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Un dôme géodésique est un toit de réservoir de stockage, structurellement conçu pour un emplacement spécifique. Il est fabriqué à partir d'une structure en aluminium composée de panneaux emboîtables, de montants extrudés, de goussets, de tiges d'ancrage et de nœuds qui ne nécessitent pas de soudure.
Les structures de construction avec des toits en forme de dôme géodésique existent depuis des siècles. Les civilisations anciennes, telles que les Romains, ont appliqué leurs compétences en maçonnerie - et leur connaissance architecturale de l'arc - pour créer d'immenses dômes en arc. Ces dômes en béton nécessitaient des murs de soutien de même taille pour empêcher l'ensemble de la structure de s'écraser au sol. En bref, les énormes anciens dômes étaient lourds et destinés à s'effondrer à un moment ou à un autre, et leur réalisation a pris des années.
En 1926, le premier dôme géodésique du monde, un planétarium financé par le fabricant d'optique Zeiss, a été inauguré à Jena, en Allemagne. Le planétarium a été construit par Walter Bauersfeld, ingénieur de Zeiss.
Dans les années 1950 aux États-Unis, Buckminster Fuller a été crédité d'avoir popularisé quelque chose d'aussi futuriste que les dômes géodésiques. C'est Fuller qui a baptisé ces bâtiments du terme "géodésique", bien qu'il ait omis de citer Bauersfeld. Dans sa demande de brevet, Fuller a obtenu un brevet américain pour sa conception en 1954, bien que Bauersfeld ait conçu et construit son dôme 26 ans plus tôt en Allemagne.
Fuller s'est inspiré du monde qui l'entourait pour concevoir son dôme. Il était intrigué par l'uniformité de la structure de choses telles que les flocons de neige, les cosses de graines, les fleurs et les cristaux, et était déterminé à ce que les humains imitent ces arrangements simples, solides et remarquablement sphériques [source : The Futurist Nov-Dec 1989 v23 n6 p14(5)].
Le dôme géodésique était attrayant parce qu'il avait une force extraordinaire pour son poids, et sa surface "triangulée" fournissait une structure intrinsèquement stable, et parce qu'une sphère renferme le plus grand volume pour la plus petite surface. Il a commencé la construction de son premier dôme en 1948. Ce dôme s'est effondré immédiatement à cause des persiennes vénitiennes fines et faibles qu'il utilisait. Les modèles ultérieurs (qui ont eu beaucoup plus de succès) ont utilisé des matériaux solides et légers, tels que les tubes d'avion en aluminium. Fuller a contribué à la diffusion et à la commercialisation des bâtiments polyédriques dans tout le pays, qu'il considérait comme un moyen économique et efficace de faire face à la pénurie de logements après la Seconde Guerre mondiale.
Ses toits en forme de dôme géodésique ont réussi en partie grâce à un principe structurel inventé par Fuller : la tenségrité. Fuller a déclaré : "Pendant vingt et un ans, avant de rencontrer Kenneth Snelson, j'ai passé en revue les concepts de tenségrité. J'utilisais les phases multiples, parallèles ou concentriques de la Tenségrité depuis 1927". (Fuller, 1961)
La tenségrité est un mot composé de deux autres mots - tension et intégrité - et fait référence à la relation et à l'équilibre entre la tension (force d'étirement) et la compression (force qui raccourcit ou écrase quelque chose) dans une structure. Contrairement aux arcs, qui ont besoin de contreforts pour éviter qu'ils ne s'étirent sous l'effet de forces extérieures, le dôme moderne fait appel à la tension pour les empêcher de s'étirer.
