Brevet FR2406033A1 — publié le 19790511

L'invention concerne un système de protection formant Duc d'Albe pour une colonne d'amarrage, du type "off-shore", c'est-à-dire installéeen mer au large des côtes. L'augmentation régulière depuis quelques années du tonnage des navires pétroliers a été la cause de modifications profondes dans la structure des installations portuaires de chargement et de déchargement0 En particulier, on a développé des colonnes d'amarrage pour ces navires, édifiées sur le fond marin à un point avancé en mer et sur lesquelles sont également regroupés les équipements de chargement et/ou de déchargement. D'autre part, l'exploitation des gisements sous-marins conduit à l'utilisation de colonnes d'amarrage analogues. Cependant, il est nécessaire de défendre la colonne contre les chocs qui pourraient lui être communiqués par un déplacement mal contrôlé d'un navire. C'est pourquoi, on a étudié des systèmes de protection capables d'absorber une énergie d'impact importante tout en n'oyposEdrtqu'une faible réaction de choc, afin de ne pas détériorer le navire. On connaît ainsi plusieurs Ducs d'Albe constitués par une barrière de perchesparallèlesflexiblesentourant la colonne d'amarrage. Ces perches flexibles sont généralement enfoncées dans le sol par battage mais les systèmes utilisés jusqu'8 présent offrent souvent une réaction trop forte sur le navire lorsqu'une collision se produit. Pour diminuer la réaction, une solution consisterait à prévoir un plus grand nombre de perches de petit diamètre, donc très flexibles, entourant la colonne d'amarrage. Mais il ne faut pas perdre de vue le fait que la mise en place de ces perches est en soi très coûteuse de sorte que le prix de revient d'un tel Duc d'Albe serait très élevé puisqu'on peut admettre qu'il serait approximativement proportionnel au nombre de perches à enfoncer par battage. L'invention a pour but de permettre d'édifier de tels Ducs d'Albe comportant un grand nombre de perches de petit diamètre tout en éliminant les coûteuses opérations d'enfoncement de ces perches. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait qu'on prévoit une embase implantée sur le fond marin au pied de la colonne d'amarrage et sur laquelle toutes les perches sont enfichéesSau lieu d'être profondément enfoncées dans le fond marin. Plus précisément, l'invention concerne donc un système de protection pour une colonne d'amarrage d'un navire, du type comprenant un anneau de protection émergé entourant ladite colonne d'amarrage et soutenu par une barrière de perches flexibles s'élevant du fond marin, caractérisé en ce qu'il comporte une embase installée sur le fond marin ou au voisinage de celui-ci autour du pied de ladite colonne et que cette embase est munie de trous répartis circulairement, de préférence à intervalles réguliers, dans lesquels sont enfichées les extrémités desdites perches. Dans le cas d1 une colonne d'amarrage fixe, de forme générale cylindrique enfoncée dans le fond marin, l'embase pourra avoir la forme d'une couronne de diamètre interne correspondant sensiblement à celui de ladite colonne; de façon à permettre un montage par enfilage glissant de l'embase sur la colonne. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lecture de la description explicative qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure I est une vue schématique en élévation, avec arrachements, d'une installation conforme au principe de l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus de la même installation; et - la figure 3 est une vue de détail en coupe partielle montrant certaines particularités de l'anneau de protection. Sur les dessins, on a représenté une installation 11 complète pour l'amarrage et le chargement (ou le déchargement) d'un navire pétrolier (12a ou 12b). Cette installation se compose essentiellement d'une colonne d'amarrage 13 profondément enfoncée dans le fond marin 14, supportant un équipement 15 de transfert de produits pétroliers et d'un système de protection 16, formant Duc d'Albe. L'équipement de transfert 15, classique, ne sera pas décrit en détail. On notera cependant qu'il se compose essentiellement d'une tourelle pivotante 17 installée au sommet de la colonne d'amarrage 13, prolongée rt par un bras de chargement18 comprenant plusieurs tuyauteries 19 et une passerelle 20. Tout autre système de bras de chargement peut être utilisé en liaison avec l'invention. La colonne d'amarrage est également munie d'une bague pivotante d'amarrage 21. Le système de protection 16 proprement dit est essentiellement constitué d'un anneau de protection 25, émergé, entourant complètement la colonne 13 à peu de distance au-dessus du niveau de la mer et d'une barrière de perches flexibles 26 soutenant l'anneau de protection 25. Sur l'exemple représenté, on a prévu douze perches flexibles (figure 2) réparties à intervalles réguliers tout autour de la