panneaux isolants primaires 6. Une garniture isolante 51 peut également être positionnée dans des puits réalisés aux coins des panneaux isolants primaires 6 permettant de loger les organes d'ancrages 19. Comme pour les modes de réalisations précédents, il est possible d'installer un bloc de remplissage dans tous ou certains seulement des nœuds et/ou des ondulations de la membrane d'étanchéité secondaire 4 et/ou primaire 7 et/ou des rainures logeant lesdites ondulations.
La figure 8 est une vue partielle en perspective de la cuve étanche et thermiquement isolante dans laquelle la membrane étanche primaire n'est pas illustrée selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. Les éléments identiques ou remplissant la même fonction que ceux décrits ci-dessus présentent les même chiffres de référence.
Sur cette figure 8, l'espace 8 entre deux panneaux isolants primaires 6 est illustré par des traits discontinus 28. De façon analogue aux ondulations 25, 26 et aux rainures 14, 15, les espaces 8 entre les panneaux isolants primaires 6 constituent donc un maillage formant des canaux de circulation permettant par convection la circulation du froid vers la membrane d'étanchéité secondaire 4 et la formation de thermosiphon qui sont préjudiciable à l'isolation de la paroi de cuve, en particulier du fait que la membrane d'étanchéité primaire 7 au contact du GNL contenu dans la cuve est portée lesdits panneaux isolants primaires 6.
L'invention selon le quatrième mode de réalisation prévoit l'installation de plaques de couverture anti-convection 34 disposées entre les panneaux isolants primaires 6 adjacents au droit des espaces 8 entre lesdits panneaux isolants primaires adjacents. De telles plaques anti-convection 34 peuvent être réalisées dans de nombreux matériaux. De préférence, ces plaques anti-convection sont réalisées dans des matériaux continus non poreux ou faiblement poreux. Ainsi, les plaques de couverture anti-convection 34 sont par exemples des films en papier, carton ou encore des films synthétiques, plastiques ou autres. De telles plaques anti- convection peuvent être agencées au droits de tous les espaces 8, comme illustré sur la figure 8, ou bien de certains seulement desdits espaces 8. En regard de la figure 9, la plaque de couverture anti-convection 34 se développe le long des panneaux isolants primaires 6 au droit de l'espace 8 entre lesdits panneaux isolants primaires 6. Un bord interne de la plaque interne 31 desdits panneaux isolants primaires 6 comporte un lamage 35 dans lequel est logé un bord 36 correspondant de la plaque de couverture anti-convection 34 de sorte que la plaque de couverture anti-convection 34 affleure avec la face interne de ladite plaque interne 31. Ainsi, la plaque de couverture anti-convection
34 recouvre l'espace 8 et sépare l'espace 8 de la membrane d'étanchéité primaire 7, empêchant la formation de canaux présentant des températures différentes susceptibles de générer un phénomène de thermosiphon dans le maillage formé par les espaces 8 d'une paroi de cuve.
De préférence, la plaque anti-convection est réalisée en matériau étanche d'une épaisseur comprise entre 0.2mm et 2mm, Ce matériau étanche est par exemple un matériau plastique (PEI, PVC, ...), du carton, du papier épais plastifié, un panneau de fibres ou autre.
La plaque de couverture anti-convection 34 présente une largeur choisie afin que la plaque anti-convection repose dans les lamages 35 sur une assise minimale, par exemple d'au moins 10mm, pour tout étant de contraction des plaques internes 31 et de ladite plaque de couverture anti-convection 34. Autrement dit, la plaque de couverture anti-convection 34 est dimensionnée de sorte que ses bords 36 soient logés dans les lamages 35 y compris lorsque la cuve est pleine de GNL. Pour cela, un des bords 36 de la plaque anti-convection peut partiellement sortir du lamage 35 afin de recouvrir la plaque interne 31 hors du lamage
35 afin de s'assurer que ledit bord 36 demeure logé dans le lamage dans son état contracté. Les bords 36 de la plaque de couverture anti-convection 34 sont agrafés ou collés sur l'un des deux panneaux isolants primaire 6 dans le lamage 35.
