Brevet FR2276214A1 — publié le 19760123

La présente inventinn a pour objet un système pour le chargement et/ou le déchargement en mer de navires de transport de produits incohérents déversables tels quedes fluides iaz vapeurs, liquides) ou des matières solides divisées ou pulvérulentes, susceptibles de s'écouler. La tendance actuelle en ce qui concerne la construction en particulier des navires-citernes de transport de gaz naturel liquéfié par exemple est d'augmenter leur taille et ainsi la capacité de leurs réservoirs. Lesinatallations de chargement et de déchargement du navire doivent être conçues en fonction de l'augmentation au tirant d'eau des navires eux-mêmes. Or, les installations portuaires existantes ntont en général pas une profnndeur suffisante pour permettre l'accueil des navires de fort tonnage. La construction de nouveaux ports constitue souvent une solution très onéreuse et dont la réalisation est rendue difficile pour plusieurs raisons. Dans les pays consommateurs, les problèmes d'environnement et celui du manque de sites adaptés se posent avec vacuité. En particulier, des risques certains résultent de la manipulation de quantités importantes de gaz liquéfiés inflammables au voisinage de zones à densité de population élevée. Par ailleurs, les rivages marins à faible pente rencontrés fréquemment dans les pays exportateurs rendent très cotteus le creusement d'installations portuaires. La conception d'installations de chargement et de déchargement en mer, à une certaine distance de la côte par exemple, a donc été envisagée. n est connu par exemple d'amarrer un navire à une bouée ancrée en plusieurs points du fond marin . Une conduite sous-marine au moins, en provenance du rivage et débouchant au niveau de la bouée par exemple, peut alors être reliée à des conduits en provenance du navire proprement dit. Selon nne autre conception, une tour fixe, implantée dans le fond marin, est prévue et peut supporter l'extrémité de la conduite sous-marine ou la conduite elle-meme . Le navire à Charger ou à décharger est amant diredement à la tour qui porte, à son sommet, un bras de chargement. Un tel système, dans lequel l'amarrage du navire est combiné avec le système de chargement, soulève des difficultés et des risques dans le cas de fluide cryogéniques, (gaz naturels liquéfiés par exemple), notamment pour des raisons de sécurité. En effet, les forces, criEe par l'action combinée du courant, das vents et des vagues sur le navire, et donc sur la tour proprement dit peuvent provoquer la rupture de cette tour. Af-n de pallrces divers inconvénients, la présente invention a pour objet un système de chargement et/ou de déchargement en mer d'un navire de transport de produits incohérents tels notamment des fluides ou des matières solides divisées ou pulvérulentes, ledit système étant du type comprenant des moyens d'amarrage dudit navire, une tour de chargement et/ou de déchargement supportée par le fond marin et dont une partie seulement est immergée, ainsi qu'un has de chargement mobile associé à ladite tour, ledit sytème étant caractérisé en ce que lesdits moyens d'amarrage sont constitués de façon connue en soi , parai moins un corps flottant formant bouée,d'une forme telle qu il entoure au moins partiellement ladite tour avec jeu, ladite bouée étant à mouillage par exemple solide à poste fixe, au moyen de chaines, d'orins, de filins ou analogues, reliés à des ancres et/ou à des corps morts. Selonme autre caractéristique de l'invention, le système de chargement e;t de déchargement est tel quel es chaînes d'ancre ou analogues précitées sont entrecroisées au moins deux par deux et attachées entre elles en leur point de croisement, de préférence par un maillon ou chaînon commun à deux chatnes ou par un anneau commun à quatre tronçons de chaine. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système de chargement et de déchargement est tel que le corps flottant précité comporte des moyens amortisseurs le protégeant des chocs contre la tour. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre faite en référence aux dessinsJschématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs illustrant divers modes de réalisation actuellement préférés de l'invention, et ds lesquels - la figure 1 est une vue en élévation, avec arrachement partit, de l'ensemble d'nn système de chargement et de déchargement d'un navire conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus du système précédent en coupe partielle, selon la ligne de section II-II de la figure 1;; - la figure 3 est une vue fragmentaire en élévation à plus grande échelle,-ec arrachement partiel, de la partie supérieure du système de chargement et de déchargement qui est, en position de travail, relié