Numéro : 2388 - Année : 2001
CSL - nouveau système d'isolation des cuves de méthaniers
Karim CHAPOT, GAZTRANSPORT ET TECHNIGAZ
Le CS1 est un nouveau système d'isolation des cuves de gaz naturel liquéfié (GNL) à bord des navires méthaniers développé par GazTransport et Technigaz. TI est né de la composition de deux systèmes existants, à savoir MARK III et N096. Ce système est composé d'une isolation en mousse de polyuréthane renforcée et deux membranes, l'une étant en invar, métal de O,7mm d'épaisseur à faible coefficient de contraction thermique et haute teneur en nickel, l'autre étant formée d'un composite fibre de verre-aluminium appelé triplex.
La méthode de développement de CS1 a profité du formidable essor des moyens .de calculs et, pour cette raison, diffère des procédés de développement des techniques précédentes. L'analyse par éléments finis notamment, a permis d'optimiser-les solutions techniques très en amont. Ainsi, des modèles ont permis de définir fidèlement les conditions expérimentales pour une meilleure corrélation entre essai et réalité. Enfin, l'analyse par éléments finis a fait diminuer considérablement la durée de ces essais.
La méthode de développement de CS1 a aussi largement bénéficié de la parfaite maîtrise des systèmes actuels: connaissance fine des caractéristiques des matériaux tels que les mousses, les bois, les mastics et le triplex utilisés pour la technique MARKIII ainsi que le comportement de l'invar issu de la technique N096.
Elle a également profité des nombreux retours d'expérience de techniques qui sont utilisées depuis les années 1960 et qui ont par conséquent largement fait leurs preuves.
Les modèles étudiés ont permis de balayer un éventail complet des zones les plus sollicitées: point courant; dièdres à 90° et 135°, trièdres, cuve avant « en arête de poisson », dôme liquide, dôme gaz et crapaudine< Le comportement en fatigue des diverses jonctions a été étudié en détail: jonction tube- tube, tube - trièdre, membrane primaire - crapaudine, membrane primaire - dôme gaz et membrane primaire - dôme liquide. Les cas de chargement, conformes au code IMO, tiennent compte des conditions les plus sévères, c'est à dire que le navire doit être susceptible de subir un spectre de vague de type Atlantique Nord pendant 40 ans avec un risque minimal de rupture.
L'optimisation du système s'est fait sur deux paramètres: sa fiabilité et, bien entendu, son coût final. Ainsi, le système a été simplifié en vue d'en faciliter le montage tout en disposant d'un haut niveau de préfabrication puisque les atouts des techniques précédentes ont été conservés: la membrane primaire en invar pour la rapidité de pose et le système de panneaux en mousse de polyuréthane renforcée pour la qualité de préfabrication et pour l'efficacité de l'isolation.
De plus, l'étude en fatigue systématique des détails les plus sollicités du système et notamment l'amélioration des dessins des soudures ont permis de réduire considérablement les risques d'endommagement.
Enfin, l'impact d'une configuration dégradée du système sur son comportement d'ensemble a été étudié afin de vérifier que les deux membranes sont bien indépendantes et que la ruine de l'une d'entre elle n'entraîne pas la ruine de l'autre et réciproquement.
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