Brevet FR2475681A1 — publié le 19810814

-1- La présente invention est relative à un dispositif pour ensouiller des câbles ou conduites tubulaires flexibles dans le sol formant le fond d'un volume d'eau, notamment le fond sous- marin. Bien que l'invention puisse également être appliquée à d'autres volumes d'eau tels que des fleuves ou des lacs, pour la clarté de la description on se référera dans ce qui suit au fond sous-marin. De même, le produit à ensouiller sera désigné sous le terme générique de conduite sans que ce terme ne soit en aucune manière limitatif. On connaît déjà de nombreux dispositifs pour immerger à partir de la surface une conduite tubulaire, notamment une conduite flexible et l'ensouiller dans le fond sous-marin, c'est- à-dire le déposer dans une tranchée creusée à cet effet dans le fond. On connaît ainsi une première catégorie de dispositifs dits de "JETTING" qui consistent à réaliser une tranchée à l'aide d'un chariot mobile sur le fond sous-marin relié à un navire de surface à partir duquel le chariot est commandé et à partir duquel la conduite à poser est immergée, le chariot étant équipé de bras munis de buses d'injection de fluide sous pression, notamment d'eau, permettant de creuser le sol et d'en évacuer les débris sur les côtés du chariot. De tels dispositifs ne se révèlent pas satisfaisants notamment lorsque le sol sous-marin est dur, par exemple cons- titué de rocher. De plus, avec ces dispositifs il n'est pas possible ou pour le moins très difficile de contrôler la profondeur de la tranchée et d'assurer son recouvrement après la pose de la conduite. On connaît également une seconde catégorie de dispo- sitifs dits de "CUTTING" comportant sur un chariot mobile sur le fond sous-marin, une partie avant conformée en organe de découpe mécanique et une partie arrière agencée en goulotte pour recevoir à partir du haut la conduite à poser cette partie arrière com- prenant en outre généralement des moyens pour guider intérieure- ment la conduite à poser lorsque celle-ci est flexible, jusqu'à la presser contre le fond de la tranchée creusée par la partie avant lors de l'avance commandée du chariot. On connaît ainsi déjà des dispositifs de ce type dans lesquels l'organe de découpe mécanique est constitué par la partie de soc d'une charrue -2- relevable articulée et d'autres dispositifs de ce type dans lesquels l'organe de découpe mécanique est analogue à une fraise, c'est-à-dire un disque, susceptible de tourner autour d'un axe horizontal en étant entraîné par des moyens moteurs appropriés, et muni à sa périphérie d'éléments d'attaque coupants. De tels dispositifs ne sont pas toujours satisfaisants pour certaines catégories de sols sous-marins, en particulier les sols durs et ne permettent en outre pas un contrôle précis de la profondeur de la tranchée à creuser en fonction de la nature du sol et en fonction des exigences de pose. La présente invention se propose de fournir un dis- positif perfectionné du type dans lequel l'organe de découpe mécanique est un disque de découpe rotatif permettant d'ensouil- ler avec des dépenses énergétiques relativement faibles des conduites tubulaires flexibles et produits analogues, quelle que soit la nature du sol sous-marin et ce à des profondeurs d'eau importantes de plusieurs dizaines et même de plusieurs centaines de mètres. Le dispositif selon l'invention peut permettre égale- ment de poser et d'ensouiller simultanément plusieurs conduites à partir d'un navire de pose unique, ces conduites pouvant être déposées dans le fond sous-marin à des profondeurs réglables à volonté et pouvant atteindre 1,5 mètre. Le dispositif selon l'invention est essentiellement caractérisé par le fait que le disque de découpe rotatif et la goulotte de réception de guidage et de la conduite à poser, sont solidaires d'un châssis mobile verticalement par rapport au chariot. On comprend ainsi que par simple réglage de la position verticale du châssis mobile comprenant le disque de-découpe rotatif et la goulotte de réception et de guidage, on peut ajuster la profondeur de la tranchée creusée par la rotation du disque lors de l'avance du chariot. -Dans un mode préféré de réalisation, le châssis mobile est relié au chariot par des bras formant une structure de parallélogramme articulé, la manoeuvre du chassis mobile étant assurée par des vérins, en particulier des vérins sensiblement verticaux, solidaires du chariot. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la goulotte de réception et de guidage peut être relevée par rapport au châssis mobile par pivotement autour d'un-axe hori- zontal notamment l'axe de montage de la goulotte sur le châssis mobile en particulier sous l'action d'un vérin monté en oblique entre le châssis mobile et la goulotte. Après relevage du châssis mobile permettant de dégager complètement la tranchée, notamment pour le franchissement d'un obstacle, le pivotement de la gou- lotte facilite l'introduction d'une conduite à poser dans ladite goulotte de réception et de guidage. