Brevet FR2468820A1 — publié le 19810508

La présente invention a pour objet un dispositif d'ancrage de conduites dans le sol destiné en particulier, mais non exclusivement, à la pose de canalisations telles que des pipe-3ines sur des fonds sous-marins. On sait que du fait des courants dans le fond de la mer les pipe-lines sous-marins sont soumis à des forces considérables. Il est donc nécessaire de les maintenir convenablement afin qu'ils soient en état de résister à ces forces. On a proposé dans la demande de brevet NO 79 13123 du 23 mai 1979 pour : "Procédé et dispositif pour ancrer une conduite. sur un support, par exemple sur un fond sous-marin" au nom de la demanderesse, un dispositif qui donne toute satisfaction dans le cas où le fond sous-marin est un fond rocheux. En effet, dans ce cas, la conduite ou pipe-line repose sur ce fond rocheux et est fermement maintenue sur des pieux par l'intermédiaire d'arceaux métalliques relativement souples, un corps gonflable étant interposé entre l'arceau et la conduite. Malheureusement, lorsque l'on pose une canalisation au fond de la mer on ne sait en général pas très précisément quelle est la nature du fond.Lorsque le fond est constitué par une couche épaisse de sable, il est possible d'enterrer complètement la canalisation apres creusement d'une tranchée et une fois enterrée la canalisation est insensible aux courants de fond. Un troisième cas consiste dans la présence sur le fond d'une couche de sable de quelques décimètres. La solution proposée dans la demande précitée est dans ce cas inopérante, pour remédier à la descente de la conduite vers le fond,compte-tenu de ce que celle-ci repose sur une couche de sable qui est soumise à l'affouillement permanent qui se produit toujours en mer sous l'effet de la houle ou de divers courants. Ainsi, au cours du temps et sous l'influence de son propre poids la conduite descend et n'est plus maintenue convenablement par les dispositifs connus. On a déjà proposé un dispositif constitué par une potence sur laquelle est fixé un système d'accumulation d'énergie à ressort qui appuie en permanence sur la conduite pour la maintenir. Cette solution n'a connu jusqu'à ce jour aucune application. pratique étant donné la difficulté qu'il y a à prévoir un système d'accumulation d'énergie dans les conditions qui sont celles du fond sous-marin. Les forces susceptibles de s'appliquer sur une conduite, dans les plus mauvaises conditions, sont de l'ordre de 10 tonnes et il est indispensable que ladite conduite soit fermement maintenue en permanence. La présente invention repose sur l'idée qu'il est possible d'utiliser la conduite elle-même pour tirer le dispositif d'ancrage vers le bas au fur et à mesure de la descente de la conduite sous l'effet de l'affouillement du sable. Selon la présente invention, le dispositif d'ancrage de conduites, notamment de canalisations sous-marines, dans le sol, comprenant un arceau dont les dimensions intérieures sont supérieures au diamètre desdites conduites et dont les extrémités sont assujetties par l'intermédiaire de deux brides sur des pieux solidaires du sol est caractérisé en ce que les brides sont montées sur les pieux par l'intermédiaire de pièces à déplacement unidirectionnel. Ainsi, les brides peuvent coulisser sur les pieux dans la seule direction autorisée par les pièces antiretour qui est la direction de la descente vers le sol. Bien entendu, les brides et par suite l'arceau doivent être solidaires de la canalisation. Celle-ci est ainsi protégée des efforts exercés de bas en haut par le mécanisme antiretour et des efforts latéraux par les brides. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier donné uniquement à titre d'exemple non limitatif en regard des figures qui représentent la figure 1 une demi-coupe d'une canalisation et du pieu correspondant posé sur le fond de la mer la figure 2 une coupe partielle montrant le détail du mécanisme antiretour selon la ligne Il-Il de la figure 3 la figure 3 une vue par dessus du détail représenté sur la figure 2. Sur la figure 1 le fond sous-marin est constitué d'une couche de sable 1 de quelques décimètres d'épaisseur par exemple et d'une plate-forme rocheuse 2. La conduite 3 repose sur la couche de sable 1. La conduite 3 est surmontée par un arceau métallique 4 qui l'enveloppe au-dessous de de sa ligne diamétrale. Dans l'exemple de réalisation qui est représenté sur la figure 1 une vessie ou soufflet 5 a été interposée entre l'arceau 4 et la conduite 3. Comme celà est décrit dans la demande précitée, le soufflet est rempli par injection sous-pression d'un coulis de ciment 6. Des éléments 7 qui peuvent être constitués par exemple par de petites couches d'adhésif assurent la fixation du soufflet avant gonflage de celui-ci. Le remplissage ou gonflage proprement dit est effectué par la valve d'injection 8 prévue à la partie supérieure de l'arceau 4. On notera que le mode de fixation de l'arceau sur la conduite 3 n'est donné ici qu'à titre d'exemple étant bien entendu que tout moyen permettant d'assujettir fermement l'arceau sur la conduite est également valable dans le cas de l'invention.L'arceau 4 peut être constitué par un élément de bande métallique en particulier d'acier, et il est relié par des brides 9, soudées en 9a sur l'arceau 4, à des pieux 10, un seul des pieux apparaissant sur la figure 1. Les pieux 10 sont eux-mêmes fixés dans le socle rocheux après forage et remplissage du trou de forage par un coulis de ciment 11 qui est également introduit dans le pieu 10 constitué habituellement d'un tube d'acier creux. La bride 9 est équipée de moyens antiretour unidirectionnels 12 qui seront décrits en regard de la figure 2. Sur la figure 2 on voit que la conduite se compose