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Title:
DEVICE AND METHOD FOR DAMPING MOVEMENTS OF A LIQUID IN A VESSEL, SUCH AS A TANK OF A LIQUID NATURAL GAS TANKER, AND SUCH A VESSEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/089463
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device and to a method for damping movements of a liquid in a closed vessel in order to protect the wall thereof from potentially harmful consequences of said movements, and such a vessel containing said liquid and provided with said device. Said damping device (201) is intended for being at least partially submerged in a liquid contained in a closed vessel (4) in order to protect the wall (4a) of the vessel by damping the movements of said liquid, said device comprising a three-dimensional arrangement of elements (202) freely mobile on and/or in said liquid. According to the invention, said elements are externally defined, either individually in a first case in which said elements are separated, or together with one another in a second case in which said elements are connected, by a partition (205) which is deformable by said movements, which defines a sealed inner space and which is pervious to the liquid so as to dissipate part of the kinetic energy of the liquid flowing through said partition as heat, said elements withstanding cryotemperatures, for example of around -162°C for liquid methane.

Inventors:
SIMON JEAN-MICHEL (FR)
Application Number:
PCT/FR2009/000132
Publication Date:
August 12, 2010
Filing Date:
February 05, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SIMON JEAN-MICHEL (FR)
International Classes:
F17C13/00
Domestic Patent References:
WO2008061262A12008-05-29
Foreign References:
US3687329A1972-08-29
US6062417A2000-05-16
US20020063133A12002-05-30
US3822807A1974-07-09
Attorney, Agent or Firm:
Cabinet Ores (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1) Dispositif d'amortissement (1 à 1001) destiné à être au moins en partie immergé dans un liquide contenu dans une cuve fermée (4) pour préserver la paroi (4a) de la cuve en amortissant les mouvements de ce liquide, ce dispositif comportant un agencement tridimensionnel d'éléments mobiles (2 à 1202) librement sur et/ou dans ce liquide, caractérisé en ce que ces éléments sont délimités extérieurement, soit chacun d'eux dans un premier cas où ils sont séparés entre eux soit les uns avec les autres dans un second cas où ils sont reliés entre eux, par une cloison (5 à 1205) qui définit un volume interne fermé et qui est perméable au liquide de sorte à dissiper en chaleur tout ou partie de l'énergie cinétique du liquide circulant à travers cette cloison, ces éléments étant aptes à résister à des cryotempératures par exemple d'environ -162° C pour du méthane liquide.

2) Dispositif d'amortissement (1 à 1001) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite ou chaque cloison perméable (5 à 1005) est déformable par lesdits mouvements et définit un maillage qui présente une multitude d'orifices aptes à laminer le liquide et qui est formé par au moins une couche d'un tissu ou un tricot souple, de préférence un tissu de verre, de carbone, un tissu métallique ou un tissu de verre comportant des fils métalliques.

3) Dispositif d'amortissement (1 à 801) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est conforme audit premier cas, lesdits éléments (2 à 802) séparés étant destinés à former une ou plusieurs couches superposées sur et/ou dans le liquide en étant sensiblement en contact les uns avec les autres de sorte que les frottements mutuels entre ces éléments contribuent à la dissipation en chaleur de l'énergie cinétique du liquide, ladite cloison (5 à 805) de chaque élément présentant une symétrie de révolution et entourant au moins un flotteur (6 à 806) qui est formé par une coque métallique ou composite (306a) optionnellement remplie d'une matière de remplissage (306b), telle qu'un polyuréthanne cellulaire.

4) Dispositif d'amortissement (1 à 801) selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque élément (2 à 802) présente une géométrie sensiblement cylindrique à extrémités arrondies ou bien une géométrie ovoïde, de sorte à présenter un coefficient de traînée minimisé dans le liquide, ledit ou lesdits flotteurs (6 à 806) de chaque élément étant agencés en relation avec le centre de gravité de cet élément de telle sorte que ce dernier ait une position libre de flottaison :

- sensiblement verticale, ce ou ces flotteurs étant de préférence agencés au-dessus dudit centre de gravité, ou bien

- sensiblement horizontale.

5) Dispositif d'amortissement (1 à 801) selon la revendication

3 ou 4, caractérisé en ce que le ou chaque flotteur (6 à 806) de chaque élément (2 à 802) est monté solidaire de ladite cloison (5 à 805) correspondante par des moyens souples de liaison (409 à 709a, 709b et 7 à 807) de préférence élastiques, tels que des nappes ou des gaines en tissu et/ou des câbles par exemple pourvus de ressorts métalliques, ces moyens de liaison étant aptes, d'une part, à se déformer sans se rompre lors de chocs sur ladite paroi (4a) de cuve (4) par exemple à une vitesse de 20 m/s et, d'autre part, à amortir ces chocs en réduisant l'effort maximal d'impact du ou de chaque flotteur projeté avec l'élément correspondant contre ladite paroi

6) Dispositif d'amortissement (1 à 801) selon une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que son volume total est supérieur à 50 fois et de préférence à 100 fois le volume desdits flotteurs (6 à 806), lesquels sont indéformables et présentent chacun de préférence une masse inférieure à 200 g pour une masse de chaque élément (2 à 802) inférieure à 5 kg, de sorte à maximiser la dissipation d'énergie tout en minimisant le volume et la masse de ces flotteurs de sorte à préserver ladite paroi. 7) Dispositif d'amortissement (1 à 801) selon la revendication 2 et l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ladite cloison (5 à 805) de chaque élément (2 à 802) comprend ledit tissu ou tricot renforcé sur sa face interne et/ou externe par des moyens de renforcement élastiques auxdites cryotempératures (210, 211 à 810, 811) de sorte à protéger le ou chaque flotteur (6 à 806) des chocs sur ladite paroi (4a) de cuve (4) en amortissant l'énergie cinétique transmise par le liquide tout en permettant à la cloison de reprendre sa forme initiale après déformation, lesquels moyens de renforcement contribuent par des frottements internes à leur structure à la dissipation en chaleur de l'énergie cinétique du liquide.

8) Dispositif d'amortissement (1 à 801) selon les revendications 5 et 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de renforcement élastiques (210, 211 à 810, 811) comprennent des raidisseurs longitudinaux (211 à 811) régulièrement espacés sur le pourtour de cette cloison (5 à 805) et, optionnellement, des raidisseurs transversaux (210 à 810) de préférence annulaires régulièrement espacés sur la hauteur de ladite cloison.

9) Dispositif d'amortissement (1 à 801) selon la revendication

7 ou 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison (7 à 807) et/ou lesdits moyens de renforcement élastiques (210, 211 à 810, 811) sont réalisés :

- en un acier inoxydable écroui à haute limite élastique, en un alliage de titane ou d'aluminium à plusieurs couches minces (412) de préférence séparées entre elles par des interfaces friction nelles collées sur l'intérieur des couches minces, contribuant ainsi à augmenter l'amortissement lors des déformations desdits éléments (2 à 802), ou

- en un matériau composite à plusieurs couches minces (412) par exemple à base d'une résine époxy renforcée par des fibres de carbone ou de verre. 10) Dispositif (901 , 1001) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est conforme audit second cas, lesdits éléments (902, 1002) étant reliés entre eux de manière espacée par des moyens souples de liaison (907, 1007) de préférence élastiques, tels que des câbles, et étant destinés à former un réseau tridimensionnel de flotteurs (1006) et de lests (1008) présentant respectivement des densités inférieures et supérieures à celles du liquide, chaque flotteur étant formé par une coque métallique (306a) optionnellement remplie d'une matière de remplissage (306b), telle qu'un polyuréthanne cellulaire.

11) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est conforme audit second cas, lesdits éléments (1102, 1202) étant reliés entre eux de manière espacée par des liaisons magnétiques prévues pour être rompues par les mouvements du liquide, chaque élément étant préalablement aimanté ou bien incorporant des moyens magnétiques (1107) situés de préférence sur la face interne de ladite cloison perméable (1205) délimitant extérieurement chaque élément ou bien dans des flotteurs (1206) contenus dans ce dernier.

