Brevet FR2367243A1 — publié le 19780505

La présente invention est relative a un dispositif pour la protection des pipe -lines sous-marins non enterrés, ledit dispositif étant plus particulièrement destiné à protéger les pipe lines contre leur arrachement par les ancres de bateaux. On sait qu'en mer, à proximité des plateformes de forrage, a ltintérieur d'une zone d'au moins quatre kilomètres de diamètre, il est fréquent que les pipe -lines sous-marins non enterrés soient arrachés par les ancres des navires, notamment lorsque ces derniers quittent le mouillage ou encore lorsqu'ils chassent sur leur ancre. En effet, lorsque une ancre ne prend pas sur le fond, ou bien lorsqu'une ancre cesse de mordre dans le fond après que le navire quitte le mouillage, l'ancre est traenée sur le fond marin du fait du d#placement, volontaire ou involontaire, du navire par rapport audit fond. Le risque est alors grand de voir la ligne de déplacement de l'ancre sur le fond couper un pipe-line non enterré ce risque est bien entendu d'autant plus grand que le navire est proche de la plate-forme de forrage. Lorsque l'ancre,en tramant sur le fond marin, va vers le pipe-line, les becs de l'ancre (quel que soit d'ailleurs le type de celle-ci > agissent en règle générale comme le soc d'une charrue, c'est à dire que les becs font des sillons dans le fond et qu'ils viennent ainsi se glisser sous le pipe-line, ce qui provoque immanquablement l'arrachement de ce dernier si le navire continue à se déplacer. Les conséquences désastreuses d'un tel arrachement sont évidentes : la distribution de pétrole ou de gaz est interrompue pendant une très longue période, la réparation du pipe-line sectionné est longue et délicate, voire dangereuse, et les pertes financirres sont importantes. En outre, le combustible qui s'échappe du pipe-line arraché pollue le milieu marin. La présénte invention a pour but de remédier aux inconvénients précités, et a cet effet elle a pour objet un dispositif garantissant une protection efficace et permanente des pipe-lines sous-marins non enterrés. Un tel dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte, de part et d'autre de l'axe longitudinal du pipe-line, sur toute la longueur a protéger, au moins une plaque parallèle audit axe, fixée et articulée par son chant longitudinal interne sur une semelle profilée en forme de galerie longitudinale enveloppant le pipe-line, le chant externe de ladite plaque reposant sur le fond marin lorsque la plaque est en position de repos. Dans cette position de repos, chaque plaque constitue un plan incliné sur lequel l'ancre qui se déplace sur le fond marin peut monter et franchir ainsi le pipe-line sans l'endommager. La probabilité que l'ancre glisse sur le dispositif de protection est cependant très faible puisque ses becs, en traçant des sillons dans le fônd marin, ont une tendance naturelle a se glisser sous une plaque du dispositif de protection tandis que la tige sur laquelle est attachée la chaine reliant l'ancre au navire reste au-dessus de la plaque Si le navire continue son mouvement d'avancée, la partie de l'ancre où se réunissent la tige et les becs vient buter sur le chant longitudinal externe de la plaque.Si le navire continue a avancer, la plaque se relève dans un mouvement de rotation autour de son axe d'articulation, l'ancre s'élevé au fur et a mesure du relèvement de la plaque jusqu'a se dégager de cette dernière, mais la ligne du-pipe-line est alors franchie et il n'y a donc aucun risque d'endommagement par l'ancre. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif comprend de part et d'autre de l'axe longitudinal du pipe-line une pluralité de plaques jointives, articulées chacune autour de leur chant longitudinal interne sur la semelle profilée enveloppant le pipe-line. Le fait que les plaques soient placées bord a bord garantit une protection parfaite du pipe-line sur toute la longueur nécessatire De plus, l'indépendance de chaque plaque utilisée fait que, en cas d'endommagement de l'uned'entre elles,la réparation est plus rapide, plus simple, et moins onéreuse. Dans une réalisation particulièrement avantageuse, le chant longitudinal externe de chaque plaque articulée est festonné. Dans un tel cas, les dents du chant festonné sont inclinées vers le fond pour faciliter leur pénétration dans ledit fond. Une telle construction a de toute évidence plusieurs avantages : d'abord, le chant externe de chaque plaque est incliné sur le fond marin et il constitue