Brevet FR2440441A1 — publié le 19800530

La présente invention concerne les barrages flottants et se rapporte plus particulièrement à de tels barrages destinés à retenir les nappes d'hydrocarbures qui se déplacent à la surface de l'eau par suite d'avaries survenues à des pétroliers ou à des stations de pompage en mer ou encore à la suite de nettoyages de cuves effectués en mer par des pétroliers. Les barrages de lutte contre les nappes d'hydrocarbures connus sont généralement des installations ancrées dans le fond du site à protéger. Ils sont très sensibles à l'état de la mer et nécessitent pour résister aux fortes tempêtes, des travaux d'ancrage très importants et onéreux et une surveillance constante. Par ailleurs, lorsqu'un barrage ancré du type connu est couché par la houle ou le vent, s'il ne peut se redresser, il n'arrête plus la nappe d'hydrocarbures. L'invention vise à remédier aux inconvénients précités en créant un barrage flottant qui tout en étant d'un prix de revient modéré, résiste bien aux vagues, aux courants et aux vents sans pouvoir être couché. Elle a donc pour objet un barrage flottant notamment pour retenir les nappes d'hydrocarbures, caractérisé en ce qu'il comprend des flotteurs pourvus de lests Jispo- reliés entre eux par des éléments de liaison, une barrière souple en matière imperméable, inerte aux hydrocarbures, au soleil et à l'eau de mer et ayant une longueur supérieure à la longueur des éléments de liaison, étant fixée à l'armature constituée par lesdits flotteurs et lesdits éléments de liaison. D'autres caractéristiques de l'invention appa paîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple - la Fig.l est une vue en élévation et en coupe partielle d'un premier mode de réalisation de barrage flottant suivant l'invention; - la Fig.2 est une vue de dessus du barrage de la Fig.1; - la Fig.3 est une vue détaillée, en perspective d'une partie du barrage de la Fig.l; - la Fig.4 est une vue en élévation d'un second mode de réalisation du barrage suivant l'invention; - la Fig.5 est une vue de dessus du barrage de la Fig.4, et - la Fig.6 est une vue détaillée en perspective d'une partie du barrage de la Fig.1 Le barrage flottant représenté à la Fig.l comporte des flotteurs verticaux 1 reliés entre eux par des éléments de liaison souples tels que des chaines 2 et 3 qui supportent des jupes souples 4 réalisées en une matière imperméable, inerte à l'action des hydrocarbures. Les flotteurs 1 sont formés d'une enveloppe métallique 5 dont la partie inférieure est garnie d'une matière 6 de forte densité formant lest, le reste de l'enveloppe étant rempli d'un matériau 7 de faible densité, de préférence de la mousse à cellules fermées. Ainsi qu'on peut le voir à la Fig.2, les flotteurs 1 sont fixés aux chaines 2 et 3 à intervalles réguliers et de part et d'autre de celles-ci. A cet effet, sur chaque flotteur 1 sont montés des colliers 8 de fixation du flotteur aux channes 2 et 3. Ainsi qu'on peut le voir à la Fig.3, chaque collier 8 est constitué de deux demi-colliers semi-circulaires 9 pourvus de pattes d'extrémité 10 diamétralement opposées aux moyens desquelles les colliers sont serrés par des ensembles vis-écrous 11 sur le flotteur. Les pattes 10 sont dirigées perpendiculairement aux chaines, telles que la chaine 2 et comportent à leurs extrémités des anneaux 12 soudés à angle droit et constituant les organes de liaison avec les tronçons de la chaine 2. Ainsi qu'on peut le voir à la Fig.l,les lests 6 des flotteurs sont calculés de manière qu'environ les deux tiers de la longueur de ceux-ci soient immergés. Cependant les caractéristiques de chaque barrage : longueur, hauteur et diamètre des flotteurs, poids du lest, distance entre flotteurs, hauteur de la jupe (immergée et non immergée) etc... sont déterminées en fonction de 1'importance des vents, des courants et des vagues dans le site considéré. Le calcui des différents éléments ci-dessus part de l'idée que tous les couples de renversement du système, qu'ils s'ajoutent ou se retranchent doivent être équilibrés par le couple stabilisateur venant de la hauteur des flotteurs, de l'importance du lestage et bien entendu du nombre des flotteurs. Les jupes 4 sont constituées de panneaux renforcés à leurs bords par des câbles 