Brevet FR2478701A2 — publié le 19810925

FR 2478701 A2 19810925 FR 8006034 A 19800318 L'invention concerne un ouvrage tel qu'une plateforme devant titre installée en site fixe, en mer ou dans une nappe d'eau et pouvant servir à différents usages, tels que stockage de matériaux, travaux de forage, etc.. L'ouvrage comporte un fût qui repose sur une embase, en appui sur le fond, et qui supporte, à sa partie supérieure, la plateforme proprement dite, le fAt ayant une hauteur suffisante pour la plate forme soit toujours au-dessus du niveau de l'eau. Le fût est relié à l'embase par une articulation sphérique lui permettant d'osciller en tous sens sous l'action de la houle. Il comprend une partie étanche formant flotteur disposée de manière que son centre de poussée hydrostatique soit au-dessus du centre de gravité de l'ensemble du fdt, de laplateforme et des masses qu'elle porte, pour assurer le rappel du fAt dans sa position verticale. En outre, le poids total de l'ensemble est supérieur & la force ascensionnelle maximale s'exerçant sur le fAt pour les houles les plus fortes et l'articulation sphérique est ainsi soumise en permanence à une compression.L'articulation peut ainsi donner lieu à une grande variété de réalisations; elle peut par exemple être constituée de deux calottes sphériques métalliques, glissant l'une sur l'autre, ou de deux calottes séparées par un coussin ou garniture déformable. Selon des réalisations décrites dans le brevet principal et la première addition, la garniture se présente sous forme d'une calotte sphérique ou d'éléments discrets de calotte sphérique constitués d'empilement de feuilles d'élastomères frettées par des totales minces intercalées comprises entre deux armatures en tôle épaisse. Les armatures sont fixées sur les calottes correspondantes de l'articulation. La garniture ainsi formée peut se déformer suffisamment pour permettre la libre oscillation de la plateforme. Comme il a été signalé dans le deuxième certificat d'addition, les courants marins et/ou les vents peuvent imprimer un couple de torsion à l'ouvrage qui aura tendance à pivoter autour de son axe. Tant que les efforts de torsion seront faibles, la garniture équilibrera ce couple par un couple de rappel développé par les couches d'élastomère. Dans le cas où les deux surfaces de l'articulation sont libres l'une par rapport à 1'autre, plus aucune force de rappel ne vient contrebalancer le couple de rotation. La rotation de la plateforme présente alors des inconvénients sérieux, en particulier quand celle-ci fait partie dlun ensemble relié par des ponts et des passerelles.Des inconvé nients graves apparaissent également lorsque le couple produit une contrainte qul de torsion/ dépasse la limite élastique de la garniture qui est alors cisailliée, ce qui entratne la mise hors d'usage de l'articulation. L'invention vise à éviter la rotation des éléments sphériques de l'articulation, selon l'axe du fût, par un dispositif anti-torsion disposé entre le fût et l'embase sur lequel il repose. L'ouvrage oscillant, selon l'invention, est remarquable en ce qu'il comporte un dispositif antitorsion constitué par une liaison à cardan, concentrique à l'articulation sphérique supportant le fût, dont deux articulations opposées du croisillon de cardan sont supportées par la partie inférieure du fût et les deux autres articulations par l'embase. La description et les figures données ciaprès à titre d'exemple permettront de comprendre comment peut être réalisée l'invention. La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif anti-torsion selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe partielle d'un exemple de réalisation du dispositif La figure 3 est une vue partielle, réduite, de dessus selon III-III de la figure 2 La figure 4 est une vue de détail agrandie, selon IV-IV de la figure 3. La figure 1 représente une vue schématique partielle de la partie inférieure d'une platef orme conforme au brevet principal. Le fût 1 repose sur l'embase 2 par l'intermédiaire de l'articulation sphérique 3. La calotte sphérique convexe 4 de l'articulation est fixée à la partie inférieure du fût et repose directement ou indirectement, par un coussin ou garniture déformable 23, dans la calotte sphérique concave 5 fixée à l'embase 2. Le dispositif anti-torsion 