12) Cuve fermée (4) contenant un liquide et susceptible d'être soumise à des déplacements multidirectionnels, en particulier une cuve de stockage terrestre ou un réservoir d'un navire qui est au moins partiellement rempli du liquide et dont la paroi (4a) est formée par la double coque du navire, tel qu'un navire méthanier contenant du méthane liquide à une température d'environ. -162° C, caractérisée en ce qu'est au moins en partie immergé dans ce liquide un dispositif (1 à 1001) selon une des revendications précédentes, qui présente de préférence un volume immergé égal ou supérieur à 85 %.

13) Cuve (4) selon la revendication 12, caractérisée en ce que lesdits éléments mobiles (2 à 1002) que comprend ce dispositif (1 à 1001) présentent, en totalité ou en partie, une flottabilité positive dans ce liquide définie par une densité relative de ces éléments qui est de préférence comprise entre 0,7 et 0,95 par rapport à celle du liquide.

14) Cuve (4) selon la revendication 12, caractérisée en ce que lesdits éléments mobiles (2 à 1002) que comprend ce dispositif (1 à 1001) présentent, en totalité ou en partie, une flottabilité négative dans ce liquide définie par une densité relative de ces éléments qui est supérieure à 1 par rapport à celle du liquide.

15) Procédé d'amortissement des mouvements d'un liquide contenu dans une cuve fermée (4), en particulier un liquide cryogénique contenu dans un réservoir de navire, pour préserver la paroi (4a) de la cuve des effets néfastes de ces mouvements, caractérisé en ce qu'il comprend une dissipation en chaleur de tout ou partie de l'énergie cinétique du liquide en mouvement dans la cuve par une circulation permanente de ce liquide à travers au moins une cloison (5 à 1005) d'un agencement tridimensionnel d'éléments (2 à 1002) mobiles librement sur et/ou dans ce liquide, ces éléments étant délimités extérieurement, soit chacun d'eux dans un premier cas où ils sont séparés entre eux soit les uns avec les autres dans un second cas où ils sont reliés entre eux, par cette cloison qui définit un volume interne fermé en étant perméable au liquide et qui est de préférence déformable par ces mouvements pour réaliser cette circulation par capture et expulsion du liquide sous déformation.

16) Procédé d'amortissement selon la revendication 15, caractérisé en ce que cette dissipation en chaleur de l'énergie cinétique du liquide est en outre réalisée :

- par des frottements mutuels entre lesdits éléments (2 à

1002) qui sont sensiblement en contact les uns avec les autres, et/ou - par des tourbillons hydrodynamiques générés dans le liquide par la rotation sur eux-mêmes desdits éléments, par exemple du fait de leur géométrie asymétrique ou hélicoïdale.

Description:
DISPOSITIF ET PROCEDE D'AMORTISSEMENT DE MOUVEMENTS D'UN LIQUIDE DANS UNE CUVE, TELLE QU'UN RESERVOIR DE METHANIER,

ET UNE TELLE CUVE.

La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'amortissement des mouvements d'un liquide dans une cuve fermée pour préserver sa paroi des conséquences potentiellement néfastes de ces mouvements, et une telle cuve contenant ce liquide et équipée de ce dispositif. L'invention s'applique en particulier à de grands réservoirs terrestres ou de navires méthaniers contenant un liquide cryogénique, tel que du méthane liquide à une température d'environ -162° C, et notamment dans des conditions de remplissage partiel de ces réservoirs.

Diverses techniques existent pour concevoir les cuves de méthaniers qui sont le siège de contraintes très particulières par rapport aux cuves utilisées pour transporter d'autres liquides. La très basse température du liquide transporté est le paramètre déterminant dans la conception de ces cuves. Avec l'augmentation de la taille des navires méthaniers (typiquement de 150 000 m 3 à 260 000 m 3 ), la technique dite « à membrane » est la plus utilisée pour protéger la paroi du réservoir, laquelle est formée par la double coque du navire et est pourvue d'une couche d'isolation et de deux barrières d'étanchéité au liquide cryogénique respectivement primaire et secondaire. La barrière primaire en contact avec le liquide est métallique, étant usuellement soit en tôle d'acier inoxydable gaufrée pour absorber les contractions thermique entre + 20° C et - 162° C, soit en alliage d'Invar qui est un alliage stable en dilatation à ces températures. Dans les deux cas, la membrane est de faible épaisseur (autour du mm) et est donc relativement fragile vis-à-vis des chocs.

Cependant, un inconvénient de cette technique à membrane réside dans la difficulté à prévenir ou au moins à amortir les mouvements de liquide dans les cuves dans des situations de remplissage partiel. Il est en effet très difficile avec cette technique de concevoir des points d'ancrage solides pour y accrocher des cloisons amortissantes de ces mouvements, et cet ancrage est encore plus difficile à réaliser pour les navires déjà construits.

Ainsi, l'amortissement des mouvements de liquide dans les cuves de méthaniers représente un problème critique et toujours non résolu malgré les études considérables effectuées sur ce sujet par les Sociétés de

Classification, les chantiers navals ou les Sociétés conceptrices de navires méthaniers. Il est probable que la non-résolution de ce problème pourrait un jour entraîner des avaries graves dans ces navires liées à l'endommagement, voire à la rupture de la barrière primaire de ces cuves, avec mise en contact de manière massive de méthane liquide avec la barrière secondaire de confinement avec également, en cas d'avarie même mineure dans cette barrière secondaire, une éventualité de mise en froid de la double coque du navire avec des conséquences imprévisibles et potentiellement très graves.

Compte tenu de l'échec de la prédiction expérimentale des impacts violents et singuliers de liquides cryogéniques sur les parois de réservoirs et de l'absence de simulation numérique fiable, les solutions techniques actuellement connues sont peu nombreuses et peuvent être résumées comme suit : limiter la taille des cuves et donc des navires, en particulier leur longueur, de telle sorte que la fréquence critique de la masse liquide soit statistiquement nettement décalée des fréquences d'excitation, limiter la surface libre du liquide, par exemple en imposant des cuves avec des pans coupés supérieurs plus importants, ou interdire les remplissages partiels, ce qui n'est pas souhaitable et ne résoudrait pas le problème pour les navires actuels, et des solutions avec création de « rideaux de bulles » qui ont montré leur efficacité dans d'autres cas, mais sont soumises pour l'application aux méthaniers aux même aléas et inconvénients que les cloisons amortissantes évoquées ci-dessus, à savoir des points d'ancrage des tuyaux « bulleurs » dans la structure très coûteux et délicats à réaliser, occasionnant des fuites thermiques très importantes doublées dans ce cas d'apports d'énergie dans la cuve par le gaz comprimé (azote par exemple) ; de plus, les ancrages et le gaz comprimé entraîneraient une évaporation importante du liquide, difficilement acceptable pour l'exploitation des navires.

On sait par ailleurs que les dispositifs connus pour absorber de l'énergie à température ambiante sont pour la plupart inopérants à des cryotempératures (i.e. inférieures à environ -160° C), comme cela est le cas des liquides visqueux à température ambiante et des élastomères qui, à ces cryotempératures, sont respectivement solides et cassants.

Les documents JP-A-2007 191183 et JP-A-2007 191174 divulguent l'utilisation dans des réservoirs de pétrole de dispositifs anti- ballottement (« anti-sloshing » en anglais) en cas de tremblement de terre. Ces dispositifs sont constitués d'une paroi ajourée qui est disposée sous une couverture flottante du réservoir et qui limite l'amplitude des mouvements du pétrole. On peut également citer le document KR-A-2003 0050314 qui enseigne d'utiliser des cloisons ajourées portées par un treillis ancré dans la paroi du réservoir. On notera que de telles cloisons sont difficilement utilisables dans des réservoirs de méthanier dont la paroi est de type à membrane, compte tenu des points d'ancrage extrêmement résistants qu'il faudrait implanter dans l'isolation, de la difficulté d'ancrer ces cloisons sans créer des ponts thermiques préjudiciables au bilan énergétique du réservoir et du coût supplémentaire très élevé inhérent à l'installation de ces cloisons.