colonne 13. Il est à noter que pour donner plus de clarté à la figure 1, on n'a représenté que deux perches 26 latérales; les positions des autres perches étant indiquées par des traits d'axes portant le même chiffre de référence. Conformément à l'invention, le système de protection 16 comporte une embase 28 installée sur le fond marin 14 autour du pied 29 de la colonne 13 et cette embase est munie de trous 30 répartis circulairement et à intervalles réguliers dans lesquels les extrémités 31 des perches 26 sont emmanchées avec leur jeu naturel de tolérance de fabrication. L'embase 28 peut entre encastrée dans le fond marin 14, comme représenté sur la figure 1, elle peut aussi être simplement posée sur celui-ci ou encore être fixée à la colonne 13 au voisinage immédiat du fond marin. Dans tous les cas, des moyens de blocage en rotation (non représentés) sont prévus pour empêcher tout mouvement pivotant de l'embase sur elle-même, autour de l'axe de la colonne 13.En outre, dans le cas d'une colonne d'amarrage telle que représentée, c'est-à-dire de forme générale cylindrique enfoncée dans le fond marin, l'embase a la forme d'une couronne dont le diamètre interne correspond sensiblement à celui de la colonne, pour permettre un montage par enfilage glissant de l'embase le long de ladite colonne. Autrement dit, la colonne d'amarrage est d'abord profondément enfoncée dans le fond marin après quoi la pose de l'embase s'effectue simplement en laissant glisser cette dernière le long de la colonne d'amarrage cylindrique. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, les axes des trous 30 de l'embase 28 sont situés sur une surface conique fictive, divergente vers le haut et sensiblement coaxiale à la colonne 13. En conséquence, les perches 26 se trouvent disposées en un faisceau divergent depuis l'embase 28 jusqu'à l'anneau de protection 25; les axes desdites perches étant bien évidemment situés sur ladite surface conique fictive. Cette configuration permet d'éviter que la collision éventuelle entre le navire (12a ou 12b) et le système de protection 16 ne se produise vers la base de celui-ci, c'est-à-dire au voisinage de l'embase 28, comme cela sera expliqué plus loin. Les extrémités supérieures des perches 26 sont reliées à l'anneau de protection 25 par des chatnes 32 ou moyens de suspension analoguoede celui-ci. Aucune liaison rigide n'existe donc entre le faisceau de perches26 et l'anneau de protection 25. Dans l'exemple représenté, les perches 26 traversent l'anneau de protection en étant engagées avec jeu de libre débattement dans des orifices 33 correspondants, traversant ledit anneau de protection, tandis que les channes 32 sont fixées entre les extrémités supérieures 34 et la surface supérieure de l'anneau 25. Selon le mode de réalisation préféré représenté sur les dessins, chaque extrémité 34 est munie d'une barre transversale 34a dont chaque extrémité est liée à une channe 32. Par ailleurs, la paroi latérale de chaque orifice 33 a la forme de deux troncs de cône coaxiaux 35a et 35b directement opposés par une petite base commune de façon à définir un étranglement 36 à l'intérieur de l'orifice 33. Cet étranglement est de préférence pourvu d'une garniture annulaire d'appui 37. Enfin, selon un mode de réalisation actuellement préféré, chaque perche 26 est formée par une succession de tronçons tubulaires 40 à diamètresextérieurs décroissants depuis ladite embase 28 jusqu'à ladite couronne de protection 25; lesdits tronçons tubulaires ayant le même diamètre interne d, comme cela est visible sur la figure 3. Cette particularité augmente notablement la flexibilité des perches, tout comme le fait que ces perches sont en acier moulé centrifugé. Cette technologie de fabrication permet d'obtenir des tubes ayant une épaisseur de paroi importante (donc une grande résistance mécanique) pour un diamètre extérieur relativement faible (et par conséquent une flexibilité importante). Le comportement du système de protection qui vient d'être décrit, en cas de collision avec un navire (12a ou 12b) résulte avec évidence de la description qui précède. Lorsque le navire heurte l'anneau de protection (ou même si la collision se produit sous le niveau de la mer sur l'une des perches 26) celui-ci est repoussé et entrain toutes les perches 26 en flexion. La réaction opposée par l'ensemble des perches 26 finit par arr8ter le navire avant que celui-ci ne heurte la colonne dtamarrage 13. L'énergie d'impact est absorbée sans qutune forte réaction ne s'exerce en retour sur le navire, du fait que le fléchissement des perches 26 peut désormais atteindre de fortes amplitudes.D'autre part, les efforts exercés par les perches 26 sur la colonne 13, par l'intermédiaire de l'embase 28, au moment d'une collision, sont du même ordre de grandeur que les efforts de traction exercés par le navire au niveau de la bague dtamarrage 21. Comme ces efforts