13 cousus. Les jupes 4 sont fixées aux chaînes 2 et 3 par des pinces 14 constituées chacune de deux éléments élastiques 15 assemblés par des vis 16. Les extrémités des éléments 15 qui forment la pince proprement dite immobilisent la jupe 4 par son cd- ble de renforcement 13 et les extrémités opposées à la pin-4 ce praprement dite définissent un passage 17 dans lequel la channe cor respondante est engagée librement. Les jupes voisines sont assemblées par des pinces 18 s'étendant sur pratiquement toute la hauteur des jupes. Chaque pince 18 est formée de deux éléments élastiques 19 assemblés par des vis 20 et définissant ensemble à leurs extrémités opposées des logements pour les câbles latéraux 13 de renforcement des jupes 4. Ainsi qu'on peut le voir à la Fig.2, la longueur des jupes 4 est calculée de manière que la longueur tota- le ae la barrière suspendue aux chaines 2 et 3 soit supérieure à la longueur de ces chaines. Ainsi les jupes 4 ne subissent pas les contraintes auxquelles sont soumises les chaines 2 et 3 de liaison entre les flotteurs 1. Le barrage flottant représente à la Fig.4 comprend des flotteurs verticaux 21 analogues aux flotteurs 1 du barrage de la Fig.l. A leurs extrémités supérieures situées au-dessus du niveau de l'eau, les flotteurs portent chacun un collier 22 qui,comme le montre la Fig.6 est constitué de deux demi-colliers 23 pourvus de pattes 24 diamétralement opposées, assemblées par des vis 25. L'un des demi-colliers 23 comporte un anneau 26 soudé à chacune de ces pattes 24. Cet anneau 26 constitue en fait un maillon d'un tronçon de channe 27 de liaison entre deux flotteurs voisins. Les colliers 22 du mode de réalisation de la Fig.4 sont disposés de manière que leurs pattes soient alignées avec la direction de la chaine de liaison entre flotteurs. Ainsi, les flotteurs sont incorporés à la channe par l'intermédiaire de leurs colliers. Comme le mode de réalisation de la Fig.l, le barrage de la Fig.4 comporte des jupes souples 28 dirigées de même manière que les jupes 4 du mode de réalisation précédemment décrit. Cependant, au lieu d'être fixées aux charnels de liaison des flotteurs d'une part et entre-elles d'autre part, les jupes 28 sont fixées aux flotteurs 21 au moyen de ferrures élastiques latérales 29 dont la longeur est à peu près égale à la hauteur des jupes 28. Cha que ferrure 29 est fixée suivant une génératrice du flotteur 21 correspondant au moyen de vis ou boulonnée sur des tiges filetées en attente, fixées sur les flotteurs ou traversant ceux-ci pour permettre la fixation d'une jupe de part et d'autre desdits flotteurs. Le bord vertical, renforcé par un câble de la jupe 28 est engagé et serré entre la ferrure 29 et le flotteur 21.La longueur de chaque jupe 28 est supérieure à la longueur des charnels de liaison 27 entre deux flotteurs voisins augmentée d'une valeur égale au diamètre d'un flotteur. Ainsi, la jupe 28 fixée à deux flotteurs voisins présente une certaine souplesse même lorsque les chaines 27 entre deux flotteurs sont tendues. Ainsi qu'on peut le voir à la Fig.5, sur chaque flotteur sont en réalité fixées deux ferrures 29 diamètralement opposées de manière à permettre de fixer à chaque flotteur deux jupes destinées à former le barrage continu. Contrairement au mode de réalisation de la Fig.l, dans lequel les flotteurs 1 sont alternativement disposés de part et d'autre des jupes 4 qui sont reliées bout à bout, les extrémités de deux jupes 28 voisines du mode de réalisation de la Fig.4 sont fixées dans des positions diamétralement opposées d'un flotteur 21, de sorte que les jupes 28 sont alternativement décalées de part et d'autre desdits flotteurs. Le fonctionnement du barrage flottant de l'in- vention est le suivant. La partie de jupe se trouvant au-dessus du niveau de flottaison est soumise à l'action du vent. La partie immergée des tubes est soumise à l'action des courants. L'ensemble flotteurs-jupe est soumis aussi à llaction des vagues. L'action des vents et des courants, qui peut s'additionner ou se neutraliser partiellement, donne un couple résultant tendant à coucher la jupe, par rapport au plan théorique de flottaison. La disposition des flotteurs et des points d'accrochage de la jupe sur les chaines de liaison font que tous les efforts