Brevet FR2358313A1 — publié le 19780210

La présente invention concerne une structure comprenant au moins un corps creux sensiblement fermé, ce corps pouvant être entièrement submergé sous l'eau, lorsqu'il est rempli d'un fluide. Une structure de eette sorte est constituée, par exemple, par un réservoir sous-marin, en particulier un réservoir de stockage de pétrole brut ou par un bitument appelé semi-submersible comportant un ou plusieurs corps creux situés en dessous de la surface d'eau et une superstructure reliée à ces corps. Les bStiments semi-submersibles diffèrent des vaisseaux ordinaires par le fait que leur tenue en pleine mer est moins affectée par l'action des vagues et la houle. Les semi-submersibles selon l'invention sont destinés à des opérations en pleine mer, par exemple de pose de pipelines ou oléoducs, de forage en mer et de levage de faibles charges. Toutefois, lorsqu'il s'agit de soulever des charges plus importantes, par exemple de 500 tonnes qui se trouvent à une distance de plus de 10 m du bâtiment, il faut que le produit de la distance métacentrique (c'est-à-dire la distance entre le centre de gravité G et métacentre M) par le déplacement d'eau ait une très grande valeur, de manière que le déplacement angulaire par le moment de la charge demeure faible.Mais pour ne pas nuire aux caractéristiques de déplacement du estiment dans les vagues et dans la houle, on désire maintenir la distance GM à de faibles valeurs ; par conséquent, lorsque l'on doit soulever une charge importante, il faut que le déplacement d'eau soit très grand ; autrement dit, les corps immergés doivent avoir de grandes dimensions. Lorsqu'un corps creux fermé est immergé, la pression qui s exerce sur ce corps est d'autant plus grande qu'il se trouve à une plus grande profondeur. Les corps sous-marins connus du type indiqué ci-dessus sont conçus, dès le départ, de manière à pouvoir supporter des différences de pression hydrostatique, et éventuellement de pression hydrodynamique, et de pression atmosphérique. Le coût de fabrication de tels corps et, par conséquent, des réser voirs de fluide ou semi-submersibles dont ils font partie est ex treAmement élevé. L'invention vise à remédier à cet inconvénient et elle concerne un dispositif tel qu'indiqué plus haut, dont le corps immergé possède des dimensions assez importantes mais que l'on peut toutefois rdaliser de façon beaucoup moins coûteuse. A cet effet, conformément 9 l'invention, le corps creux en tant que tel n'est pas assez résistant pour pouvoir supporter, à l'état immergé, la pression extérieure de 11 eau aux profondeurs normales de fonctionnement, et des moyens sont prévus pour empe- cher que la paroi du bâtiment ne cède à de telles profondeurs. Il est préférable que le corps creux soit un corps flottant de type habituel, par exemple la coque d'un navire ou une partie de coque. Les moyens précités peuvent être constitués par au moins un tuyau dirigé vers le haut et en communication libre avec l'intérieur du corps creux. De la sorte, la pression régnant à l'intérieur du corps augmente lorsque l'on enfonce ce corps à une profondeur plus grande, à la suite de quoi la différence entre la pression intérieure et la pression extérieure peut etre amenée à une valeur raisonnable. De prdférence, ce tuyau a une longueur telle qu'à l'état d'immersion, le niveau du fluide à l'intérieur de ce tuyau est approximativement le même que le niveau de l'eau environnante. Lorsqu au moins une ouverture est prévue dans la paroi du tuyau, le niveau de l'eau à l'intérieur du tuyau demeure à peu près le même que celui de l'eau environnante, meme lorsque ce dernier niveau varie. Si le corps creux est constitué par la coque d'un navire ou une partie de coque, de l'air demeure entre les membrures pendant le remplissage de cette coque par de liteau. Mais cet air.se trouve comprimé par la colonne d'eau qui se trouve à l'intérieur et au-dessus du tuyau, en conséquence de quoi la difrdrence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du corps et par suite, la charge qui s'exerce sur ce corps peuvent être maintenues à une faible valeur pour que ce corps ne subisse pas des efforts exagérés. Un autre moyen de résister à la pression extérieure de l'eau tout en utilisant un corps creux dont la résistance intrinsèque est insuffisante, consiste à faire appel à une structure de renforcement. En particulier, lorsque lton utilise la coque d'un navire de type ordinaire, l'adoption