Comme illustré sur la figure 8, la barrière d'isolation thermique primaire 5 comporte une pluralité de plaques de fermeture 38 permettant de compléter la surface d'appui de la membrane d'étanchéité primaire 7 au niveau de puits permettant de loger les organes d'ancrages 19 de la barrière thermiquement isolante primaire 5. Ces puits étant disposés dans le prolongement des espaces 8 entre les panneaux isolants primaires 6, les plaques de couverture anti-convection 34 peuvent être interrompues au niveau desdites plaques de fermetures 38. De préférence dans ce cas, les plaques de couverture anti-convection 34 sont jointives desdites plaques de fermetures 38 de manière à limiter la présence de passages entre la membrane d'étanchéité primaire 7 et les espaces 8. De préférence, les plaques de couverture anti-convection 34 et les plaques de fermeture 38 affleurent avec les plaques internes 31 des panneaux isolants primaires 6 afin de former une surface plane continue pour la membrane d'étanc éité primaire 7.
Dans une variante de réalisation non illustrée, les plaques anti-convection 34 recouvrent au moins partiellement les plaques de fermeture 38. Les extrémités des plaques de couverture anti-convection 34 sont par exemple logées dans des lamages (non illustrés) prévus dans les plaques de fermeture 38 afin que les plaques de fermetures 38 et les plaques anti-convection 34 affleurent avec les plaques internes 31 des panneaux isolants primaires 6.
Dans une autre vanante, les plaques anti-convection 34 sont continues et recouvrent intégralement les plaques de fermetures 38. De préférence, les plaques de couverture anti- convection 34 affleurent avec les plaques internes 31 des panneaux isolants primaires 6.
Dans une autre variante préférée, les plaques de couverture anti-convection 34 sont continues et recouvrent intégralement les plaques de fermetures 38. De préférence, les plaques de couverture anti-convection 34 affleurent avec les plaques internes 31 des panneaux isolants primaires 6, y compris lorsqu'elles passent au-dessus des plaques de fermetures 38.
Dans une autre variante de réalisation illustrée schématiquement sur la figure 17, les plaques anti-convection 34 présentent une forme de « L », c'est-à-dire qu'une même plaque de couverture anti-convection 34 recouvre deux bords jointifs de la plaque interne 30 d'un même panneau isolant primaire 6 et est donc situé au droit des espaces 8 formés par ledit panneau isolant primaire 6 et deux panneaux isolants primaires 6 adjacents. Les plaques internes 31 des panneaux isolants primaires 6 accueillent ainsi deux plaques de couverture anti-convection de telle manière que de proche en proche les espaces 8 soient tous obstrués.
Dans une variante de ce quatrième mode de réalisation illustrée sur la figure 10, la plaque de couverture anti-convection 34 est repliée de sorte qu'une portion centrale 41 de la plaque de couverture anti-convection 34 reliant les deux rebords 36 est logée dans l'espace 8 séparant les panneaux isolants primaires 6 adjacents. En variante, le deuxième bord de la plaque de couverture 34 pourrait s'appuyer le long de la face latérale du deuxième panneau isolant primaire 6 sans ressortir de l'espace 8.
Les figures 1 1 à 15 illustrent différentes variantes d'un cinquième mode de réalisation de l'invention. Ce cinquième mode de réalisation diffère du quatrième mode de réalisation illustré sur les figures 8 à 10 en ce que la plaque de couverture anti-convection 34 est remplacée par une bande de remplissage anti-convection 37 logée dans l'espace 8. Les éléments identiques ou remplissant la même fonction que ceux décrits ci-dessus présentent les même chiffres de référence. Une telle bande anti-convection est de préférence compressible. Cette bande anti- convection est insérée dans l'espace 8 entre les panneaux isolants primaires 6 après l'installation desdits panneaux isolants primaires 6 sur la membrane d'étanchéité secondaire 4. Pour cela, la bande anti-convection est si nécessaire comprimée dans son épaisseur afin d'être insérée entre les panneaux isolants primaires 6, éventuellement en force.
Cette bande de remplissage anti-convection 37 peut être réalisée de nombreuses manières. Dans un exemple de réalisation qui ne fait pas partie de l'invention, la bande de remplissage anti-convection 37 peut être réalisée dans un matériau poreux inséré en force dans l'espace 8 afin d'avoir une précontrainte importante permettant de combler les modifications de dimensions de l'espace 8. Une telle bande de remplissage anti-convection 37 en matériau poreux est particulièrement adaptée pour les espaces 8 de grandes dimensions, par exemple comprises entre 10mm et 100mm. Un tel matériau poreux peut par exemple être de la laine de verre, idéalement constitué de couches superposées.