Il est par ailleurs connu du document JP-A-03 000684, toujours pour des réservoirs de pétrole anti-ballottement en cas de tremblement de terre, de faire flotter sur la totalité de la surface du pétrole plusieurs couches de granulats par exemple en matière plastique ou en bois qui dissipent de l'énergie en frottant les uns sur les autres. Ces couches de granulats ne sont pas adaptées pour préserver de manière satisfaisante la paroi d'un réservoir de méthanier naviguant par mer agitée ou forte, les mouvements du méthane liquide pouvant être extrêmement violents avec des vitesses de liquide allant jusqu'à 25 m/s, de tels mouvements étant difficiles à amortir via cette seule dissipation d'énergie par frottement. D'autre part, les granulats projetés sur la paroi d'un tel réservoir l'endommageraient à coup sûr et le volume important occupé par ces granulats serait perdu pour la cargaison, ce qui est inacceptable pour l'exploitation d'un méthanier.

Un but de la présente invention est de proposer un dispositif d'amortissement destiné à être au moins en partie immergé dans un liquide contenu dans une cuve fermée pour préserver la paroi de la cuve en amortissant les mouvements de ce liquide (par exemple en protégeant localement la paroi d'un jet direct à haute vitesse du liquide contre cette paroi), ce dispositif comportant un agencement tridimensionnel d'éléments mobiles librement sur et/ou dans ce liquide dont le volume perdu pour la cargaison reste extrêmement faible et remédiant aux inconvénients précités.

A cet effet, un dispositif selon l'invention est tel que ces éléments sont délimités extérieurement, soit chacun d'eux dans un premier cas où ils sont séparés entre eux soit les uns avec les autres dans un second cas où ils sont reliés entre eux, par une cloison qui définit un volume interne fermé et qui est perméable au liquide de sorte à dissiper en chaleur tout ou partie de l'énergie cinétique du liquide circulant à travers cette cloison, ces éléments étant aptes à résister à des cryotempératures par exemple d'environ -162° C pour du méthane liquide. En d'autres termes, le dispositif selon l'invention comporte dans le premier cas autant de cloisons externes perméables que d'éléments mobiles et, dans le second cas, une unique cloison externe perméable qui relie les éléments mobiles entre eux. Dans ces deux cas, il convient de noter que la ou chaque cloison considérée présente ainsi une géométrie tridimensionnelle fermée, de préférence au moins en partie convexe, et est apte à recevoir le liquide pour en quelque sorte en être remplie en l'emprisonnant, et à l'expulser par la déformation de cette cloison suite à un choc contre la cloison d'un autre élément ou contre la paroi de la cuve, permettant ainsi une circulation permanente du liquide dans les deux sens de de son franchissement de cette cloison.

On notera en outre que ces éléments mobiles du dispositif selon l'invention peuvent être identiques ou différents (par exemple selon des tailles et/ou des géométries différentes), et qu'ils sont dépourvus de tout moyen de fixation à la paroi de la cuve, contrairement aux cloisons droites de l'art antérieur précité, notamment.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la ou chaque cloison perméable est déformable par lesdits mouvements et peut avantageusement définir un maillage (i.e. une structure ajourée) qui présente une multitude d'orifices de préférence aptes à laminer le liquide et qui est formé par au moins une couche d'un tissu ou un tricot souple, de préférence un tissu de verre, de carbone ou un tissu métallique (e.g. en acier inoxydable, alliage d'aluminium ou en titane). En variante, ce maillage peut être obtenu par un tissu de verre comportant des fils métalliques par exemple en acier inoxydable tenaces aux cryotempératures précitées.

Lorsque le dispositif selon l'invention est conforme audit premier cas, lesdits éléments séparés sont destinés à former une ou plusieurs couches superposées sur et/ou dans le liquide en étant sensiblement en contact les uns avec les autres de sorte que les frottements mutuels entre ces éléments contribuent à la dissipation en chaleur de l'énergie cinétique du liquide, la cloison de chaque élément présentant une symétrie de révolution et entourant au moins un flotteur qui est formé par une coque métallique ou composite optionnellement remplie d'une matière de remplissage, tel qu'un matériau du type polyuréthanne cellulaire.

La porosité ou taille des orifices de ce maillage peut varier selon les endroits de la ou de chaque cloison, avec par exemple des orifices plus larges sur les bases ou extrémités de cloison que sur les côtés, dans le cas d'une cloison cylindrique ou ovoïde, comme indiqué ci-dessous.

De plus, on peut avantageusement pourvoir la surface externe de la cloison de chaque élément mobile d'un revêtement frictionnel de type « brosse » pour accroître encore les frottements entre éléments.

Ladite coque de flotteur peut être avantageusement réalisée en aluminium ou en tout autre matériau métallique de faible densité, et la matière de remplissage est choisie peu dense, comme par exemple de la mousse de polyuréthanne. Conformément à ce premier cas de l'invention, chaque élément peut présenter une géométrie sensiblement cylindrique à extrémités arrondies (i.e. par exemple hémisphériques) ou bien une géométrie ovoïde, de sorte à présenter un coefficient de traînée minimisé dans le liquide, le ou chaque flotteur de chaque élément étant alors sensiblement tubulaire et agencé en relation avec le centre de gravité de l'élément de sorte que ce dernier ait une position libre de flottaison :

- sensiblement verticale, ce ou ces flotteurs étant de préférence agencés au-dessus dudit centre de gravité, ou bien - sensiblement horizontale.

Dans l'exemple d'une géométrie externe cylindrique (ou s'inscrivant dans un cylindre) pour ces éléments, ces derniers peuvent par exemple présenter chacun un diamètre de cloison compris entre 10 cm et 200 cm et un facteur d'élancement compris entre 1 et 10. En variante, chaque élément peut présenter une géométrie externe sphérique ou sensiblement sphérique (e.g. en ellipsoïde de révolution ou bien inscrite dans une sphère), avec par exemple un diamètre de cloison compris entre 10 cm et 200 cm.

On notera que les géométries précitées pour chaque élément mobile du dispositif de l'invention permettent de favoriser les frottements latéraux entre cloisons de ces éléments.

Selon une autre caractéristique de ce premier cas de l'invention, le ou chaque flotteur de chaque élément peut être monté solidaire de la cloison correspondante par des moyens souples de liaison de préférence élastiques et tenaces, tels que des nappes ou des gaines en tissu et/ou des câbles par exemple pourvus de ressorts métalliques, ces moyens de liaison étant aptes, d'une part, à se déformer sans se rompre lors de chocs sur la paroi de la cuve par exemple à une vitesse de 20 m/s et, d'autre part, à amortir ces chocs en réduisant l'effort maximal d'impact du ou de chaque flotteur projeté avec l'élément correspondant contre ladite paroi.

Ces moyens de liaison peuvent avantageusement comprendre des câbles sensiblement radiaux reliant la cloison audit ou à chaque flotteur à intervalles réguliers sur la hauteur de ce dernier, le ou chaque flotteur étant centré sur un axe de symétrie longitudinal de chaque élément correspondant et étant formé de ladite coque qui présente une forme tubulaire et est remplie de ladite matière de remplissage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le volume total d'un dispositif d'amortissement selon l'invention est supérieur à 50 fois et de préférence à 100 fois le volume desdits flotteurs, lesquels sont indéformables et imperméables au liquide et présentent chacun une masse de préférence inférieure à 200 g pour une masse de chaque élément inférieure à 5 kg, de sorte à maximiser la dissipation d'énergie tout en minimisant le volume et la masse de ces flotteurs pour préserver ladite paroi (i.e. pour ne pas l'endommager lors d'impacts).

