Brevet FR2264924A1 — publié le 19751017

La présente invention concerne un procédé pour poser une conduite de grande longueur au fond de l'eau, par exemple au fond de la mer. L'inventionconcerne également un flotteur de soutien et un élément de cette conduite. Dans ltopération considérée, on transporte sous l'eau un élément de conduite de longueur importante pour l'amener au bout d'une partie de la conduite déjà posée et l'y raccorder. Habituellement cette opération s'effectue à l'aide dgun navire spécialisé pour la pose, dont la mise en oeuvre présente souvent de sérieuses difficultés. Par mer relativement calme, le procédé de pose qu'on vient d'indiquer est facile à réaliser ; mais si la mer est agitée, les mouvements incessants du navire introduisent en effet des efforts considérables dans la conduite à poser. C'est pourquoi on a déjà proposé, en vue#de leur achemine ment#à destination, de munir les éléments préfabriqués de la conduite d'un certain nombre de flotteurs de soutien. Ces flotteurs sont régulièrement répartis de place en place le long de chaque élément, et fixés à celui-ci par exemple par des cibles de suspension. L'inconvénient de ce procédé tient au fait qu'il est impos-- sible de transporter ainsi des éléments de grande longueur, car les flotteurs peuvent provoquer une déformation importante de ces éléments, par suite des-courants et de la houle, ce qui peut amener des avaries de la conduite. En outre, ce mode de transport présente des difficultés de navigation. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités. Selon l'invention, le procédé pour poser une conduite au fond de l'eau, notamment au fond de la mer, ce procédé consistant à transporter sous l'eau des éléments préfabriqués de grande longueur pour les raccorder l'un après l'autre à la partie déjà posée de la conduite, est caractérisé en ce que, pour les opérations précitées de transport, #de raccordement et de mise au fond, on soumet chaque élément à des efforts de tension appliqués sensiblement à des extrémités, et en ce qu'on soutient l'élément audessus du fond jusqu'à sa mise en place. Grace à ce procédé, on limite de manière acceptable la déformation transversale de l'élément à poser. De préférence, pour le transport d'un élément, on emploie deux remorqueurs tirant chacun en sens inverse une extrémité de l'élément à l'aide d'un câble de grande longueur ; la traction exercée par l'un des remorqueurs est prépondérante pour assurer le déplacement dans le sens voulu de l'élément de conduite et de l'autre remorqueur. Pour maintenir llélément entre deux eaux, on emploie des flotteurs immergés et des moyens de lestage directement reliés à l'élément. Pour régler l'immersion de l'élément, on peut employer des masses de lestage disposées sur l'élément en des emplacements espacés de plusieurs centaines de mètres, et fixer en ces emplace monts des cibles de suspension pour relier l'élément à des navires de soutien. D'une manière avantageuse, on peut alors employer des moyens d'amortissement pour compenser les mouvements transmis à l'élément de conduite par chaque cible de suspension, du fait de l'agitation communiquée par la houle au navire de soutien correspondant. Selon un mode de réalisation intéressant de l'invention, on règle l'immersion de l'élément de conduite en disposant en quelques endroits de celui-ci des flotteurs à flottabilité varia ble, susceptibles autre à la demande plus ou moins alourdis d'un lest le liquide, tel que liteau. D'une manière avantageuse, on peut ut#iliser des flotteurs partiellement pleins l'un gaz tel que l'air, et remplis dtun lest de liquide tel que l'eau pour le reste de leur volume. On règle la flottabilité de ces flotteurs en y admettant plus ou moins de lest liquide.On peut régler le mouvement de ce lest liquide au moyen d'une commande à distance, à l'aide d'une valve de réglage qui peut entre ajustée pour une certaine pression hydrostatique correspondant à l'immersion désirée. Cette valve est reliée à un circuit hydraulique à haute pression alimenté à partir d'au moins l'un des navires. Il est avantageux d'employer alors un flotteur relié à 11 élément de conduite par au moins une bride qui enserre la conduite et qui peut en etre séparée, par exemple au moyen de boulons explosifs. De préférence, on emploie un