au navire; - la figure 4 t une vue de c3té selon la flèche IV de la figure 2, avec arrachement partiel, représentant ledit bras de chargement et de déchargement en positif relevée, désactouplE, inactive ou de repos;; - la figure 5 est une vue semblable à la figure 3 mais représentant un autre mode de réalisation du système de chargement et de déchargement conforme à l'invention - la figure 6 est une vuesembliLe à la figure 4 , selon la flèche VI-de la figure 5 et montrant le bras de chargement et de déchargement en position relevée, désaccouplée ou de repos; et - la figure 7 est une vue fragmentair e en élévation avec arrachement partiel, représentant encore un autre mode de réalisation de l'invention. Selon l'exemple de réalisation de la figure 1, le système 1 de chargement et de déchargement d'un navire 4 est monté suqGne tour fixe 2 qui est supportée parle fond marin, par exemple fixéeou implantéedansle fond marin 5 au moyen par exemple d'une fondation 6 . La tour 2 peut également simplement reposer sur le fond marin. Par ailleurs, au moins deux conduites sousmarines 7, respectivement de chargement et de déchargement, en provenance du rivage par exemple, aboutissent à travers la tour 2 au système 1 de chargement. Le corps flottant formant bouée 3, de forme annulaire, entoure la tour 2 et est amarré à celle-ci par l'intermédiaire de plusieurs paires de chaines 8 croisées etliées en 8'; les chaînes 8 sont également fixées à la bouée 3 en 9, 10 et 11 (figure 2) et sont ancrées au fond marin 5. Des moyens amortisseurs 41, tels que des tampons pleins et élastiques ou des boudins pneumatiques, sont avantageusement prévus à la périphérie interne de la bouée 3 .La face supérieure de la bouée 3 porte un dispositif formant couronne rotative 12, susceptible de tourner autour de l'axe sensiblement vertical de ladite bouée, ledit dispositif étant par exemple monté sur des billes ou galets 13. Le dispositif 12 comporte par ailleurs des moyens 14 pour l'amarrage par exemple de bout ou de pointe du navire, tandis qu'une passerelle de circulation 15 est également prévue à la partie supérieure de la bouée. Selon les figure 3 et 4, la partie supérieure de la tour 2 comporte une plate-forme 16 sur laquelle est monté un dispositif formant plaque rotative ou plateau tournant 17, monté surule couronne de billes ou de galets 18. Le plateau 17 supporte un bati métallique 19 , en forme par exemple de chevalement ou de charpente ou analogue. Le bati 19 comporte également des moteurs de commande 20a et 20b d'un dispositif de basculement ou d'inclinaison sélectivement variable 21, qui comprend notamment 23b,coasia:tsà un axe géométrique de rotation commun sensiblement horizontal. Par ailleurs, les conduites sous-marines 7 sont respectivement en communication en 24, par des joints tournants , avec deux tubes 25 dont lap ortion supérieure est constituée de deux parties 26a et 26b formant branches latérales coaxiales à 11 axe géométrique de rotation du dispositif de basculement. Chacune de ces parties est reliées par un joint tournant 24a, 24b à un conduit, respectivement 27a et 27b, portant des colliers ou bagues 28 d'attache de haubans. Des armatures ou poutres métalliques, respectivement29a et 29b, sont montées de façon à être orientables par pivotement dans le plan vertical autour de l'axe de basculement, par rapport au bati métallique 19. Elles supportent chacune un des conduits 27a et 27b au moyen de câbles formant haubans 30, attachés à un mât (respectivement 30a et 30b) solidaire de la poutre (respectivement 29a et 29b) et sortent à leur extrémité un contrepoids d'équilibrage 31a , 31b. De plus, chacun des conduits 27a et 27 b communique avec une canalisation (32a et 32h) solidaire d'une armature métallique (33a et 33b) . Les canalisations 32a et 32b sont articulées respedivement par un joint tournant 32c aux conduits 27a et 27b. Des systèmes de transmission à poulies et courroies 34a et 34b en relation avec des moteurs de commande individuelle 35a et 35b, ainsi que des contrepoids d'équilibrage 36a et 36b permettent le déplacement sélectif Haff respectivement des conduites pivotantes 32a , 32b. Le navire comporte a; moins un conduit et de préférence au moins deux conduits pour fluides 37 accouplés chacun par un joint tournant en 38 à l'une au moins des canalisations 32a et 32b. n comporte également des points d'attache 39, auxquels sont fixées des aussières 40 d'amarrage à la bouée. Le fonctionnement de cet ensemble a lieu de la manière suivante: Après avoir amarré le navire à la bouée 3 en 14 à l'aide de deux aussières 40, fixées de préférence respectivement à deux points d'attache différents sur le navire, on réalise l'accouplement des conduits pour fluide 37 aux