Il convient de noter que la géométrie fermée définie par la cloison associée à chaque flotteur ou groupe de flotteurs définit un volume beaucoup plus important (dans un facteur pouvant aller jusqu'à 1000) que le volume des flotteurs eux-mêmes. Cette caractéristique est très importante pour augmenter l'efficacité de l'amortissement de l'énergie car elle permet, sans pénaliser la capacité de cargaison transportée, d'augmenter considérablement les surfaces de laminage et de frottement. Accessoirement, le surcoût lié à ces cloisons est réduit au regard de la performance d'amortissement obtenue.

Enfin, il faut noter que ces moyens qui augmentent l'efficacité de la dissipation d'énergie sont aussi utilisés - c'est particulièrement important dans le cas des méthaniers pourvus d'une paroi de réservoir à membrane - pour amortir les chocs desdits éléments du dispositif contre la paroi pour ne pas l'endommager. En effet, dans l'hypothèse à retenir par précaution d'un mouvement violent local non amorti, les vitesses les plus élevées (qui peuvent dépasser 20 m/s) se situent en général dans les angles ou les coins (par focalisation des énergies) et pourraient endommager la membrane, ce qui ne serait pas le cas avec les déplacements d'un dispositif d'amortissement selon l'invention du fait qu'il occupe sur plusieurs épaisseurs toute la surface libre du liquide (d'où l'intérêt d'une masse très faible et des moyens d'amortissement des chocs). En d'autres termes, le dispositif selon l'invention s'interpose à la manière d'un écran entre la membrane de la paroi et le flux direct du liquide qui devra traverser les cloisons perméables desdits éléments avant d'atteindre la membrane, permettant ainsi de « diffuser » l'énergie et d'éviter un choc destructeur trop concentré.

Selon une autre caractéristique de ce premier cas de l'invention, la cloison de chaque élément peut comprendre ledit tissu ou tricot renforcé sur sa face interne et/ou externe par des moyens de renforcement élastiques auxdites cryotempératures (par exemple formés de lames ou ressorts métalliques en des matériaux tenaces, de fibres de faible diamètre ou de câbles, à titre non limitatif), de sorte à protéger le ou chaque flotteur des chocs sur la paroi de cuve en amortissant l'énergie cinétique transmise par le liquide tout en permettant à la cloison de reprendre sa forme initiale après déformation, lesquels moyens de renforcement peuvent en outre contribuer par des frottements internes à leur structure à la dissipation en chaleur de l'énergie cinétique du liquide. Ces moyens de renforcement élastiques peuvent comprendre des raidisseurs longitudinaux régulièrement espacés sur le pourtour de cette cloison et, optionnellement, des raidisseurs transversaux de préférence annulaires régulièrement espacés sur la hauteur de la cloison. Comme cela sera détaillé ci-après, chaque cloison peut être rigidifiée par de tels raidisseurs souples multicouches (en acier non fragile à ces cryotempératures ou en composite par exemple carbone-époxy) qui maintiennent la géométrie de l'élément correspondant en amortissant les chocs contre la paroi et qui dissipent aussi l'énergie par frottement des couches entre elles pendant la déformation de chaque cloison et son retour à sa forme initiale. Enfin, ces cloisons peuvent dissiper de l'énergie par leur frottement entre éléments adjacents et/ou par la rupture de liaisons magnétiques solidaires de ces cloisons.

Avantageusement, lesdits moyens de liaison et/ou lesdits moyens de renforcement élastiques (tant pour les raidisseurs transversaux que longitudinaux) peuvent être réalisés, en particulier pour des éléments globalement en forme de cylindres oblongs : - en un acier inoxydable écroui à haute limite élastique (« HLE » en abrégé, caractérisé de préférence par une limite élastique pouvant dépasser 700 MPa), en un alliage de titane ou d'aluminium de préférence assemblé en plusieurs couches minces avantageusement séparées entre elles par des interfaces frictionnelles (ou pourvues de ces interfaces, lesquelles sont par exemple formées par des picots ou gaufrages de leurs surfaces ou par des tissus de verre ou de carbone) collées sur l'intérieur des couches minces, contribuant à augmenter l'amortissement lors des frottements entre éléments, ou - en un matériau composite à plusieurs couches minces par exemple à base d'une résine époxy renforcée par des fibres de carbone ou de verre.

On notera toutefois que l'on pourrait utiliser à titre de moyens de renforcement élastiques des raidisseurs uniquement longitudinaux préformés et ayant une forme adaptée (par exemple équivalente à une demi- ellipse ou en forme d'arc) glissés et fixés à l'intérieur de chaque cloison cylindrique par une ouverture ménagée dans un conduit formé dans cette cloison (par exemple un conduit cousu dans le tissu de verre ou tissu métallique de celle-ci). On notera en outre que le tissu ou tricot formant chaque cloison pourrait être avantageusement obtenu par un enroulement de composite de fils suivant un angle de 54° environ avec l'axe de symétrie de l'élément correspondant, ce qui permet d'obtenir un état d'équilibre optimal de cet enroulement, résistant notamment à la pression à laquelle est soumise la cloison.

Lorsque le dispositif selon l'invention est conforme audit second cas, lesdits éléments peuvent être reliés entre eux de manière espacée par des moyens souples de liaison de préférence élastiques, tels que des câbles, et étant destinés à former un réseau tridimensionnel de flotteurs et de lests présentant respectivement des densités inférieures et supérieures à celles du liquide, chaque flotteur étant formé par une coque métallique optionnellement remplie d'une matière de remplissage, telle qu'un polyuréthanne cellulaire.

Conformément à ce second cas, ces éléments peuvent en variante être reliés entre eux de manière espacée par des liaisons magnétiques prévues pour être rompues par les mouvements du liquide, chaque élément étant préalablement aimanté ou bien incorporant des moyens magnétiques situés de préférence sur la face interne de ladite cloison perméable délimitant extérieurement chaque élément ou bien dans des flotteurs contenus dans ce dernier.

Une cuve fermée selon l'invention, qui contient un liquide et est susceptible d'être soumise à des déplacements multidirectionnels, en particulier une cuve de stockage terrestre ou un réservoir d'un navire qui est au moins partiellement rempli du liquide et dont la paroi est formée par la double coque du navire, tel qu'un navire méthanier contenant du méthane liquide à une température d'environ -162° C, est caractérisée en ce qu'est au moins en partie immergé dans ce liquide un dispositif d'amortissement tel que défini ci-dessus, qui présente de préférence un volume immergé égal ou supérieur à 85 %. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les éléments mobiles que comprend ce dispositif présentent, en totalité ou en partie, une flottabilité positive dans ce liquide définie par une densité relative de ces éléments qui est de préférence comprise entre 0,7 et 0,95 par rapport à celle du liquide (ces éléments pouvant, dans le cas préférentiel où ils sont sensiblement cylindriques, ovoïdes ou plus généralement oblongs, avoir une position naturelle de flottaison indifféremment horizontale ou verticale).