une paroi formée d'une alternance de pleins et de creux, ce qui facilite la pénétration des becs de l'ancre sous la plaque articulée constituant la pièce maitresse du dispositif de protection; ensuite, on observe que lorsqu'une plaque est relevée par les becs d'une ancre d'un côté du pipe-line, l'ancre exerce une traction qui a tendance a déplacer l'ensemble du dispositif de protection en direction de l'autre côté du pipe-line, mais la plaque symétrique de la plaque relevée s'arc-bouteet reste immobile puisque les dents de son chant externe pénètrent le fond marin, d'où une force de réaction qui équilibre la traction précitée Dans une première variante de réalisation, la semelle profilée comporte, en regard de chaque plaque articulée, au moins une butée limitant le relèvement de la plaque, en période de travail, à une position n'atteignant pas la verticale.Dans ce cas, après relèvement de la plaque et dégagement de l'ancre dans une zone où il lui est rendu impossible d'accrocher le pipe-line en retombant, la plaque,par simple gravité,bascule dans un mouvement inverse et reprend sa position de repos avec penétration de ses dents dans le fond marin. Dans une seconde variante de réalisation, chaque plaque en période de travail est rappelée vers sa position de repos par au moins un ressort, travaillant en compression, ou en traction, ou en torsion et constituant dans ce dernier cas une barre de-torsion disposée selon l'axe d'articulation de ladite plaque sur la semelle profilée. La plaque relevée par l'ancre peut, dans une telle variante, basculer d'un angle voisin de 1800 et recouvrir,lorsqu'elle est totalement rabattue,la voûte de la semelle, ce qui évite que cette voûte ne soit endommagée lorsque l'ancre, après dégagement, retombe sur elle. Dans une autre réalisation particulièrement avantageuse, la semelle profilée est alourdie par des sacs de sable ou par une dalle de béton reposant sur la voûte de ladite semelle. La voûte a alors la forme d'une gouttière longitudinale à l'intérieur de laquelle soit on coule la dalle de béton, soit on dispose les sacs de sable. On améliore ainsi l'ancrage du dispositif de protection sur le fond marin; en outre, on protège naturellement la voûte contre les chocs. Pour bien faire comprendre l'objet de la présente invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, diverses formes de réalisation en référence aux dessins annexés sur lesquels - La figure 1 représente une vue en perspective du dispositif selon l'invention, l'une des plaques de ce dispositif se relevant du fait de la traction exercée sur l'ancre dont les becs se sont engagés sous ladite plaque. - La figure 2 représente une vue de dessus d'une ancre,du type connu sous le nom de "Marrel1,choisie# titre d'exemple pour expliquer dans toute la description cimaprest le fonctionnement du dispositif. - Les figures 3 et 4 représentent deux vues en cQupe transversale du dispositif de protection illustrant le relèvement progressif de la plaque articulée lorsque le navire tire sur l'ancre. - La figure 5 représente une vue en coupe transversale d'un disposi tif dont la semelle est équipée de butées limitant le relèvement des plaques. - Les figures 6 et 7 représentent deux vues en coupe transversale d'une autre variante du dispositif de protection dans laquelle les plaques,en position de travailtscntrappeleesvers leur position de repos par des ressorts travaillant en compression et en traction. - La figure 8 est une vue en coupe transversale d'un dispositif de protection dont la semelle est alourdie : par des sacs de sable pour la moitié gauche, et par une dalle de béton pour la moitié droite. En se référant aux dessins, on voit que l'on a désigné par 1 le pipe-line a protéger, plongé dans le milieu marin 2 et reposant simplement sur le fond 3, lequel pour une simplification des dessins a été représenté horizontal maispeutbien entendu suivre les pentes les plus variées. Le dispositif pour la protection du pipe-line non enterré comporte une s#melle-profilée en forme de galerie longitudinale enveloppant le pipe-line sur toute la longueur à protéger, cette semelle pouvant être obtenue à partir d'un profilé en U renversé (figures 1 a 7) ou en forme de H (figure 8). Elle peut aussi être obtenue à partir de plusieurs tales soudées pour former une sorte de table, les tôles étant nervurées c'est à dire renforcées. Dans toutes les réalisations précitées, la semelle comporte une paroi latérale droite 5, une paroi latérale