Brevet FR2272891A1 — publié le 19751226

Pour divers travaux en mer, notamment pour le forage en mer et la mise en production des champis pétroliers sous-marins, on est amené à descendre des objets pour les mettre en position précise sur le fond et les poser en douceur. Il faut aussi les déplacer on les remonter à la su ace. On effectue actuellement ces opérations à partir d'un support de surface (navire de servitude, navire de forage, barge), l'objet étant soit suspendu à des câbles avec guidage par câbles-guides tendus depuis le support de surface jusqu'à une plaque de base posée sur le fond, soit suspendu à un train de tiges. Ce système de descente à partir d'un support de surface présente des inconvénients majeurs, panai lesquels on peut citer la lenteur des opérations (mise en place des câbles-guides ou raboutage des trains de tiges) l'imprécision de positionnement sur le fond par suite des mouvements du support dans la boule; ces mouvements pro voquant également des surtensions dynamiques dans le câble, ce qui peut accroître les risques de rupture, et enfin le pilonnement du support de surface qui se transmet au moins partiellement a l'objet ce qui rend difficile ou même impossible une pose on douceur sur le fond. Ces systèmes actuels obligent également à laisser un poids apparent notable à l'objet pour garder une certaine tension dans les cables de suspension. La présente invention a pour objet de remplacer la manutention directe d'objets en mer depuis le support de surface par une manutention précise et parfaitement contrôlée au moyen d'un module porteur autonome récupérable, sorte d'hélicoptère- grue sous-marin auquel on fixe l'objet; ledit module comportant des hydro-réacteurs de propulsion verticaux a' poussée réglable dans les deux sens pour assurer un contrôle actif de l'immersion et la pose en douceur des réacteurs et pouvant comporter des réacteurs horizontaux pour réaliser le positionnement précis de l'objet en azimut et en position à tout moment.Ce nodule comporte de préférence des compartiments résistant inccrporé permettant de l'équilibrer statiquenent dans l'eau (opération effectuée sous le nom de pesée) et qui par le jeu du reuplissage ou de la vidange en cours d'immorsion permet de contrôler de façon générale la descente ou la remontée et de soulager d'autant les réacteurs verticaux, qui ont alors essentiellement pour roule d'assurer les performances dynamiques. Ce module comporte une coque épaisse auto-résistante habitable ou non, regroupant les organes de commande et de contrôle, des moyens de pesée et un carénage en équipression qui supporte les hydo-réacteurs verticaux et horizontaux et peut former ballast afin d'accrottre la flottabilité en surface. Dans le cas d'objets très lo lourds ou de poids apparent variable, le module peut Outre associé à un flotteur auxiliaire en coque épaisse auto-résistante mis en oeuvre par le système de pompes ou de chasse d'air du module (ou équipé de systèmes propres mais commandé depuis le module). Ce-flotteur additionnel permet d'assurer la manutention avec des hydro-réacteurs verticaux moins puissants et de conserver l'avantage considérable qu'il y a du point de vue sécurité à maintenir le système "pesé" à chaque instant. Le procédé selon l'invention présente un intérêt particulier pour l'immersion puis la pose en douceur sur le fond d'objets très lourds par exemple des réservoirs de stockage de pétrole dont le poids atteint plusieurs milliers à plusieurs dizaines de milliers de tonnes Ce procédé est également intéressant en forage en mer pour poser sur le fond, avec douceur et avec une précision extrême en position et en azimut certains organes qu'il est nécessaire de raccorder à des éléments déjà en place. C'est le cas, par exemple pour la mise en place des éléments gigognes d'équipement des têtes de puits sous-marines, et de leurs équipements. Après la pose de l'objet sur le fond, le module se détache de calui-ci et remonte à l'aide de ses réacteurs verticaux. Un tel module pourra, bien entendu, effectuer ltopération consistant à aller au fond pour déplacer ou remonter des objets. Dans tous les cas le tonnage du module et la puissance nécessaire pour les lydro- réacteurs verticaux sont très faibles par rapport à la masse de l'objet à manutentionner. Ci-après, à titre d'exezples, une forme de réalisation d'un module d'immersion pour la mise en oeuvre du prodédé selon l'invention : appliqué à la manutention d'un objet de masse importante dont le poids apparent varie avec l'immersion : - la figure 1 est une vue en plan d'un module d'immersion, - la figure 2 est une vue en coupe verticale transversale du module de la figure 1, - la figure 3 est une vue de l'objet, équipé du module de pose, en situation de remorquage, - la figure 4 est une vue de l'objet en dédut d'immersion, - la figure 5 est une vue de objet en cours de descente, - la figure 6 est une vue de l'objet au moment de la pose sur le fond. On voit sur les figures 1 et 2 un module d'immersion destiné à poser des objets sur le fond de la mer, et aussi à aller au fond pour remonter ou déplacer ces objets. Ce module est constitué par une coque épaisse auto-resistante I regroupant les or gantes de commande et de conle, disposée dans un carénage en équi-pression 2 qui supporte quatre hydro-réacteurs verticaux 3 à pousse variable dans les deux sens avec leurs moteurs 4 servant à contrôler la montée ou la descente du module et un ensemble d'hydro-réacteurs horizontaux 5 à poussée réglable et orientable avec leur moteur 6 servant à propulser le module en avant ou en arrière et à l'orienter en azimut, La cabine de pilotage 7 est visible on particulier sur la figure 2, elle comporte tous les éléments de commande et de contrôle 8 des organes du module avec un emplacement pour le pilote 9. Des verrous hydrauliques, non représentés, commandés à partir de la cabine 7, permettent l'accrochage et le décrochage de l'objet