L'ÉVAPORATION D'UN LIQUIDE CRYOGÉNIQUE

La présente invention concerne un système et un procédé de traitement de gaz issu de l'évaporation d'un liquide cryogénique.

Le domaine de la présente invention est plus particulièrement le transport maritime de liquides cryogéniques et encore plus particulièrement de Gaz Naturel Liquéfié (GNL). Cependant, les systèmes et les procédés qui seront proposés plus loin pourraient aussi trouver des applications dans des installations terrestres.

Si l'on considère le gaz naturel liquéfié, celui-ci présente, à température ambiante, une température de l'ordre -1 63°C (ou moins). Lors du transport maritime de GNL, ce dernier est mis dans des réservoirs sur un navire. Bien que ces réservoirs soient isolés thermiquement, des fuites thermiques existent et le milieu extérieur apporte de la chaleur au liquide contenu dans les réservoirs. Le liquide se réchauffe donc et s'évapore. Compte tenu de la taille des réservoirs se trouvant sur un méthanier, en fonction des conditions d'isolation thermique et des conditions extérieures, plusieurs tonnes de gaz peuvent s'évaporer par heure.

II n'est pas possible de maintenir le gaz évaporé dans les réservoirs du navire pour des raisons de sécurité. La pression dans les réservoirs augmenterait dangereusement. Il faut donc laisser le gaz qui s'évapore s'échapper hors des réservoirs. La réglementation interdit de rejeter ce gaz (s'il s'agit de gaz naturel) dans l'atmosphère en l'état. Il faut le brûler.

Pour éviter de perdre ce gaz qui s'évapore, il est aussi connu, d'une part, de l'utiliser comme carburant pour les moteurs à bord du navire le transportant et, d'autre part, de le reliquéfier pour le remettre dans les réservoirs desquels il provient.

L'objet de la présente invention concerne l'alimentation des moteurs à bord du navire à partir du gaz qui s'évapore. Lorsque la consommation des moteurs est plus importante que l'évaporation "naturelle" du gaz des réservoirs, il est connu de prélever du gaz pour le vaporiser et alimenter ensuite les moteurs. La présente invention concerne toutefois plus particulièrement la reliquéfaction de gaz qui s'est évaporé dans des réservoirs ou cuves de liquide cryogénique, et plus particulièrement dans des réservoirs ou cuves de méthaniers, lorsque l'évaporation du gaz est plus importante que la consommation des moteurs du navire.

Le document EP-2 933 183 concerne un système de traitement de gaz liquéfié destiné à un navire qui comprend une cuve de stockage qui stocke un gaz naturel liquéfié, et un moteur qui utilise le gaz naturel liquéfié stocké dans la cuve de stockage comme combustible. Le système de traitement de gaz liquéfié présenté dans ce document comprend : une cuve de stockage qui stocke un gaz liquéfié, un moteur qui utilise le gaz liquéfié stocké dans la cuve de stockage comme combustible et une conduite d'alimentation en combustible qui peut vaporiser le gaz liquéfié et fournir le gaz généré au moteur comme combustible. Le moteur reçoit une alimentation en gaz combustible qui est mis sous pression à une pression faible.

Dans toutes les formes de réalisation proposées dans ce document, le gaz destiné à être reliquéfié est refroidi avant sa reliquéfaction par le flux de gaz qui sort des réservoirs avant qu'il ne soit comprimé et conduit vers le(s) moteur(s). On trouve alors à chaque fois un échangeur qui porte la référence 21 sur les figures 1 à 17.

Cet échangeur de chaleur 21 crée des pertes de charge importantes dans le flux de gaz qui s'évapore des réservoirs. Dans certaines conditions de fonctionnement, le gaz évaporé peut arriver de ce fait au compresseur à une pression inférieure à la pression atmosphérique. De l'air risque alors d'être aspiré et mélangé au gaz.

Un autre inconvénient du système présenté dans ce document de l'art antérieur est qu'il ne permet pas d'équilibrer la production et la consommation de froid. La quantité de gaz consommé par le(s) moteur(s) est dans une grande mesure indépendante de la quantité de gaz qui s'évapore. Ainsi l'échange dans l'échangeur 21 n'est pas modulable en fonction notamment des besoins en froid pour la reliquéfaction.