gauche 6 et une voûte 7 en appui sur les deux parois précitées. Dans l'exemple de la figure 8, la voûte est prolongée vers le haut de deux ailes longitudinales, respectivement droite 8 et gauche 9,donnant à ladite voûte une forme de gouttière longitudinale. Le long de la semelle ainsi définie, sur toute la longueur du pipe-line à protéger, on dispose de part et d'autre de l'axe longitudinal 4 dudit pipe-line au moins une plaque parallèle audit axe, respectivement droite 10 et gauche 11, fixée et articulée le long de son chant longitudinal interne,respectivement 12 et 13, par des gonds 14,sur la semelle précitée. En position de repos, chaque plaque 10 et 11,de par son propre poids,repose sur le fond 3 par son chant longitudinal externe, respectivement 15 et 16. Pour une simplification de réalisation, il est clair que l'on dispose le long de la semelle enveloppant le pipe-line une pluralité de plaques,jointives selon les lignes transversales 17, les plaques, respectivement droites 10 et gaucheslî,étant chacune articulée autour de leur chant longitudinal interne, respectivement 12 et 13, sur la semelle. La longueur L de chacune de ces plaques 10 et 11 est de l'ordre d'une dizaine de mètres. Enfin, le chant longitudinal externe, respectivement 15 et 16, de chaque plaque articulée est festoné et les dents, respectivement droites 18 et gauchesl9,sont inclinées vers le fond pour faciliter leur pénétration dans ce dernier. Chaque chant longitudinal externe 15 et 16 constitue par conséquent une paroi inclinée sur -le fond 3 et formée d'une alternance de pleins (les dents 18 et 19) et de creux 20 dans lesquels pénétreront aisément les becs des ancres des navires. Le fonctionnement du dispositif de protection qui vient d'être décrit est le suivant En prenant pour référence la figure 2, il a été représenté une ancre 21 du type "Marrel", composée d'un socle 22 profilé en V sur l'arête duquel sont soudées deux becs externes 23 dont l'extrémité libre se termine par une pointe. Le socle 22 est percé entre ses deux becs 23 d'une lumière sous laquelle est placé un axe 24 autour duquel s'articule librement la tige de l'ancre 25 a laquelle est attachée la channe 26 reliant l'ancre au navire. Le débattement de la tige 25,relativement au socle,estlimité naturellement par les deux ailes du V formant chacune une butée pour ltex- trématé inférieure 27 de ladite tige. Lorsque l'ancre du fait du deplacement du navire est tirée sur le fond 3 par la channe 26 vers le pipe-line I,ses becs 23 se glissent sous le chant longitudinal externe d'une plaque, la plaque gauche 11 dans l'exemple représenté. Les creux 20 facilitent d'ailleurs la pénétration des becs 23 sous ladite plaque 11. Si le navire continue à avancer, la channe 26 et la tige 25 continuent à se déplacer au-dessus de la plaque 1t tandis que les becs 23 se déplacent sur le fond 3 en direction du pipeline 1 jusqu'a ce que l'arête 28 de ladite ancre vienne buter sur le chant externe 16. Il est évident à cet égard que la largeur 1 de chaque plaque 10 et Il est très nettement supérieure à la longueur des becs 23 des ancres,pour éviter que la pointe desdits becs ne vienne toucher la paroi 6 de la semelle avant que l'arête 28 ne vienne buter sur le chant externe de la plaque concernée. Chaque plaque 10 et 11 peut avoir ainsi une largeur de l'ordre de 2 a 5 mètres et en pratique de 2,50 mètres. Du fait de la . butée de l'ancre contre le chant externe 16 de la plaque 11, ladite plaque va se relever,dans un mouvement de rotation 29,autour de son articulation 14 si le navire continue a avancer (figure 3). Aufur et à mesure du relèvement de la plaque, l'ancre s'élève sans toucher la semelle enveloppant le pipe-line (figure 4). Progressivement, l'ancre est amenée à se dégager de la plaque-et à cet égard plusieurs variantes de construction sont acceptables. Dans une première variante, la voûte 7 de la semelle comporte,en regard de chaque plaque articulée,au moins une butée, respectivement 30 et 31, limitant le relèvement de la plaque en période de travail, à une position n'atteignant pas la verticale 32. En se référant à la figure 5, on voit que la plaque 11 se relève en 29 jusqu'à venir en appui sur la butée 31. Si le navire continue à avancer, la chaîne 26 se tend et,du fait de la profondeur du fond 3,1'ancre 21 se dégage de la plaque 11 selon la direction 33 et il n'y a pas d'endommagement du pipe-line, ni de son dispositif de protection. Après dégagement de l'ancre, la plaque 11 retombe