bras de chargement 32a et 32b. Dans le cas d'un chargement du navire en gaz liquéfiés, on refroidit tout d'abord les cuves de cargaison et les canalisations , avant de procéder au remplissage de cellgoi aumoyen de l'un des deux bras précités. Les gaz, formés à partir de l'évaporation d'une fraction du liquide, sont renvoyés par l'autre bras et par des canalisations vers le rivage au moyen de compresseurs du navire ou faisant partie des installations de stockage prévens à terre. Au contraire, dans le cas d'un déchargement du navire les gaz, résultant de l'évaporation, sont renvoyés vers les réservoirs du navire qui sont ainsi maintenus à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Au cours des opérations de chargement ou de déchargement, commandées notamment à partir de la cabine de commande 42, le navire 4 et le système 1 de chargement et de déchargement peuvent prendre diverses positions, selon les efforts ou forces auxquels ils sont soumis. Pluslrécisément, certaineedes positions prises par les conduites 32 d'une part et 27a, 27b d'autre part, tournant 53a, 53b, une canalisation 52a, 52b (figure 6). Le navire 4 compote te un bati 54, supportant et par lequel débouche l'extrémité au moins d'un conduit et de préférence de deux conduits pour fluide 55, accouplés respectivement par des joints tournant tels que 56a et 56b à des canalisations correspondantes 57. Ces dernières sont par exemple fixées à une armature métallique basculable 58 formant bras auxiliaire de chargement , présentant un contrepoids d'équilibrage 59 et supportée par un châssis 79 orientable, monté à la façon d'une plate-forme tournante sur le bâti 54 au moyen de billes ou galets 80. En position de travail , les canalisatias52a et 52b sont raccordées respectivement par des joints tournants 46 aux canalisations 57. Le fonctionnement d'un tel système est analogue à celui décrit précédemment ; En premier lieu, on réalise l'amarrage au navire 4 à la bouée 3 ainsi que l'accouplement des conduits prévus sur le navire avec le bras de chargement proprement dit. Les opérations de chargement et de déchargement peuvent alors entre conduites selon un processus dérivé de celui décrit plus haut. Certaines positions pouvant être prises par les conduits 57 d'une part et 52a , 52b d'autre part, sont matérialisées par les diverses lignes figurant en traits interrompus ou mixte sur la figure 5. Il est à remarquer que, dans le cas présent, le bras de chargement principal peut pivoter autour de l'axe de la tour; cependant, il n'est pas , comme dans le cas précédent, inclinable à volonté par rapport à untLan horiontal. L'armature 58 et les conduits 57 sur le navire constituetun bras de chargement auxiliaire propre. En outre, la tour 2, par exemple construite en béton, ne risque pas d'être endommagée par suite des mouvements du navire. En effet , le navire peut par exemple être amarré par l'avant et maintenu écarté de la tour par un moyen approprié. En considérant maintenant la figure 7 , le système 1 de chargement et de déchargement est monté sur le navire 4 proprement dit et non plus surla plate-forme 16 de la tour 2. Le système 1 est essentiellement constitué d'au moins deux conduits 60 de ont matérialisées par les diverses lignes figurant en traits interrompu, et mixtesrespectivement sur les figures 1 et 3. De plus, il est å remarquer que le navire peut tourner autour de la tour 2 grâce à la présence de la couronne tournante 12 sur la bouée 3. Par ailleurs, le système 1 de chargement peut également tourner autour d'un axe vertical grâce à la présence de la couronne tournante 17. il apparat que la configuration du système d'ancrage de labourée 3 par chaines d'ancre 8 croisées et liées açpointsde croisement respectifs 8' évite un basculement dela bouée. I1 est avantageux de prévoir trois ou quatre paires de chaînes croisées . Chaque paire se compose soit de deux chaînes croisées, attachées l'une à l'autre par un maillon commun , soit de quatre tronçons de chaîne aboutissant à un anneau d'attache commun. La bouée peut avoir des formes diverses elle peut etre annulaire ou en forme de U par exemple. Par ailleurs, la tour 2 peut être de dimensionstransversales relativement réduite3, étant donné que l'amarrage du navire se fait à la bouée proprement dite et que celle-ci présente, à sa périphérie interne, des moyens d'amortissement des chocs de ladite bouée contre la tour elle-même. En se référant maintenant aux figures 5 et 6, la partie supérieure de la tour 2 comporte également une plate-forme 16 sur laquelle est montée une couronne tournante 17 montée sur billes ou galets 18. La couronne 17 supporte un bâti métallique 43 solidaire d'une armature métallique 45 ou analogue, formant flèche de grue pivotante, à