Brevet FR2202987A1 — publié le 19740510

L'invention concerne une plate-forme auto-élévatrice pour travaux en mer sur le plateau continental, et un procédé pour sa mise en place sur le fond @nrin. On connaît des plates-formes auto-élévatrices de différents types, destinées autre ositionnées ..u-dessus du niveau de la er tout en prenant appui sur le fond de celle-ci pour pouvoir effectuer au large d'un rivage divers travaux que l'on appelle communément "travaux offshore". Ces plates-formes connues prennent toutes appui sur le fond marin grâce à des pieux et se différencient par les moyens utilisés pour leur élévation.Ces moyens peuvent être des dispositifs à pignons-crémaillères sur chaque pieu, ou des dispositifs à mouvements alternatifs, à savoir un système à vérins-cliquets sur chaque pieu, ou deux systèmes à serrage pneumatique par vessies montés sur chaque pieu et se déplaçant alternativement suivant ltaxe du pieu. Tous ces systèmes présentent l'inconvénient d'être compliqués et coûteux, et parfois fragiles. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réa- lisant une plate-forme élévatrice du type indiqué dtun prix de revient peu élevé, d'une grande mobilité et offrant une grande sécurité. Elle concerne également un procédé pour sa mise en place sur un fond marin, et pour son relevage une fois les travaux terminés. Une plate-forme auto-élévatrice selon l'invention, pour travaux au large des côtes et capable d'être positionnée audessus du niveau de la mer en prenant appui sur le fond au moyen de pieux qu'elle porte est caractériséc en ce quelle surmonte au moins un caisson-flotteur relié à sa surface inférieure par des moyens de liaison' à hauteur variable et comporte des moyens de blocage de verrouiller chaque peu avec la plate-forme, chacun des pieux pouvant par aillcurs coulisser verticalement dans un moyen de guidage porté par la plate-forme. Suivant une autre caractéristique, les caissons-flotteurs sont au nombre de deux, juxtaposés au meLe niveau sous la plate-forme0 Suivant une autre caractéristique, chaque caisson-flotteur est creux et muni de moyens permettant de le remplir d'eau ou de le vider dc cette eau en le remplissant d'air. Suivant une autre caractéristique, pour chaque pieu les moyens de blocage sont pontés sur son moyen de guidage. Suivant une autre caractéristique, les moyens de blocage sont constitués par un frein à bande entourant chaque Leu. Suivant une autre caractéri.stiquef les moyens réglables reliant chaque caisson-flotteur à la surface inférieure de la late-forme sont constitués ar au moins deux bras croisés pour former un X déformable dont deux extrémités sont articulées alors que les deux autres coulissent dans des glissières, des moyens de verrouillage permettant d'immobiliser cet X à toute position ou hauteur intermédiaire. Suivant une autre caractéristique, une articulation de ltX se trouve sous la plate-forme et l'autre sur le flotteur, tandis qu'une des glissières se trouve sur la plate-forme et autre sur le flatteur, Le procédé selon l'invention pour la mise en place de la plate-forme sur un fond marin est caractérisé en ce qu'il comporte te les phases suivantes : la plate-forme étant arrivée sur le lieu de son utilisation avec les X déformables repliés sur ses deux caissons-flotteurs et ses pieux en position haute, déverrouillage des pieux pour qu'ils tombent par leur propre poids sur le fond de la mer ; déverrouillage des X déformables et remplissage avec de l'eau des caissons-flotteurs qui descendent en dépliant les X ; verrouillage des X déployés pour maintenir les caissons-flotteurs en position basse ; évacuation par chasse d'air de liteau contenue dans ces caissons-flotteurs, ce qui provoque la remontée de la plate-forme coulissant sur les pieux, la plate-forme étant ainsi soulevée au-dessus de l'eau et soute nue par les caissons-flotteurs ; verrouillage de tous les pieux avec la plate-forme ; déverrouillage des X reliant les caissonsflotteurs à la plate-forme ; relevage des caissons-flotteurs sous la plate-forme ; et verrouillage des X repliés, si bien que la