Comment intervenir efficacement en haut d’une cuve ?

La chaudronnerie industrielle est un corps de métier en charge de concevoir et fabriquer divers équipements industriels à partir de métaux pour produire et stocker des gaz, solides ou liquides. La tonnellerie désigne quant à elle le secteur de la production de tonneaux et fûts de chêne.

Dans le cas des cuves que nous abordons ici, ces équipements industriels désignent les contenants cylindriques pour liquides et matières premières. Ces cuves sont utilisées dans une multitude de secteurs d’activité.

Pour des opérations de contrôle, de production ou encore de maintenance, une intervention en partie haute de la cuve, au niveau d’une ouverture est souvent indispensable. Découvrez ici comment y accéder facilement et en toute sécurité.

• Les différents types de cuves industrielles

• Quels secteurs professionnels utilisent des cuves ?

• Les différentes fonctions industrielles des cuves ?

• Quels équipements utilisés pour accéder en partie haute de la cuve ?

Les différents types de cuves industrielles

On désigne ici par cuve tout récipient ou réservoir destiné à contenir des liquides, solides ou gaz. Les cuves peuvent s’installer à l’horizontale ou à la verticale suivant la fonction à laquelle elles répondent et les contraintes du lieu d’installation.

Cuves industrielles pour le stockage et la production

La chaudronnerie industrielle est la branche spécialisée dans la réalisation de cuves à base de métaux tels que l’acier inoxydable. La tonnellerie pour la viticulture entre également dans la catégorie des cuves industrielles pour la production et la maturation du vin, les cuves pouvant être en inox ou en bois de chêne et sont alors désignés par des tonneaux, barriques ou fûts.

Le terme de « cuve » se retrouve aussi bien dans les domaines chimiques, agroalimentaires, pharmaceutiques ou encore cosmétiques. La cuve peut avoir une fonction de stockage ou faire partie d’un procédé de fabrication (fermentation, mélange, distillation, décantation, …).

Citernes agricoles

Le terme de « citerne » est plus largement utilisé dans le domaine agricole ou le traitement de l’eau. On trouve notamment les citernes roulantes pour tracteur ou encore les tonnes à eau servant à transporter de l’eau mais aussi du purin ou du lisier. Ces citernes sont traditionnellement montées sur châssis de remorque et peuvent être fabriquées en métal, plastique ou encore en béton.

Récupérateurs d’eau de pluie

Les récupérateurs d’eau de pluie peuvent être de forme cylindrique pour les gros contenants ou bien cubiques comme on en trouve dans le commerce pour le particulier.
Les citernes agricoles et plus largement les récupérateurs d’eau de pluie que l’on trouve dans les enseignes de bricolage grand public sont fabriqués en thermoplastique PEHD et sont en vente dans des magasins spécialisés ou en ligne.

Quels secteurs professionnels utilisent des cuves ?

Pour toutes les problématiques de stockage et de manipulation de liquides, l’utilisation de cuves est largement répandue dans différents domaines professionnels.

Le personnel en charge de la production et du contrôle qualité doit pouvoir effectuer des relevés dans le contenu des cuves ou procéder à des opérations de maintenance. Cela passe souvent par le besoin d’accéder en hauteur de cuve au niveau d’une ouverture ou d’un dispositif d’affichage.

Le secteur industriel : L’utilisation de cuves comme parties intégrantes du processus de production et pour le stockage

Dans l’industrie, les cuves sont utilisées premièrement pour le stockage de liquides. Ces liquides peuvent ensuite être employés pour former des mélanges ou des prémélanges.

Enfin beaucoup de procédés nécessitent des cuves ou autoclaves pour les étapes de fermentation, précipitation, concentration de composants liquides, solides ou gazeux.
Les chimistes, personnels de laboratoire, qualiticiens, responsables de production, sont amenés à effectuer des relevés réguliers voire quotidiens pour garantir une qualité de production tout au long de l’année. Ces contrôles de routine nécessitent le plus souvent un accès en hauteur confortable et sécurisé afin de faciliter le travail de l’intervenant.

Les spécificités agroalimentaires, pharmaceutiques et cosmétiques : Des cuves qui doivent respecter strictement les règles d’hygiène en vigueur

Dans l’industrie agroalimentaire, le stockage de liquides et de ses mélanges associés en cuve nécessite un environnement contrôlé afin de respecter strictement les règles d’hygiène en vigueur.

