Il
consiste typiquement en un cylindre surmonté d'un toit plat ou
bien en forme de cône ou encore de dôme, solidaire de la
paroi
cylindrique. Ils peuvent être construits en matière plastique mais ils
sont le plus souvent métalliques. Ils sont faits de tôles rivetées pour
les plus anciens, boulonnées ou entièrement soudées pour les plus récents. Ces
derniers sont étanches aux vapeurs et gaz.
Ils sont le plus souvent à fond plat, posé sur une semelle.
Ce sont les plus répandus car les moins coûteux à construire. Leur taille peut aller de quelques mètres à plus de 60 mètres de diamètre.
Un ciel gazeux existe continuellement au-dessus du liquide stocké.
Leur
résistance à la pression ou la dépression interne est faible et donc
lors du remplissage du réservoir, la phase gazeuse doit être évacuée,
et lors de la vidange du réservoir, de l'air ou un gaz inerte doit être
introduit.
C'est pourqoi ces réservoirs doivent être munis d'évents
de respiration, et/ou d'un système d'inertage si l'entrée d'air
(oxygène ou humidité) n'est pas désirée.
La respiration du
réservoir
peut se faire au travers d'une soupape permettant de maintenir à
l'intérieur une légère surpression ou dépression (+ ou - 2mbars). Cette
différence de pression avec l'atmosphère ambiante est utile pour mettre
en oeuvre une injection de gaz d'inertage, ou un traitement de
l'atmosphère rejetée:
Pour éviter
l'entrée d'humidité, l'évent peut être équipé d'un déssicant. Il s'agit
d'une capacité remplie d'un absorbant d'humidité généralement solide
(souvent du silicagel), au travers duquel l'air extérieur passe avant
de pénétrer dans le réservoir. Un moyen de détecter la saturation du
dessicant et un accès pour le remplacer doivent être prévu. Dans le cas
du silicagel, celui-ci changeant de couleur lorsqu'il est saturé, la
détection peut être simplement visuelle, si la capacité est transparente
La phase gazeuse évacuée lors du remplissage peut entraîner avec elle
des vapeurs du liquide stocké.
Si les vapeurs du liquide stocké sont inflammables, l'évent sera muni
d'un arrête flamme. Si elles sont toxiques ou polluantes, elles devront
être traitées.
Les réservoirs à toit fixe peuvent être:
- en acier
- en polyester armé de fibre de verre ou en polypropylène pour les
liquides corrosifs.
Les réservoirs à toit fixe peuvent être muni d'un écran
flottant
interne pour bénéficier des avantages des réservoirs à toit flottant.
Ce
type de réservoir est apparu dans les années 1920 sur le continent nord
américain pour limiter les émissions à l'atmosphère de vapeurs dues à
la respiration des bacs à toit fixe. Ils sont réservés
au stockage à pression atmosphérique de liquides peu volatils.
Ils sont constitués d'une enveloppe cylindrique verticale à l'intérieur
de laquelle coulisse le toit. En raison des tolérences de dimension de
l'enveloppe cylindrique, et pour garantir un mouvement libre, un espace
d'environ 20cm est prévu autour du toit flottant. Cet espace est comblé
par un joint souple.
Le toit repose sur la surface du liquide contenu et se déplace avec
elle.
Avantages:
- pas de mouvement de phase gazeuse lors des remplissages et vidanges
- l'absence de phase gazeuse limite les risques de départ de feu
Inconvénients:
- l'étanchéité du toit est difficile à réaliser
- le coût est toujours supérieur à celui d'un réservoir à toit fixe
Pour les produits visqueux ou risquant de cristalliser par
refroidissement, il peut être utile de réchauffer ou maintenir en
température le liquide stocké.
Deux moyens classiques:
- un
tube dans lequel circule un fluide chaud (vapeur ou eau chaude) est
disposé en serpentin sur le fond du réservoir. Pour être efficace il
faut que le liquide soit peu viqueux afin que des mouvements de
convection puissent s'établir.
- un échangeur est placé à l'intérieur du bac au niveau de la tubulure
d'extraction afin de réchauffer le liquide avant son extraction pour
faciliter son transfert. Cette méthode est préférée pour les liquides
visqueux.
Certains
produits sensibles pouvant être dégradés par un stockage prolongé à
température ambiante doivent être maintenus à basse température. Placer
un serpentinau fond du bac, parcouru par un fluide réfrigérant, sera
inefficace. Les couches refroidies plus denses stagneront au fond du
bac, aucun mouvement de convection n'étant possible. Il faut établir
une circulation mécanique soit à l'aide d'un agitateur inséré
dans
le bac, soit par une recirculation externe au moyen d'une pompe et
retour par un canon de brassage.
Les stockages de grande dimension peuvent être agités par canon de brassage et un circuit de pompage externe.
Brassage au moyen d'une recirculation externe par pompe et éjecteur venturi à l'intérieur
Les stockages de dimension moyenne peuvent être équipés d'un agitateur mécanique fixé sur la paroi du bac, l'axe disposé horizontalement.
Pour les produits pétroliers, le bac doit être muni d'un évent
fixe
d'un diamètre au moins égal à la moitié diamètre de la tuyauterie de
remplissage (arrêté du 21 Mars 1968),
ou bien un ou plusieurs évents dont la section totale est au moins
égale au quart du total des sections des tuyauteries de remplissage, et
muni d'un grillage évitant la propagation d'une flamme (instruction du
17 Avril 1975).
L'évent doit permettre
au bac de respirer c'est-à-dire sans variation importante de la
pression:
- permettre l'évacuation de l'excès de volume gazeux dû à
l'échauffement au soleil (effet thermique) plus le débit correspondant
à l'introduction de liquide.
- permettre l'entrée du volume d'air nécessaire pour compenser le
brusque refroidissement de la phase gazeuse en cas d'orage, augmenté du
débit de vidange du liquide.
Le débit correspondant aux effets thermiques est donné par les formules
de Naumann jugées plus sûres que les formules de l'API:
en dépression:
débit (m3/h)=1,44.D.(D+4H)
en surpression:
débit (m3/h)=1,08.D.H
avec D: diamètre et H: hauteur en m
Les cuves de stockage doivent être munis d'évents de
respiration qui peuvent déboucher à l'air libre.
Lorsque les vapeurs véhiculée par ces évents sont inflammables, ils
forment avec l'air ambiant un mélange explosif (que la cuve soit
inertée ou non).
Une inflammation accidentelle pourra être provoquée par une
accumulation anormale d'électricité statique, ou par un coup de foudre.
Un retour de flamme et une explosion pourra se propager par le tube
d'évent vers le réservoir.
On empêche la propagation d'une flamme en faisant passer le gaz
inflammable au travers de fentes.
Leur largeur maximale est fonction de la nature du gaz et est
généralement comprise entre 0.3 et 1mm.
Un autre moyen efficace employé si le gaz risque d'encrasser un système
à fentes, est de faire barbotter le gaz dans un volume d'eau.
Il peut être muni de trous sur sa longueur pour prélever simultanément aux différents niveaux du bac. Il peut être utilisé pour brasser le contenu du bac en ramenant vers le fond le produit situé en partie haute.
En position relevée, il interdit un déversement accidentel de produit en cas de fuite sur le circuit de soutirage.