plate-forme se trouve en otat de service au-dessus du niveau de la mer. Suivant une autre caractéristique du procédé selon ltinven- tion, s'glissant d'un fond marin pénétrable rendant nécessaire ltenfoncement des pieux, une fois la plate-forme arrivée sur le lieu de son utilisation et ses pieux descendus sur le fond, on verrouille sur la plate-forme à laide des moyens de blocage deux pieux diamétralement opposés, on remplit les caissons-flotteurs d'eau pour que le poids de l'ensemble portant sur les deux pieux verrouillés les enfonce dans le sol marin, on déverrouille les deux lieu enfoncés, si bien que l'ensemble descend jusqutà une nouvelle flottaison d'équilibre, on chasse l'eau des caissonsflotteurs en les remplissant d'air, ce qui fait remonter ltensem- ble jusqu'à sa flottaison primitive, on renouvelle l'opération avec deux autres pleux diamétralement opposés, et ainsi de suite jusquà cc que tous les pieux soient enfoncés dans le fond marina on déverrouille ensuite tous les pieux, puis les X déformables, on remplit d'eau les caissons-flotteurs qui descendent en dépliant les X ; on verrouille les X déployés pour maintenir les caissensflotteurs en position basse, on évacue par chasse d'air l'eau contenue dans ces caissons-flotteurs pour provoquer la remontée de la plate-forme coulissant sur les pieux, la plate-forme étant ainsi soulevée au-dessus dc l'eau et soutenue par les caissons- flotteurs, on verrouille tous les pieux avec la plate-forme, on déverrouille les X reliant les caissons-flotteurs avec la plateforme, on relève ces dernicrs sous la plate-forme et on verrouille les X en position repliée. Le procédé de relevage d'une plate-forme selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte les opérations suivantes 2 déverrouillage des X pour permettre aux caissons-flotteurs de descendre par leurioids, reverrouillage des X en position dépliée déverrouillage des pieux, remplissage des caissous-flotteurs avec dc l'eau, reverrouillage des pieux avec la plate-forme, déverrouil- lage des X, puis évacuation par chasse d'air de l'eau contenue dans ces caissons-flotteurs pour provoquer la remontée des flotteurs sous la plate-forme, puis la remontée de cette dernière la remontée des flotteurs repliant les X sous la plate-formet tandis que la traction ainsi exerce sur les pieux arrache ceuxci du fond maria, verrouillage des X en position repliées relevage et verrouillage des pieux en position haute, la plate-forme tant ainsi revenue à sa position dtarrivée sur son lieu de travail. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, pernettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'une plate forme- selon l'invention. Fig. 2 est une vue de facc de la plate-forme selon l'inven tion à son arrivée sur le lieu de travail au-dessus d'un fond marin. Fig. 3 à 8 illustrent les différentes phares de la mise en place de cette plate-forme sur un fond marin dur ; Fig. 9 à 14 illustrent le procédé d'enfoncement des leux de la plate-forrle selon l'invention dans un fond aria pénétra- ble. Fig. 15 à 20 illustrent les différentes phases de relevage de cette plate-forme pour son menée sur un autre lieu-de travail. Fig. 21 illustre une variante du système de liaison reliant les caissons-flotteurs à la plate-forme. Les croix entourées d'un cercle dans les fig. 7, 9, 15 et 19 symbolisent le blocage avec la plate-forme des pieux correspondants. On a représenté dans le destin une plate-forme auto-éléva- trice 1 qui comporte une plate-forme proprement dite 2, deux caissons-flotteurs 3, deux systèmes déformables de liaison 4 entre la plate-forme 2 et les caissons-flotteurs 3, six pieux 5 montés chacun coulissants dans un guidage 6, et munis chacun d'un dispositif 7 permettant leur blocage avec la plate-forme 2. Ce dispositif de blocage 7 est de préférence un frein à bande entourant le pieu et dont la commande peut se faire par tous moyens connus. Chaque système déformable de liaison 4 est constitué par deux paires de bras reliant un des flotteurs 3 à la plate-forme 2. Les bras 8 et 9 de chaque paire s'articulent en leur milieu sur un