Pour reliquéfier le gaz qui s'est évaporé, il est connu de refroidir ce gaz pour le ramener à nouveau dans des conditions de température et de pression lui permettant de repasser en phase liquide. Cet apport de froid est le plus souvent réalisé par échange de chaleur avec un circuit réfrigérant comportant par exemple une boucle de fluide réfrigérant tel de l'azote.

Ainsi, le document EP 1 120 615 décrit un appareil à utiliser sur des navires pour recompresser une vapeur sous pression. La recompression est effectuée en cycle fermé dans lequel un fluide de travail est compressé dans au moins un compresseur, est refroidi dans un premier échangeur de chaleur, est détendu dans une turbine et est réchauffé dans un second échangeur de chaleur, dans lequel la vapeur compressée est au moins partiellement condensée. L'appareil comporte un premier sous-ensemble comportant le second échangeur de chaleur et un second sous-ensemble incluant le premier échangeur de chaleur, le compresseur et la turbine de détente. Les deux sous- ensembles sont placés respectivement sur deux plates-formes.

Dans le document WO 2014/095877, le gaz naturel s'évaporant à partir de réservoirs de stockage de gaz naturel liquéfié, typiquement situés à bord d'un navire de haute mer, est comprimé dans un compresseur à plusieurs étages comprenant des étages de compression. Au moins une partie du flux de gaz naturel comprimé est envoyé vers un liquéfacteur, fonctionnant typiquement selon un cycle de Brayton, afin d'être reliquéfié. La température du gaz naturel comprimé provenant de l'étage final est réduite à une valeur inférieure à 0°C par passage à travers un échangeur de chaleur. Le premier étage de compression fonctionne en tant que compresseur opérant à basse température, et le gaz naturel comprimé froid résultant est employé dans l'échangeur de chaleur pour effectuer le refroidissement nécessaire du flux provenant de l'étage de compression. En aval de son passage à travers l'échangeur de chaleur, le gaz naturel comprimé froid circule à travers les étages restants du compresseur. Si cela est souhaité, une partie du gaz naturel comprimé peut servir de carburant et alimenter les moteurs du navire de haute mer.

La présence d'une boucle réfrigérante avec de l'azote, ou bien tout autre gaz réfrigérant distinct du fluide à réfrigérer, implique de prévoir des équipements spécifiques pour le fluide réfrigérant. Ainsi par exemple lorsqu'un circuit réfrigérant à l'azote est prévu à bord d'un navire (ou ailleurs), une unité de traitement (purification) de l'azote est nécessaire pour permettre son utilisation dans le domaine cryogénique. Il convient également de prévoir un réservoir spécifique, des vannes et autres dispositifs pour la régulation de la circulation de l'azote.

La présente invention a alors pour but de fournir un système optimisé permettant à bord d'un navire transportant du gaz naturel liquéfié de réaliser l'alimentation en gaz d'un moteur à partir de gaz naturel s'évaporant des réservoirs de stockage du navire et de reliquéfier le gaz qui s'est évaporé et qui n'a pas été consommé dans le moteur. Ce système ne présentera pas de liquide réfrigérant d'une nature autre que celle du gaz utilisé pour l'alimentation du moteur et limitera les pertes de charge en amont du compresseur utilisé pour alimenter le moteur. Avantageusement, la production de froid pourra être adaptée à la quantité de gaz à reliquéfier.

À cet effet, la présente invention propose un système d'alimentation à partir d'un gaz issu de l'évaporation d'un liquide cryogénique et de reliquéfaction de ce gaz, ledit système comportant une ligne d'alimentation pour au moins un moteur sur laquelle se trouve une première unité de compression dudit gaz et une dérivation vers une ligne de retour sur laquelle se trouvent successivement des moyens de refroidissement et des premiers moyens de détente.

Selon la présente invention, les moyens de refroidissement comportent successivement une seconde unité de compression et un échangeur de chaleur ainsi qu'en aval de la seconde unité de compression une dérivation vers une boucle comportant de seconds moyens de détente, et la boucle rejoignant la ligne de retour en amont de la seconde unité de compression après avoir traversé l'échangeur de chaleur à contresens par rapport à la fraction de gaz non dérivée par la boucle.