Cependant, comme expliqué ci-dessus en regard de la figure 1 , l'espace 8 entre deux panneaux isolants primaires 6 peut être relativement étroit, typiquement de l'ordre de 4mm plus ou moins 3 mm. Un tel espace réduit ne peut pas être comblé de façon fiable par l'insertion d'une garniture isolante en très fine épaisseur contrairement aux interstices 12 entre les panneaux isolants secondaires 2. En effet, la rugosité des panneaux isolants primaires 6 pourrait dégrader une telle garniture isolante en très fine épaisseur lors de son insertion. Cette rugosité est, entre autres, liée à la présence de fibres de verre dans la couche de mousse isolante 29 des panneaux isolants primaires 6. Ainsi, dans une solution qui ne fait pas partie de l'invention, des feuilles de matériaux étanches (non illustrées) sont incorporées entre les couches de laine de verre, afin de scinder le volume global de la bande de remplissage anti- convection 37 en couches distinctes ne subissant qu'un gradient thermique modeste et présentant une résistance suffisante pour permettre l'insertion de la bande de remplissage anti-convection 37 sans dégradation dans l'espace 8.
La figure 1 1 illustre une réalisation de la bande de remplissage anti-convection 37. La bande de remplissage anti-convection 37 présente une structure multicouche comportant un cœur compressible 42. Ainsi, sur la figure 11 illustrant un exemple de réalisation de ce cinquième mode de réalisation, la bande de remplissage anti-convection 37 comporte deux feuilles 43 comportant chacune un rebord 44 logé dans un lamage 35 respectif des panneaux isolants primaire 6. Ce rebord 44 est agrafé dans le lamage 35 permettant ainsi auxdits rebords 44 de rester dans les lamages 35 y compris lors de modification des dimensions de l'espace 8 entre les panneaux isolants primaires 6, par exemple lors de contraction liées à l'insertion de GNL dans la cuve.
Chaque feuille 43 se développe dans l'espace 8 entre les panneaux isolants primaire 6 le long desdits panneaux isolants primaires 6 depuis le lamage 35 en direction de la membrane d'étanchéité secondaire 4. Les deux feuilles 43 sont reliées par le cœur compressible 42 logé dans l'espace 8 entre les panneaux isolants primaires 6. Les feuilles 43 et le cœur compressible 42 sont en matériaux étanche, par exemple un matériau plastique (PEI, PVC, ...), du carton, du papier épais plastifié ou autre. Ces feuilles 43 et le cœur compressible 42 peuvent ainsi être insérées les long des panneaux isolants primaires 6 sans être dégradées par la rugosité desdits panneaux 6, y compris dans les cas d'un espace 8 étroit.
Le cœur compressible 42 de la bande de remplissage anti-convection 37 peut être réalisé de nombreuses manières. Dans l'exemple illustré sur les figures 11 et 12, le cœur compressible 42 comporte une structure en nid d'abeille constitué d'une rangée d'alvéoles se développant le long de chacune des feuilles 43 dans l'espace 8 entre les panneaux isolants primaires 6, chaque alvéole étant fixée auxdites deux feuilles 43 afin de lier structurellement lesdites feuilles 43. D'autres exemples de cœurs compressibles 42 sont illustrés en regard des figures 13 et 14.
Les figures 12 à 13 illustrent une variante de réalisation de la bande de remplissage anti-convection 37. Cette variante se différencie en ce que les feuilles 43 de la bande de remplissage anti-convection 37 ne comportent pas de rebord 44 et que les panneaux isolants primaires 6 ne comportent pas de lamages 35. Ainsi, la bande de remplissage anti-convection 37 est directement logée et se développe dans l'espace 8 entre les panneaux isolant primaires 6.
Dans l'exemple illustré sur la figure 13, le cœur compressible 42 est formé d'une pluralité de tube 46 espaçant les deux feuilles 43 et se développant dans l'espace 8 le long des panneaux isolant primaires 6. Dans l'exemple illustré sur la figure 14, le cœur compressible 42 est constitué d'une pluralité d'entretoise 47 se développant entre les deux feuilles 43 et délimitant une pluralité d'alvéoles à section rectangulaire 48 se développant dans l'espace 8 le long des panneaux isolants primaires 6.
La figure 15 illustre une variante de réalisation de la bande de remplissage anti- convection 37. Cette variante se différencie en ce que la bande de remplissage anti-convection 37 n'est pas une structure multicouche mais une simple feuille ondulée 45. Une telle la feuille ondulée 45 sépare l'espace 8 entre les panneaux isolants primaires 6 en une pluralité d'alvéoles se développant de façon continue le long desdits panneaux 6.