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'in- vention, il est prévu sur la goulotte assurant l'introduction, le guidage et la mise en place de la conduite une porte d'accès, de préférence à commande hydraulique, articulée sur ladite goulotte, sur le dessus de celle-ci, cette porte permettant d'accéder à la conduite lorsque la nécessité s'en présente, cette opération d'accès s'effectuant après le mouvement de relevage par pivote- ment de la goulotte mentionné ci-dessus. Le disque de découpe rotatif peut être entraîné en rotation par tous moyens moteur appropriés, en particulier par un ou de préférence plusieurs moteurs hydrauliques ou électriques à vitesse variable. Ce disque porte sur sa périphérie des segments démontables sur lequel sont fixés des outils de coupe. Ces-outils permettent, en cours de rotation du disque, de désagréger des roches dures, les déblais étant évacués de préférence latérale- ment par rapport au chariot grâce à des conduits montés laté- ralement de chaque côté du chariot au niveau du disque de découpe et dans lesquels on réalise une circulation de fluide, notamment d'eau, sous pression. Le dispositif selon l'invention comprend naturellement en outre des moyens, sous la forme de capteurs et d'indicateurs, permettant de contrôler la direction du chariot, son avance et la profondeur de découpe. Ces informations sont transmises au navire de surface par une ligne ombilicale de liaison qui fournit également depuis la surface au chariot les fluides nécessaires à l'entraînement du chariot, du disque de découpe et des vérins de manoeuvre. Le navire de surface possède avantageusement à cet effet une centrale hydraulique et/ou électrique. Le dispositif selon l'invention s'est révélé parti- culièrement adapté à la pose de câbles ou de conduites tubulaires flexibles telles que par exemple des conduites de transport d'hydrocarbures flexibles, en particulier celles commercialisées -4- 2475681 en grande longueur par la Société déposante, des lignes de commande ("CONTROL LINES"), des câbles de transport d'énergie et des câbles de télécommunications. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description-suivante donnée à titre d'exemple en aucune manière limitatif d'un mode de réali- sation en se référant au dessin annexé dans lequel: La figure 1 représente en élévation longitudinale le dispositif selon l'invention, la goulotte de guidage et l'organe de découpe rotatif étant schématisés selon plusieurs positions de fonctionnement. La figure 2 est une vue en élévation en bout du dispo- sitif selon l'invention. La figure 3 en est une vue de dessus. Le dispositif selon l'invention comprend essentielle- ment un chariot désigné globalement par 1 et formé d'un bâti porteur rigide 2 supportant deux chenilles 3, de préférence a motorisation hydraulique ou électrique à vitesse variable, ces chenilles étant de type tous terrains. Le chariot 1 est relié à un navire de surface (non représenté) par au moins une ligne ombilicale, telle que par exemple du type électrohydraulique fabriquée en grande longueur par la société déposante, permettant d'acheminer depuis la- surface tous les fluides de commande hydrauliques et/ou électri- ques, nécessaires à la mise en oeuvre du dispositif et permettant également d'acheminer depuis le dispositif vers la surface les informations concernant le contrôle du fonctionnement. Au lieu d'être d'un type motorisé à chenilles, le chariot 1 peut également être d'un type remorqué, depuis le navire de surface, en étant constitué par exemple d'un bâti métallique supporté sur deux patins latéraux creux profilés, notamment de section circulaire, pouvant être remplis totalement ou partiellement au préalable d'eau de ballastage. Le dispositif selon l'invention comprend un disque de découpe rotatif 4 que l'on voit le mieux sur la figure 1, ce disque rotatif étant monté sur un plateau réducteur et entraîné en rotation par des moteurs, de préférence hydrauliques ou électriques 5. Dans l'exemple représenté les moteurs sont au nombre de deux, sans que ce nombre ne soit limitatif, correspon- dant à une puissance installée d'environ 400 CV, le disque rotatif présentant un diamètre extérieur de 3400mm, une largeur de 600mm pour une vitesse de rotation du disque comprise entre environ 10 et environ 30 tours/minute. Comme on le voit le mieux sur la figure 1, le disque rotatif 4 porte sur sa périphérie des segments démontables 6 sur lesquels sont fixés des outils de coupe 7. La partie arrière 1 du dispositif est constituée par une goulotte mécanosoudée 8 qui reçoit à partir du haut le produit à