Les faibles besoins en matériaux des dômes géodésiques, combinés à leur durabilité, leur bel aspect et leur facilité de construction, ont conduit à leur introduction dans une variété de structures et d'applications dans le monde entier
En 1971, la station Amundsen-Scott, au pôle Sud de l'Antarctique, a installé un dôme en aluminium soutenu par une structure. Le dôme était censé ne durer que 10 ans, un maximum de 15, mais il a finalement été utilisé pendant quelque 35 ans. Il a résisté à des vents d'environ 322 kilomètres par heure et à de fortes charges de neige. Le dôme a été conçu et construit par une entreprise californienne cofondée par Donald Richter, qui a appris la conception des dômes géodésiques auprès de l'inventeur lui-même, Buckminster Fuller.
Le dôme du pôle Sud a été l'une des premières structures à utiliser un système de cadres multiples, et a depuis été utilisé dans des milliers de conceptions de dômes géodésiques dans le monde. On dit qu'il s'agit de l'un des premiers dômes de ce type et qu'il a fait figure de pionnier. Le dôme du pôle Sud a également été le premier à être analysé par un ordinateur (Source : The Antarctic Sun, pg15, 25 novembre 2001).
Le plus impressionnant de tous était l'impressionnant pavillon américain à l'Expo 67, l'exposition universelle qui s'est tenue cette année-là à Montréal. Il a attiré l'attention des architectes futuristes du monde entier, et notamment du jeune architecte Norman Foster, qui a employé Fuller comme consultant dans son cabinet londonien prospère jusqu'à sa mort en 1983.
Depuis lors, les dômes géodésiques sont connus pour mieux résister aux catastrophes naturelles telles que les ouragans, les tremblements de terre et les incendies que les structures rectangulaires.
Les réservoirs de stockage hors sol (AST) dotés d'un toit en dôme en aluminium sont utilisés dans le monde entier aujourd'hui. Bien que remontant à près d'un siècle, les raisons de l'utilisation des citernes à mazout ont évolué au cours des 40 dernières années.
Le premier dôme géodésique en aluminium a été installé pour un réservoir de stockage d'eau en 1968, pour un réservoir d'eaux usées en 1969 et pour un réservoir de pétrole en 1977, tous par la même société. Ce n'est qu'en 1989 que l' API a produit l'annexe G de l'API 650: "Structurally Supported Aluminium Dome Roofs".
L'objectif initial des réservoirs à toit en dôme en aluminium (ADRT) pour le pétrole aux États-Unis était de servir de couvertures météorologiques pour empêcher la neige et la glace d'atteindre les toits flottants externes (EFR). D'autres raisons étaient le rapport résistance/espace et leur légèreté, ce qui rendait leur utilisation et le rééquipement des réservoirs existants très souhaitables.
Un exemple en est donné au début des années 1960, lorsque Colonial, un propriétaire de parcs de stockage aux États-Unis, n'avait que des EFR en acier dans ses parcs de stockage. En 1978, ils ont évalué plusieurs options de remplacement du toit et ont opté pour l'ADRT avec une membrane interne flottante en aluminium (IFR). Cette conception a été adoptée comme norme de l'entreprise pour les remplacements de toits et les nouveaux réservoirs.
En 1980, certains propriétaires de réservoirs ont commencé à couvrir leurs réservoirs, remplaçant les EFR par des toits flottants internes (IFR) à profil plus bas. Cette conception a permis d'augmenter la capacité de stockage, de réduire les émissions, de diminuer les pertes de vapeur de produit dues à l'évaporation et d'arrêter les COV induits par le vent associés à un EFR. Des études ont montré que l'ADRT a été identifié pour améliorer la sécurité incendie, et plus de 70 % des incendies d'AST de grand diamètre se produisent avec des EFR. Pendant la rédaction de ce document, un incendie s'est produit le 22 mai 2020 et a endommagé un réservoir de pétrole brut équipé d'un EFR à la société de raffinage Hengyuan de Berhad à Port Dickson, en Malaisie.
