Brevet FR2365662A1 — publié le 19780421

La présente invention concerne les structures marines destinées a supporter des équipements industriels de toutes sortes, tels que des équipements de stockage, des équipements de traitement physique et chimique, des usines de production d'energie, etc... L'invention concerne plus particulièrement des structures marines disposées dans des eaux peu profondes. Dans la suite de la description, l'expression "eaux peu profondes" concerne des profondeurs de l'ordre de 40 metres. La possibilité de disposer certains équipements sur des structures marines s'avère de plus en plus intéreÇsa-nte. Dans certains cas, cela est dû a des considérations de pollution par exemple des équipements eux-mêmes, tels que c'est le cas pour des usines chimiques, des usines nucleaires, etc... Dans d'autres il s'agit de faciliter les opérations de chargement ou de déchargement des produits transportés par mer. Enfin, dans d'autres cas, le point important est l'inaccessibilité d'un site terrestre convenable. L'intérêt mentionné plus haut est encore plus evident lorsqu'il s'agit de structures pouvant flotter ou se déplacer avec des équipements industriels tout installés, car cela permet de fabriquer et d'ériger ces équipements dans une région industrialisee où des moyens convenables sont disponibles. Grâce a cela, le coût et le délai de livraison sont réduits et peuvent être prévus avec une precision satisfaisante. Une fois équipée, la structure est mise a flot et remorquee jusqu'au site final où, dans la plupart des cas, des moyens permettant la fabrication de tels equipements ne sont pas toujours disponibles. Un autre avantage d'équipements industriels disposés sur des structures flottantes est de permettre leur utilisation dans des sites ou ils ne peuvent être utilisés que temporairement. Ce sera par exemple le cas lorsque les matières premières ne sont disponibles quten petites quantités. Lorsque les réserves sont épuisees, la structure avec son équipement peut être déplacée sur un nouveau site. Les structures flottantes pourront aussi bien servir en flottaison qu'amarrées au fond marin. Les structures opérant en flottaison présentent l'inconvénient de mouvements continuels et de déplacements possibles dûs aux vagues, aux courants, a la houle et au vent. De tels mouvements compliquent extremement tous les raccordements necessaires aux transferts des marchandises et/ou des produits finis a partir de la structure. C'est pourquoi on doit utiliser des solutions compliquées, surtout lorsque l'on manipule des produits à haute pression, basse température, ou présentant des dangers spécifiques. Le problème précédent devient encore plus aigu lorsque les matières premieres ou les produits finis sont transférés sur ou/à partir d'un navire, car, dans ce cas, aux éventuels mouvements de la structure sont ajoutés les mouvements du navire. Les mouvements de la structure également rendent nécessaire de modifier les procédés normalement utilisés sur terre, rendant les équipements encore plus onéreux. En outre, il peut s' avérer nécessaire de stopper les fonctionnement de ces équipements en raison de mauvaises conditions de l'état de la mer. Les structures reposant sur le fond marin permettent d'éviter ces problèmes, problèmes provenant des mouvements des structures opérant en flottaison. L'objet de la présente invention est de proposer une structure marine capable d'opérer en flottaison tout en reposant sur le fond marin, utilisable en eaux peu profondes, et capable d'être remise à flot autant que nécessaire, aussi bien qu'être déplacée sur un autre site ou permettre un travail d'inspection et de maintenance. Un autre objet de l'invention est de réaliser une structure marine comportant des moyens de liaison avec le fond marin et autorisant la construction et l'érection de systèmes simples et surtout peu coûteux par rapport aux systèmes conventionnels. Conformément à l'invention,la structure comporte une barge présentant des réservoirs de ballastage et un radier inférieur sur lequel repose ladite barge. Les réservoirs de ballastage de la barge permettent à celle-ci d'être immergée à la profondeur désirée et remise à flot si nécessaire lorsque l'on désire déplacer la structure sur un autre site ou réparer ladite structure. La partie inférieure de la barge presente au moins une surface plane de support. En outre, le radier reposant sur le fond marin présente egalement au