Selon un second mode de réalisation de l'invention, les éléments mobiles que comprend ce dispositif présentent, en totalité ou en partie, une flottabilité négative dans ce liquide définie par une densité relative de ces éléments qui est supérieure à 1 par rapport à celle du liquide (ces éléments pouvant alors reposer sur le fond de la cuve). Un procédé d'amortissement selon l'invention des mouvements d'un liquide contenu dans une cuve fermée, en particulier un liquide cryogénique contenu dans un réservoir de navire, pour préserver la paroi de la cuve des effets néfastes de ces mouvements, comprend une dissipation en chaleur de tout ou partie de l'énergie cinétique du liquide en mouvement dans la cuve par une circulation permanente de ce liquide à travers au moins une cloison d'un agencement tridimensionnel d'éléments mobiles librement sur et/ou dans ce liquide, ces éléments étant délimités extérieurement, soit chacun d'eux dans un premier cas où ils sont séparés entre eux soit les uns avec les autres dans un second cas où ils sont reliés entre eux, par cette cloison qui définit un volume interne fermé en étant perméable au liquide et qui est de préférence déformable par ces mouvements pour réaliser cette circulation par capture et expulsion de ce dernier sous déformation. Selon une autre caractéristique de l'invention, cette dissipation en chaleur de l'énergie du liquide peut être en outre réalisée :

- par des frottements mutuels entre lesdits éléments qui sont sensiblement en contact les uns avec les autres, et/ou

- par des tourbillons hydrodynamiques générés dans le liquide par la rotation sur eux mêmes des éléments, par exemple du fait de leur géométrie asymétrique ou hélicoïdale (en particulier par une forme adaptée desdits moyens de liaison ou de renforcement ou bien du flotteur lui-même), créant ainsi une dissipation d'énergie améliorée par ces tourbillons et par les frottements accrus sur les autres éléments.

D'autres caractéristiques, avantages et détails de la présente invention ressortiront à la lecture de la description suivante de plusieurs exemples de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et non limitatif, cette description étant réalisée en référence avec les dessins joints, parmi lesquels : la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'un réservoir de méthanier équipé d'un dispositif d'amortissement à flottabilité positive selon un exemple de réalisation dudit premier cas de l'invention, la figure 2 est une vue schématique en coupe verticale de ce réservoir équipé d'un dispositif d'amortissement à flottabilité positive correspondant à une variante selon l'invention de ce premier cas, la figure 3 est une vue schématique de dessus de ce réservoir équipé d'un dispositif d'amortissement suivant ce premier cas, illustrant les éléments mobiles le constituant selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 4 est une vue schématique en coupe verticale de ce réservoir équipé d'un dispositif d'amortissement à flottabilité négative selon un autre mode de l'invention relatif au premier cas et aux éléments de la figure 3, la figure 5 est une vue schématique en coupe transversale verticale d'un élément mobile à flottabilité positive selon un autre exemple de l'invention relatif à ce premier cas, la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un flotteur selon l'invention utilisable dans chacun des éléments mobiles selon ce premier cas, notamment en relation avec celui de la figure 5, la figure 7 est une vue en coupe transversale d'un élément mobile utilisable dans un dispositif d'amortissement selon ce premier cas, la figure 8 est une vue schématique de détail illustrant la structure multicouches desdits moyens de renforcement élastiques utilisés pour renforcer chaque élément mobile selon ce premier cas de l'invention, notamment en référence aux figures 7 et 9 à 13, la figure 9 est une vue schématique en coupe longitudinale verticale montrant un élément mobile de forme oblongue et à flottabilité positive, selon ce premier cas de l'invention tel qu'illustré à la figure 3, les figures 10,11 et 12 illustrent schématiquement en coupe longitudinale trois variantes de réalisation respectives de l'agencement des flotteurs et des moyens de renforcement élastiques de la figure 9, la figure 13 illustre schématiquement en coupe longitudinale une autre variante de réalisation de l'élément de la figure 9 avec plusieurs flotteurs reliés entre eux, la figure 14 est une vue schématique en coupe transversale de l'élément de la figure 13 suivant le plan XIV-XIV de cette figure, la figure 15 est une vue schématique partielle en coupe verticale d'un dispositif d'amortissement à flottabilité positive selon un exemple de réalisation dudit second cas de l'invention, la figure 16 est une vue schématique partielle en coupe verticale d'un dispositif d'amortissement selon une variante de la figure 15, selon ce second cas, la figure 17 est un médaillon illustrant en coupe un détail du dispositif de la figure 16, la figure 18 est une vue schématique en perspective d'un dispositif d'amortissement selon ce second cas, correspondant à une variante de la figure 16, et la figure 19 est une vue schématique en coupe d'une partie d'un dispositif d'amortissement selon un autre exemple de réalisation montrant l'un de ses flotteurs pourvu de moyens fixés à la surface du flotteur qui augmentent les forces de friction entre flotteurs et qui peuvent être aimantés pour créer des forces de liaison magnétiques entre flotteurs, et la figure 20 est une vue schématique en coupe d'une partie d'un dispositif d'amortissement selon un autre exemple de réalisation dudit premier cas, montrant la structure interne d'un élément mobile à coque sphérique formant cloison et à flotteurs associés, la coque étant pourvue de moyens pour augmenter les forces de friction entre éléments et qui peuvent être aimantés pour créer des forces de liaison magnétiques entre eux.

Les dispositifs d'amortissement 1 et 101 selon le premier cas de l'invention qui sont respectivement illustrés aux figures 1 et 2 forment chacun un agencement tridimensionnel à n nappes d'éléments mobiles 2 et

102 (n étant par exemple compris entre 2 et 10) flottant à la surface libre 3 d'un liquide cryogénique remplissant partiellement une cuve 4, tel qu'un réservoir de méthanier dont la paroi 4a, formée par la double coque du navire revêtue de son système d'isolation, est remplie de méthane liquide à une température de -162° C. Chaque élément 2, 102 est délimité extérieurement par une cloison ou paroi ajourée 5, 105, qui est formée par un tissu souple (e.g. métallique ou bien un tissu de verre ou de carbone) de forme sphérique dans les exemples des figures 1 et 2, et qui entoure au moins un flotteur interne 6, 106 relié à cette cloison 5, 105 via des câbles souples et tenaces 7 (de préférence métalliques, seulement visibles à la figure 1). Selon l'invention, la circulation du liquide en mouvement à travers chaque cloison ajourée 5, 105, combinée aux frottements mutuels des éléments 2, 102 procurés par le contact permanent entre ces cloisons 5, 105 élastiquement déformables permet de dissiper en chaleur une partie significative de l'énergie cinétique du liquide et donc de minimiser les forces d'impact de celui-ci sur la paroi 4a de la cuve 4.

Comme cela sera expliqué plus en détail par la suite, on notera que chaque cloison ajourée et déformable 5, 105 peut présenter avantageusement une pluralité de couches minces de tissu (de préférence de type mono-pli pour chaque couche mince) dont la traversée dans les deux sens par le liquide favorise de préférence par laminage la dissipation de cette énergie cinétique et qui augmentent en outre cette dissipation par les frottements prévus aux interfaces mutuelles de ces couches minces.

Comme visible sur ces figures, ces éléments 2, 102 flottent en contact les uns avec les autres non seulement à la surface de liquide, mais en outre et surtout en dessous de la surface libre 3 du liquide, étant ainsi majoritairement immergés dans ce dernier. A cet effet, la flottabilité globale du dispositif 1 , 101 (i.e. sa différence de densité avec le liquide) est dans ces exemples choisie légèrement positive, cet excédent de flottabilité ne représentant qu'une faible part (20 % maximum du poids total) de façon que la poussée des flotteurs 6, 106 immergés des nappes inférieures ne fasse pas sortir les éléments 2, 102 des nappes supérieures hors du liquide. Par exemple pour de tels éléments 2, 102 sphériques pesant dans l'air selon une force de 5 daN, il faut que la poussée nette des flotteurs 6, 106 immergés dans le méthane liquide (de masse volumique sensiblement voisine de 500 kg/m 3 ) soit par exemple de 5,15 daN, pour qu'avec n=4 nappes d'éléments mobiles 2, 102, ceux de la nappe supérieure présentent une hauteur émergeant hors du liquide égale à environ 40 % de leur diamètre. Le dispositif

1 , 101 se retrouve ainsi immergé sensiblement à plus de 80 % dans le liquide.