comme il est habituel pour les pipe-lines d'un cylindre d'acier 3a revêtu d'une coque de béton 3b. Le mécanisme antiretour est constitué de la façon suivante. Des mâchoires 13 articulées autour d'axes 14 montés dans une chape 15 comme celà apparaît sur la figure 3 viennent au contact des parois du pieu 10. La bride 9 est enfilée sur le pieu 10 à travers une ouverture oblongue 16. La forme oblongue de l'ouverture a pour but de permettre une introduction plus facile de la bride 9 autour du pieu et de permettre, en coopération avec l'élasticité de l'arceau 4 un certain débattement au cours de la pose de l'arceau sur la conduite.Pour faciliter cette pose la mâchoire 13a apparaissant sur la gauche de la figure, son axe et les moyens de rappel élastiques 18 sont montés pivotant autour d'un axe horizontal 19 monté dans une chape 20 solidaire de la bride 9. Lors de la pose de la bride sur les pieux, la mâchoire 13a et ses organes annexes prennent la position représentée en traits mixtes sur la figure 2. A la partie supérieure du mécanisme antiretour est prévue une vis 21. Le fonctionnement du dispositif d'assujettissement de l'arceau sur les pieux est le suivant. L'arceau 4 est posé dans un premier temps sur la conduite 3.Au cours de cette pose, on introduit le pieu 10 à l'intérieur de l'ouverture oblongue 16. Le dispositif de mâchoire situé à gauche de la figure 2 est alors dans la position escamotée c'est-à-dire dans la position représentée en traits mixtes. La bride 9 glisse le long du pieu 10 tandis que l'arceau descend autour de la conduite 3. Puis, le soufflet 5 est rempli par la valve 8 d'un coulis de ciment qui lors de sa prise assure la solidarisation de l'arceau et de la conduite. L'ensemble de mâchoire gauche est alors rabattu d'un quart de tour dans le sens des aiguilles d'une montre de sorte que les deux mâchoires viennent au contact de la paroi latérale du tube 10 sous l'influence des organes élastiques 18 qui peuvent etre constitués par exemple par des coussins de néoprène. Le but de ces organes est de permettre le coulissement des brides 9 sur les pieux 10 lorsque l'affouillement du sable provoque eu égard au poids de la conduite une descente de ce ] le-ci. Par contre, la forme des mâchoires 13a et 13b s'oppose à tout mouvement d'élévation de la bride si des courants ascendants étaient appliqués sur la conduite. Celle-ci est ainsi constamment appliquée sur le sol et l'on ne risque pas qu'elle reste en suspension sur les pieux lorsque le sable qui se trouve au-dessous migre vers d'autres endroits. Une vis de sécurité 21 peut etre placée au-dessus du mécanisme antiretour qui vient d'être décrit. La chape 20 est elle-même fixée sur la bride 9 par des vis de fixation 21. On comprendra que le mécanisme antiretour ou unidirectionnel qui vient d'être décrit n'a été donné qu'à titre d'exemple et d'autres moyens en eux-mêmes connus tels que par exemple une plaque à ouverture circulaire ou des dispositifs de fixation à joint conique pourraient être utilisés pour monter l'arceau coulissant sur les pieux 10 sans que l'on sorte pour celà du cadre de l'invention. Le dispositif qui vient d'être décrit constitue donc une alternative à celui faisant l'objet de la demande précitée. Il est utilisé de préférence pour pallier les risques d'affouillement du sable lorsque le pipe-line repose sur une couche peu épaisse. La décision d'employer un mode d'ancrage ou l'autre peut être prise sur le site lui-même par le scaphandrier qui a contrôlé les forages d'ancrage des pieux. Selon l'invention, les travaux difficiles à effectuer au fond de la mer (serrage, blocage, etc...) sont réduits au minimum puisque l'injection de coulis de ciment est très aisée et que d'autre part le blocage des brides sur les pieux est réalisé automatiquement. Par ailleurs, la souplesse des arceaux et du montage des brides permet de compenser de petites déformations éventuelles ou l'amortissement de vibrations. Ainsi, les tolérances verticales et horizontales peuvent être assez grandes (de l'ordre de 5 cm ou d'avantage) lors de la mise en place. On évite par le montage objet de de 1 invention l'opération d'extraction de la couche de sable qui est toujours une opération difficile donc couteuse. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention, en particulier par utilisation comme substance de gonflement de tout autre produit que le coulis de ciment de préférence solidifiable et présentant des caractéristiques mécaniques au moins égales. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'ancrage de conduites, notamment de canalisations sous-marines, dans le sol, comprenant un arceau solidarisé de la conduite muni de brides coopérant avec des pieux solidaires du sol, caractérisé en ce que lesdites brides sont montées coulissantes sur les pieux par l'intermédiaire d'un ensemble à déplacement unidirectionnel. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'ensemble unidirectionnel précité est constitué par un ensemble de mâchoires venant porter contre les parois desdits pieux sous l'action d'organes élastiques. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les brides précitées comprennent des ouvertures oblongues permettant le passage des pieux. 4. Dispositif selon lune quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins l'une des mâchoires est montée pivotante autour d'un axe horizontal pour permettre l'introduction des brides sur les pieux. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'arceau précité est solidarisé de la conduite par l'intermédiaire d'un soufflet rempli d'un coulis de ciment. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les organes de rappel élastique agissant sur les mâchoires sont constitués par des coussins de caoutchouc.