moins une surface de support en sa portion supérieure, ladite surface étant essentiellement parallèle à la surface plane de support de la barge. La zone du fond marin sur laquelle le radier est destine a reposer est préparée au préalable pour supporter le poids de la barge et des équipements industriels disposés ultérieurement sur celle-ci. Pour cette préparation, cette zone peut être surelevee et, éventuellement, pourvue d'une couche de pierres et de graviers. Le radier sera par exemple réalisé en béton. En vue d'éviter l'action de charges ponctuelles sur les surfaces planes de support de la barge, dues par exemple à des irrégularités des surfaces planes de support de la barge du radier, on dispose sur la partie supérieure dudit radier un matériau deformable en couche. Ainsi,un support continu et uniforme entre lesdites surfaces est assuré, et la pression de contact entre barge et radier est régulièrement distribuée. Cette couche déformable peut être obtenue au moyen de graviers ou autres. La profondeur à laquelle est situé le radier sera choisie de telle façon que, lorsque les- réservoirs de ballastage de la barge sont vides ladite barge flotte au-dessus dudit radier, tandis que, lorsque ces réservoirs sont pleins, la barge repose sur ledit radier avec une pression suffisante pour éviter les déplacements de ladite barge sous l'action de charges extérieures. D'autre part, la profondeur de la barge sera telle que, lorsque ladite barge repose sur le radier, le niveau de la mer n'atteint pas la superstructure du pont. Le radier est avantageusement pourvu de caissons etanches, capables d'être remplis ou vidés, et d'un volume suffisant pour permettre de mettre en jflottaison ledit radier. Ainsi, le radier peut être déplacé en flottaison du site de construction a son site final, et peut être aisément positionné sur le site précis du fond marin où il doit déposé. Grâce à cela, le radier et la barge peuvent être réalisés loin du site final. De plus, grâce a un dimensionnement convenable du radier et de ses caissons étanches, la barge peut être totalement mise hors d'eau, tout en reposant sur le radier, en vidant les réservoirs de ballastage de la barge et du radier, ledit radier faisant alors fonction de pont flottant. Le fait que la barge repose sur le radier ou sur le matériau en couche déformable peut générer une usure des surfaces planes de support de la barge. Pour éviter cela, la partie inférieure de la barge, ou au moins les surfaces planes de ladite barge, est pourvue d'un revêtement externe capable de supporter des pressions ponctuelles élevées ainsi que des efforts de frottement. Ainsi que cela se comprend aisément, la profondeur du radier dependra de la profondeur du site sur lequel la barge doit être installé. Si l'eau est très peu profonde, on peut à la limite connecter le radier à la partie inférieure de la barge, ledit radier faisant alors fonction de couche externe de protection. Dans ce cas, une fois les réservoirs de ballastage de la barge remplis, le poids de la barge et du radier doit être tel que la force exercee sur le fond marin est suffisante pour eviter tout déplacement de la barge et du radier sous l'action de charges extérieures. En outre, la profondeur du radier peut être diminuée en fonction de la profondeur du site jusqu'à ce que celui-ci soit reduit a une simple fonction de revêtement externe de protection pour la barge, ainsi en contact avec la couche de protection de ladite barge. La ou les surfaces planes de support de la barge et/ou du radier peuvent être définies par de simples éléments saillants desdites surfaces, définissant ainsi, lorsque la barge repose sur le fond marin, des espaces libres permettant de recevoir le matériau déformable disposé en couche. Ces elementsSsaillant des surfaces de support de la bargé et du radier, entourent les zones destinées à recevoir le matériau déformable en couche, de façon à éviter un fluage ou un déplacement de ce materiau sous l'effet du poids de la barge. En outre, entre la barge et le radier, et pour réaliser les éléments précédents, il peut être prévu un joint d'étanchéité permettant d'isoler les caissons étanches destinés à recevoir le matériau déformable en couche, rendant ainsi possible le remplissage ou le vidage desdits caissons. En même temps, les chambres ou espaces situés entre les surfaces de support de la barge et du radier peuvent être aussi rendus étanches, de façon à définir des