Un autre secteur nécessitant une parfaite hygiène pour le stockage des composants et produits liquides est le domaine pharmaceutique et cosmétologique. Ces cuves doivent faire l’objet d’un processus de nettoyage et de désinfection rigoureux. L’utilisation de produits spécifiques parfois détergents nécessitent une parfaire innocuité du matériau de la cuve.

Le secteur pétrochimique : Des cuves résistant à des atmosphères corrosives

Les industries pétrochimiques favorisent davantage des cuves enterrées en ce qui concerne les cuves à mazout ou à essence.

Le secteur viticole et des spiritueux : Des cuves indispensables à la production et au stockage

Enfin pour le secteur viticole et celui des spiritueux, l’utilisation des cuves ou tonneaux est largement répandue pour la fermentation, la maturation comme pour le stockage des alcools.

Pour les barriques et fûts de chêne destinés à la production de vin, on se tournera vers des spécialistes de la tonnellerie.

Pour des procédés de fermentation et de maturation exigeant un certain temps, les contrôles peuvent être plus espacés mais nécessitent néanmoins l’accès à une trappe de contrôle ou plus rarement une interface digitale de paramètres. Pour cela un dispositif d’accès en hauteur facile à manier et à transporter de cuves en cuves est souvent la meilleure option. Elle se doit toutefois d’offrir des garanties en termes de sécurité et de confort.

Les différentes fonctions industrielles des cuves

La production industrielle nécessite parfois des traitements par voie physique ou chimique avec ou sans changement d’état des composants. Ces opérations ont lieu dans des cuves spécialement conçues à cet effet : Séparation, absorption, échange de température, réaction chimique, distillation, réfrigération, chauffage en température.
Voyons ci-dessous plus en détail les différentes fonctions que les cuves en inox aident à remplir.

Cuve de stockage

L’acier inoxydable reste le matériau le plus utilisé pour une cuve destinée au stockage.

Il faut à la fois garantir une inertie du contenant avec le liquide contenu, mais surtout une stabilité dans le temps pour ne pas altérer les propriétés du liquide.
L’acier inoxydable 304L ou 316L, particulièrement résistant même en milieu corrosif grâce au nickel dans sa composition, est un matériau de choix.

Les cuves peuvent être conçues en simple ou double peau suivant la corrosivité et la dangerosité du liquide contenu pour les personnes et l’environnement en cas de fuite. La cuve reste généralement à pression atmosphérique et possède des parois de faible épaisseur.

Pour des liquides requérant un maintien constant à une certaine température, la cuve peut être munie d’un système de chauffage ou d’une isolation thermique spécifique.
Les soudures de cuves de stockage doivent être particulièrement soignées et conformes aux normes européennes pour garantir une parfaite étanchéité dans le temps.
Le prix d’une cuve de stockage en inox dépendra évidemment de la taille de son réservoir. Comptez jusqu’à 4000 € pour une cuve de 2000 Litres.

Cuve sous pression

La mise sous pression d’un équipement doit répondre aux exigences de la DESP 2014/68/UE (Directive des Equipements Sous Pression) et subir des tests réglementaires suivant le code de la construction.

Les cuves sous pression en acier inoxydable ou à base d’alliages à forte teneur en nickel pour sa résistance à la corrosion doivent satisfaire à un cahier des charges spécifiques. Leurs matériaux de conception, les procédés de fabrication employés ainsi que le respect des règles de dimensionnement sont des facteurs de garantie de leur tenue en pression (épaisseurs de viroles, contraintes, renforts, résistance au vent, au séisme, à la neige).

Les cuves sous pression peuvent être conçues pour des pressions allant jusqu’à 100 bars et une épaisseur de virole jusqu’à 60 mm.
Ce type de cuves se retrouve notamment pour la fabrication de réacteur industriel pour les procédés de réactions chimiques.

Cuve pour échange thermique, distillation, absorption/désorption

Pour toutes ces opérations industrielles spécifiques aux industries chimiques, l’enjeu est de proposer une cuve dimensionnée en adéquation avec les exigences thermodynamiques.

La cuve doit résister à des températures allant jusqu’à l’ébullition pour permettre la réaction des phénomènes souhaités.

Cuve de mélange

Partie intégrante du processus de production, les cuves de mélange comportent une motorisation afin d’offrir une fonction de mélange ou d’agitation.

Cuves et tonneaux de fermentation, maturation et stockage en viniculture

Le foudre (parfois appelés « tonneaux montres ») est un tonneau de très grande capacité, équivalente à celles de plusieurs tonneaux ou barriques de bois.

Il contient le stockage des vins ou spiritueux jusqu’à plusieurs dizaines d’hectolitres.