Ainsi, il est proposé une boucle de refroidissement mécanique qui permet d'éviter de se servir du gaz qui s'évapore des réservoirs comme source de froid pour refroidir une partie du gaz avant sa liquéfaction. De la sorte, le gaz évaporé des réservoirs peut être envoyé directement dans la première unité de compression sans subir de pertes de charge (ou en limitant au maximum ces pertes de charge). Le fonctionnement de cette boucle de refroidissement est de plus indépendant des autres systèmes alentour et peut ainsi fonctionner quasiment comme une boucle fermée d'un autre fluide réfrigérant. Les moyens de détente permettent de faire passer rapidement le fluide d'une pression élevée à une pression moindre et il peut s'agir à chaque fois d'une turbine de détente, ou d'une vanne de détente, ou d'un orifice ou tout autre système équivalent.

Dans ce système d'alimentation et de reliquéfaction, on prévoit avantageusement une ligne de recyclage permettant d'envoyer une fraction du gaz non reliquéfiée en sortie des premiers moyens de détente vers la ligne d'alimentation pour le moteur en amont de la première unité de compression. Avantageusement, la ligne de recyclage traverse l'échangeur de chaleur.

Dans l'unité de refroidissement, la dérivation est de préférence réalisée au sein de l'échangeur de chaleur de telle sorte que le flux de gaz dérivé est déjà refroidi partiellement pour entrer par la suite dans les seconds moyens de détente.

Dans une forme de réalisation d'un tel système d'alimentation et de reliquéfaction, les premiers moyens de détente comportent par exemple une vanne de détente débouchant dans un ballon destiné à séparer le liquide formé et la fraction de gaz non liquéfiée. Le ballon permet de réaliser la séparation du gaz et du liquide et permet de traiter en aval différemment le gaz et le liquide. Dans une telle forme de réalisation, il est proposé que la partie supérieure du ballon soit reliée à l'échangeur de chaleur de manière à ce que le gaz en provenance du ballon entre dans l'échangeur du même côté que la dérivation, et que la partie inférieure du ballon soit reliée à un réservoir de liquide cryogénique.

Une variante de réalisation particulièrement avantageuse du système de traitement prévoit que la seconde unité de compression comporte plusieurs étages de compression avec chacun une roue de compression, que les seconds moyens de détente comportent une turbine de détente, et que chaque roue de compression et la turbine de détente sont associés à une même transmission mécanique. Cette forme de réalisation permet d'avoir une structure compacte. En outre, le travail récupéré au niveau de la turbine de détente peut immédiatement être transmis aux roues de compression favorisant ainsi l'obtention d'un bon rendement énergétique pour le système. Pour faciliter le démarrage de l'unité de refroidissement, ce système peut comporter en outre des moyens pour injecter du gaz dans la boucle dérivée de l'unité de refroidissement. De la sorte, l'unité de refroidissement devient réellement autonome et peut être régulée comme si c'était une boucle fermée. Les moyens pour injecter du gaz dans la boucle dérivée comportent par exemple une pompe pour du liquide cryogénique, un vaporiseur et une vanne de contrôle.

La présente invention concerne également :

- un système d'alimentation et de reliquéfaction tel que décrit plus haut comportant en outre un collecteur pour la récupération des gaz évaporés d'un ensemble de réservoirs de liquide cryogénique, le collecteur étant relié directement, c'est-à-dire notamment sans dispositif intermédiaire d'échange de chaleur avec une autre conduite de gaz, à la première unité de compression, et

- un navire de transport de liquide cryogénique, notamment un méthanier, équipé d'un tel système d'alimentation et de reliquéfaction.

Enfin, l'invention propose un procédé de gestion d'un flux de gaz issu de l'évaporation d'un liquide cryogénique, dans lequel :

ledit flux de gaz étant comprimé au sein d'une première unité de compression avant d'être envoyé soit vers un moteur, soit vers des moyens de reliquéfaction,

la fraction de gaz envoyée vers les moyens de reliquéfaction passe par des moyens de refroidissement puis de détente et en fin par un séparateur à partir duquel la partie liquide est envoyée vers un réservoir de liquide cryogénique.