élément de conduite comportant une enveloppe en béton contenant au moins un circuit hydraulique à haute pression ainsi qu'un nombre de canalisations d'air comprimé égal au nombre de flotteurs dont la flottabilité doit etre réglée indépendamment. Sur un flotteur à flottabilité réglable, ou à proximité de ce flotteur, on peut disposer un dispositif d'attache à câble flottant. Ce dispositif peut astre séparée du flotteur par une commande à distance, au moyen par exemple de boulons explosifs. On va maintenant décrire en détail quelques modes de réalisation de l'invention, à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente schématiquement le transport d'un élément de conduite de grande longueur, à l'aide de deux remorqueurs et l'un certain nombre de navires de soutien . la figure 2 représente la partie gauche d'un dispositif analogue, mais où les navires de soutien sont remplacés par des flotteurs' immergés à flottabilité réglable ; . la figure 3 représente un flotteur immergé à flottabilité réglable . la figure 4 représente un flotteur à flottabilité réglable équipé d'un dispositif à cible flottant, qui peut être séparée du flotteur sous l'action d'une commande à distance ;; . la figure 5 est une coupe suivant V-V de la figure 4 ; . la figure 6 représente la mise au fond d'un élément de #onduite; . la figure 7 représente le hissage en surface de l'extrémité d'un élément de conduite pour le raccorder à un autre élément ; * la figure 8 représente ltabaissement final de la partie de la conduite raccordée en surface. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'élément de conduite 1 en cours de déplacement dans le sens de la flèche "A" est maintenu sous tension par des tractions de sens opposés exercées par les deux remorqueurs 2. Le remorqueur de gauche exerce dans le sens de la flèche "A" une traction prépondérante par rapport à l'effort de retenue du remorqueur de droite. Les deux remorqueurs sont attelés par des câbles 4 aux extrémités de l'élément de conduite 1, maintenu au-dessus du fond par des navires de soutien 3 et par des flotteurs 5. Les points de suspension de la conduite associés aux navires Soomportent des masses de lestage. D'une manière équivalente, on peut aussi supprimer un flotteur 5, pour alourdir l'élément de conduite à l'endroit -de chaque point de suspension. Les navires de soutien comportent des dispositifs d'amortissement 6 pour compenser les mouvements provoqués par la houle sur les cibles de suspension 19. Une variante du procédé, permettant de supprimer les navires de soutien 3, est représentée sur la figure 2. L'élément de conduite 1 est maintenu entre deux eaux au moyen de flotteurs 5, auxquels on a ajouté un certain no#mbre de flotteurs 7 à flottabilité variable, permettant de régler la#profondeur d'immersion de l'élément de conduite. Selon la méthode correspondant à la figure 1, on effectue ce réglage en relâchant ou en raccourcissant les câbles de suspension 19. Par contre, dans le cas représenté sur la figure- 2, le procédé do réglage utilisant les flotteurs 7 à flottabilité réglable offre l'avantage de demander seulement un nombre réduit de navires, et do faciliter la navigation du système immergé et de ses remorqueurs. Dans un mode de réalisation avantageux# (figure 3), chacun des flotteurs 7 comporte une chambre à flottabilité variable 12 contenant un gaz -sous pression, tel que de l'air, et -reliée à l'élément de conduite 1 par des brides 8. Une quantité variable d'eau. eu -ormant lest 13 est contenue également dans la chambre 12. On peut augmenter ce lest 13 à l'aide d'un circuit d'eau sous pression 9 aboutissant au flotteur 7 par ltintermédiaire d'une valve de réglage 10 commandée à distance au moyen d'une canalisation d'air comprimé 11. La canalisation d'eau sous pression s'étend sur toutela longueur de l'élément de conduite 1, et se trouve alimentée à partir d'un remorqueur 2, ou des deux remorquears. De préférence, la valve10 est conçue-pour assurer automatiquement l'immersion désirée de l'élément de conduite l.Si l'immersion est trop forte, la pression hydrostatique ambiante déplace vers le haut un piston 23 de la valve 10, et provoque une évacuation partielle de lleau de lestage 13 contenue dans la chambre 12 Dans le cas d'une immersion insuffisante, la pression de l'air de