Les ADRT sont structurellement soutenus et évitent les colonnes internesdes toits en acier, ce qui permet d'éviter les pénétrations de colonnes, la corrosion et le coût du revêtement associé aux toits en acier. Les opérateurs d'AST ont signalé que la température interne des réservoirs équipés de dômes géodésiques était plus basse, ce qui réduisait l'évaporation du produit en raison de la température plus basse. En 1982, les installations de dômes géodésiques ont été étendues au sud jusqu'à Brownsville, au Texas. En 1985, les additifs pour l'essence et l'élimination de l'eau ont incité à poursuivre la conversion des EFRT en EFR à dôme ou à remplacer les EFR par des IFR dans leur intégralité et à les équiper d'un dôme géodésique.
Le comité API sur l'estimation des pertes par évaporation (CELE) a élaboré le chapitre 19 du Manual of Petroleum Measurement Standards (MPMS). Il contient des facteurs d'émission pour diverses configurations de l'AST. Des exemples de calculs d'émissions dans le chapitre 19.2, section 5 du MPMS - utilisant un EFR de 30,48 mètres (100 pieds) de diamètre comme référence - indiquent que les émissions sont réduites de 35% pour un IFR et de 10% pour un EFR couvert par un dôme géodésique.
En 2006, la recherche API CELE a recueilli des données thermiques sur des réservoirs AST et EFR à dôme géodésique situés à Dammam (Arabie Saoudite) et à Edmonton (Alberta). Les réservoirs EFR avaient une "température moyenne du produit" légèrement inférieure - les EFR perdent rapidement de la chaleur la nuit, alors que les ADRT n'en perdent pas, mais la température du liquide de surface pendant la journée atteint un pic. Il en résulte une réduction globale des émissions plus faible dans les réservoirs EFR bombés.
L'API MPMS 19.4 comprend des informations sur la recherche thermique dans l'annexe I et un tableau comparant les propriétés réfléchissantes supérieures de l'aluminium fini au laminoir par rapport à l'acier peint en blanc (ou autre couleur).
Aux États-Unis, les États et les juridictions locales délivrent des permis de polluer l'air, l'objectif étant de réduire davantage les COV. Ne considérant que les facteurs de réduction du vent, avant les avantages thermiques dérivés de la haute réflectivité et de la faible émissivité de l'aluminium, pour réduire l'inventaire des émissions, le California South Coast Air Quality District a publié la règle 1178 du SCAMD en 2001. Elle stipule que les vapeurs autour des réservoirs de stockage de produits stockés doivent être contenues et réglementées, et le dôme géodésique en aluminium est considéré comme la solution "parfaite", nécessitant la conversion des réservoirs EFR en AST avec un toit en dôme géodésique.
Au départ, les raisons qui poussaient l'industrie à couvrir les réservoirs étaient dues aux conditions de neige et de pluie et aux tempêtes de sable potentielles. Cependant, un avantage supplémentaire était la réduction de la perte de vapeur et la réduction de la température du produit et des émissions. Aujourd'hui, la réduction des COV et les exigences en matière d'air pur sont le moteur de l'amélioration des TADR.
Dans l'ensemble, l'authenticité, l'ingénierie et la conception du dôme géodésique et les avantages qu'il a apportés à l'industrie des réservoirs de stockage en tant qu'actif à long terme sont arrivés à point nommé. Examinons maintenant la théorie qui sous-tend le dôme géodésique en aluminium.
Les dômes géodésiques intègrent non seulement la force d'une forme sphérique/arquée solide, mais sont également constitués de nombreux triangles. Le succès du dôme en tant que structure est le résultat de l'intégrité naturelle de sa forme. Le dôme utilise la même forme incurvée qui donne de la force à l'arc. La seule différence est qu'il utilise la tension pour l'empêcher de s'étirer.
Comme on le sait, le triangle est la forme la plus solide parce qu'elle a des angles fixes et qu'elle est la seule configuration d'artefact qui reste stable en elle-même sans qu'il soit nécessaire d'ajouter un support aux points d'intersection pour éviter la déformation de la géométrie.
Quant à eux, les arcs sont des constructions tridimensionnelles qui utilisent des triangles ressemblant à une sphère pour créer des chemins de charge multiples depuis le centre du sommet jusqu'au point d'appui structurel.