espaces vides acces sigles De la même manière, les surfaces planes de support de la barge et/ou du radier peuvent entourer des surfaces restantes de ladite barge et dudit radier, et saillir à partir de celles-ci, definissant ainsi des espaces vides intermédiaires lorsque la barge repose sur le radier.Comme précédemment, il peut être prévu de disposer des éléments d'étanchéité entre les surfaces de support de la barge et du radier, afin de rendre étanches les espaces vides et de remplir ou vider ceux-ci. En conclusion, que les surfaces planes de la barge soient limites à des éléments saillants ou que ces surfaces entourent les surfaces restantes de la barge et du radier, tout en saillant de celles-ci, il est possible de déterminer des espaces etanches entre la barge et le radier qui, après avoir eté vides, sont aisement accessibles et permettent d'utiliser des pompes pour 1-e contrôle du vidage et du remplissage des réservoirs de ballastage du radier. Selon le dimensionnement des equipements a installer, la-structure peut être formée de plusieurs barges qui peuvent être positionnées ensemble et réunies pour former une structure unique. De même, le radier peut être formé de plusieurs pièces de béton qui sont successivement immergées et positionnees l'une par rapport à l'autre pour former ledit radier. Ainsi, en fonction des caractéristiques des équipements et en fonction des conditions de construction et de transport des drivers matériaux, la structrure peut être constituee par une barge unique et un radier unique, par une barge unique et un -radier composite formé de plusieurs éléments, ou encore par plusieurs barges et un radier forme de plusieurs éléments. Lorsque la structure est constituée par plusieurs barges et un radier constitue de plusieurs éléments, l'ensemble constituant les barges et le radier sera disposé d'une manière adequate, essentiellement fonction du type d'équipements à installer. Les éléments constituant le radier et les differentes barges peuvent être disposés en alignement, perpendiculairement à la direction des vagues, auquel cas la structure agira à la façon d'un brise-lames pour les navires amarres à celle-ci, facilitant ainsi considérablement les opérations de chargement et de déchargement. TQUt ce qui vient d'être dit, ainsi que d'autres caractéristiques de l'in vention, sera mieux compris par la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés, lesquels représentent a titre nullement limitatif plusieurs modes d'exécution de l'invention. La figure 1 est une vue en élévation d'une structure selon la présente invention. La figure 2 représente une coupe selon la ligne II-II de la figure 1. Les figures 3 et 4 sont des vues analogues à la figure 2 et représentant deux modes d'exécution. La figure 5 est également une vue analogue a la figure 2, et montre deux alternatives de support entre la barge et le radier. La figure 6 représente, a grande échelle les détails de deux formes de support entre la barge et le radier représentés a la figure 5. La figure 7 est une vue en élévation d'un radier formé de trois eléments. La figure 8 est une section longitudinale de la figure 7 dans laquelle les barges sont fixées sur le radier. La figure 9 est une section transversale de la figure 5 avec les barges disposées sur le radier. La figure 10 est une section selon la ligne X-X de la figure 7. La figure 11 est une section selon la ligne XI-XI de la figure 7. La figure 12 représente, a grande échelle, le détail "A" de la figure 10. La figure 1 représente en elevation une structure rectangulaire comprenant, ainsi qu'on le voit en figure 2, une barge supérieure 1 et un radier inférieur 2, ledit radier étant disposé sur la surface'de l'océan 3 et sur une plateforme 4 prévue de façon a assurer une surface plane de résistance suffisante pour le maintien satisfaisant du radier 2. Entre la barge 1 et le radier > on a prévu une couche intermediaire deformable en vue de produire une distribution uniforme des pressions de contact entre la barge 1 et le radier 2. Cette couche peut être faite de graviers, de caoutchouc, de bois, etc..., ou plus généralement de tout matériau déformable pouvant assurer un support satisfaisant entre la barge 1 et le radier 2. Afin d'éviter que le matériau formant la couche déformable n'échappe latéralement, le fond de la barge 1 peut être muni d'une saillie continue en forme de cloison 6, a proximité du radier 2, définissant ainsi