Brevet FR2338444A1 — publié le 19770812

La présente invention concerne la mise en place de conduites destinées à reposer sur le fond de la mer ou d'une nappe d'eau. Dans un procédé connu, les tronçons de tubes destinés à constituer la conduite ou une partie de celle-ci sont assemblés sur un littoral et la conduite est ensuite tirée sur le fond jusqugà occuper la ligne prévue. Ce procédé présente l'inconvénient de nécessiter une force de traction très importante et devient d'ailleurs inapplicable sur un fond présentant des irrégularités de surface impor- tantes. Pour éviter cette difficulté on peut associer la conduite à des flotteurs la maintenant à la surface de 11 eau ou, de préférence, à une petite hauteur au-dessous de cette surface, de manière à faciliter son remorquage, et la laisser descendre à l'endroit voulu en supprimant #l'action des flotteurs. On se heurte cependant à un autre genre de difficultés provenant des courbures excessives que la conduite peut prendre dans les régions de transition entre la partie de la conduite en cours de descente et la partie reposant déjà sur le fond ou celle attachée au remorqueur. L'un des objets de l'invention est d'atténuer cette difficulté. Selon l'invention, la conduite est associée à des flotteurs et à des masses pesantes suspendues à la conduite, par exemple des cables ou chaînes le tout adapté de manière à main tenir la conduite à une petite hauteur au-dessous de la surface de liteau, mais loin du fond, ou meme à la surface de l'eau, sans contact des masses suspendues avec le fond pendant qu'on tire sur l'extrémité de la conduite pour amener celle-ci au-dessus de la ligne de pose. Quand on largue alors les flotteurs ou partie d'entre eux ou qu'on les remplit d'eau pour faire descendre la conduite vers le fond, les masses suspendues agissent comme guide-rope à partir du moment où elles touchent le fond, ce qui a pour effet de ralentir le mouvement de la conduite et de réduire sa courbure à l'arrivée au fond.En outre la conservation de ces masses attachées à la conduite crée un ancrage sur le fond dans la vie ultérieure de la conduite. ta description qui va suivre, en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particu larités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une vue schématique en élévation d'une conduite remorquée au voisinage de la surface de l'eau la figure 2 illustre, à échelle plus petite, la pose de cette conduite la figure 3 est une vue en élévation d'un mode de réalisation dans lequel les chaînes d'attache des flotteurs ou de certains d'entre eux servent à constituer les guiderope les figures 4 et 5 montrent deux autres variantes, en coupe perpendiculaire à la conduite. Sur la figure 1, on voit une conduite tubulaire 1 dont les tronçons ont été assemblés entre eux sur un rivage et qui est tirée en mer sur le tracé de la pose au moyen d'un remorqueur attelé à l'extrémité 2 de ladite conduite par un cabale non figuré et exerçant sur elle une force de traction F. La conduite est maintenue à une faible distance de la surface de l'eau par des flotteurs 3 attachés à la conduite de place en place par des câbles ou des chaînes 4. Une fois placée au-dessus du tracé qu'elle doit occuper sur le fond la conduite est descendue, par exemple en larguant les flotteurs ou en les remplissant d'eau. La force F contribue à l'équilibre de la conduite en cours de descente. Cependant si on veut faire l'opération de proche en proche dans le sens rivage-remorqueur et si on veut maintenir près de la surface la partie voisine de l'extrémité 2, par exemple pour raccorder ultérieurement en 2 un autre tronçon remorqué, des courbures excessives de la conduite, génératrices de rupture, pourront se produire d'une part en a (figure 2) dans la région de raccordement entre la branche de la conduite encore en flottaison et la branche descendante, d'autre part en b dans la région de raccordement entre ladite branche descendante et la partie de la conduite coulée au fond.Le système de flotteurs permet d'éviter une courbure excessive en a, car on peut ne pas larguer tous les flotteurs, mais conserver certains d'entre eux sur la branche descendante pour que le poids apparent de la conduite (poids réel diminué de la poussée hydrostatique) soit suffisamment petit ou même légèrement négatif. ainsi la figure 2 montre qu'on ne largue dans cet exemple que deux flotteurs sur trois sur une longueur de la branche descendante, qui dépend de la profondeur de la nappe et de la courbure souhaitée en a. Mais on