En combinant des arcs avec des triangles équilatéraux et isocèles, on obtient une formation extrêmement durable, appelée dôme géodésique. Ainsi, si une pression est appliquée sur l'un des côtés d'un triangle, cette force est répartie de manière égale sur les deux autres côtés, qui à leur tour transfèrent la force de la charge aux triangles adjacents. Les triangles sont essentiels à la force du design d'un dôme. C'est grâce à cette répartition des forces que les dômes géodésiques distribuent efficacement les contraintes sur l'ensemble de la forme. .
La conception des dômes géodésiques consiste à incliner vers l'intérieur des pentagones ou des hexagones en forme de sphère. L'hexagone et le pentagone peuvent tous deux être précisément divisés en triangles, ils sont donc intrinsèquement très solides.
La fréquence du dôme est représentée par la lettre "v", par exemple 2v est un dôme à 2 fréquences et 3v est un dôme à 3 fréquences et ainsi de suite. Plus la fréquence est élevée, plus il y a de triangles dans un dôme géodésique. Presque tous les dômes géodésiques sont basés sur l'icosaèdre (fig. 3), mais ils peuvent également être conçus à partir d'autres solides de Platon : dodécaèdre, octaèdre ou tétraèdre.
L'icosaèdre est un solide géométrique à 20 faces. Chaque face de l'icosaèdre est formée par un triangle équilatéral. Lorsque la partie inférieure de l'icosaèdre est retirée, elle devient un dôme à fréquence unique ou "1v". Toutes les entretoises d'un dôme géodésique 1v ont la même longueur, mais les dômes géodésiques 1v ont plusieurs limites en termes de longueur optimale par rapport à la résistance des entretoises. Pour concevoir un toit de dôme géodésique en aluminium de plus grande surface, nous devons diviser chacun des triangles 1v en triangles plus petits par "tessellation“.
Voici donc le secret de la façon dont les longueurs des triangles tessellés font que les sommets sont poussés dans une sphère. Les bords ou les entretoises à l'extérieur des triangles tessellés des dômes haute fréquence sont toujours plus courts que le centre du triangle (fig. 8)
Une autre raison est que chaque coin du triangle original de l'icosaèdre fait partie d'une connexion à 5 voies qui, si elle est aplatie, crée un angle de 72 degrés (fig. 9).
Les angles intérieurs du triangle font partie d'une connexion à 6 voies, et normalement la somme des 3 angles d'un triangle euclidien ou "plat" crée un angle de 180 degrés. Cependant, ce triangle du dôme géodésique est appliqué à une courbure positive d'une sphère, il doit donc suivre les règles de la "géométrie sphérique", selon lesquelles tout triangle appliqué à la courbure positive d'une sphère doit dépasser 180 degrés.
Cela signifie que les angles de 60 degrés dans ce diagramme sont supérieurs à 60 degrés. Ces angles de plus de 60 degrés, ainsi que les angles de 72 degrés aux angles, font que les triangles s'éloignent d'un plan de sorte que les sommets suivent la surface courbe d'une sphère.
Cette combinaison de ces connexions à 5 et 6 voies et de leurs angles de 72 et 60+ degrés, ainsi que les arêtes plus courtes à l'extérieur du triangle de l'Icosaèdre, qui plieront chaque face de l'Icosaèdre en une surface incurvée tridimensionnelle pour créer une partie du dôme géodésique en aluminium.
Conditions climatiques. Les toits coniques en acier et les dômes géodésiques en aluminium sont conçus pour une étanchéité maximale aux intempéries, de sorte que l'aspect écologique se conjugue avec l'avantage économique. Éviter la contamination du produit stocké par les intempéries telles que la neige, l'eau de pluie, le sable et autres matières étrangères était et est toujours un facteur important. La question est de savoir quel est le bénéfice à long terme et si le propriétaire obtient un retour sur investissement, puisqu'il s'agit d'un actif végétal. Passons aux choses sérieuses.