poser 9, déroulé à partir du navire de surface, et le guide jusqu'au fond de la tranchée 10 creusée par le dispositif. La disposition du produit, notamment la conduite tubulaire flexible à ensouiller 9 à l'intérieur de la goulotte 8, est schématisée sur la figure 1. La goulotte 8 comporte à sa partie arrière une porte 11 articulée latéralement et au-dessus de la goulotte, afin de permettre un accès à la conduite 9 dans la goulotte. La porte 11 est manoeuvrée à l'aide de moyens de commande hydrauliques, notamment de vérins 12. Dans le dispositif selon l'invention l'outil de découpe roLa-if 4 et la goulotte de réception et de guidage 8 du produit à poser sont montés solidaires sur un chassis 13 mobile verti- calemernt par rapport au bâti 2 du chariot. Le chassis mobile 13 est relié au bâti 2 du chariot par des bras 14 formant une structure de parallélogramme articulé, la manoeuvre pour le déplacement vertical du chassis mobile 13 par rapport au chariot étant assurée par des vérins 15 articulés d'une part à leur partie inférieure en 16 au bâti 2 du chariot et d'autre part à leur partie supérieure en 17 au chassis mobile 13. On a schématisé sur la figure 1 en traits interrompus la position du disque de découpe rotatif 4 et de la goulotte de guidage 8 après déplacement vertical pour obtenir une plus grande profondeur de tranchée. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, avec les dimensions de disque indiquées ci-dessus, on peut régler à volonté la profondeur de tranchée à des valeurs pouvant atteindre 1500mm. On a également schématisé sur la figure 1 une position relevée du disque de découpe rotatif et de la goulotte de gui- dage. Cette position est obtenue après relevage vertical du châssis mobile 13 en faisant basculer la goulotte de guidage -6- autour de son axe horizontal de montage sur le châssis mobile, à l'aide d'un vérin hydraulique 18 relié en 19 à ladite goulotte. Cette position haute permet de dégager totalement la tranchée pour le franchissement d'obstacles ou pour la mise en place d'une conduite à poser, auquel cas on procède au préalable à l'ouverture de la porte latérale 11. Les déblais produits lors de l'avance du dispositif par la rotation du disque de découpe 4 sont avantageusement évacués par des conduits latéraux 20. Ces conduits sont alimentés par des pompes ( non représentées) permettant de réaliser un mouvement ascendant de fluide sous pression notamment d'eau entraînant les déblais produits qui sont évacués latéralement par rapport à la tranchée creusée. Le dispositif selon l'invention comprend en outre des moyens de commande et de contrôle, sous forme de capteurs, N d'indicateurs et/ou d'un circuit de télévision permettant de contrôler la direction, l'avance du chariot et la profondeur de coupe. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode particulier de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses modifications sans pour autant sortir ni.de son cadre ni de son esprit. REVENDICAT IONS 1. Dispositif d'ensouillage de cables ou conduites tubulaires flexibles dans le fond sous-marin, comportant sur un chariot mobile sur le fond sous-marin, relié à un navire de surface à partir duquel le chariot est commandé et à partir duquel la conduite à poser est immergée, une partie avant com- prenant un disque de découpe rotatif susceptible de tourner autour d'un axe horizontal en étant entraîné par des moyens moteurs et muni à sa périphérie d'éléments d'attaque coupants et une partie arrière agencée en goulotte pour recevoir à partir du haut la conduite à poser, et la guider jusqu'au fond de la tranchée creusée par la partie avant lors de l'avance commandée du chariot, caractérisé par le fait que le disque de découpe rotatif et la goulotte de réception et de guidage de la conduite à poser sont solidaires d'un chassis mobile verticalement par rapport au chariot. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le chassis mobile est relié au chariot par des bras formant une structure de parallélogramme articulé, la manoeuvre du chassis mobile par rapport au chariot étant assurée par des vérins montés entre le chariot et le chassis mobile. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé par le fait que la goulotte de ré- ception et de guidage est montée pivotante par rapport au chassis mobile autour d'un axe horizontal sous l'action d'un vérin monté entre le chassis mobile et ladite goulotte. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé par le fait que la goulotte comprend une porte d'accès, notamment à commande hydraulique, articulée sur ladite goulotte sur le dessus de celle-ci. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend, pour l'éva- cuation des déblais, des conduits latéraux dans lesquels est réalisée une circulation de fluide, notamment d'eau, sous pression.