ne peut compter sur les flotteurs pour maîtriser la courbure en b, d'autant plus qu'il est difficile de réaliser des flotteurs efficaces résistant à l'écrasement à grande profondeur, de sorte qu'on est 'obligé de larguer tous les flotteurs avant une certaine profondeur. Pour diminuer la courbure en b, on munit la conduite à intervalles réguliers (aux memes intervalles que les flotteurs ou à des intervalles différents) de cables ou de channes 5 pendant librement au-dessous de la conduite, pouvant avoir quelques mètres de longueuret portant ou non un poids à leur extrémité. Dans l'aménagement des flotteurs 3, on tient compte du poids de ces chaînes 5, de manière que les flotteurs puissent supporter l'ensemble de la conduite et des chaines à une certaine distance de la surface pour remorquage de la conduite, comme il a été dit ci-dessus. Quand les flotteurs sont largués, les channes touchent le fond les premières, comme représenté dans la zone b de la figure 2, et la conduite est progressivement déchargée de leur poids. On obtient ainsi une diminution de la courbure en b. On peut donner à titre d'exemple les indications numériques suivantes : soit une conduite en métal de 40 cm de diamètre (16 pouces). Il est usuel de la revêtir d'une couche de béton de densité 2,3 sur une épaisseur de 5 cm. Au lieu de cela dans l'application de l'invention on réduira par exemple l'épaisseur du revêtement à 2,5 cm et on ajoutera un ensemble de guides-ropes de manière que le poids de la conduite ne change pas. Le poids de béton supprimé au mètre est ,#x 0,40 x 0,025 x 2#80. soit environ 73 kg/mètre. Pour 20 mètres de conduite le poids de béton supprimé est d'environ 1 400 kg, qui peuvent etre remplacés par 14 m de chaîne à 100 kg/n ou 30 m à 50 kg/m. Naturellement cas chiffres ne sont qu'indicatifs. On pourra supprimer une partie plus ou moins grande du reve- tement pour faire varier en conséquence la longueur des chaînes. L'action sur la diminution de la courbure de la conduite au point d'atterrissage peut être expliquée comme suit, d'une façon approximative. Si on assimile à une chat- nette la courbe que décrit la ligne moyenne de la branche descendante de la conduite, supposée d'abord eans guide-rope, jusqu'au point où cette branche est tangente au fond, supposé horizontal,le rayon de courbure en ce point est donné par la/ mule R = Fx dans laquelle Fx est la traction horizontale sur la conduite et P le poids au mètre. Si maintenant on place les guides-ropes sur la conduite, on peut écrire l'égalité P = PO + h.C dans laquelle P et PO sont respectivement le poids réel et le poids dans l'eau du tronçon de conduite compris entre deux chalnes successives (les chaines étant supposées régulièrement espacées), h la hauteur d'une chaîne et C le poids de cette chaine par mètre. A partir du moment où la chaîne touche le fond le terme h.C diminue et tend vers zéro. Il en résulte une augmentation du rayon de courbure R, ce que l'on cherche à obtenir. La présence des chaines fait que la courbe décrite par la conduite s'écarte d'une chainette et le raisonnement précédent n'est qu'approximatif, mais le phénomène d'augmentation du rayon de courbure subsiste. La longueur des chaines et leur poids au mètre sont déterminés selon la courbure que l'on veut obtenir. L'invention est susceptible de divers modes de réalisation. En raison du prix des chaines, on pourra les remplacer par des câbles lourds ou encore des cables portant des masses par exemple en béton, ces masses pouvant être disposées en chapelet le long du câble et même être réparties de manière inégale sur la longueur du câble, en particulier vers son extrémité, de manière à moduler l'effet obtenu au moment du repliement sur le fond. Une répartition semblable de masses additionnelles peut d'ailleurs être prévue avec les chaînes. Les guides-ropes peuvent être constitués par les channes de suspension des flotteurs, si elles sont assez longues. C'est ce que montre la figure 3. Les chaînes 6 de suspension des flotteurs sont attachées aux flotteurs par des organes 7 qui peuvent être actionnés sur place ou télécommandés, par exemple par des moyens pyrotechniques, de sorte que si l'un de ces organes 7 est défait, la channe correspondante 6 vient pendre au-dessous de la conduite, comme on le voit à la gauche de la figure 3, de manière à jouer le rôle de guide-rope à l'arrivée au fond. Dans le mode de réalisation que représente la figure 4, les chaînes d'attache des flotteurs ne sont pas coupées, mais les flotteurs sont munis d'ajutages permettant de les remplir d'eau, le flotteur avec sa chaîne venant alors pendre sous la conduite et le tout formant guide-rope. La figure 5 montre un autre mode de réalisation dans lequel la conduite présente par elle-m#i#u##flottabilité positive.