s'exerçant sur la jupe sont transmis aux flotteurs quel que soit le sens des vents ou des courants. L'ensemble des flotteurs s'oppose au couple de renversement résultant des différentes actions, en fonction du poids de lest se trouvant dans chaque flotteurs et de la distance entre le centre de gravité de ce lest et l'axe de basculement du système jupe-flotteur. Le couple de renversement venant du vent a tendance à diminuer avec l'inclinaison de la jupe, il en est de même du couple venant de l'action du courant sur la jupe immergée, alors que le couple stabilisateur venant du lest et du bras de levier augmente avec l'angle d'inclinaison des flotteurs par rapport au plan théorique de flottaison. Une position d'équilibre est toujours trouvée avec des tubes suffisamment longs et suffisamment lestés. Cet équilibrage automatique des couples permet de supprimer les accrochages multiples de la partie inférieu re du barrage à des masses importantes reposant au fond. Les seuls accrochages du barrage sont ceux qui définissent son positionnement. Ceux-ci sont assurés sur des corps flottants qui sont eux-mêmes solidement reliés à des mas ses immergées reposant au fond ou à des points d'amarrage sur terre ferme. La souplesse de l'ensemble et sa résistance lui permet de suivre le profil des vagues. Grâce à un tel agen cement, il est possible de créer des zones de récupéra tion en cernant les zones polluées, en resserrant celles ci de façon à augmenter la concentration en éléments pol luants et à rendre ainsi la récupération plus facile et plus économique. Les barrages flottants qui viennent d'être décrits présentent vis-à-vis des barrages connus, les avantages suivants. Etant donné que les flotteurs des barrages sont maintenus verticaux par des lests, le barrage présente un couple de redressement amélioré par rapport aux barrages classiques. Pour la même raison un tel barrage admet une gite importante ce qui lui permet de s'effacer en partie devant la houle tout en retenant les matières qui flottent à la surface de l'eau et notamment les nappes d'hydrocarbures. La hauteur imérisse et non immergée de la jupe sera définie en tenant compte de l'inclinaison probable venant des vents et des courants. Un tel barrage n'a besoin d'être fixé que par ses extrémités. I1 peut donc être mis en place à demeure mais, n'ayant pas besoin d'être ancré, mais seulement tenu à chaque bout, il devient mobile à volonté. I1 permet donc d'aller chercher les hydrocarbures là où ils sont déversés dans la mer. Etant donné la relative légèreté de ses constituants, il est d'une pose relativement aisée et rapide, ce qui constitue un avantage important lorsqu'il s'agit de circonscrire un sinistre tel que le naufrage d'un navire pétrolier. Il est également possible de le remorquer. Enfin, ce type de barrage s'adapterait fort bien aux types de récupération en service à ce jour. Dans les modes de réalisation décrits en référence aux Fig.l et 4, les éléments de liaison entre les flotteurs sont constitués par des chaînes. On comprendra cependant que ces éléments peuvent également être formés de câbles métalliques ou éventuellement de tiges articulées à leurs extrémités sur les flotteurs. Bien que le barrage flottant suivant l'invention soit particulièrement adapté pour retenir les nappes d'hydrocarbures, il peut également être utilisé pour d'autres applications. Les flotteurs verticaux des barrages représentés aux Fig.l et 4 sont disposés à intervalles réguliers. On comprendra cependant que la disposition des flotteurs peut être quelconque. Ils peuvent avoir le même diamètre ou des diamètres différents, avoir tous la même longueur ou des longueurs différentes. Leur section peut être ronde, ovale, carrée ou de toute autre forme. Ce type de barrage flottant peut soutenir une barrière souple continue constituée par des éléments de jupes assemblés bout à bout, mais il pourrait aussi supporter des dispositifs de récupération d'hydrocarbures, des filets ou tous dispositifs intérressant la pêche, les cultures marines, l'élevage marin ou autre. REVENDICATIONS 1. Barrage flottant notamment pour retenir les nappes d'hydrocarbures, caractérisé en ce qu il comprend des flotteurs (1; 21) pourvus de lests (16) reliés entre eux par des éléments de liaison (2, 3; 27), une barrière souple (4; 28) en matière imperméable, inerte aux hydrocarbures, au soleil et à l'eau de mer et ayant une longueur supérieure à la longueur des éléments de liaison étant fixée à l'armature constituée par lesdits flotteurs (1; 21) et lesdits éléments de liaison ( 2, 3; 27). 