Le dispositif 201 de la figure 3, illustré dans une situation de roulis pour le navire méthanier l'incorporant dans son réservoir 4, se distingue de ceux des figures 1 et 2, en ce que chacun des éléments mobiles 202 qu'il comprend présente une forme cylindrique aux extrémités arrondies délimitée extérieurement par une cloison ajourée 205 analogue à celle précitée, à laquelle est relié au moins un flotteur 206 par des câbles radiaux 207 tels que ceux précités. Dans l'exemple de la figure 3, les éléments 202 ont également une flottabilité légèrement positive et flottent en position sensiblement verticale à la surface 3 du liquide. La figure 3 ne représente qu'une couche d'éléments 202 mais, selon la longueur choisie des éléments mobiles 202, on peut avoir une ou plusieurs couches d'éléments à la surface du liquide. Par exemple avec une longueur de 1 ,5 m et un diamètre de 0,7 m, on pourrait avoir trois couches d'éléments mobiles 202 soit une hauteur totale de l'ordre de 4 m.

Quant au dispositif 201' de la figure 4, il se différencie essentiellement de celui de la figure 3 en ce que ses éléments mobiles 202' ont une flottabilité négative, reposant sensiblement sur le fond 4b de la cuve 4 par des moyens de lestage 208'. D'une manière générale, on notera que les éléments mobiles d'un dispositif d'amortissement selon l'invention présentent chacun une géométrie apte à éviter toute accumulation par emboîtement, enroulement, agglomération ou empilement d'éléments en une zone de la cuve au détriment d'autres zones de celle-ci, de sorte que sensiblement toute la surface libre du liquide et/ou toute une section horizontale de la cuve située sous cette surface soit occupée par ces éléments mobiles. Les figures 5 et 6 illustrent un mode de réalisation de chaque élément sphérique 302 analogue à ceux du dispositif 1 de la figure 1 , avec de fins câbles élastiques de liaison 307 qui relient à la manière de ressorts le flotteur 306 à la cloison ajourée et déformable 305 (on notera que cette élasticité intrinsèque des câbles 307 pourrait être remplacée par des ressorts intercalés entre les câbles de liaison et la cloison 305). Chaque flotteur 306, qui est le plus léger possible, est avantageusement composé d'une coque en aluminium ou en alliage aluminium-magnésium ou bien, comme illustré en figure 6, en une structure composite comprenant un feuillard métallique 306a de faible épaisseur (par exemple une feuille d'aluminium d'épaisseur environ égale à 500 μm) appliqué sur un corps central 306b en mousse cellulaire rigide telle qu'une mousse de polyuréthanne de 80 kg/m 3 de masse volumique. Ce flotteur 306 peut être protégé extérieurement par une ou plusieurs couches de tissus 306c. Chaque flotteur 306 est ainsi extrêmement léger (environ 450 g pour un flotteur de 1 m de long et de 50 mm de diamètre), et l'énergie cinétique acquise par chaque élément 302 reste relativement réduite, même à 25 m/s, et peut être absorbée par le dispositif incorporant ces éléments 302.

Dans le mode de réalisation illustré à la figure 7, les éléments mobiles 402 à flottabilité positive qui sont dans cet exemple de contour sphérique contiennent, à l'intérieur de la cloison ajourée 405 et élastiquement déformable, plusieurs flotteurs 406 logés dans un compartiment supérieur de chaque élément 402 séparé du reste de ce dernier par un filet ou diaphragme 409 par exemple en tissu de verre renforcé ou de maille en acier inoxydable. La cloison 405 est renforcée par des moyens de renforcement élastiques 410 et 411 , de sorte à protéger l'élément 402 (et notamment ses flotteurs 406) des chocs sur la paroi de cuve 4a en amortissant l'énergie cinétique transmise par le liquide tout en permettant à la cloison 405 de reprendre sa forme initiale après déformation. Ces moyens de renforcement de cloison 410 et 411 comprennent, d'une part, deux anneaux souples 410 fixés à la face externe de la cloison 405 parallèlement et symétriquement l'un de l'autre par rapport au plan équatorial de cette cloison 405 et, d'autre part, par plusieurs (par exemple six) armatures circonférentielles régulièrement espacées 411 en contact avec la face interne de la cloison 405 et de préférence reliée aux anneaux 410 aux points de croisement de l'armature 411 avec ces derniers, de telles sorte que ces moyens de renforcement 410, 411 soient maintenus en position sur la cloison 405.

Comme illustré à la figure 8, les anneaux externes 410 et l'armature interne 411 sont chacun constitués par des structures multicouches 412 très fines en acier « HLE » tenaces à très basses températures ou en composite par exemple carbone-époxy (par exemple avec des orientations respectives de 80 % et 20 % des fibres), qui sont conçues pour éviter que ces moyens de renforcement 410, 411 ne se déforment plastiquement voire cassent sous des rayons de courbure très faibles. L'armature interne 411 peut être constituée de feuillards (de section 15 mm x 0,5 mm par exemple) qui sont individuellement d'un seul tenant et qui présentent chacun une longueur égale à par exemple trois fois la circonférence de la cloison 406, soit 7,5 m environ. Chaque feuillard est avantageusement introduit à l'intérieur de la cloison 406 en le faisant glisser par une ouverture de celle-ci dans un conduit fermé en tissu cousu dans cette cloison 405 et qui fait tout le tour de celle-ci (à la fin de l'enroulement, ce feuillard est en trois épaisseurs dans l'exemple ci-dessus). En alternative, les armatures internes 411 peuvent être constituées directement d'un assemblage multicouches de feuillards introduit de la même façon dans la cloison 405 puis « raboutées » par un système de connexion adapté placé à chaque extrémité. Les anneaux externes de renfort 410 peuvent être aussi constitués par un simple renfort en tissu cousu sur la cloison 405, elle-même en tissu, ou bien tricotés avec cette cloison 405 lors de sa confection.

Les éléments sphériques 402 de la figure 7 peuvent par exemple être répartis en 4 ou 5 nappes à la surface 3 du liquide, et leurs cloisons 405 respectives peuvent présenter un diamètre de 0,5 m et être avantageusement réalisées en tissus de verre. Quant aux flotteurs 406, ils peuvent être formés d'une dizaine de cylindres ou sphères fermés en alliage d'aluminium, acier inoxydable ou alliage de titane (en position horizontale dans l'exemple de la figure 7, chaque flotteur 406 étant par exemple de 50 mm de diamètre, de 150 mm de longueur et de 0,5 mm à 1 mm d'épaisseur).

L'élément mobile 202 globalement cylindrique de la figure 3 est illustré en détail aux figures 9 à 12 qui représentent de façon non limitative plusieurs variantes de réalisation pouvant être combinées entre elles.

Les moyens de renforcement 510 à 710 et 211 , 511 à 711 peuvent être majoritairement longitudinaux comme ceux 211 de la figure 9 ou bien longitudinaux 511 à 711 et transversaux 510 à 710 aux figures 10,11 et 12. Les moyens de renforcement 211 de l'élément 202" selon la figure 9 sont de préférence préformés selon une forme qui ressemble à celle d'un arc. Comme décrit précédemment pour la figure 7, ils sont régulièrement espacés et de préférence multicouches et introduits dans la cloison 205" dans des conduits réservés à cet effet. Ces moyens de renforcement 510 à 710, 511 à 711 comportent, dans l'exemple des figures 10, 11 et 12 :

- optionnellement des anneaux transversaux de raidissement

510 à 710 montés à intervalles réguliers sur la hauteur de la face externe et/ou interne de la cloison 505 à 705 suivant des directrices du cylindre formé par celle-ci, et

- nécessairement une armature de raidisseurs longitudinaux

511 à 711 montés sur toute la hauteur de la face interne et/ou externe de la cloison 505 à 705 suivant des génératrices régulièrement espacées du cylindre formé par celle-ci, et de préférence complétée par un anneau transversal interne fixé à proximité immédiate de l'extrémité supérieure de la cloison 505 à 705 (sur la face interne de la calotte formée par cette extrémité).