6, disposé entre la base du fût et la surface de l'embase, est constitué d'une liaison à cardan concentrique à l'articulation 3. Selon la réalisation schématique représentée, un cadre 7, de préférence carré, dénommé par la suite croisillon, porte à chaque sommet une articulation dont l'axe de rotation est dirigé selon les diagonales ou selon deux axes orthogonaux. Dans cet exemple, on a admis que chaque articulation est formée de deux éléments : un palier et un tourillon, le croisillon portant les tourillons et le fût et l'embase supportant les paliers. Ainsi les tourillons opposés disposés selon une même diagonale, par exemple, les tourillons 8 et 10, coopèrent avec les paliers 12 et 14 portés par l'embase 2 et les tourillons 9 et 11 avec les paliers 13 et 15 portés par le fût I et, en particulier, par ltextrémité des bras 20 et 21. Selon une forme de réalisation, les tourillons 8 et 10 coopèrent avec les paliers 12 et 14 par l'intermédiaire d'un amortisseur. L'amortisseur étant fixé d'une part au palier, d'autre part au tourillon Sa déformation en torsion doit titre suffisamment grande pour permettre la rotation des tourillons par rapport aux paliers sans qu'il se produise de frottement ou de glissement relatif. Des amortisseurs semblables peuvent titre également prévus entre les tourillons 9, 11 et les paliers correspondants 13, 15. Les articulations du dispositif anti-torsion ne supportent pas de charges verticales et horizontales, dirigées selon les flèches 16, 18 et 19, celles-ci étant reprises en totalité par l'articulation sphérique centrale 3, mais elles doivent reprendre les efforts de torsion, indiqués par la flèche 17, et les transmettre à l'embase. La structure du croisillon doit donc être rigide vis-àvis des couples s'exerçant dans son plan. Par contre, elle présente une flexibilité ou élasticité vis-à-vis des forces 16 perpendiculaires à son plan, et des forces 18, 19 s'exerçant dans son plan, beaucoup plus grande que celles de I'articulatio:ette élasticité du croisillon et des articulations du cardan fait que les forces verticales et les forces horizontales passent par l'articulation sphérique centrale. Par contre, la rigidité en torsion du cardan, beaucoup plus grande que celle de l'articulation sphérique, fait que les couples de torsion sont transmis directement à l'embase par le cardan. Les figures 2, 3 et 4 montrent un exemple de réalisation d'un ouvrage comportant un dispositif antitorsion. Les éléments semblables à ceux de la figure a portent les mêmes références. Le fût I est formé- d'une structure treillis dont l'extrémité inférieure comporte un entretoisement 22 supportant, dans l'axe du fût, une partie 4 de l'articulation sphérique 3. Cette partie 4 coopère avec la deuxième partie 5 fixée dans ltembase 2. L'articulation représentée est du type démontable décrit dans le troisième certificat d'addition. Les portées sphériques de l'articulation sont séparées par une garniture 23 constituée d'éléments séparés, Chacune des portées est prolongée par un corps conique 24 et 25, coopérant respectivement avec une chemise 26 et 27, de forme appropriée. Les chemises sont fixées respectivement à la structure du fût 7 et de l'embase 2. Le croisillon de cardan 7 est constitué par un châssis carré, tubulaire, portant à chaque sommet une cage 28 maintenant les tourillons 8, 10 et 9, 11 coaxiaux selon chaque diagonale du châssis. Selon une forme de réalisation, les paliers 13 et 15 sont fixés de manière définitive à l'extrémité des bras 20 et 21 lors de la construction, tandis que les paliers 12 et 14 sont montés sur des supports réglables en hauteur, constitués de corps cylindro-coniques 29, susceptibles de coopérer avec des logements appropriés 30 prévus dans l'embase 2. Lors de la mise en place du fût sur l'embase, le corps conique 25 de l'articulation sphérique et les corps cylindro-coniques 29 du cardan viennent se loger respectivement dans la chemise 27 et les logements 30 de l'embase. Après fixation de l'articulation sphérique 3, les corps 29 sont fixés dans les logements 30 par un liant 31 Cen résine polymérisable ou coulis de ciment) injecté.Ce mode de construction facilite l'assemblage du fût avec l'embase et permet de supprimer les efforts parasites dus aux imprécisions de fabrication. Les amortisseurs, prévus dans