2, Barrage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de liaison (2,3;27) entre les flotteurs (1; 21) sont constitués par des chaînes (2, 3; 27) , des câbles métalliques ou des tiges dont les extrémités sont articulées sur les flotteurs. 3. Barrage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les flotteurs (1) sont des flotteurs de forme générale tubulaire, disposés verticalement et fixés à intervalles réguliers de part et d'autre d'au moins une chaîne (2, 3) continue s'étendant sur toute la longueur du barrage. 4. Barrage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que chaque flotteur (1) est fixé à la chaine (2, 3) correspondante par l'intermédiaire d'un collier (8) monté sur le flotteur et pourvu d'au moins une patte (10) dirigée perpendiculairement à ladite chaîne, au moins un anneau (12) étant soudé à angle droit sur ladite patte et constituant un organe de liaison du collier avec la chai- ne (2). 5. Barrage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit collier (8) est formé de deux demicolliers semi-circulaires (9) pourvus de pattes d'extrémité (10) diamétralement opposées au moyen desquelles le collier est serré sur le flotteur, les pattes (10) étant dirigées perpendiculairement à ladite chaîne (2, 3) et celles par'lesquelles le collier (8) est fixé à la chaîne étant pourvues chacune d'un anneau (12) de liaison avec la chaîne, soudé à angle droit. 6. Barrage suivant l'une quelconque des revendications précédentes comportant deux chaînes de liaison des flotteurs entre eux, caractérisé en ce que la barrière est forme de jupes (4) fixées aux chaines (2, 3) par leurs bords horizontaux au moyen de pinces (14) dans lesquelles lesdites chaînes peuvent coulisser librement, les jupes (4) étant en outre fixées bout à bout par leurs bords verticaux au moyen de pinces (18). 7. Barrage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les jupes (4; 28) sont renforcées à leurs bords par des cibles (13) cousus. 8. Barrage suivant les revendications 6 et 7 prises ensemble, caractérisé en ce que les pinces (14) de fixation des jupes (4) aux chaines (2, 3) sont constituées chacune de deux éléments élastiques (15) assemblés par des vis (16) comportant des premières extrémités formant la pince proprement dite pour immobiliser la jupe (4) par son câble (13) de renforcement et des secondes extrémités opposées aux premières, définissant un passage (17) dans lequel la chaine (2, 3) est engagée librement. 9. Barrage suivant les revendications 6 et 7 prises ensemble, caractérisé en ce que les pinces (18) d'assemblages bout à bout de deux jupes (4) voisines sont formées chacune de deux éléments élastiques (19) assemlés par des vis (20) et définissant ensemble à leurs extrémités opposées des logements pour les câbles latéraux (13) de renforcement des jupes (4). 10. Barrage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les flotteurs (21) sont des flotteurs de forme générale tubulaire, disposés verticalement et intercalés à intervalles réguliers entre des tronçons (27) de deux chaînes de liaison, les flotteurs (21) étant fixés auxdits tronçons de chaînes (27) au moyen de colliers (22) pourvus de pattes (24) de liaison avec lesdits tronçons (27). 11. Barrage suivant la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits colliers (22) sont constitués chacun de deux demi-colliers (23) pourvus de pattes (24) diamétralement opposées assemblées par des vis (25), l'un des demi-collier comportant un anneau (26) soudé à chacune des pattes (24) ledit anneau formant un maillon d'un tronçon de chaîne (27). 12. Barrage suivant l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que la barrière est formée de jupes (28) fixées aux flotteurs (21) au moyen de ferrures latérales ( 29) fixées chacune suivant une génératrice d'un flotteur (21), le câble de renforcement de chaque bord vertical d'une jupe (28) étant serré entre l'extrémité libre d'une ferrure (29) et le flotteur (21) dont elle est solidaire.