axe 10 pour former un X, Une extrémité du bras 8 est articulée en un point fixe 11 du dessous de la plate-forme 2 tandis que son autre extrémité coulisse dans une glissière 12 solidaire du flotteur 3. Par contre, l'extrémité du bras 9 en contact avec le dessous de la plate-forme 2 coulisse dans une glissière 13 solidaire de ce dessous de la plate-forme, tandis que l'autre extrémité de ce bras 9 est articulée en un point fixe 14 du flotteur 3, ce qui permet à l'X formé par les deux bras 8 et 9 de se déformer. Ces systèmes de liaison 4 sont verrouillables dans une position quelconque en hauteur par un moyen connu quelconque. Les caissons-flotteurs 3 sont munis par exemple de vannes à commande pneumatique (non representées) permettant leur mise en eau. Une installation d'air comprimé (non représentée) est prévue pour chasser l'eau des caissons-flotteurs 3 et les remplir dtair. Ces caissons-flotteurs peuvent être relevés sous la plate-forme 2 par exemple au moyen de petits treuils électriques. On peut avec des treuils semblables relever complètement les pieux par l'in- termédiaire dc cibles dont l'extrémité reste attachée à la partie bass des pleux, ceux-ci restant maintenus dans les guides 6. Dans la variante représentée dans les fig. 22, les deux caissons-flotteurs 3 sont remplacés par un grand caisson-flotteur unique 3a relié a la plate-forme 2 par des colonnes 4a remplaçant les systèmes 4 et capables de coulisser dans des guides 14 solidaires de la plate-forme, des moyens dc verrouillage étant prévus pour bloquer ces colonnes avec la plate-forme, dans une position quelconque en hauteur0 Le fonctionnement est le suivant :: Une fois la plate-forme 2 amenée sur le lieu de travail, soit par remorquage, soit par ses propres moyens si elle est automotrice, les systèmes de liaison 4 étant repliés entre le dessous de la plate-forme ct les caissons-flotteurs 3, et les pieux 5 étant en position haute (fig. 2), on débloque les pieux 5 qui par leur poids, qui est évidemment considérable, tombent sur le fond 15 dc la mer (fig. 3), tout en restant dans les guidages 6 les reliait à la plate-forme 2o Si le fond 15 est suffisamment dur, la plate-forme 2 se trouve autouatiquement positionnée, une fois les pieux 5 reverrouillés avec elles Si le.sol n'est pas suffisamment dur, il est nécessaire d'enfoncer les pieux0 Pour cela, une fois les pieux 5 tombés sur le fond 15 on verrouille seulement, à l'aide des systèmes de blocage 7, deux pieux diamétralement opposés (fig 9). On met ensuite en eau les caissons-flotteurs 3 au moyen des vannes (ig. 10) le poids de lsensemble plate-forme et caissons-flotteurs pesant sur les deux pieux 5 bloqués, qui stenfoncent dans le fond 15 (fig. 11).On déverrouille alors les dew pieux enfon cs (fig. 12), sur quoi l'ensemble s'enfonce plus profondément dans l'eau jusqu'à atteindre une nouvelle flottaisoiï d'équilibre. On ferme les vannes, on évacue l'eau des caissons-flotteurs par une chasse d'air, et l'ensemble remonte et retrouve sa flottaison primitive (fig. , 13). On ferme alors la chasse cl'air, on verrouille deux nouveaux pieux 5 diamétralement opposés (fig. 14). On procède onsuite com@e précédemment, et ainsi de suite jusqu'à ce que les trois paires de pieux 5 soient enfoncées dans le fond 15. Une fois la plate-forme 2 ancrée sur le fond 15 par tous ses pieux 5, tous les pieux étant débloqués (fig. 4), on déver- rouille les systèmes de liaison 4 entre 1 plate- forme 2 et les caissons-flotteurs 3, on met ces derniers en eau (fig. 5) Ils coulent en provoquant l'extension complète des :; des systèmes 4. On verrouille alors ces systèmes 4 en position d'extension, on vidange les caissons-flotteurs 3 par une chasse d > air en glissant éventuellement sur les vannes pneumatiques (fig 6) pour effecw tuer des corrections de remontée de la plate-forme qui sc trouve ainsi finalement soulevée au-dessus de l'eau et soutenue par les caissons-flotteurs 3. On bloque alors tous les pieux 5 avec la plate-forme 2 (fig. 7), on déverrouille les systèmes de liaison 4, on relève les caissons-flotteurs 3 sous la plate-forme 2 au