la canalisation 11 exerce un effet prépondérant sur le piston 23 qui provoque dans la chambre t2 une rentrée supplémentaire d'eau de lestage provenant de la canalisation 9. De préférence, on utilise un élément de conduite t comportant une enveloppe en béton (figure 5). Cotte enveloppe contient au moins une canalisatîon 9 d'eau sous pression, et autant de canalisations 11 d'air comprimé que le système comporte de flottons 9 dont l'immersion doit Qtre réglée indépendamment. Pour poser sur le fond ltélément de canalisation, il faut guider cet élément dans le sens transversal car l'effet de tension est insuffisant en général. Pour guider latéralement élément 1 on peut lui appliquer des efforts horizontaux contrôlables, en quelques endroits, par exemple au moyen de navire auxiliaires. Si ceuxci servent déjà au transport de l'élément de conduite, en utilisant des câbles de suspension fixés en certains endroits lestés de l'élément le guidage horizontal pourra s'aérer au moyen de ces câbles de suspension. Si au contraire on règle l'immersion de l'élément de conduite par un système de flotteurs 7 à flottabilité réglable, il faut avant le guidage horizontal de l'élément relier celui-ci aux navires auxiliaires.En chaque endroit, la liaison nécessaire peut etre réalisée au moyen dlun dispositif 15 à câble flottant (figure 4) pouvant oestre détaché du flotteur 7 par une commande à distance. Le dispositif 15 à câble flottant, fixe à la partie supérieure du flotteur 7, au moyen de boulons explosifs 16, comporte une boucle d' attache 17 pour fixer une extrémité du etble sur le flotteur 7, et un tambour 18 sur lequel est enroulé le cable flottant, et qui peut autre libéré par 11 explosion des boulons 16. En ce cas, le tambour remonte en surface en déroulant le câble qui peut être fixé à un navire auxiliaire.On peut alors augmenter le lest liquide du flotteur 7, puis exercer un effort transversal sur 11 élément de conduite suspendu au câble, pour le guider horizon tapement On peut utiliser d'une manière avantageuse les flotteurs å flottabilité réglable, pour raccorder en surface les extrémités adjacentes de deux éléments de conduite, ces flotteurs permettent de donner aux parties à raccorder un profil en "S" qui facilite cette opération. Egalement, on utilise les flotteurs à flottabilité variable pour faire reposer l'élément de conduite au fond de la mer, en augmentant leur lest liquide pour assurer un ancrage stable de 11 élément sur le fond. On a représenté sur la figure 5 le mode d'assemblage d'un flotteur 7 sur l'élément de conduite 1, au moyen de brides 8 articulées sur des charnières 20. Les brides 8 sont opposées deux par deux de part et d'autres de l'élément de conduite 1, et enserrent cet élément sous l'action d'un tirant 21, fixé aux brides par des boulons explosifs 22 permettant de libérer le flotteur 7. L'opération de mise au-fond d'un élément de conduite 1 est représentée sur la figure 6. On abaisse l'élément 1 en augmentant le lest liquide de ses flotteurs 7 à flottabilité variable. On contrôle la courbure de l1élément 1, en réglant à la demande l'immersion de ses flotteurs. L'ancrage au fond de la partie entièrement abaissée est assurée par le remplissage des flotteurs 7 correspondants, pour maintenir la tension de ltélément soumis à l'effort de retenue appliqué à son autre extrémité. Pendant cette opération de mise au fond, on peut guider transversalement la conduite en lui appliquant des efforts horizontaux au moyen de navires auxiliaires (non représentés). Sur la figure 7, on a représenté le hissage vers la surface d'un élément de canalisation 1 pour en raccorder l'extrémité à une partie 24 de la canalisation déjà posée. Cette opération steffectue à bord d'un navire auxiliaire 23, avec l'aide du remorqueur 2 qui retient sous tension l'autre extrémité de l'élément de conduite 1. En réglant à la demande le lestage des flotteurs 7 à flottabilité variable, on peut donner à l'élément de conduite 1 un profil à double courbure qui facilite ltopéction précitée de raccordement. Après ce raccordement, on abaisse définitivement la partie raccordée de la conduite, pour la faire reposer au fond, comme on le voit sur la figure 8. Des navires auxiliaires (non representés) servent à agir transversalement pour maintenir dans la direction désirée