d'elle-même dans sa position de repos. Au cours du relèvement de la plaque 11, il est clair que l'ancre exerce une traction 34 qui a tendance a déplacer l'ensemble du dispositif de protection vers la droite,ainsi qu'il est représenté par la flèche 34; toutefois, les ou la plaque symétrique 10 ancrée dans le sol par les dents 18 s'arcoboute, d'où une réaction qui équilibre la traction vers la droite et l'ensemble reste immobile. Dans une autre variante de réalisation, le relèvement des plaques 10 et 11 n'est pas limité à 900 (figures 6 et 7). Chaque plaque peut donc pivoter librement d'environ 1800 autour de son articulation 14,et la libération de l'ancre 21 après rabattement total de la plaque est évidente (figure 7). Dans un tel cas, chaque plaque est rappelée vers sa position de repos par au moins un ressort tel qu' un ressort 35 travaillant en compression1 ou un ressort 36 travaillant en traction et fixé d'une part sur la paroi de la semelle et d'autre part sous la plaque qu'il doit ramener en position de repos. On peut également concevoir un ressort travaillant en compression et fixé d'une part sur la voûte de la semelle et d'autre part sur la face supérieure de la plaque à rabattre en position de repos. Dans une autre variante préférentielle, chaque plaque est rappelée vers sa position de repos par un ressort travaillant en torsion et constituant une barre de torsion 37 disposée selon l'axe d'articulation 14 de ladite plaque sur la semelle (figure 8). Enfin, pour alourdir le dispositif de protection, on place sur la vôute de la semelle une dalle de béton ou des sacs de sable. A cet égard, on utilise de préférence la voûte en forme de gouttière (figure 8) à l'intérieur de laquelle repose des sacs de sable 38 ou à l'intérieur de laquelle est- coulée une dalle de béton 39. Naturellement, l'invention n'est pas limitée auxnodes d'application non plus qu'auxmodes de réalisation qui ont été mentionnés on peut concevoir diverses variantes sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Dispositif pour la protection d'un pipe-line sousmarin non enterré, en particulier contre son arrachement par les ancres de bateaux, caractérisé par le fait qu'il comporte, de part et d'autre de l'axe longitudinal du pipe-line, sur toute la longueur a protéger, au moins une plaque parallèle audit axe, fixée et articulée par son chant longitudinal interne sur une semelle profilée en forme de galerie longitudinale enveloppant le pipe-line, le chant externe de ladite plaque reposant sur le fond marin lorsque la-plaque est en position de repos. 20) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comprend de part et d'autre dudit axe longitudinal une pluralité de plaques jointives, articulées chacune autour de leur chant longitudinal interne sur#la semelle profilée enveloppant le pipe-line. 30) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la longueur de chacune des plaques jointives est de l'ordre de 10 mètres. 40) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée par le fait que le chant longitudinal externe de chaque plaque articulée est festonné. 50) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que les dents du-chant festonné sont inclinées vers le fond pour faciliter leur pénétration dans ledit fond. 60) Dispositif selon l'une des revendications 1 à S caractérisé par le fait que la semelle profilée comporte, en regard de chaque plaque'articulée, au moins une butée limitant le relèvement de la plaque,en période de travail,a une position n'atteignant pas la verticale. 70) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que chaque plaque, en période de travail, est rappelée vers sa position de repos par au moins un ressort, travaillant en compression ou en traction. 80) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que chaque plaque, en période de travail, est rappelée vers sa position de repos par au moins un ressort, travaillant en torsion et constituant une barre de torsion disposée selon l'axe d'articulation de ladite plaque sur la semelle profilée. 9 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caracterisé par le fait que la semelle profilée est alourdie par des sacs de sable, ou par une dalle de béton reposant sur la voûte de ladite semelle. 100) Dispositif selon la revendication 9 caractérisé par le fait que la voûte de la semelle profilée a la forme d'une gouttière longitudinale à l'intérieur de laquelle soit une dalle de béton est coulée, soit reposent des sacs de sable.