Brevet FR2519310A1 — publié le 19830708

La présente invention concerne un dispositif d'ancrage capable de maintenir au dessus d'un site déterminé et pendant de longues durées, une installation flottant à la surface de l'eau, telle qu'une installation flottante de production pétrolière, une barge, un appontement flottant, une bouée de chargement/déchargement, etc Les ancres auxquelles l'installation flottante est reliée par des lignes d'ancrage constituent l'un des moyens de maintenir en position l'installation La tendance actuelle étant de mettre en oeuvre des installations flottantes de dimensions de plus en plus grandes, il est nécessaire de disposer de dispositifs d'ancrage de plus en plus puissants, capables de s'opposer aux efforts appliqués à l'installation flottante et dus essentiellement à l'action du vent, des vagues, de la houle, des courants marins, etc L'un des moyens pour augmenter la puissance d'ancrage consiste à utiliser des ancres de dimensions et de masse accrues Cette solution n'est pas entièrement satisfaisante On sait en effet que l'efficacité des ancres n'augmente pas proportionnellement à leur masse, de sorte que l'obtention de très fortes capacités conduirait à concevoir des ancres excessivement lourdes et de manutention difficile. Un autre moyen d'augmenter la puissance d'ancrage est d'adop- ter une structure d'ancre favorisant la pénétration et l'enfouissement de l'ancre dans le sol marin Des solutions allant dans ce sens sont décrites dans le brevet français 2 366 987. La présente invention propose un dispositif d'ancrage ayant une structure particulière qui favorise la pénétration de ce dispositif d'ancrage dans le sol, lui conférant ainsi une puissance d'ancrage supérieure à celle des ancres ou systèmes d'ancres de poids identiques, utilisés jusqu'ici. Ce dispositif d'ancrage d'une installation flottante à laquelle le dispositif est relié par une ligne d'ancrage, comporte un ensemble d'au moins deux ancres sensiblement identiques dont chacune à une partie antérieure de forme facilitant la pénétration dans le sol 25193 10 et est fixée, à sa partie postérieure, à une extrémité d'une verge rigide par l'intermédiaire d'une crosse rigide, une plaque d'ancrage reliant les verges rigides entre elles et des moyens de fixation reliant la ligne d'ancrage aux extrémités libres desdites verges. L'ensemble d'ancres est constitué d'ancres du type soc qui ont une forme de dièdre et sont disposées de telle sorte que le plan passant par les extrémités antérieures des arêtes des dièdres et les extrémités libres des verges fait avec l'axe de chaque verge un angle n compris entre 15 et 350. De préférence, le rapport de la surface de la plaque d'ancrage à la soumie des surfaces des ancres-socs projetées sur un plan parallèle à la plaque d'ancrage est compris entre 0,50 et 1, et de préférence voisin de 0,75. Selon un mode particulier de réalisation, les arêtes supé- rieures des dièdres sont sensiblement parallèles à la plaque d'ancrage et font avec l'axe des verges un angle a compris entre 100 et 30 e et de préférence voisin de 18 De plus, la longueur L des verges est supérieure à 1,5 fois la longueur A des arêtes supérieures des dièdres et de préfé- rence cette longueur est comprise entre 2 et 3 fois la longueur des arêtes supérieures. La présente invention pourra être bien comprise et tous ses avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures annexées dans lesquelles: la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réali- sation de l'invention, la figure 2 est une vue de coté, et les figures 3 à 6 montrent schématiquement la mise en oeuvre du dispositif selon l'invention. La figure 1 représente, vu en perspective, un mode de réali- sation de l'invention qui s'est avéré posséder une grande puissance d'ancrage dans des fonds marins de natures différentes, tels que sable, silts et argiles de compacités et de consistances très variées. 25193 1 O Ce dispositif comporte essentiellement un ensemble de deux, ancres de type soc 1 et 2, disposées côte à côte et reliées par une pièce de raccordement 3 laissant subsister entre elles un espace libre E % Chacune de ces ancres a une partie antérieure de forme facilitant la pénétration dans le sol et une partie postérieure fixée par une crosse (cross Es 4 et 5 respectivement) à une extrémité d'une verge ou bras rigide (verges 6 et 7 respectivement) A leur-extrémité libre, les verges 6 et 7 sont pourvues d'orifices 8 et 9 permettant leur raccordement à une élingue de traction 10, en forme de V ou "patte d'oie", à laquelle est attachée de façon connue en soi la ligne d'ancrage 11 reliée à l'installation flottante (non représentée). Une plaque d'ancrage 12 est, disposée entre les verges 6 et 7, de manière que le plan de symétrie de cette plaque d'ancrage soit sensiblement confondu avec le plan de symétrie de l'ensemble des ancres-socs 1 et 2. Cette plaque d'ancrage est fixée sur les verges à une dis- tance B des crosses (fig 2) qui sera précisée ultérieurement. La figure 2 représente une vue de coté du dispositif selon l'invention. Chaque ancre-soc telle que 2 présente la forme générale d'un dièdre et possède deux plaques dont l'intersection constitue l'arête supérieure du dièdre Cette arête a une longueur A. Les ancres-socs et les verges qui leur sont associées sont disposées de telle sorte que le plan P qui passe sensiblement par les extrémités libres des verges 6 et 7 et par les extrémités antérieures des arêtes supérieures 13 et 14 (fig 1) forme avec les axes des verges un angle Ocompris entre 150 et 350 et de préférence voisin de (le plan P est représenté par une ligne en trait mixte sur la figure 2). 