- Priais elle est maintenue à une certaine distance de la surface par le poids de la channe 8 attachée d'une part sur la conduite et d'autre part sur un flotteur 9. La chaine est assez longue pour pendre en chainette entre la conduite et le flotteur. Quand le système est dans sa position d'équilibre, la conduite se trouve immergée, de telle sorte que le poids a de chaîne correspond & 1a hauteur h équilibre la flottabilité de la conduite. Si celle-ci prend un mouvement descendant, la hauteur h diminue et le poids de chaîne lestant la conduite diminue aussi, de sorte que la conduite tend à remonter et, inversement, si la conduite prend un mouvement ascendant. Ce système a donc une certaine stabilité, tout en permettant d'avoir entre la conduite et le flotteur une longueur de chaîne suffisante pour former guide-rope quand on rompt en 10 l'amarrage de la chaîne au flotteur ou quand on remplit le flotteur d'eau pour le couler. Il convient de munir le flotteur d'un appendice 11 pour le maintenir d'un même côté de la conduite et éviter ainsi les enroulements de chainesautour de la conduite qui pourraient autrement se produire. On peut remarquer qu'une fois le flotteur largué ou coulé, la conduite va flotter au-dessus du fond ; elle peut venir sur le fond quand elle est pleine d'un fluide assez lourd. Dans tous ces exemples, les flotteurs peuvent être réalisés de toute manière appropriée. Dans les modes de réalisation figurés, on a représenté des flotteurs ayant la forme de cylindres allongés, permettant de réduire l'action de la houle sur eux. Mais d'autres formes sont possibles. Les flotteurs peuvent être fixés directement sur la conduite. Dans ce cas, les channes constituant les guide -ro pe sont naturellement indépendantes des flotteurs. Il n'est d'ailleurs pas indispensable pour l'application de l'invention que la conduite soit remorquée en dessous de la surface. L'invention s'applique aussi au cas où la conduite flotterait à la surface, grace à un aménagement convenable des flotteurs fixés sur elle. Il va de soi que les modes de réalisation décrits n'ont été donnés qu'à titre d'exemple et qu'on pourrait les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. REV#NDI CÂTION s 1. Procédé de pose de canalis ations ou conduites sous-marines dans lequel la conduite, préparée d'avance par assemblage d'un certain nombre de tronçons, est tirée sur le tracé de pose, en étant associée à des flotteurs maintenant la conduite à la surface de l'eau ou à une petite distance au-dessous de la surface et pouvant être mis hors d'action pour laisser descendre'la conduite, caractérisé en ce que la conduite ést également associée à des cables ou channes qu' on laisse pendre sous la conduite, au moins au moment de la descente de celle-ci, de manière que ces chaînes formant guide-rope en touchant le fond les premières amortissent le mouvement de descente et réduisent la courbure au fond 2.Procédé selon 1, caractérisé en ce que le lest incorporé à la conduite pour assurer le poids apparent nécessaire à son auto-immersion est constitué, au moins en partie, par le poids des guide -rope 3. Procédé selon 1 ou 2, caractérisé en ce que les flotteurs sont mis hors d'action en rompant leur attache sur la conduite. 4. Procédé selon 3, caractérisé en ce que les channes attachant les flotteurs à la conduite sont assez longues pour servir de guide-rope quand elles sont séparées des flotteurs, cette séparation se faisant à proximité immédiate de l'attache de la chaîne sur le flotteur. 5. Procédé selon 1 ou 2, caractérisé en ce que les flotteurs sont munis d'orifices permettant de les remplir de manière à pouvoir être coulés et à former guide-rope avec leur chaîne. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les flotteurs sont largués progressivement en ne laissant en place que quelques flotteurs à des intervalles plus grands sur la branche descendante de la conduite, pour freiner le mouvement de celle-ci. 7. Procédé selon 1, caractérisé en ce que la conduite étant capable de flotter par elle-même est attachée à des flotteurs par des chaînes assez longuei3.' pour pendre, en chaînette, entre la conduite et chaque flotteur de manière que la conduite soit immergée, en équilibre avec la partie du poids des chaînes qu'elle porte.