la limite de la couche 5. Afin d'éviter que le fond de la barge 1 ne soit prématurément détérioré sous l'effet par exemple du frottement avec la couche 5, le fond de ladite barge 1 est muni d'une couche extérieure 7 de protection. La barge 1 et le radier 2 peuvent présenter, comme représenté sur la figure 2, une seule surface de support commune, ou bien plusieurs surfaces de support planes et parallèles. Dans le cas de la figure 3, le radier 2 comporte une saillie plane periphe rique dans le but de contenir la couche déformable 5, laquelle est formée par exemple de gravier. La barge 1 est munie de la même couche extérieure de protection, et cela dans son fond. La barge 1 est munie de réservoirs de ballastage, de sorte que, lorsque ces reservoirs sont vides la barge peut flotter et se déplacer, soit remorquée, soit propulsee d'elle-meme, tandis que, lorsque les réservoirs sont pleins la barge demeure en appui sur le radier 2. La profondeur du radier doit etre telle que, lorsque les réservoirs de ballastage sont vides, la barge puisse flotter sur ledit radier, tandis que, lorsque les réservoirs sont pleins, la barge demeure sur ledit radier avec suffisamment de pression pour empêcher tout mouvement dû ri des actions externes. On comprendra que la profondeur du radier 2 dépend de la profondeur de l'eau. Il peut arriver, comme représente figure 4, que, en eau peu profonde, le radier 2 soit relié extérieurement au fond de la barge l, servant donc de couverture protectrice, ou bien que ladite couverture protectrice joue un rôle de radier. Dans ce cas le poids de la barge, lorsque les réservoirs sont pleins, doit être tel que les mouvements de la barge et du radier, sous des actions ex térieures, soient évites. Dans tous les cas, la profondeur de la barge 1 est telle que le niveau de l'eau 9 ne puisse atteindre le pont supérieur de ladite barge. Comme représente a la figure 5, la barge 1 peut présenter des surfaces de support sur le radier 2 qui n'occupe pas tout le fond de la barge. Par exemple, des éléments 10 peuvent être prévus sur le fond de la barge 1, réalisant ainsi une surface moindre, laquelle est plane et parallèle à la surface superieure du radier 2, formant ainsi les surfaces de support de la barge sur le radier. Comme representé en figure 6, ces éléments 10 peuvent etre constitués par des supports ou solives disposés entre les parois et le radier 2, ou est disposee la couche déformable, laquelle consiste en pièces de bois 11 entre lesquelles un joint d'étanchéité 12 est prévu. Les éléments 10 peuvent être disposes par exemple selon deux directions perpendiculaires définissant ainsi des espaces vides 13 dont l'étanchéité est assurée au moyen du joint 12. De cette façon, lesdits espaces 13 sont accessibles. Comme représenté sur le côté droit de la figure 6,-le fond de la barge 1 peut être plan et le radier 2 peut être muni d'éléments en saillie 14 dont la surface superieure est plane et parallèle au fond de la barge 1, formant ainsi les surfaces de support de la barge 1 sur le radier 2. Ces éléments peuvent être disposés selon deux directions perpendiculaires définissant ainsi les espaces intermédiaires 13. Entre les éléments 14 et le fond de la barge 1 est disposée la couche déformable constituée par exemple d'éléments en bois 11 entre lesquels le joint 12 est disposé afin de realiser l'étanchéité des espaces 13. Les espaces 13 peuvent être rendus accessibles au moyen d'ouvertures prévues dans la barge ou dans le radier. Dans le cas de la figure 7, le radier est constitué de trois éléments 15, 16 et 17 adjacents, lesquels sont munis, comme représente aux figures 8 et 9, d'espaces vides étanches 18, lesquels peuvent être remplis ou vidés. Le volume de tels espaces est suffisant pour permettre à chacun des éléments formant le radier de flotter lorsque l'on vide les réservoirs. Une barge peut être instal lée sur chacun des éléments formant le radier. Lesdites barges peuvent être reliées, comme représenté aux figures 8 et 9, dans le but de compléter la structure. Les divers espaces vides 18 des éléments formant le radier sont relies entre eux et peuvent être adaptés, comme représenté à la figure 10, à un ensemble désigné par 19 pour remplir ou vider lesdits espaces, et cela afin de permettre au radier de flotter ou de descendre sur le fond de l'océan, par l'intermédiaire de la couche 4, laquelle a été au préalable préparée. Comme représenté aux figures 10 et 11, les