Les tonneaux et barriques spécifiques pour la vinification et le stockage du vin utilisent depuis l’Antiquité le bois comme matériau de contenant. Le bois utilisé est le chêne, pour sa souplesse et sa légèreté. Il apporte également de nombreuses propriétés lors du vieillissement du vin : Stabilité de la couleur du vin, libération et enrichissement des arômes du vin grâce à ses molécules (phénols, vanilline, aldéhydes,).

Ces tonneaux ont donc une durée de vie limitée si l’on veut bénéficier des apports du bois dans le temps. Ce renouvèlement du parc de barriques est un vrai coût financier pour l’exploitation. Une barrique peut coûter jusqu’à 1000 €.

De nos jours, le processus de vinification commence par sa fermentation alcoolique dans des cuves inox et finit sa maturation en barriques ou fûts de chêne.
Les cuves inox possèdent alors pour la fermentation et la vinification des valves permettant de connecter une pompe pour des besoins de remontage et d’homogénéisation.

On désigne généralement par barrique les tonneaux en chêne allant jusqu’à 230L alors que le terme de fût est plutôt réservé à des tonneaux de 30 à 50L.

Quels équipements utilisés pour accéder en partie haute de la cuve ?

Souvent disposés dans de grands hangars de production dont l’atmosphère est contrôlée, l’installation d’une plateforme d’accès en caillebotis n’est pas systématique pour accéder en haut de la cuve.

Certaines installations ne peuvent se permettre de fixer un tel accès permanent en hauteur qui représente un investissement conséquent et un encombrement non négligeable. Il faut alors trouver des solutions d’accès temporaires sans compromettre la sécurité et la practicité.

Plateforme Individuelle Roulante pour les contrôles et prélèvements dans le secteur industriel ou chimique

On procède alors avec des équipements d’accès en hauteur temporaire et modulable. Les Plateformes Individuelles Roulantes (PIRL) sont une solution idéale d’accès en haut d’une cuve.

La sécurisation permise par la présence du garde-corps et celle de stabilisateurs télescopiques garantissent un travail en hauteur confortable.

Les manipulations de routine telles que les visites de contrôle et autres prélèvements d’échantillons sont facilitées et rendues sures.

Les opérateurs doivent pouvoir accéder à la partie haute d’une cuve industrielle pour effectuer des relevés de pression journaliers et des opérations trimestrielles de maintenance.

Echelle de meunier avec barre stabilisatrice pour les interventions sur cuves agroalimentaires

Concernant les exploitations agricoles, les cuves inox servant à la préparation et au stockage de liquides alimentaires subissent évidemment des contrôles qualités de routine.

Ces contrôles quotidiens exigent un accès aisé en haut de la cuve. Pour cela la solution optimale consiste à utiliser une échelle de meunier en aluminium possédant en son sommet une barre stabilisatrice que l’on peut venir souder directement sur la cuve inox.

Cette solution permet de créer un accès en hauteur permanent ou temporaire. En effet l’échelle munie de crochets peut se détacher de la barre stabilisatrice pour être utilisée sur une autre cuve.

Echelle en bois à base évasée pour le contrôle en série de tonneaux en chêne

Pour ce qui est des exploitations viticoles, les tonneaux et cuves inox sont localisés dans le chai. Le chai est un lieu de vinification généralement en rez-de-chaussée ou en dessous du niveau du sol.

Le nombre important de tonneaux de grande contenance ou de cuves inox destinés au stockage ou à la préparation du vin dans le chai élimine toute possibilité d’installer un système d’accès en hauteur permanent.

Ici le moyen d’accès en hauteur se doit d’être facilement transportable pour l’utiliser d’un tonneau à un autre lors des opérations de contrôle.

Durant la fermentation alcoolique, plusieurs paramètres sont à contrôler quotidiennement :

• La température est régulée tout au long de la fermentation pour que cette dernière soit totale et exempte de composés volatiles néfastes.
• La densité du moût du vin est contrôlée à l’aide d’un mustimètre. C’est un indicateur important de l’évolution du processus fermentaire.
• Les besoins éventuels en ajout d’oxygène, de vitamines ou encore d’azote pour optimiser la vinification.

Ces interventions peuvent nécessiter l’utilisation d’un moyen d’accès à la trappe d’ouverture ou au dispositif d’affichage de la cuve.

Pour ces opérations de contrôle ou de production sur des tonneaux de grande dimension en bois de chêne par exemple, l’utilisation d’une échelle en bois à base évasée est une option efficace et stable. Les marches striées et antidérapantes ajoutent à la sécurisation de cette échelle dont la base est élargie.

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