moyen par exemple de petits treuils électriques, et on verrouille en position repliée les systèmes de liaison 4.La plate-forme 2 se trouve alors dans la position de service représentée dans la fig, 8 et constitue un pont de travail non soumis à l'action des vagues et permettant l'ex4tution de différentes travaux offshore, tels que par exemple des forages. Une fois les travaux terminés, le relevage de la plateforme pour l'amener en un autre lieu de travail s'effectue de la façon suivante : on déverrouille les systèmes de liaison 4 pour permettre aux caissons-flotteurs 3 de descendre sous leur propre poids (fig. 15) ; on reverrouille les systèmes de liaison 4 en position dépliée ; on déverrouille les pieux 5 ; on remplit partiellement d'eau les caissons-flotteurs 3 (fig. 16) qui descendent donc (fig. 17) ; on reverrouille tous les pieux 5 avec la plate-forme 2 4fig. 18) on déverrouille le système 4 ; on évacue par chasse d'air liteau des caissons-flotteurs 3 pour provoquer leur remontée sous la plate-forme 2 (fig. 19), puis la remontée de cette plate-forme (fig. 20), la remontée des caissons flotteurs 3 repliant les systèmes de liaison 4 sous la plateforme tandis que la traction exercée par cette remontée sur les pieux les décolle ou les arrache du fond 15 ; on verrouille ensuite les systèmes de liaison 4 en position repliée ; on relève les pieux en position haute au moyen de petits treuils électriques et on les verrouille dans cette position à la plateforme qui est ainsi revenue à la position quelle avait à son arrivée sur le lieu de travail et qui est représentée dans la fig. 2. Les avantages de la plate-forme auto-élévatrice de la présente invention sont les suivants - suppression de mécanismes compliqués pour la mise en place, d'où d@@inution du prix de construction et des frais d'entretion ; - grande mobilité, permettant de passer facilement d'un lieu de travail @ un autre, le relevage ne constituant qu'une opération simple qui peut être effectuée rapidement ; - grande sécurité, puisque la plate-forme selon l'invention permet d'installer six pieux, au lieu des quatre habituels, ce qui s/upprime tout risque de basculement en cas d'irrégularité dans le fond marin (trou ou faille qui n'aurait pas été décelée et dans lequel tomberait l'un des pieux) ; ; - force d'ancrage totale supérieure à celle d'une plateforme classique, puisquton a davantage de pieux et que chaque pieu, à sa mise en place, est chargé de la moitié du poids total de l'ensemble @ grande forcc d'arrachage de pieux grâce au volume important du ballast, constitué ici par la totalité des volumes des flotteurs, REVENDICATIONS 1- Plate-forme auto-élévatrice selon l'invention, pour travaux au large des cotes et capable autre positionnée audessus du niveau de la mer cn prenant appui sur le fond au moyen de pieux quelle porte, caractérisée en ce qutelle surmonte au moins un caisson-ibtteur relié à sa surface inférieure par des moyens de liaison à hauteur variable et comporte des moyens de blocage de verrouiller chaque pieu avec la plate-forme, chacun des pieux pouvant par ailleurs coulisser verticalement dans un moyen de guidage porté par la plate-forme. 2^ Plate-forme suivant la revendication 1, caractérisee en ce que, les caissons-flotteurs sont au nombre de deux, Juxtaposes au même niveau sous la plate-forme. 3- Plate-forme suivant la revendication 2, caractErisée en ce que, chaque caisson-flotteur est creux et muni de moyens permettant de le remplir d'veau ou de le vider de cette eau en le remplissant d'air0 4" Plate-forme suivant la revendication 1, caractérisée en ce que pour chaque pieu les moyens de blocage sont montés sur son moyen de guidage. 51 Plate-forme suivant la revendication 4, caractérisée en ce que, les moyens de blocage sont constitués par un frein à bande entourant chaque pieu. 6- Plate-forme suivant lune quelconque des revendications précédentes, caractériste en ce que les moyens réglables reliant chaque caisson-flotteur à la surface inférieure de la- plate-forme sont constitués par au moins deux bras croisés pour former un X déformable dont deux extrémités sont articulées alors que les deux autres coulissent dans des glissières, des moyens de verrouil- lage permettant d'immobiliser cet X à toute position ou hauteur intermédiaire. 