Selon la présente invention, les moyens de refroidissement sont des moyens de réfrigération mécanique au sein desquels :

un flux de gaz est comprimé dans une seconde unité de compression, puis refroidi au sein d'un échangeur de chaleur avant d'être détendu de telle sorte qu'une fraction de gaz se reliquéfie,

après sa compression, le flux de gaz est séparé en une première partie de flux de gaz et une seconde partie de flux de gaz,

la première partie du flux de gaz est refroidie puis envoyées vers les moyens de reliquefaction pour être au moins partiellement liquéfiée, et la seconde partie du flux du gaz est amenée dans une boucle dans laquelle ladite seconde partie de flux de gaz est détendue, puis est utilisée pour refroidir la première partie du flux de gaz avant de rejoindre le flux de gaz pour être à nouveau comprimée dans la seconde unité de compression.

Dans un tel procédé de gestion d'un flux de gaz issu de l'évaporation d'un liquide cryogénique, on prévoit avantageusement que le gaz issu de l'évaporation est comprimé sans échange de chaleur préalable avec une autre conduite de gaz. Ceci permet de limiter les pertes de charge avant l'entrée du gaz dans la première unité de compression.

Le gaz non liquéfié en sortie des premiers moyens de détente peut être conduit par une ligne de recyclage en amont de la première unité de compression. Dans ce cas, pour une meilleure efficacité énergétique, le gaz non liquéfié en sortie des premiers moyens de détente traverse de préférence l'échangeur de chaleur avant d'être comprimé à nouveau dans la première unité de compression.

Des détails et avantages de la présente invention apparaîtront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel :

Les figures 1 à 5 sont chacune une vue schématique d'un réservoir de liquide cryogénique associé à un système de récupération du gaz s'évaporant dudit réservoir pour d'une part l'alimentation d'au moins un moteur et d'autre part la reliquéfaction du gaz non consommé par le(s)dit(s) moteur(s).

Sur chacune des figures annexées, un réservoir 1 est illustré. Dans toute la suite de la description, on supposera qu'il s'agit d'un réservoir de Gaz Naturel Liquéfié (ou GNL) parmi plusieurs autres réservoirs similaires à bord d'un navire de haute mer de type méthanier.

Les valeurs numériques dans la description qui suit sont données à titre d'exemples numériques purement illustratifs et nullement limitatifs. Elles sont adaptées au traitement de GNL à bord d'un navire mais peuvent varier, notamment si la nature du gaz change.

Le réservoir 1 stocke le GNL à une température de l'ordre de -163°C qui correspond à la température de stockage habituelle du GNL à une pression proche de la pression atmosphérique. Cette température dépend bien entendu de la composition du gaz naturel et des conditions de stockage. L'atmosphère autour du réservoir 1 étant à une température bien plus élevée que celle du GNL, bien que le réservoir 1 soit très bien isolé thermiquement, des calories sont apportées au liquide qui se réchauffe et se vaporise. Le volume du gaz s'évaporant étant bien plus important que celui du liquide correspondant, la pression dans le réservoir 1 tend donc à augmenter au fur et à mesure que le temps s'écoule et que des calories sont apportées au liquide.

Pour éviter d'atteindre des pressions trop importantes, le gaz qui s'évapore est retiré au fur et à mesure du réservoir 1 (et des autres réservoirs du navire) et est collecté à partir de plusieurs réservoirs vers une conduite principale 2.

Il est prévu dans les systèmes illustrés au dessin d'utiliser le gaz qui s'est évaporé pour alimenter au moins un moteur (non représenté) à bord du navire et de reliquéfier le surplus de gaz. Le but est ici d'éviter de perdre le gaz évaporé et donc soit de l'utiliser pour la propulsion du navire, soit de le récupérer et le renvoyer, en phase liquide, dans le réservoir 1 .

Pour être utilisé dans un moteur du navire, le gaz doit être tout d'abord comprimé. Cette compression est alors réalisée au sein d'une première unité de compression 3 qui peut être, comme illustré au dessin, multi-étagée. Cette unité, à titre d'exemple numérique illustratif et nullement limitatif, porte la pression du gaz collecté dans la conduite principale 2 d'une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique à une pression de l'ordre de 15 à 20 bar (1 bar=10 ⁵ Pa).