Drainage du toit. De nombreux réservoirs à toit ouvert équipés de EFR en acier au carbone ont des problèmes de drainage avec leur système de drainage du toit pendant la saison des pluies, les ouragans et la saison des neiges. Grâce à la forme sphérique du dôme géodésique, aucun système de drainage n'est nécessaire et le risque que votre toit flottant s'enfonce dans votre produit est éliminé.
Structure autoportante autonome. Les dômes géodésiques ont un excellent rapport résistance/diamètre. Ils sont autoportants, ce qui permet aux dômes de couvrir une grande surface sans avoir besoin de colonnes de soutien structurel. Au fil des ans, la demande croissante de stockage de produits pétroliers et gaziers a entraîné une augmentation de la taille des réservoirs de stockage. L'avantage des dômes géodésiques autoportants en aluminium est qu'ils éliminent les colonnes qui seraient nécessaires dans une installation typique de toit conique en acier. Les colonnes sont des points de risque d'émission et en les éliminant, vos réservoirs gagnent des crédits d'émission auprès des gouvernements locaux et des agences environnementales internationales.
Colonnes et IFRs. L'absence de colonnes de support structurel signifie qu'aucune colonne ne traverse l'IFR (membrane flottante interne), ce qui augmente encore l'efficacité du système. Cette conception avancée de la construction permet de réduire considérablement les pertes par évaporation et les émissions.
Vent. Selon la norme API 2517, les pertes par évaporation sont fonction de la vitesse du vent dans les EFR. Cependant, le dôme géodésique empêche les pertes par évaporation en déviant le vent sur le sommet du dôme, éliminant ainsi l'effet de tourbillon du vent passant sur le sommet d'un EFR. Il permet également de contrôler les odeurs grâce à la réduction des émissions.
Charges. La résistance de la conception du dôme lui permet de supporter des charges supplémentaires en suspendant les IFR au dôme, cette modification permet d'augmenter la capacité utilisable globale du réservoir de stockage. Toute charge supplémentaire requise est prise en compte et calculée pendant la phase de conception du dôme, par exemple pour la neige, le vent et d'autres charges éventuelles. Il offre également des avantages en matière de maintenance.
Mantenance. La possibilité de suspendre les IFR au plafond permet d'éliminer les pieds de l'IFR qui déterminent le point le plus bas possible à l'intérieur du réservoir. L'absence de pieds permet d'augmenter le niveau de maintenance de l'écran flottant interne, ce qui facilite les travaux de maintenance.
Corrosion. Les dômes géodésiques nécessitent généralement beaucoup moins d'entretien qu'un toit conique en acier. Ils sont résistants à la corrosion et l'absence de corrosion signifie qu'il y a moins de débris qui pénètrent dans leur système d'étanchéité secondaire, ce qui peut créer des trous susceptibles d'entraîner des fuites d'émissions. Il n'est plus nécessaire de réparer, de sabler et de peindre la partie inférieure du toit du cône en acier lors de la maintenance hors service, ce qui prend beaucoup de temps. D'autre part, la partie supérieure du toit en cône d'acier doit être sablée, réparée et revêtue pour éviter que la surface du toit ne soit endommagée par la corrosion.
Peinture. Les dômes géodésiques n'ont pas besoin d'être peints pour être protégés de la corrosion, car un processus d'oxydation naturel se produit et crée une fine couche de protection au fil du temps. Cela permet de réaliser d'importantes économies et d'augmenter le retour sur investissement (ROI) pendant la durée de vie du réservoir de stockage.
Effets thermiques. Les dômes géodésiques en aluminium ont une propriété de réflexion supérieure à celle de l'aluminium brut, et protègent le produit stocké contre l'exposition aux UV et aux intempéries, ce qui permet d'obtenir un produit plus frais. Les émissions sont réduites en raison de l'exposition directe à la lumière du soleil lors de la couverture d'un réservoir ouvert de type EFR, ce qui entraîne une température globale du produit plus basse. Un dôme installé au-dessus d'un IFR peut réduire les émissions de plus de 90 %.