de traction sont naturellement éliminés au moment d'une collision, la colonne amarrage 13 ne risque à aucun moment d'être soumise à des efforts latéraux supérieurs à la limite admissible. Il convient aussi de remarquer que la configuration en faisceau divergent des perches 26 permet non seulement de réduire le'diamètre de l'embase 28, mais aussi d'éviter que le navire pétrolier entre en contact avec le système de protection au voisinage de la partie inférieure de ce dernier, ce qui modifierait désavantageusement ses caractéristiques de fléchissement. Ainsi, sur la figure 1, on a schématisé en traits fantômes un navire de faible tonnage (12a) à vide et un navire de fort tonnage (12b) à pleine charge; toutes les configurations intermédiaires étant possibles. On voit en particulier que ces navires sont munis d'un bulbe avant inférieur 41, comme cela est fréquemment le cas.Il apparait clairement que si les perches 26 étaient disposées le long d'une surface cylindrique (comme dans la plupart des installations connues), la collision, notamment en ce qui concerne le navire 12b, pourrait intervenir entre le bulbe 41 et la base de certaines perches 26, trop près du fond marin 14 pour que les-perches 26 puissent fléchir dans de bonnes conditions. La configuration conique adoptée permet d'éviter cet inconvénient important. Enfin, il faut noter que l'invention peut être associée à un autre type de colonne d'amarrage. Par exemple le mode de réalisation représenté sur les dessins se rapporte à une colonne ayant la forme générale d'un pieu profondément enfoncé dans le fond marin, mais on pourrait aussi prévoir une colonne encastrée dans une embase reposant sur ce même fond. Dans ce cas les perches flexibles susmentionnées pourraient tout simplement être enfichées dans des trous ménagés dans cette embase. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, elle comprend tous les équivalents techniques des moyens mis en jeu si ceux-ci le sont dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Système de protection pour une colonne d'amarrage d'un navire, du type comprenant un anneau de protection émergé, entourant ladite colonne d'amarrage et soutenu par une barrière de perches flexibles s'élevant du fond marin, caractérisé en ce qu'il comporte une embase installée sur le fond marin ou au voisinage de celui-ci autour du pied de ladite colonne et que cette embase est munie de trous répartis circulairement, de préférence à intervalles réguliers, dans lesquels sont enfichées les extrémités desdites perches. 2. Système de protection selon la revendication 1, utilisable avec une colonne d'amarrage généralement cylindrique enfoncée dans le fond marin, caractérisé en ce que ladite embase a la forme d'une couronne de diamètre interne correspondant sensiblement à celui de ladite colonne d'amarrageçpour permettre notamment un montage par enfilage glissant de ladite embase sur ladite colonne d'amarrage. 3. Système de protection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les axes des trous de ladite embase sont sensiblement situés sur une surface conique fictive divergente vers le haut et sensiblement coaxiale à ladite colonne; pour que lesdites perches soient disposées en un faisceau divergent depuis ladite embase Jusqu'audit anneau de protection. 4. Système de protection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités supérieures desdites perches sont reliées audit anneau de protection par des channes ou moyens de suspension analogues de celui-ci. 5. Système de protection selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites perches traversent ledit anneau de protection en étant engagées avec Jeu de libre débattement dans des orifices correspondants traversant ledit anneau et que lesdites channes ou moyens de suspension analogues dudit anneau sont fixés entre lesdites extrémités supérieures et la partie supérieure dudit anneau de protection. 6. Système de protection selon la revendication 5, caractérisé en ce que la paroi latérale de chaque orifice précité a la forme de deux troncs de cône coaxiaux et directement opposés par une petite base commune, de façon à définir un étranglement à l'intérieur dudit orifice, ledit étranglement étant de préférence pourvu d'une garniture annulaire d'appui. 7. Système de protection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque perche précitée est formée par une succession de tronçons tubulaires à diamètres extérieurs décroissants depuis ladite embase jusqu' audit anneau de protection; lesdits tronçons tubulaires ayant le même diamètre interne. 8. Système de protection selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque perche précitée est en acier moulé centrifugé. 9. Système de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite colonne d'amarrage est solidaire de ladite embase laquelle repose sur le fond marin en assurant l'assise de ladite colonne.