Après cette première étape de compression, le gaz passe dans un refroidisseur intermédiaire 4 dans lequel il est refroidi sans modifier de manière sensible sa pression. Le gaz qui a été réchauffé lors de sa compression est à une température de l'ordre de 40 à 45 °C à la sortie du refroidisseur intermédiaire (ces valeurs sont données à titre purement illustratif).

Le gaz ainsi comprimé et refroidi peut alors être envoyé par une conduite d'injection 5 vers un moteur à bord du navire. Il peut s'agir d'un moteur pour la propulsion du navire ou pour d'autres utilisations (génératrice auxiliaire, ...). La conduite principale 2 et la conduite d'injection 5 forment une ligne d'alimentation du moteur en gaz évaporé à partir des réservoirs 1 . Les besoins en gaz au niveau du (des) moteur(s) du navire sont souvent inférieurs à la "production" de gaz par évaporation dans tous les réservoirs qui sont à bord du navire. Le gaz non utilisé dans le(s) moteur(s) est alors envoyé vers une unité de reliquéfaction comprenant notamment une unité de refroidissement 10 mécanique.

L'unité de refroidissement 10 comprend à son entrée une vanne 6 destinée notamment à contrôler la pression du gaz dans la conduite d'injection 5, puis un circuit principal et une boucle qui vont être décrits ci-après.

Le circuit principal permet à partir du gaz (qui se trouve à une pression de l'ordre de quelques bar à environ 50 bar -valeurs non limitatives-) d'obtenir du gaz à une température telle qu'il passe en phase liquide avant de retourner dans le réservoir 1 .

Le circuit principal de l'unité de refroidissement 10 comporte tout d'abord un compresseur multi-étagé comprenant ici trois étages successifs avec les références 1 1 , 12 et 13. Chaque étage est formé par une roue de compression et les trois roues de compression sont entraînées par une même transmission 15 à arbres et pignons. Le trait entre les étages de compression sur les figures symbolise la liaison mécanique entre eux.

Après cette seconde compression (le gaz dérivé de la ligne d'alimentation ayant déjà été comprimé dans la première unité de compression 3), le gaz passe dans un refroidisseur intermédiaire 16. Sa pression est alors de quelques dizaines de bar, par exemple environ 50 bar, et sa température est à nouveau de l'ordre de 40 à 45 °C.

Le gaz ainsi comprimé est alors refroidi au sein d'un échangeur 17 multiflux. Le gaz circule dans cet échangeur 17 dans un premier sens. Les fluides circulant à contresens (par rapport à ce premier sens) et utilisés pour le refroidir seront décrits plus loin.

En sortie de l'échangeur 17, le gaz comprimé refroidi à une température de l'ordre de -1 10 à -120°C devient liquide et est envoyé, toujours à une pression de l'ordre de quelques dizaines de bar (par exemple environ 50 bar) par une conduite isolée 22 vers des moyens de détente. Dans la forme de réalisation illustrée correspondant à une forme de réalisation préférée, on utilise une vanne de détente 30 pour refroidir encore le gaz reliquéfié et abaisser sa pression.

Après la détente à travers la vanne de détente 30 on obtient à la fois un liquide riche en méthane et un gaz riche en azote (car le gaz naturel n'est pas uniquement composé de méthane). La séparation de cette phase liquide et de cette phase gazeuse est réalisée au sein d'un ballon 40 dans lequel la pression est de l'ordre de quelques bar, par exemple entre 3 et 5 bar.

Le gaz du ballon 40 est renvoyé de préférence vers la conduite principale 2. De la sorte, il est mélangé au flux primaire et sera ainsi partiellement utilisé comme carburant dans le(s) moteur(s), soit repassera dans l'unité de refroidissement 10. Le gaz provenant du ballon 40 étant froid, il peut être utilisé pour refroidir le gaz comprimé dans l'échangeur 17. Il est donc prévu de le faire circuler à contresens dans cet échangeur 17 avant de le faire retourner dans la conduite principale 2 par une conduite de liaison 35.

Si le gaz du ballon 40 pour diverses raisons, notamment lors de phases transitoires, ne peut pas être recyclé vers la conduite principale 2, il est prévu de l'envoyer à une torchère ou une unité de combustion. Un jeu de vannes 31 , 32 contrôle l'envoi du gaz du ballon 40 vers la conduite principale 2 par la conduite de liaison 35 ou vers une unité de combustion.