d'une structure de renforcement peut ultérieurement présenter des avantages du point de vue économique par rapport aux corps creux connus du type indiqué plus haut, qui possèdent dès le départ la résistance voulue. Un semi-submersible conforme à l'invention peut de façon avantageuse, ne comporter qu'un seul corps immergé ; cela est particulièrement important dans le cas d'un semi-submersible utili s comme grue flottante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, deux formes de réalisation. Sur ce dessin, - la figure I est une vue schématique en coupe d'un réservoir sous-marin conforme à l'invention ; et - la figure 2 est une coupe schématique dtun semi-submersible conforme à l'invention, servant au levage de charges importantes. Le réservoir 1, représenté sur la figure 1, est destiné à contenir par exemple du pétrole brut 2 et il repose sur le fond 3 de la mer ou bien se trouve au-dessus de ce fond. Ce réservoir 1 est constitué par la coque d'un navire de type ordinaire prévue pour flotter normalement à la surface. Un tuyau ou élément tubu- laire 4 communique directement avec l'intérieur du réservoir 1 ou avec la coque et une ou plusieurs ouvertures 5 sont prévues dans la paroi de ce tuyau 4, de sorte que le niveau 6 de l'eau à l'intérieur de ce tuyau 4 demeure à peu près le même que le niveau 7 de l'eau environnante, meAme lorsque ce dernier varie. Par conséquent, la pression à l'intérieur du réservoir 1 ne diffère que très peu de la pression régnant à l'extérieur de ce réservoir. Lorsque l'on part d'une coque de type courant, ou d'une partie de coque, on peut éventuellement ajouter une membrure support complémentaire à l'intérieur de cette coque. Le dispositif représenté sur la figure 2 consiste en un bitument dit semi-submersible, qui comprend deux corps immergés 8 et 9. Ces corps sont également constitués par la coque ou une partie de la coque d'un navire ; ils sont conçus pour flotter normalement à la surface de liteau, et présentent, par conséquent, un certain franc-bord. Sur les corps 8 et 9 sont montées des colonnes 10 qui s'élèvent au-dessus de la surface de l'eau et qui portent au moins un pont 11. Sur ce pont est disposée une grue 12 qui peut transporter la charge 13. Comme représenté sur la figure 2, il est prévu sur le corps 8 un tuyau court 14 qui communique directement avec l'intérieur de ce corps 8. Ce tuyau monte au-dessus du pont de franc-bord de façon à satisfaire aux règles édictées en matière de ligne de flottaison en charge. Sur le corps 9 se trouve un tuyau 15 qui s 'élève au-dessus du niveau 17 de la mer et qui comporte des ou vertures-16. Bien entendu, on peut munir les deux corps d'un tuyau 14 ou 15. De la sorte, la pression régnant à l'intérieur des corps 8 et 9 est presque égale à la pression extérieure qui s'exerce sur ces corps. REVENDICATIONS 1 - Structure comportant au moins un corps creux sensiblement fermé, ce corps pouvant être entièrement submergé sous l'eau lorsqu'il est rempli d'un fluide, caractérisée par le fait que ce corps creux en tant que tel n'est pas assez résistant pour pouvoir, à l'état d'immersion, supporter la pression extérieure de liteau aux profondeurs normales de fonctionnement et que l'on prévoit des moyens pour empêcher que le pont, les parois et le fond ne cèdent à de telles profondeurs. 2 - Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le corps creux consiste en un corps flottant de type courant, par exemple la coque d'un navire ou une partie de coque. 3 - Structure selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les moyens précités sont constitués par au moins un tuyau dirigé vers le haut et qui communique directement avec l'intérieur du corps creux. 4 - Structure selon la revendication 7, caractérisée par le fait que ce tuyau a une longueur telle qu'à l'état d'immersion le niveau du fluide à l'intérieur de ce tuyau est approximativement le même que le niveau de l'eau environnante. 5 - Structure selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée par le fait qu'il est prévu au moins une ouverture dans la paroi du tuyau. 6 - Structure selon l'une des revendications 1 et 2, ca caractérisée par le fait que les moyens précités comprennent l'em- ploi d'une structure de renforcement. ladite structure 7 - Structure selon l'une des revendications 1 à 6,/comportant un semi-submersible, caractérisée par le fait que ledit semisubmersible comporte un corps creux unique susceptible d'âtre complètement submergé.