position angulaire d'inclinaison fixe dans le plan vertical. Par ailleurs, les conduites sous-marines 7 sont respectivement en communication en 24 , au moyen de joints tournant, chacune avec un tube 47, la partie supérieure de ce tube comportant deux branches ou partiEs latérales 48a et 48b (figure 6). Chacune de ces parties est reliée à un conduit, respectivement 49a et 49b. Ces conduits 49a et 49b, de circulation de fluides sont fixés à l'armature métallique 45 qui est haubannée par des câbles 50. Unoentrepoids d'équilibrage 51 est également prévu. A chacun des conduits 49a et 49b est articulée par un joint circulation des fluides comportant des colliers ou bagues 61 de fixation desdits conduits à une armature métallique formant mât 62, par l'intermédiaire de câble ou haubans 63. les conduits 60 sont en communication, par l'intermédiaire d'un tuyau flexible 64, avec les conduits pour fluide 65 qui sont eux-memes en communication avec les cuves de cargaison du navire. Ensemble des conduits 60 et de l'armature métallique 62 est monté sur un véhicule ou chariot 66 , par exemple à roues ou à patins, se déplaçant sur une piste de roulemalt ou de glissement 67. Cette piste est située au-dessus d'une structure métallique 68, construite par exemple en profilés.Par ailleurs, des dispositifs formant butées d'arrêt 69 et 70 sont prévus aux extrémités de la piste de déplacement 67 pour limiter la course duL chariot 66. Une extrémité latérale de l'armature métallique 62 porte un contrepoids d'équilibrage 71. Des moyens sont prévus pour immobiliser, en position rangée inactive, ou en poste de mer, le bras de chargement prévu sur le navire. En outre, la partie supérieure 73 du véhicule 66 forme plateau tournant et est montée pivotante parl'intermédiaire de couronnes de billes ou de galets 74 sur un châssis roulant ou glissant 72, ce qui permet le pivotement du système 1. Comme dans le cas précédent, la plate-forme de la tour 2 supporte une couronne tournante 17, montée sur billes ou galets 18. Par contre, un dispositif formant mât ou support 75 est dans le cas présent prévu au-dessus de la couronne 17. Deux canalisations 76, d'une part reliées par joints tournants 77 aux conduites 7, peuvent être, d'autre part, reliées aux conduits 60 par l'intermédiaire du dispositif d'accouplement rapide à joint tournant 78 . Bulles se trouvent par ailleurs maintenues ou supportées par le mât 75. Le fonctionnement de l'installation complète a lieu d'une façon analogue à celui décrit précédemment, exception faite notamment des conditions particulières résultant de l'implantation du bras de chargement sur le navire proprement dit. En particulier, le système 1 de chargement est susceptible de rotation par rapport à un axe vertical relatif ou perpendiculaire au pont du navire ; les conduits 60 sont par ailleurs susceptibles de rotation autour d'un axe horizontal passant en 78, ce qui se trouve matérialisé par les diverses lignes figurant en traits interrompus et mixtes sur la figure 7. l7'autres avantages et caractéristiques du système de chargement ou de déchargement de navires en mer peuvent être mis en évidence. En premier lieu, un chariot ou analogue 14, se déplaçant sur une piste deroulemerIt sensibSrlt circulaire 4a, figure prévue à la partie supérieure de la bouée 3, pourrait remplacer la couronne tournante 12 montée sur billes 13. En second lieu, le système selon l'invention est particulièrement bien adapté au chargement ou au déchargement de navires citernes dont la capacité est importante (de l'ordre de 200 000 m3 ou plus), et ceci dans de très bonnes conditions de sécurité.En effet, la tour 2, bien quv de dimensions réduites, ne risque pratiquement pas d'être endommagée par suite des efforts résultant du déplacement duwlavire sous l'influence des vagues en particulier, puisque ce dernier est amarré à une bouée qui est, en fait, isolée de ladite tour. En troisimelieu, ce système est, par oonséquent, particulièrement utilisable dans le cas de fluides cryogéniques (gaz naturel liquéfié par exemple) inflammables ou combustibles. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n1 ont été donnés qu'à titre d'exemples. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mi s en oeuvre dans le cadre des revendications gi suivent. REVENDICATTONS 1 Système de chargement et/ou de déchargement en mer d'un navire de transport de produits incohérents, tels que notamment des fluides ou des matières solides divisées ou pulvérulentes, ledit système étant du type comprenant des moyens d'amarrage dudit navire, une tour de chargement et/ou de déchargement supportée par le fond marin et dont une partie seulement est immergée, ainsi qu'un bras de chargement mobile , associé à ladite tour, caractérisé en ce que lesdits moyens d'amarrage sont constitués de façon connue en soi, par au moins un corps flottant formant bouée, d'une forme telle qu'il entoure au moins partiellement ladite tour avec jeu, ladite bouée étant à mouillage par exemple solide à poste fixe au moyen de chaînes, d'orins, de filins ou analogues, reliés à des ancres et/ol à des corps morts. 