Le liquide récupéré au fond du ballon 40 est quant à lui destiné à retourner dans le réservoir 1 . En fonction des conditions de fonctionnement, le liquide peut être envoyé directement dans le réservoir 1 (passage contrôlé par une vanne 33), soit à l'aide d'une pompe 41 (passage contrôlé par une vanne 34).

Le retour du liquide en provenance du ballon 40, directement ou par la pompe 41 , vers le réservoir 1 se fait par l'intermédiaire d'une conduite isolée 36.

Dans l'unité de refroidissement 10, comme mentionné plus haut, se trouve également une boucle. Cette boucle commence par une conduite dérivée 18 qui sépare le flux de gaz en aval du compresseur multi-étagé 1 1 , 12, 13 en un premier flux, ou flux principal, qui correspond au circuit principal décrit précédemment, et en un second flux, ou flux dérivé.

La conduite de dérivation 18 est de préférence reliée au circuit principal au niveau de l'échangeur 17. Le gaz qui pénètre donc dans la conduite de dérivation 18 se trouve à "haute pression" (environ 50 bar dans l'exemple numérique donné) et à une température intermédiaire entre 40 °C et -1 10°C.

Le gaz prélevé par la conduite de dérivation 18 est détendu au sein de moyens de détente formés dans la forme de réalisation préférée retenue sur le dessin par une turbine de détente 14. Cette dernière est, dans la forme de réalisation préférée illustrée sur le dessin, relié mécaniquement aux trois roues de compression correspondant aux étages 1 1 , 12 et 13 du compresseur multi- étagé de l'unité de refroidissement 10. La transmission 15 par arbres et pignons relie la turbine de détente 14 et les roues de compression du compresseur multi-étagé. Cette transmission 15 est symbolisée par un trait reliant sur les figures la turbine de détente 14 aux étages 1 1 , 12 et 13.

Le gaz est détendu par exemple à un niveau de pression qui correspondait à son niveau de pression en entrant dans l'unité de refroidissement 10, soit environ 15 à 20 bar. Sa température descend en dessous de -120°C. Ce flux de gaz est alors envoyé dans l'échangeur 17 à contresens pour refroidir le gaz du circuit principal, tout d'abord la portion 19 se trouvant en aval de la conduite de dérivation 18 puis la portion en amont de cette conduite de dérivation 18. En sortie de l'échangeur 17, le gaz retrouve des températures de l'ordre de 40 °C et peut être réinjecté dans le circuit principal de l'unité de refroidissement, en amont du compresseur multi-étagé par une conduite de retour 21 .

On réalise ainsi une boucle de refroidissement ouverte qui utilise comme gaz pour le refroidissement le même gaz que celui qui doit être liquéfié.

Dans la variante de réalisation de la figure 2, par rapport à la forme de réalisation de la figure 1 , il est prévu de conserver le gaz sortant du ballon 40 dans l'unité de refroidissement 10 en l'injectant dans la conduite de retour 21 par une conduite de liaison 35b plutôt que de l'envoyer vers le collecteur 2. Cette forme de réalisation est à envisager notamment dans les cas où la première unité de compression 3 n'a pas la capacité à traiter le gaz riche en azote en provenance du ballon 40.

Cette variante de réalisation de la figure 2 peut être combinée à l'une ou à plusieurs des variantes qui vont être décrites ci-après en référence aux figures 3 à 5. Sur la figure 3, il est prévu de modifier la configuration du système en aval de la turbine de détente 14 et de l'échangeur 17. Au lieu d'envoyer le gaz détendu en sortie de l'échangeur 17 à l'entrée du premier étage 1 1 du compresseur multi-étagé de l'unité de refroidissement 10, il est proposé ici de recycler ce flux de gaz soit directement dans la conduite principale 2, soit de le faire entrer à un niveau intermédiaire dans la première unité de compression 3. Des vannes 23 et 24 permettent de contrôler le débit de gaz qui à la sortie de l'échangeur 17 est envoyé soit vers la conduite principale 2, soit dans la première unité de compression 3.