la conduite dont on centrale la courbure au moyen des flotteurs 7 à#flottabllité variable. L'élément de conduite 1 est maintenu sous tension par la retenue du remorqueur 2 attelé à I' extrémité libre. Bien entendu, l'invention n1 est pas limitée aux modes de réalisation qu'on vient de décrire à titre diexemples, et on peut y apporter de nombreuses variantes sans sortir du domaine de 1 invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour poser une conduite au fond de l'eau, notamment au fond de la mer, ce procédé consistant à transporter sous lleau des éléments préfabriqués de grande longueur pour les raccorder l'un après l'autre à la partie de la conduite déjà posée, caractérisé en ce que, pour les opérations précitées de transport, de raccordement et de mise au fond, on soumet chaque élément à des efforts de tension appliqués sensiblement à ses extrémités, et en ce dugon soutient liélément ci-dessus du fond jusqu'à sa mise en place. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que pour le transport de l'élément de conduite on emploie au moins deux remorqueurs tirant chacun en sens inverse une extrémité de l'élément à l'aide d'un cable de grande longueur, la traction de l'un des rémorqueurs étant prépondérante pour assurer dans le sens- voulu le déplacement #e de élément et de l'autre remorqueur. 3. Procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce- que, pour maintenir l'élément au-dessus du fond, on emploie des flotteurs immergés et des moyens le lestage directement reliés à Itélément. 4. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce quton dispose sur llélément de conduite des masses de lestage en des endroits espacés-de plusieurs centaines de mètres, l1élément étant retenu à la profondeur désirée par-des navires auxiliaires au moyen de cabales de suspension fixés aux endroits précités. 5. Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce qu'on amortit les déplacements communiqués à l'élément decon- duite par les mouvements des navires auxiliaires, en associant des moyens de compensation aux cAables de suspension pour atténuer les déplacements imposés aux cibles par les navires sous de la houle. 6. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on ajuste la profondeur d'immersion de l'élément de conduite en divers endroits de sa longueur au moyen de flotteurs immergés à flottabilité réglable, ces flotteurs pouvant etre associés à d'autres flotteurs et pouvant à la demande recevoir un supplément de lest liquide.# 7. Procédé conforme à l'une des revendications 1, 2, 3 ou 6, caractérisé en ce qu'on utilise les flotteurs immergés à flot- tabilité réglable pour donner à deux éléments adjacents une courbure appropriée, en vue de faciliter le raccordement en surface des extrémités de ces éléments. 8. Procédé conforme à l'une des revendications 1, 2, 3 ou 6, caractérisé en ce qu'on utilise les flotteurs immergés à flottabilité réglable pour assurer l'ancrage au fond de l'élément de conduite au moment de l'abaissement définitif de celui-ci. 9. Flotteur destiné à la mise en oeuvre du procédé conforme à l1une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le flotteur est rempli partiellement drus gaz sous pression, tel que l'air} le reste du flotteur~étant rempli dlun liquide tel que l'eau la flottabilité étant réglée en admettant plus ou moins de liquide dans le flotteur au moyen d'une valve de réglage commandée à distance 10. Flotteur conforme à la revendication 9, caractérise on ce que la valve de réglage peut-^eire accordée à une certaine pression hydrostatique correspondant à l'immersion désirée, cette valve étant reliée à un-eircuit hydraulique à haute pression. tl. Flotteur destiné à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est fixé à l'élément de conduite au moyen d'au moins une bride qui enserre la périphérie de l'élément, cette# bride pouvant etre détachée par des moyens commandés à distance tels que des boulons explosifs, 12. Elément de conduite pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1 à 8, cet élément comportant une enveloppe en béton, caractérisé en ce que l'enveloppe contient au moins un circuit hydraulique à haute pression, et autant de canalisations d'air comprimé que le système comporte de flotteurs à capacité variable à régler indépendamment.