La forme de contour des panneaux isolants primaires 6 et panneaux isolants secondaires 2 décrits ci-dessus est généralement rectangulaire, mais d'autres formes de contour sont possibles, notamment des formes hexagonales pour couvrir des parois planes ou des formes de contour adaptées, éventuellement irrégulières, pour couvrir des zones spéciales de la cuve.
En référence à la figure 16, une vue écorchée d'un navire méthanier 70 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une membrane d'étanchéité primaire destinée à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une membrane d'étanchéité secondaire agencée entre la membrane d'étanchéité primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières isolantes agencées respectivement entre la membrane d'étanchéité primaire et la membrane d'étanchéité secondaire et entre la membrane d'étanchéité secondaire et la double coque 72.
De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 71.
La figure 16 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.
Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en œuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention, telle que définie par les revendications.
L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims

REVENDICATIONS
1. Cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d'un fluide, dans laquelle une paroi de cuve plane comporte, successivement dans une direction d'épaisseur, une barrière d'isolation thermique secondaire (1) comportant une pluralité d'éléments isolants secondaires (2) juxtaposés, les éléments isolants secondaires étant retenus contre une paroi porteuse (3), une membrane d'étanchéité secondaire (4) portée par les éléments isolants secondaires (2) de la barrière d'isolation thermique secondaire (1), une barrière d'isolation thermique primaire (5) comportant une pluralité d'éléments isolants primaires (6) juxtaposés, les éléments isolants primaires étant retenus contre la membrane d'étanchéité secondaire (4), et une membrane d'étanchéité primaire (7) portée par la barrière d'isolation thermique primaire (5) et destinée à être en contact avec le fluide cryogénique contenu dans la cuve,
dans laquelle les éléments isolants primaires (6) comportent des panneaux isolants parallélépipédiques plans disposés de manière à ménager des interstices (8) entre eux, la barrière d'isolation thermique primaire (5) comportant en outre une plaque de remplissage anti-convective (37) disposée dans l'interstice entre un premier panneau isolant parallélépipédique (6) plan et un deuxième panneau isolant parallélépipédique plan, le deuxième panneau isolant parallélépipédique étant adjacent au premier panneau isolant parallélépipédique, la plaque de remplissage anti-convective (37) étant réalisée en matière continue mince et présentant une pluralité d'éléments de paroi allongés (42, 45, 46, 47) s'étendant dans sensiblement toute la largeur de l'interstice pour délimiter des alvéoles (48) s'étendant sensiblement perpendiculairement à la direction d'épaisseur.
2. Cuve selon la revendication 1 , dans laquelle les éléments de paroi allongés sont formés de portions successives d'une feuille de matière ondulée (45) présentant des ondulations parallèles alternées s'étendant sensiblement perpendiculairement à la direction d'épaisseur.
3. Cuve selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la plaque de remplissage présente une structure sandwich comportant deux feuilles continues (43) parallèles espacées par lesdits éléments de paroi allongés (42, 45, 46, 47), lesdites deux feuilles continues (43) parallèles étant agencées contre deux faces latérales du premier et du deuxième panneau isolant parallélépipédique délimitant l'interstice (8).
4. Cuve selon la revendication 3, dans laquelle les éléments de paroi allongés sont formés d'éléments cylindriques (42, 46) s'étendant sensiblement perpendiculairement à la direction d'épaisseur et fixés entre les deux feuilles continues parallèles,
5. Cuve selon la revendication 3, dans laquelle au moins l'une des deux feuilles continues (43) parallèles espacées par lesdits éléments de paroi allongés comporte une portion de bordure supérieure (44) repliée et fixée sur la face interne d'au moins l'un des deux panneaux isolants parallélépipédiques (6) entre lesquels l'interstice est formé.
6. Cuve selon la revendication 5, dans laquelle la face interne du premier et/ ou du deuxième panneau isolant parallélépipédique (6) comporte un lamage (35) le long de l'interstice pour accueillir ladite portion de bordure supérieure (44) de la feuille continue.
7. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle l'interstice (8) entre le premier panneau isolant parallélépipédique et le deuxième panneau isolant parallélépipédique (6) présente une largeur inférieure à 10 mm.
8. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle la plaque de remplissage anti-convective (37) est réalisée en matière flexible, pour que les alvéoles puissent s'écraser dans la direction de largeur de l'interstice.
9. Navire (70) pour le transport d'un fluide, le navire comportant une double coque (72) et une cuve (71 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 disposée dans la double coque.
10. Système de transfert pour un fluide, le système comportant un navire (70) selon la revendication 9, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) 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.
11. Procédé de chargement ou déchargement d'un navire (70) selon la revendication 9, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve du navire (71).
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