Grâce à cette configuration, il est possible d'obtenir un ratio de pressions au niveau de la turbine de détente 14 supérieur à celui du compresseur multi-étagé de l'unité de refroidissement 10.

La figure 4 illustre le fait que le système proposé permet d'alimenter différents types de moteurs. Il est possible avec la première unité de compression 3 de fournir différents niveaux de pression afin de convenir à différents types de moteurs. Si par exemple la pression dans la conduite d'injection 5 est très élevée, par exemple supérieure à 250 bar, pour alimenter un moteur à injection gaz haute pression, alors il est aussi possible d'alimenter l'unité de refroidissement 10 non pas à partir de la conduite d'injection 5 mais à partir d'un étage intermédiaire de la première unité de compression 3.

Enfin, la figure 5 illustre des moyens pouvant être mis en œuvre pour faciliter la mise en froid de l'unité de refroidissement 10 et donc son démarrage. La forme de réalisation présentée sur la figure 5 permet un tel démarrage sans influencer le débit de gaz dans la conduite d'injection 5 alimentant un moteur ou autre. On peut prévoir par exemple que lors de la mise en froid de l'unité de refroidissement 10 la vanne 6 est fermée.

La figure 5 prévoit ainsi d'alimenter directement la boucle en gaz à partir du réservoir 1 . À cet effet, une pompe 60 permet de prélever du liquide dans le réservoir 1 pour l'amener vers un système d'injection 62 via un conduit d'amenée 61 . Au sein du système d'injection 62, un vaporiseur 63 permet de faire passer le liquide prélevé dans le réservoir 1 en phase gazeuse. Une vanne 64 est ensuite prévue pour réguler l'injection du gaz obtenu en sortie de vaporisateur et de contrôler la quantité de gaz injecté dans la boucle et de la sorte de réguler la mise en froid de l'unité de refroidissement 10. La figure 5 prévoit une injection au niveau de la conduite de retour 21 mais un autre point d'injection pourrait être choisi.

Il peut être prévu aussi, si besoin était, de prélever du Gaz Naturel Liquéfié (présence d'une flèche) sur la conduite d'amenée 61 .

Le système proposé ici prévoit ainsi une boucle ouverte de gaz réfrigérant correspondant au gaz réfrigéré avec une production de froid à deux températures différentes, une température d'environ -120°C en sortie de la turbine de détente et une température d'environ -160°C en sortie de la vanne de détente. Le système est indépendant des moteurs se trouvant à bord du navire et qui sont alimentés par le gaz évaporé. Uniquement à partir du gaz évaporé, il permet, indépendamment de toute autre source de froid extérieure, de réaliser une liquéfaction.

Dans la boucle, la production de froid est en permanence adaptée à la charge au niveau des moyens de reliquéfaction et peut être régulée sur une large plage en agissant sur la seconde unité de compression. On peut ainsi adapter la production de froid nécessaire à la reliquéfaction et réaliser l'équilibre énergétique du système.

En régime stationnaire, aucun rejet de gaz, ou combustion de gaz, n'est à prévoir.

Lors de son démarrage, la mise en froid au sein de la boucle de refroidissement peut être géré comme avec une boucle fermée. L'unité de refroidissement n'a pas d'influence sur la première unité de compression qui est également utilisée pour alimenter les moteurs (ou autres génératrices). Lorsque la boucle est froide, elle peut rester en "veille" et être utilisée en boucle ouverte dès qu'un excédent de gaz évaporé doit être liquéfié.

Le système proposé permet de limiter les pertes de charge du gaz s'évaporant du (des) réservoir(s). Ce gaz est collecté et envoyé directement à l'entrée de la première unité de compression. La perte de charge est celle inévitable créée par l'amenée du gaz par la conduite principale. Elle est limitée et permet d'éviter dans toutes les conditions de fonctionnement du système d'avoir une entrée de la première unité de compression en dépression.

Il est clair en outre que le système proposé ne nécessite pas d'unité de traitement d'azote ou similaire. Sa structure est simplifiée par l'utilisation d'un gaz réfrigérant de même nature que le gaz à réfrigérer et à liquéfier.

Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation des systèmes et procédés décrits ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs mais elle concerne également toutes les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après.