Ces moyens de renforcement 510 à 710 et 211 , 511 à 711 réalisés en acier « HLE », alliage d'aluminium, alliage de titane ou en un composite (carbone-époxy par exemple), sont conçus pour conférer une raideur élastique de forme à la cloison 205", 505 à 705, lui permettant de retrouver sa forme initiale après avoir été déformée et d'amortir l'énergie cinétique prise par les flotteurs 206", 506, 606, 706, 706a de sorte à minimiser les impacts sur la paroi de cuve 4a.

Ces flotteurs 206", 506 à 706a sont de préférence cylindriques ou sphériques, nombreux (une dizaine par exemple) avec des masses individuelles très faibles de l'ordre de quelques dizaines de grammes. Ils sont tenus entre eux et reliés à la cloison 205", 505 à 705 par une chaussette ou une espèce de sac élastique en tissu 209 dans le cas de la figure 9, ou liés mécaniquement à la cloison 505 dans l'exemple de la figure 10 ou bien emprisonnés dans un compartiment limité par un diaphragme en tissu 609 obturant transversalement l'extrémité supérieure de la partie cylindrique de la cloison 605 (cas de la figure 11), ou encore répartis entre une partie de flotteurs 706 emprisonnés dans un compartiment limité par deux diaphragmes 709a et 709b et un flotteur cylindrique vertical 706a (cas de la figure 12). Le ou chaque diaphragme 609, 709a, 709b de séparation de ce compartiment supérieur est avantageusement réalisé en un tissu métallique, de verre ou de carbone, à l'instar de la cloison correspondante 605, 705.

Plus précisément en relation avec l'exemple de la figure 9, les raidisseurs souples internes 211 sont disposés selon des génératrices de la surface globalement cylindrique de la cloison 205" et sont de préférence réalisés en multicouches acier « HLE » ou composite carbone ou verre. Ces raidisseurs 211 sont glissés dans des « passants » ou « glissants » cousus dans la cloison 205" en tissu, de sorte à maintenir la forme de chaque élément 202" en dépit des chocs et à amortir les chocs sur la paroi de cuve 4a. Les flotteurs 206" logés dans chaque élément 202" peuvent être sphériques en étant par exemple réalisés en acier inoxydable, en aluminium ou en un composite mousse/ acier inoxydable ou aluminium. Quant aux extrémités 212a et 212b de chaque élément 202", elles servent à la fixation des raidisseurs 211 sur la cloison 205", l'extrémité supérieure 212a étant fermée pour recevoir les flotteurs 206" alors que l'extrémité inférieure 212b est ouverte. Ces deux extrémités 212a et 212b peuvent être réalisées en un matériau analogue à celui des flotteurs 206" (par exemple en acier inoxydable ou en aluminium), étant précisé que l'extrémité 212a est de préférence réalisée en un matériau apte à amortir les chocs comme par exemple un polyuréthanne cellulaire revêtu d'un feuillard en acier inoxydable.

Par ailleurs, les moyens de renforcement élastiques 510 à 710, 511 à 711 sont analogues à ceux précités en relation avec les figures 7 ou 9.

Le flotteur 706a de la figure 12 peut avantageusement comporter dans sa partie basse un lest qui lui donnera une meilleure stabilité verticale. Ce flotteur 706a est relié à sa cloison 705 ajourée et déformable par de fins câbles souples et tenaces de liaison 707, cette cloison 705 de type cylindrique à extrémités arrondies (en forme de calottes sensiblement hémisphériques) étant pourvue sur ses faces externe et interne de moyens de renforcement élastiques 710 et 711 analogues aux moyens 410 et 411 présentés en référence à la figure 7. Les câbles 707 s'étendent transversalement entre le flotteur 706a et la cloison 705 en formant deux lignes brisées en zigzags selon des angles proches de 45°.

Les câbles 707 entre le flotteur 706a et la cloison 705 passent par exemple dans des guides ou passe-câbles (non illustrés) qui sont solidaires du flotteur 706 ou des moyens de renforcement élastiques 710, 711. Des ressorts (non illustrés) peuvent être interposés en série dans ces câbles 707 pour leur conférer une certaine élasticité.

Pour bien comprendre l'intérêt des cloisons 205", 505 à 705 attachées aux flotteurs 206", 506 à 706, 706a, considérons par exemple le cas des éléments mobiles 202", 502 à 702 tels que ceux des figures 9 à 12 qui sont des cylindres oblongs verticaux. Dans cette géométrie, pour fixer les ordres de grandeur, on envisage de mettre pour un méthanier de 200 000 m 3 , des éléments individuels oblongs 202", 502 à 702 par exemple de 0,7 m de diamètre et de 1 ,5 m de long sur trois couches soit environ 4 m de haut (la hauteur totale dépend de l'imbrication verticale des cylindres entre eux). La surface projetée horizontale du liquide dans un méthanier étant de l'ordre de 5300 m 2 , les caractéristiques d'un dispositif selon l'invention incorporant ces éléments 202", 502 à 702 sont :

• volume occupé par le dispositif : 21 000 m 3 environ (plus de 15 % du volume de liquide total pour un taux de remplissage partiel du méthanier de 70 % et 52 % pour un remplissage de 20 % - ce sont des taux très élevés qui garantissent de s'opposer considérablement au développement de résonances de mouvements de liquide trop importantes ;

• nombre d'éléments 202", 502 à 702 : 36 000 environ ;

• masse d'un élément 202", 502 à 702 : 1 ,5 kg soit une « densité » apparente de 3 kg/m 3 qui est extrêmement faible (en comparaison, une isolation thermique pour le bâtiment a typiquement une masse volumique de l'ordre de 20 kg/m 3 ), ce qui représente une donnée très importante pour ne pas risquer d'endommager la paroi fragile 4a des cuves 4 ;

• les flotteurs 206", 506 à 706a dans chaque élément oblong 202", 502 à 702 sont par exemple des sphères de 70 mm de diamètre et au nombre de 14 flotteurs par élément, dont le poids individuel est de quelques dizaines de grammes, ce qui est là aussi très important pour ne pas endommager la structure de la paroi 4a ;

• les surfaces de frottements sont très importantes : environ 30 000 m 2 de surface de contact des éléments 202", 502 à 702 entre eux et plus de 200 000 m 2 de contact de frottement des couches des raidisseurs 510 à 710 et 211 , 511 à 711 des cloisons 205", 505 à 705 entre elles ; et

• Les surfaces de laminage du liquide à travers les orifices des tissus des cloisons 205", 505 à 705 sont aussi très importantes (plus de 150 000 m 2 ).

En conclusion, les cloisons perméables selon l'invention permettent de délimiter un espace très important autour de chaque groupe de flotteurs qui permet ainsi au total d'emprisonner un volume considérable du liquide (21 000 m 3 ) pour une perte de capacité minimale (la perte de capacité étant le volume du dispositif d'amortissement qui est non perméable au liquide à savoir essentiellement le volume des flotteurs (moins de 100 m 3 au total ici, soit moins d'un centième du volume occupé par l'ensemble du dispositif et moins de 1/ 2 000 eme du volume de la cargaison).

Les cloisons perméables selon l'invention permettent donc d'augmenter énormément les surfaces de laminage du liquide et de frottement sans pénaliser la perte de capacité. Ainsi, en partant d'environ 70 000 flotteurs individuels de 70 mm de diamètre qui occuperaient 65 % de la surface totale du liquide s'ils étaient seuls et donc ne provoqueraient aucun amortissement des mouvements, on atteint des volumes occupés supérieurs à 21 000 m 3 , des surfaces de frottement supérieure à 150 000 m 2 et des surfaces de laminage du liquide supérieures aussi à 150 000 m 2 .