Poids. Le dôme géodésique est une construction légère. Le poids d'un dôme géodésique est d'un tiers ou moins par rapport à un toit conique autoportant en acier. Dans le cas de nouveaux réservoirs, la légèreté permet de réduire les coûts tant pour les fondations que pour la coque du réservoir. En raison de son poids très faible, le dôme est également adapté à la modernisation de réservoirs existants initialement conçus avec un toit extérieur flottant (Fig. 11).
Installation. Un toit en forme de dôme géodésique en aluminium présente l'avantage de pouvoir être installé pendant que les réservoirs sont en service. Il peut être construit sur le sol, à côté du réservoir, ou même sur un EFR et mis en place avec une grue. La construction du dôme géodésique ne nécessite aucun travail à chaud. Il faut moins de temps pour l'assembler et le client peut mettre le réservoir en service beaucoup plus rapidement que le temps nécessaire pour réaliser un toit conique en acier qui doit être soudé. Un exemple indique qu'un ADRT avec IFR a nécessité 68 % de main-d'œuvre en moins : 6880 heures-homme contre 21930 heures-homme. L'installation a été réalisée en environ 40% du temps avec une équipe de travailleurs moins qualifiés (Fig. 12).
Pression. Sauf demande différente du client, la pression interne de conception ne doit pas dépasser le poids du toit. La pression interne des ADRT est limitée par l'API 650 G.4.3 à 9″ d'eau. Des tests ont été réalisés jusqu'à 26″ d'eau et des applications pétrolières sont en service jusqu'à 17″ d'eau. La capacité de maintien de la pression dépend de la conception et du fabricant.
Compatibilité des joints. Un aspect extrêmement important à prendre en compte avec les dômes géodésiques est la compatibilité des joints avec le produit stocké dans un réservoir de stockage lorsque la membrane interne flottante n'est PAS utilisée.
Foudre. Les réservoirs EFR pourraient accumuler des charges potentielles en raison du contact acier contre acier et pourraient constituer une source d'inflammation potentielle en cas de foudre. De nombreux fabricants estiment que le toit en forme de dôme en aluminium permet de produire l'effet de cage de Faraday, même si la coque métallique est très fine. S'il n'y a pas de vapeurs combustibles dans l'atmosphère en raison des émissions, il ne faut pas s'inquiéter de la foudre. Il ne devrait y avoir aucune raison de protéger davantage un toit flottant interne couvert d'un dôme contre l'exposition à la foudre, la cage de Faraday ayant prouvé son efficacité, mais le collage est requis par l'API 650-H à d'autres fins. L'aluminium ne retient pas de charge statique et ne produit pas d'étincelles, mais dissipe les décharges atmosphériques.
L'objectif initial des toits en dôme géodésique en aluminium pour couvrir les réservoirs de stockage reste un moyen efficace et rentable de réduire les coûts de maintenance et d'exploitation, mais la motivation récente et les moteurs du marché sont de réduire davantage les émissions de COV associées aux réservoirs de stockage du pétrole.
Les principaux composants qu'il est important de mentionner pour les évaluations sont la poutre, les barres de lissage, les nœuds, les sabots de soutien et les accessoires disponibles.
Conception des poutres et des barres d'ancrage (Fig. 14 - Fig. 18)
- Le système de boulon d'ancrage/joint doit encapsuler complètement les bords du panneau afin d'assurer une étanchéité parfaite pour éviter toute émission.
- Pour empêcher les boulons d'ancrage de pénétrer dans le dôme, les poutres sont conçues avec une fente extrudée pour recevoir ces boulons. Ces fentes ont une conception spécifique qui garantit que le boulon peut entrer et sortir plusieurs fois dans la même position.