7- Plate-forme suivant la revendication 6, caractérisée en ce qu'une articula-tion de lix se trouve sous la plate-forme et l'autre sur le flotteur, tandis qu'une des glissières se trouve sur la plate-forme et l'autre sur le flotteur. 8- Procédé pour la mise en place d'une plate-forme suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les phases suivantes : la plate-forme étant arrivée sur le lieu de son utilisation avec les X déformables replie sur ses doux caissons-flotteurs et ses pieux en position haute, déverrouillage des pieux pour quils tombent par leur propre poids sur le fond de la mer ; déverrouillage des X déformables et remplissage avec de l'cau des caissons-flotteurs qui descendent en dépliant les X ; verrouillage dcs X déployés pour maintenir les caissons-flotteurs en position basse ; évacuation par chasse d'air de lseau contenue dans ces caissons-flotteurs, ce qui provoque la remontée de la plate-forme coulissant sur les pieux, la plate-forme étant ainsi soulevée au-dessus de l'eau et soutenue par les caissons-flotteurs ; verrouillage de tous les pieux avec la plate-forme ; déverrouillage des X reliant les caissons-flotteurs à la plate-forme ; relevage des caissonsflotteurs sous la plate-forme ; et verrouillage des X repliés, i bien quc la plate-forme se trouve en état de service au-dessus du niveau de la mer0 9- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en.ce que, s'agissant d'un fond marin pénétrable rendant nécessaire l'enfoncement des pieux, une fois la plate-forme arrivée sur le lieu de son utilisation et ses pieux descendus sur le fond, on verrouille sur la plate-forme à l'aide des moyens de blocage deux pieux diamétralement opposés, on remplit les caissons-flot- teurs d'eau pour que le poids de ensemble portant sur les deux pieux verrouillés les enfonce dans le sol marin, on déverrouille les deux pieux enfoncés, si bien que l'ensemble descend jusqu'à une nouvelle flottaison d'équilibre, on chasse liteau des caissons flotteurs en les remplissant d'air, ce qui fait remonter l'ensem- ble jusqu'à sa flottaison primitive, on renouvelle l'opération vec deux autres pieux diamétralement opposés, et ainsi de suite jusqu'à ce que tous tes pieux soient enfoncés dans le fond marin, on déverrouille ensuite tous les pieux* puis les X déformables, on remplit dfeau les caissons-flotteurs qui descendent en dépliant les X non on verrouille les X déployés pour maintenir les caissons- flotteurs on position basse, on évacue par chasse d'air l'eau contenue dans ces caissons-flotteurs pour provoquer la remontée de la plate-forme coulissant sur les pieux, la plate-forme étant ainsi soulevée au-dessus de l'eau et soutenue par les caissonsflotteurs, on verrouille tous les pieux avec la plate-forme, on déverrouille les X reliant les caissons-flotteurs avec la plateforme, on relève ces derniers sous la plate-forme et on verrouille les X en position repliée. 10- Procédé de relevage dsune plateforme mise en place par le procédé suivant l'une quelconque des Revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte les opérations suivantes: déver- rouillage des X pour permettre aux caissons-flotteurs de descendre par leur poids; reverrouillage des X en position dépliée; déverrouillage des pieux; remplissage des caissons-flotteurs avec de l'eau; reverrouillage des pieux avec la plateforme; déverrouillage des X; évacuation par chasse dtair de l'eau contenue dans les caissons-flotteurs pour provoquer la remontée des caissons-flotteurs sous la plateforme, puis la remontée de cette dernière, la remontée des flotteurs repliant les X sous la plateforme tandis que la traction exercée par cette remontée sur les pieux décolle ou arrache çeux-ci du fond marin; verrouillage des X en position repliée; relevage et verrouillage des pieux en position haute, la plateforme étant ainsi revenue à sa position d'arrivée sur son lieu de travail.