sur une charpente de suspension 13. Le module comporte des compartiments résistant 14 permettant de l'équilibrer sta- tiquement dans l'eau. Dans le cas du présent exesple, le module comporte en outre un flotteur auxiliaire 10 en coque épaisse auto-résistante dont le remplissage ou le vidange est effectué par un système de pompes de "pesée" non representé et placé à la partie inférieure de la cabine 7. La mise en oeuvre du module est indiquée ci-après en prenant pour exemple la pose sur le fond d'un objet de grandes dimensions le masse importante et de poids apparent croissant avec l'immersion. Le module d'immersion 1 et son floiteur auxiliaire 10 sont d'abord fixés sur l'objet 11 par des verrous à co@@ande hydraulique. Cette opération est habituellement effectuée en eau abritée avant le remorquage de l'ensemble en mer jusqu'à l'emplacement où la charge doit être immergée. La figure 3 représente l'objet 11, équipé du module de pose 1, flottant en surface dans la situation de remorquage. L'objet est alors immergé par les moyens utilisés en manutention classique : remplissage des ballasts ou séparation @es flot@eurs additionnels qui assuraient sa flottabilité durant le remorquage. Cette opération étant conduite de telle sorte que l'ensemble du système iolt "pesé" (c'est-è-dire en équilibre statique) au voisinage de la su@face avec le flot@eur additionnel 10 partiellement rempli d'eau. La figure 4 représente cette situation de dé départ. Dans le cas de mer agitée, un alourdissement temporaire du flotteur auxiliaire 1C permet de vaincre la force dta-el vers la surface que la houle exerce sur l'objet et de comraeneer la descente. La figure 5 représente objet en cours de descente, la pesée tant ajustée à l'aide du flotteur 10 dont on chasse une partie de l'eau pour compenser l'alourdissement de la charge et la vitesse de descente @tant contrôlée par les hydro-réacteurs ve@ ticaux 3. La figure c représente la charge au moment de la rose sur le fond, le flotteur ad ditionnel 10 est alors presque vide. Da charge est @menée en position à l'aide des propulseurs horizontaux malgré les courants éventuels, puis posée en douceur à l'ai- de des hydro-réacteurs verticaux. La charge est alors fixée au ford ou melon les cas un alourdissement complémentaire est réalisé, par exemple, par remplissage à l'eau de mer de compartiment 12. Le module d'immersion rétablit alors le niveau d'eau initial dans le flotteur auxiliaire, se détache de la charge puis remon@e vers la surface et rejoint son navire d'accompag@@@ent. Ce floteur auxiliaire rési@tant peut @u@ i res@er fixé à la charge pour servir à @'autres fins (calle @e contrôle, container à (quipements.....), le module remontant seul à la curfa@@. Pour la manutention de charges plus mo@@@@es de l'ordre de quelques dizaines à quelques centaines de tonnes, par exemple des l'ments gigognes d'équipement de têtes de puits sous-marines, les fonctions de @ase sont inch@@@gées et le module reste d'un tonnage considérablement plus faible que celui de la charge qu'il peut contrôler, ce qui permet sa mise à l'eau et son repêchage par les moyens de levage utilisés habituellement pour les cloches de plongée ou de transfert du personnel ou a mise à l'eau sur le vite, le rodule ayant été préalablement fixé sur la charge à manu- tentionner. Les hydro-réacteurs verticaux peuvent être plus puissants relativement à la masse de l'obJet, que dans le cas de charges importantes ce qui pernet de simplifier le système de pesée et le calculateur d'aide au pilotage. Dans la plupart des cas le nodule 1 est alimenté en énergie électrique par un câble ombilical qui le relie au navire d'accompagnement. Ce câble pouvant être utilise comme guide pour le dispositif de reconnexion du câ- ble de hissage à bord du navire d'accompagnement. "REVENDICATIONS" 1) Procédé pour la maroute-tion contrôlée d'objets dans la mer, leur mise en position précise sur le fond de la mer et leur déplacement ou leur remontée à la surfa- ce, caractérisé en ce que ces opérations sont effectuées au moyen d'un module porteur autonome récupérable, auquel on fixe l'objet, ledit module comportant des hydro-réacteurs de propulsion verticaux à poussée variable dans les deux sens pour assurer le contrôle dynanique de l'immersion et la pose en douceur sur le fond et des hydro-réacteurs d'orientation horizontaux à poussée variable et orientable pour réaliser le positionnemert précis de l'objet sur le fond et un dispositif d'accrochage des objets, des moyens étant prévus pour commander ces organes. 2) Dispositif pour la mise en oeuvre de la revendication 1, caractérisé en ce que le module est constitué par un carénage en équipression qui supporte les hydro- réacteurs verticaux et horizontaux et qui est muni de moyens permettant d'y accru cher des objets, ce carénage comportant une cabine centrale dans une coque épaisse autorésistante, regroupant les éléments de commande des organes du module. 3) Dispositif pour la mise en oeuvre de la revendication 1, caractRrisé en ce que le module comporte au moins un compartiment résistant incorporé et les organes annexes nécessaires permettant d'assurer à chaque instant l'équilibre statique du module et de la charge par vidange ou remplissage dudit compartiment. 4) Dispositif pour la mise en oeuvre de la revendication 1, caractérisé en ce que le module comporte un flotteur additionnel détachrgble dont la vidange et le remplissage sont effectués à l'aide des organes annexes incorporés au module. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vidrtrge et le remplissage du flotteur additionnel sont effectués par des organes annexes incorporés audit flotteur et commandés depuis le module. 6) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes du module sont télécommandés à partir d'un navire de surface0 7) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes du module sont commandés par un opérateur depuis l'intérieur du module.