- Les boulons d'ancrage en acier inoxydable offrent une sécurité supplémentaire pour une connexion étanche.
- Les profils de poutre à âme simple réduisent le poids total de la structure, mais sont plus fragiles.
- Il faut tenir compte à la fois de la résistance requise pour supporter les charges de conception et du rapport poids/résistance. Il en résulte des niveaux différents d'efficacité des matériaux, ce qui aura un impact sur le coût.
- La hauteur typique et la plus populaire du dôme est d'environ 16% du diamètre du réservoir. Un dôme à profil bas est souvent demandé lorsqu'il y a une restriction de hauteur dans la région, typiquement près des aéroports. Les dômes à profil bas sont plus chers.
Fig 14-18
- Les panneaux sont verrouillés mécaniquement en place, avec un joint d'étanchéité entièrement engagé. L'étanchéité mécanique est assurée par des nervures sur le dessus qui s'engagent dans la feuille. Ces caractéristiques de conception sont la clé pour pouvoir offrir des dômes étanches à l'eau et au gaz efficaces.
- La fonction de joint mécanique protège également le joint de l'attaque du produit pour éviter une défaillance prématurée du joint
- Des conceptions uniques ont le joint entièrement fermé, non exposé, et protégé par la latte contre l'exposition aux UV et la dégradation du joint.
- Le silicone est un matériau inerte qui n'est pas affecté par les rayons UV. Les joints en silicone solide sont le matériau privilégié pour l'étanchéité des nœuds et des lattes. Les joints en silicone peuvent durer de 25 à 30 ans.
- L'exclusion de l'anneau de tension intégré permettra d'obtenir un dôme moins coûteux, mais l'acheteur devra toujours installer un anneau de tension en acier dans la coque du réservoir et sera toujours exposé à des coûts supplémentaires. Il est plus facile de moderniser un réservoir existant avec un dôme géodésique qui comprend un anneau de tension intégré, ce qui permet de réduire les coûts d'installation. Dans les nouveaux projets de réservoirs, pour les dômes étanches à la vapeur, un dôme de type fixe avec un anneau de tension installé dans la coque du réservoir fournira une conception étanche à l'air améliorée.
Le nœud
Le nœud est le point où les poutres et les panneaux se rencontrent et se connectent aux anneaux supérieur et inférieur pour résister à la déflexion transversale. Ces nœuds doivent être étanches à l'eau et au gaz, ils sont donc équipés de couvercles de moyeux avec un joint d'étanchéité pour assurer l'étanchéité à l'air et réduire les émissions. Les cache-moyeux sont sans aucun doute un point important à prendre en compte pour obtenir une bonne étanchéité.
La conception du couvercle du moyeu doit permettre de le retirer facilement pour l'inspecter et de régler facilement les chaînes de support internes de la membrane intérieure flottante lorsqu'elle est installée.
Chaussures de soutien
Le dôme peut être à ventilation libre ou étanche à la vapeur, selon l'application (fig. 21 et 22). Dans le cas d'un réservoir d'eau standard, un dôme à ventilation libre sera suffisant, mais s'il s'agit d'un réservoir pétrochimique et que les émissions doivent être réduites, une conception étanche à la vapeur peut être demandée. Un ADR étanche à la vapeur est plus cher en raison des exigences de charge plus élevées et augmente l'utilisation de matériaux.
Il existe deux types d'appui : l'appui coulissant et l'appui fixe où la poutre et la paroi du réservoir se rencontrent (Fig. 21-23).
Accessoires
L'ADR est fabriqué en atelier et, pour réduire le temps d'installation et le coût supplémentaire, la liste complète des accessoires supplémentaires nécessaires est incluse dans l'ADR. Cela garantit que les panneaux et les accessoires s'emboîtent parfaitement et qu'aucune découpe ni aucun forage supplémentaire dans le sol ne sont nécessaires.