L'exemple de réalisation des figures 13 et 14 illustre uniquement, en plus de celui de la figure 9, le fait que l'on peut utiliser plusieurs flotteurs 806 alignés à l'intérieur d'un même élément mobile 802 allongé et destiné à flotter en position sensiblement horizontale. Ces flotteurs 806 sont reliés, d'une part, à la cloison 805 (qui est renforcée par des moyens de renforcement élastiques 810, 811 en forme de raidisseurs longitudinaux et d'anneaux transversaux analogues à ceux précités) par les câbles souples de liaison 807 et, d'autre part, deux à deux entre eux par ces mêmes câbles 807 qui sont fixés à ces moyens de renforcement 810. Dans cette version, chaque élément 802 peut avoir des dimensions élevées, par exemple 1 m de diamètre D sur 10 m de longueur L voire plus, de façon à ce que le champ de vitesses du liquide soit différent d'une extrémité de l'élément 802 à l'autre, créant ainsi un cisaillement du liquide lié au gradient de vitesse dans la longueur et une plus grande efficacité dans la dissipation de l'énergie cinétique du liquide.

D'une manière générale en référence aux éléments mobiles 202 à 802 des figures 7 à 14, les raidisseurs transversaux 210 à 810 (optionnels) et longitudinaux 211 à 811 comprennent, comme dit précédemment, un assemblage de plusieurs couches minces (par exemple trois couches de feuillard acier « HLE » ou matériau équivalent de 0,7 mm d'épaisseur ou cinq couches de composite carbone-époxy mono-plis 80/20 de 0,25 mm d'épaisseur) qui présentent l'avantage d'être moins fragiles vis-à-vis de chocs et de flexions sévères. En outre, les surfaces des différentes couches de feuillard ou de composite sont aptes à « frotter » les unes contre les autres lors de la déformation de ces raidisseurs sous l'effet des mouvements du liquide, ce qui dissipe encore de l'énergie par friction et contribue de manière supplémentaire à l'amortissement de ces mouvements. Dans le cas particulier de l'utilisation de feuillards métalliques pour ces raidisseurs longitudinaux 211 à 811 et optionnellement transversaux

210 à 810, on peut en outre: - « grainer » les surfaces respectives de ces feuillards pour augmenter la dissipation d'énergie générée par contact frictionnel, ou bien

- coller un tissu de verre ou de carbone sur chaque face de ces couches minces de feuillards ayant été préalablement perforés pour que les couches d'adhésifs utilisés pour le collage des tissus soient intimement liées, les deux tissus en vis-à-vis à l'interface d'assemblage entre couches minces frottant l'un sur l'autre (étant précisé que l'aire de frottement aux interfaces des raidisseurs est considérable, supérieure à celle des éléments mobiles 202 à 802 entre eux).

On notera également que l'on peut avantageusement augmenter les frottements des éléments mobiles 202 à 802 entre eux en équipant la surface externe de leurs cloisons 205 à 805 de « brosses » par exemple métalliques ou en fibres de verre.

Toujours en référence aux éléments mobiles 202 à 802 selon l'invention, on notera en outre que les tissus ajourés formant leurs cloisons respectives 205 à 805 qui émergent hors du liquide permettent avantageusement de « piéger » des micro-bulles de gaz, ce qui contribue encore à amortir les mouvements de ce liquide.

Les figures 15 à 18 illustrent des exemples de réalisation dudit second cas selon l'invention, où le dispositif d'amortissement 901 (figure 15),

901' (figure 16), 1001 (figure 18) comporte une multitude d'élément mobiles

902, 1002 constitués de petits flotteurs 1006 et éventuellement de lests 1008 qui sont reliés entre eux par des câbles élastiques 907, 1007 par exemple en acier ou composite, eux-mêmes réunis par une même cloison externe déformable et ajourée 1005 (non visible aux figures 18 et 19) pour l'ensemble du dispositif 901 , 1001. Cette cloison 1005 est réalisée en un tissu tel que celui précité en référence aux cloisons 5 à 805 dudit premier cas. Quant aux éléments 902, 1002, ils peuvent comporter (voir médaillon de la figure 17) des moyens d'amplification du frottement 912 sous forme de « barbes métalliques », de picots, ou d'ondulations de surface. Comme visible à la figure 18, le dispositif 1001 comporte de préférence une pluralité de flotteurs 1006 localisés sur au moins sa rangée la plus supérieure, et un nombre plus élevé de lests 1008 localisés sur le reste de ses rangées inférieures.

Dans l'exemple de la figure 19, les flotteurs sphériques 1106 formant les éléments mobiles 1102, par exemple en acier inoxydable, sont chacun pourvus à leur périphérie d'une multitude de câbles métalliques 1107 les protégeant (par exemple une vingtaine de câbles 1107 en acier inoxydable par flotteur 1106) qui peuvent être aimantés à leurs extrémités avec des pôles + et - créant ainsi des liaisons magnétiques avec les flotteurs 1106 adjacents destinées à être rompues par les mouvements du liquide. A titre simplement indicatif, chaque flotteur 1106 peut présenter un diamètre de 100 mm et une épaisseur de 0,5 mm, et chaque câble 1107 peut présenter une longueur de 10 cm à 30 cm et un diamètre de 1 ,5 mm. Les mouvements des flotteurs 1106 sont contrariés par les frottements mutuels des câbles 1107, qui dissipent de la chaleur et contribuent ainsi à amortir une partie de l'énergie cinétique du liquide en mouvement.

Notamment en référence aux figures 15, 16, 17 et 19 précitées, on notera d'une manière générale que la ou chaque cloison d'un dispositif d'amortissement selon l'invention pourrait ne pas être perméable et être alors conçue pour dissiper l'énergie cinétique du liquide non pas par laminage, mais par frottements et/ou par ruptures d'aimantation. Dans l'exemple de la figure 20, les coques sphériques 1205 associées aux flotteurs 1206 forment les cloisons des éléments mobiles 1202 qui possèdent une flottabilité légèrement positive. Les coques 1205 sont réalisées soit en acier ferritique « HLE » soit en aluminium ou en composite carbone ou verre. Dans le cas où les coques 1205 sont en acier ferritique, elles comportent des aimants sous forme d'inserts 1213 (une dizaine par exemple) associés à autant de « patchs » 1214 en acier inoxydable qui sont soudés ou fixés sur chaque coque 1205 et sur lesquels les aimants 1213 sont fixés. Dans le cas où les coques 1205 sont en aluminium ou en composite, elles comportent comme dans le cas précédent des aimants sous forme d'inserts 1213 associés à des « patchs » 1214 en aluminium en alternance avec des « patchs » (non représentés) identiques à l'assemblage aimant + « patch » précédent, mais réalisé en acier ferritique. De cette façon, les aimants 1213 d'un élément mobile 1202 vont attirer les « patchs » 1214 en acier ferritique de l'élément mobile adjacent 1202, si les coques 1205 sont en aluminium ou composite, ou bien la structure ferritique de cet élément adjacent 1202, si les coques 1205 sont réalisées en acier ferritique.

En outre, ces coques 1205 comportent de nombreux évidements 1205a (par exemple 80 % d'évidements 1205a) qui permettent au liquide de circuler à travers les cloisons perméables 1205 ainsi formées pour les éléments mobiles 1202. Ainsi, l'énergie des mouvements de liquide sera dissipée par le frottement des coques 1205 entre elles, par la rupture des liaisons magnétiques entre coques 1205 et par les turbulences du liquide traversant celles-ci. On notera que les aimants 1213 ne sont pas indispensables et que l'on pourrait avoir sur le même principe des coques sphériques par exemple en aluminium avec une surface extérieure bosselée, des picots ou des « brosses » métalliques pour augmenter le frottement entre les éléments et donc la dissipation d'énergie. D'une manière générale pour l'ensemble des dispositifs d'amortissement selon l'invention, on notera également que la couche la plus extérieure de la ou chaque cloison pourrait être avantageusement interchangeable, à la manière d'un sac monté de manière amovible.