25193 1 O De plus, l'angle a entre l'arête supérieure d'un dièdre et l'axe de la verge correspondante est compris entre 10 et 300 et de préférence voisin de 18 . La longueur L des verges est supérieure à la longueur A des arêtes supérieures des dièdres formant les ancres-socs On a trouvé que de bons résultats étaient obtenus lorsque la longueur L était supérieure à 1,5 A et de préférence comprise entre 2 A et 3 A. L'espace E est tel que la distance D entre les arêtes des socs adjacents soit comprise entre 1,5 A et 2,5 A, et de préférence voisine de 2 A. La distance B définissant la position de la plaque d'ancrage 12 sur les verges est comprise entre l A et 3 A et de préférence voisine de 2,5 A. La plaque d'ancrage 12 qui est ici une plaque plane est avantageusement munie à sa partie inférieure de dents 15 (fig 1) destinées à faciliter la pénétration de cette plaque dans les terrains comme il sera indiqué ultérieurement. La plaque 12 est fixée sur les verges 6 et 7 par un axe 16 permettant le réglage de son inclinaison par rapport aux verges 6 et 7, des moyens de fixationnon représentés, assurant l'immobilisation de la plaque 12 par rapport aux verges 6 et 7. Cette plaque d'ancrage 12 est disposée de telle sorte que sa surface supérieure soit sensiblement parallèle aux arêtes supérieures 13 et 14 des dièdres formant les ancres socs 1 et 2 La surface Sp de cette plaque d'ancrage est choisie telle que la valeur du rapport R = P soit compris entre 0,50 et 1 et 7-s S de préférence voisin de 0,75, ú Ss étant la somme des projections des surfaces des plaques constituant les dièdres, sur le plan de la plaque d'ancrage 12. Des modifications pourront être apportées au dispositif sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. En particulier, il est possible de prévoir un ensemble comportant plus de deux ancres-socs disposées côte à côte, les ancres extrêmes au moins étant associées à des verges comme indiqué plus haut, et la plaque d'ancrage 12 reliant toutes les verges. Il sera également possible de prévoir un ou plusieurs rai- disseurs entre les verges et/ou les crosses. Les ancres-socs pourront également être de tout type connu, tel que par exemple illustré sur les figures 1 à 5 du brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 173 938. De même la plaque d'ancrage 12 pourra être constituée par une plaque en forme de portion de cylindre dont la concavité est orientée vers les extrémités libres des verges,ou vers les ancres 1 et 2 De façon générale, cette plaque d'ancrage pourra être de tout type connu, tel qu'illustré par exemple, sur tes figures 6 et 7 du brevet US 4.173 938 Eventuellement, cette plaque comportera un réseau de raidis- seurs sur sa face inférieure. Les figures 3 à 6 illustrent schématiquement la mise en oeuvre du dispositif selon l'invention. Le dispositif d'ancrage fixé à l'extrémité de la ligne d'an- crage'll et suspendu à un câble de manoeuvre 17, est descendu au fond de l'eau (fig 3) puis déposé sur ce fond dans sa position d'utilisation (fig 4) Le câble de manoeuvre 17 est retiré Une traction essentiel- lement horizontale est exercée sur l'ancre par l'intermédiaire de la ligne d'ancrage 11 On observe alors une pénétration des ancres dans les terrains (fig 5) qui s'effectue par enfouissement successif et alterné des ancres-socs et de la plaque d'ancrage jusqu'à obtenir un 25193 1 O enfouissement maximal du dispositif (fig 6) qui assure la puissance maximale d'ancrage. La fabrication d'un tel dispositif d'ancrage peut être réalisée par mécano-soudure à partir principalement de plaques de tôle. 25193 1 O REVENDICATIONS 1 Dispositif d'ancrage d'une installation flottante à laquelle le dispositif est relié par une ligne d'ancrage, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble d'au moins deux ancres dont chacune a une partie antérieure de forme facilitant la pénétration dans le sol et est fixée à une extrémité d'une verge rigide par l'intermédiaire d'une crosse rigide, une plaque d'ancrage reliant les verges rigides entre elles et des moyens de fixation reliant la ligne d'ancrage aux extrémités libres desdites verges. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble d'ancres est constitué d'ancres du type soc. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les- dites ancres du type soc ont une forme de dièdre et sont disposées de telle sorte que le plan passant par les extrémités antérieures des arêtes des dièdres et les extrémités libres des verges fait avec l'axe de chaque verge un angle compris entre 150 et 35 . 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'angle formé entre ledit plan et les axes des verges est voisin de 200. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rapport de la surface de la plaque d'ancrage à la somme des surfaces des ancres-socs projetées sur un plan parallèle à la plaque d'ancrage est compris entre 0,50 et 1. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la valeur dudit rapport est voisine de 0,75. 7 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les arêtes supérieures desdits dièdres font avec les axes des verges un angle compris entre 10 et 30 . 251931 O 8 Dispositif selon la revendication 5, caractérisée en ce que les arêtes supérieures desdits dièdres font avec les axes des verges un angle voisin de 180. 9 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface supérieure de ladite plaque d'ancrage est sensiblement parallèle aux arêtes supérieures desdits dièdres. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la longueur des verges est supérieure à 1,5 fois la longueur des arêtes supérieures des dièdres. 11 Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la longueur des verges est comprise entre 2 et 3 fois la longueur des arêtes supérieures des dièdres. 12 Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite plaque d'ancrage est fixée sur les verges à une distance des crosses au moins égale à une fois la longueur des arêtes supérieures des dièdres. 13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite plaque d'ancrage est fixée sur les verges à une distance des crosses comprise entre 2 et 3 fois la longueur des arêtes supérieures des dièdres. 14 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la distance des arêtes supérieures des dièdres est comprise entre 1,5 et 2,5 fois la longueur des arêtes supérieures desdits dièdres. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la distance des arêtes supérieures des dièdres est voisine de 2 fois la longueur des arêtes supérieures desdits dièdres.