La liste des accessoires pourrait inclure :
- Ventilation sous pression et sous vide
- Ventilation d'urgence
- Ventilation libre centrale
- Lanterneau triangulaire
- Trappe de mesure de niveau
- Trou d'homme
- Piquages
- Ligne de sécurité
- Boulon à œil à l'apex
- Connecteurs de câble IFR
- Oreilles pour le levage par grue
- Passerelles radiales
- Plateformes de mesure
- Systèmes de support des arroseurs
Construction. L'avantage du dôme géodésique est qu'il ne nécessite aucun travail à chaud et qu'il est préfabriqué et expédié sur le site d'installation en pièces qui ne demandent qu'à être assemblées. Le dôme géodésique peut être monté à l'INTÉRIEUR du réservoir, directement "in-situ" sur la structure de support du réservoir, ou EN CONJONCTION avec le réservoir. Cette dernière méthode est préférable lorsque le réservoir est maintenu en service pendant que le dôme est assemblé et installé sur le réservoir. Une application typique où la cuve est maintenue en service pendant la construction est celle d'un réservoir d'eaux usées.
Il existe deux méthodes de construction, l'une du centre vers l'extérieur(fig. 25) et la seconde de l'extérieur vers le centre (fig. 24). Normalement, les dômes géodésiques sont construits "sur place", directement sur la structure de support, lorsqu'il y a des contraintes d'espace. Le processus de construction "en place" consiste à construire un dôme directement sur la coque du réservoir, de l'extérieur vers le centre.
Lorsque le dôme est monté à l'intérieur du réservoir ou à côté du réservoir au sol, le processus de montage fait appel à des trépieds ou des quadripodes pour soulever le dôme à chaque niveau, ce qui permet de travailler confortablement et en toute sécurité au niveau et limite le travail en hauteur. Une fois le toit du dôme géodésique terminé, il peut être hissé au sommet de la structure porteuse à l'aide de treuils ou de grues. Cette méthode garantit un processus d'installation plus sûr et plus rapide.
Levage. La méthode de levage du dôme aura une incidence sur le temps d'installation et le coût de l'équipement (grue ou palan, par exemple). Il est nécessaire de clarifier dès le départ quelle méthode sera possible, car cela a un impact sur le temps et le coût du projet.
Lorsque le dôme est monté sur le sol à l'intérieur du réservoir, il devra être ajusté à la structure de support. Ce levage peut être effectué à l'aide de deux méthodes : l'une est l'utilisation de palans à pinces (fig. 27) et la seconde est l'utilisation de grues pour le gréement (fig. 26 et 28).
La grue est la méthode la moins efficace, comme alternative. Toutefois, dans certaines situations, elle nécessite l'utilisation de grues lorsqu'elles sont disponibles. Toutefois, des facteurs contingents tels que des vents légers font qu'un dôme léger oscille trop pour permettre une installation sûre. Dans la figure 26 ci-dessous, quatre grues ont été utilisées pour soulever ce dôme en place depuis l'intérieur du réservoir.
Une fois le processus d'assemblage du dôme à l'intérieur du réservoir terminé, l'équipe de montage utilise un système de palans et de poulies pour hisser efficacement le dôme au sommet de l'enceinte. Pour ce faire, il est nécessaire d'utiliser plusieurs palans (tirfor) (fig. 27) placés autour du sommet de la coque du réservoir afin de hisser le dôme géodésique en place.
Le processus d'assemblage par grue consiste à assembler un dôme sur le sol à côté du réservoir, puis à le soulever en place à l'aide d'une grue. De cette façon, le réservoir et le dôme peuvent être construits simultanément et un temps précieux est gagné.
Le coût initial d'un toit conique en acier est inférieur à celui d'un toit de dôme géodésique en aluminium, mais les économies pourraient être réalisées pendant la durée de vie du toit de dôme géodésique, en raison du coût d'entretien plus faible. La hausse des prix de l'acier et le coût élevé de la main-d'œuvre rendent le toit en dôme en aluminium encore plus attrayant.
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