au moins deux paliers opposés, par exemple 12, 14, sont réalisés sous forme de coussinets 32 entre les paliers et les tourillons et sont constitués de bagues cylindriques concentriques, alternées, d'élastomère et de ttle maintenues entre elles par collage ou vulcanisation. Selon la forme de réalisation montrée sur les figures 2 à 4, les corps cylindro-coniques 29 et l'extrémité des bras 20 et 21 portent les coussinets 32 dans lesquels sont fixés les tourillons 8, 9, 10, 11 dont les extrémités tournent dans des paliers prévus dans les cages 28. Selon une autre forme de réalisation non représentée, deux articulations opposées peuvent être agencées comme ci-dessus décrit et les deux autres articulations formées par un palier, fixé à la structure de l'embase ou du fût, équipé d'un coussinet dont la fourrure intérieure, constituée par une bague métallique, sert de portée au tourillon fixé sur le croisillon. Selon une forme préférée de réalisation, les coussinets portent intérieurement et extérieurement des armatures métalliques 32, 33, solidaires des bagues d'élastomère 34, fixées sur le tourillon et dans le palier sans possibilité de mouvements de glissement de rotation ou longitudinal. Le déplacement de rotation entre le tourillon et le palier est obtenu uniquement par déformation élastique des couches d'élastomère. REVENDICATIONS 1. Ouvrage oscillant installé en site fixe dans une nappe d'eau selon l'une des revendications 1 à 14 et 18 du brevet principal, caractérisé en ce qu'il comporte, entre le fût (1) et l'embase (2), un dispositif anti-torsion (6) constitué par une liaison à cardan, concentrique à l'articulation sphérique (5) supportant le fût, dont deux articulations opposés (9,13; 11,15) du croisillon de cardan sont supportées par la partie inférieure du fût et les deux autres articulations (8, 12; 10,14) par l'embase. 2. Ouvrage oscillant selon la revendication 1, dans lequel une articulation est formée d'au moins deux éléments : un palier avec lequel coopère un tourillon, caractérisé en ce qu'au moins le fût porte deux bras (20, 21), supportant un élément d'articulation (13,15 ou 11,9) et placés diamétralement opposés sur un axe passant par lwarticulation sphérique l'autre élément d'articulation (11, 9 ou 13, 15) étant fixé sur le croisillon. 3. Ouvrage oscillant selon la revendication n ou 2, caractérisé en ce que le croisillon de cardan (7) est formé d'un chtssis approximativement carré, dont les sommets portent les tourillons (8, 9, 10, 118) dirigés selon les diagonales du carré et concourantes au centre de l'articulation sphérique (3) 4. Ouvrage oscillant selon la revendication 3, caractérisé en ce que le chassie du croisillon est formé d'une structure rigide vis-à-vis des couples de torsion (17) s'exerçant dans son plan et susceptible de fléchir ou de se déplacer élastiquement sous l'action de forces (18, 19, 16), autres que les forces de torsion, s'exerçant dans son plan ou perpendiculairement à son plan. 5. Ouvrage oscillant selon lune des revendications 1 à 4, l'articulation comportant au moins deux éléments, caractérisé en ce que le croisillon de cardan porte à ses sommets des cages (28) recevant au moins un des élé- ments de l'articulation. 6. Ouvrage oscillant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins les paliers de deux articulations opposées comportent des amortisseurs (32). 7. Ouvrage oscillant selon la revendication 6, caractérisé en ce que les amortisseurs (32) forment des coussinets disposés entre les paliers (12, 13, 14 15) et les tourillons (8, 9, 10, 11) et sont constitués de bagues cylindriques concentriques alternées d'élastomère et de toue. 8. Ouvrage oscillant selon la revendication 7, caractérisé 8n ce que le cousinnet présente une armature intérieur p solidaire du tourillon et une armature exté rieureisotidaire du palier permettant la rotation uniquement par déformation de l'élastomère. 9. Ouvrage oscillant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments d'articulation (12, 14) supportés par l'embase (2) sont fixés sur des supports (29) réglables en hauteur coopérant avec des logements (30) prévus dans l'embase. 10. Ouvrage oscillant selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'espace entre le support (29) et le logement (30) est rempli par un liant injecté (31).