zones du radier formant la surface de support pour la barge 1 sont entourés, comme dans le cas de la figure 3, d'une enceinte plane 8, dans le but de retenir le gravier ou le matériau formant la couche déformable 5. La figure 7 montre ladite enceinte 8 qui limite les surfaces de support de la barge dans les trois éléments 15, 16 et 17 du radier. Les figures 10 et 11 montrent la couche protectrice 7 du fond de la barge. Comme representé figure 12, laquelle correspond au détail A de la figure 10, la couche protectrice peut être constituée par exemple d'une plaque de ciment 22 renforcée par une grille supportée par des cornières 21 soudées au fond de la barge. Un joint dtétanchéité 23 est disposé sur l'enceinte 8 qui entoure les zones de support du radier, et cela afin d'assurer l'étanchéité des espaces occupés par la couche déformable 5, et également de l'espace 20, lequel est accessible au moyen de la colonne 24 a partir du fond de la barge 1. Les espaces vides 18 du radier peuvent être munis de galeries de service 25. Le système précédemment decrit permet de réaliser les barges et les radiers loin de leur site final vers lequel ils peuvent être remorqués. Les espaces vides 18 dans le radier permettent a celui-ci de flotter, tandis que la barge demeure sur lui, jouant ainsi le rôle de pont flottant. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits et représentés, mais elle en couvre au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1/ Structure marine destinee à supporter des equipements industriels, caractérisée en ce qu'elle comporte une barge munie de réservoirs de ballastage et un radier inférieur sur lequel ladite barge vient en appui, la partie inférieure de ladite barge présentant au moins une surface plane extérieure de support, et ledit radier reposant -sur le fond marin présentant en sa portion supérieure au moins une surface de support essentiellement parallèle à ladite surface de la barge, un matériau déformable étant disposé en couche entre les surfaces de support de la barge et du radier en vue d'une di-stribution uniforme des pressions de contact entre ladite barge et ledit radier, la profondeur dudit radier étant telle que la barge, lorsque les réservoirs de ballastage sont vides, flotte au-dessus du radier, alors que, lorsque ces réservoirs sont pleins, la barge repose sur le radier, la pression de contact étant en outre suffisante pour éviter les mouvements de la barge sous l'action de charges extérieures, 2/ Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le radier presente des compartiments tanches qui peuvent être remplis et vidés, d'un volume suffisant pour permettre au radier de flotter. 3/ Structure selon la revendication 1, caractérisee par le fait que la partie inférieure de la barge, au moins en ses surfaces planes de support, est munie d'une couche externe de protection capable de supporter des pressions ponctuelles élevées et des efforts de frottement. 4/ Structure selon les revendications 1 et 3, caractérisées par le fait que le radier est relié à la partie inférieure de la barge, ledit radier faisant alors fonction de couche extérieure de protection, et le poids de la barge, une fois les réservoirs de ballastage remplis, étant tel que les mouvements de la barge et du radier sous l'action de charges extérieures soient evités. 5/ Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les surfaces planes de support de la barge et/ou du radier sont délimitées par des éléments saillants desdites surfaces, lesdits éléments définiswant, lorsque la barge repose sur le radier, les compratiments destinés à recevoir le matériau deformable en couche. 6/ Structure selon la revendication'l, caractérisée par le fait que les surfaces planes de support de la barge et/ou du radier entourent la surface restante de ladite barge et dudit radier, tout en saillant de celles-ci, définissant aisni des espaces vides lorsque la barge est en appui sur le radier. 7/ Structure selon la revendication 5, caractérisée par le fait qu'elle comporte un joint d'étanchéité entre la barge et le radier, ledit joint formant lesdits éléments, de façon à définir les compratiments étanches, en vue de leur remplissage et leur vidage. 8/ Structure selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'un- eiement d'étanchéité est disposé entre les surfaces- de support de la barge et du radier, de façon à definir des compartiments que l'on peut remplir et vider.