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chaînes d'ancre ou analogues précités sont entrecroisées au moins deux yerOx et attachées entre elles en leur point de croisement, de préférence à un maillon commun aux deux chaînes ou par un anneau commun à quatre tronçons de chaîne 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps flottant précité comporte des moyens amortisseurs protégeant ledit corps flottant des chocs contre la tour précité. 40 Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps flottant précité a une section horizontale sensiblément circulaire et/ou annulaire. 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lé corpsilottant précité poste, à sa face supérieure, un dispositif formant couronne , monté à rotation autour de l'axe sensiblement vertical dudit corps flottant, le navire étant amarré audit dispositif. 6. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps flottant précité porte un chariot d'amarrage du navire mobile sur une piste de roulement ou de glissement ménagée à la surface supérieure dudit corps flottant. 7. Système selon l'une des revendications précédentes, du type comprenant : une plate-forme montée à la partie supérieure de la tour précitée, portant un bras de chargement pivotant autour d'un axe vertical et muni, à une de ses extrémités, d'un contrepoids , ainsi qu'au moins deux conduites sous-marines aboutissant par l'intermédiaire de ladite tour audit bras de chargement, caractérisé en ce que ledit bras de chargement est constitué d'au moins deux conduits de circulstion des fluides en communication par une première extrémité respectivement avec lesdites conduites, lesdits conduits étant fixés , par moins un hauban à une armature portant ledit contre poids, montée basculante ou inclinable autour d'un axe horizontal sur un bati pourvu de moyens de commande et disposé sur ladite plate-forme. 8. Système selon l'une des revendications 1 à 6, du type comprenant : une plate-forme montée à la partie supérieure de la tour précitée et portant un bras de chargement pivotant autour d'un axe vertical et muni, à une de ses extrémités, d'un contre poids, ainsi qu'au moins deux conduites sous-marines aboutissant par l'intermédiaire de ladiie tour audit bras de chargement, caractérisé en ce que ledit bras de chargement comprend un bâti disposé sur ladite plate-forme et solidaire d'au moins une armature allongée le long de laquelle sont fixés deux conduits dq/circulation des fluides > communiquant chacun par une extrémité avec l'une desdites conduites et par l'autre extrémité avec une canalisation articulée audit conduit et destinée à être raccordée de façon amovible à une tuyauterie correspondante sur le navire précité. 9. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque conduit de c irculation précité est articulé par sa seconde extrémité, à une canalisation destinée à être raccordée de façon amovible à une tuyauterie correspondante sur le navire précité. 10. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le navire précité comprend une plate-forme tournant autour d'un axe vertical et comportant un bras auxiliaire de chargement et/ou de déchargement , pivotant autour d'un axe horizontal et porteur de deux conduits pour fluides, chaque conduit étant , d'une part en communication avec les cuves de cargaisons duditnervbe et état d'autre part, accouplé avec la canalisation précitée, en configuration de travail. il Système selon l'une des revendications 1 à 6, du type comprenant un bras de chargement monté surle navire et en relation avec au moins deux conduites sous-marines aboutissant par l'intermédiaire de la tour précitée audit bras de chargement, caractérisé en ce que ledit bras de chargement est constitué d'au moins deux conduits de circulation des fluides fixés, par au moins un hauban, à une armature portant un contre poids et montée sur un dispositif se déplaçant sur une piste de roulement ou de glissement prévue sur ledit navire. 12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque conduit de circulation des fluides précités est accouplé à une canalisation reliée à une conduite sous-marine correspondante précitée et montée sur la plate-forme précitée. 13. Système selon l'une des revendiciiLons 10 à 12, caractérisé en ce que la plate-forme précitée est montée à rotation autour de 11 axe longitudinal de la tour précité.