Brevet FR2547789A1 — publié le 19841228

La présente invention concerne un système d'amarrage d'un corps flottant de grandes dimensions, notamment en mer, du type comportant un systeme d'ancrage au fond. Par "corps flottant de grandes dimensions" on entend désigné ici, sans que cette énumération soit limitative, les grosses unités flottantes tels que navires pétroliers; usines flottantes, plate-formes, semi-submersibles, réservoirs, flottants etc., destinées par exemple au stockage et/ou au traitement de produits minéraux extraits du fond de la mer, tels que le pétrole, le méthane, etc... On connaît bien entendu déjà des systèmes d'amarrage du genre ci-dessus décrit, dans lesquels, par exemple, l'amarrage est fourni par un corps flottant tel qu'une bouée d'amarrage reliée à une embase ancrée sur le sol par un dispositif à deux bras articulés l'un par rapport à l'autre, le bras inférieur étant monté articulé sur l'embase. A l'endroit de l'articulation entre le bras supérieur et le bras inférieur est prévu un contrepoids permettant de modifier l'élasticité du système. Ces systèmes dits du type à colonne flottante ont pour inconvénients d'être difficilement adaptables en eau de faible profondeur (moins de 75 m) à cause du volume de corps flottant exigé pour produire la force de restitution du système. On connaît également d'autres systèmes d'amarrage de navires de grandes dimensions par lesquels une liaison résistant à la traction est reliée, d'une part, par son extrémité supérieure en surface, à une partie faisant saillie de l'avant du navire par l'intermédiaire d'un joint à cardan, et, d'autre part, par son extrémité inférieure, à un bras rigide par l'intermédiaire d'un autre joint à cardan. Un moyen formant contrepoids est prévu au niveau de la liaison entre la liaison résistant à la traction et le bras qui est relié pivotant autour d'un axe horizontal à un dispositif d'ancrage au fond marin. De plus, dans la partie faisant saillie du navire est monté rotatif autour d'un axe vertical un élément portant le premier joint à cardan précité. Ces systèmes ont ainsi pour inconvénients de comporter un trop grand nombre d'articulation devant résister à de fortes contraintes mécaniques notamment dans le cas ou le navire est soumis à de fortes houles. De plus, ces systèmes ne permettent pas d'assurer une bonne stabilisation des mouvements latéraux du navire. On connaît enfin un autre type de système d'amarrage ayant un bras faisant saillie solidaire du navire et relié à un élément résistant à la traction par l'intermédiaire d'une liaison à trois axes de pivot perpendiculaires les uns par rapport aux autres, un joint tournant étant relié à l'extrémité supérieure de l'élément résistant à la traction. Cet élément est relié articulé horizontalement à un bras rigide qui est relié à une embase d'amarrage au fond marin de façon articulée autour d'un axe horizontale et d'un axe vertical à cette embase Ce système ne permet pas non plus la stabilisation des mouvements latéraux du navire amarre. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus et d'élaborer un système d'amarrage d'utilisation commode, ayant une flexibilité unique de l'amarrage, un poids de structure minimum et permettant d'assurer la stabilisation des mouvements latéraux du corps flottant. Pour cela, le système d'amarrage d'un corps flottant de grandes dimensions selon l'invention est du type comprenant une liaison résistant à la traction reliant le corps flottant à un dispositif d'ancrage au fond marin par l'intermédiaire d'une liaison rigide articulée au dispositif d'ancrage, un moyen formant contrepoids étant prévu au niveau de la connexion entre la liaison résistant à la traction et la liaison rigide, le système, conformément à l'invention, étant caractérisé en ce que la liaison résistant à la traction comprend deux éléments reliés, d'une part, directement de chaque côté du corps flottant, et, d'autre part, respectivement à deux extrémités de la liaison rigide reliée au dispositif d'ancrage par une articulation à trois axes de rotation. Selon une caractéristique de l'invention, la liaison rigide a la forme d'une structure en triangle ayant son sommet relié au dispositif d'ancrage par l'articulation à trois axes de rotation et sa base formant les deux extrémités reliées aux deux éléments de la liaison résistant à la traction. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les éléments de la liaison résistant à la traction sont des chaînes ou des bras rigides articulés à la liaison rigide reliée au dispositif d'ancrage. Le système d'amarrage selon l'invention est ainsi capable de résister à des conditions environnantes très sévères telles que les effets de la houle, notamment en cas de fortes tempetes. De plus, le système selon l'invention est très facile à installer. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui ya suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels - la figure 1 représente un mode de réalisation possible du système d'amarrage en mer d'un corps flottant, par exemple un navire pétrolier - la figure 2 est une vue de dessus selon la flèche II de la figure 1 du système d'amarrage selon l'invention. En se reportant aux figures 1 et 2, on a désigné, par le chiffre de référence1, un corps flottant de grandes dimensions, par exemple un navire pétrolier ou tanker, devant être amarré en un mouillage déterminé, ceci de façon permanente ou quasi-permanente. Le système d'amarrage comprend à cet effet un dispositif d'ancrage 2, représenté schématiquement, et pouvant être réalisé sous la forme d'une embase-poids reposant simplement sur le fond 3 de la mer par ballastage, ou d'une embase fixée dans le sol marin par des pieux ou analogues. Comme représenté, deux chaînes 4 formant éléments de liaison résistant à la traction sont reliées, d'une part, de chaque côté du tanker 1, et, d'autre part, aux deux extrémités d'une liaison rigide 5 ayant une structure en forme de triangle. Ainsi, les deux chaînes 4 sont respectivement reliées sensiblement au niveau des deux extrémités de la barre transversale 51 formant base du triangle dont le sommet est monté articulé à l'embase 2. Comme représenté en figure 2, la barre 51 reliant les deux côtés 5a et 5b est un tube rigide dans lequel est coulé un métal lourd par exemple en fonte formant contrepoids 6. Le moyen formant contrepoids 6 est de préférence coulé dans deux parties de longueur 51a et 51b du tube 51 de part et d'autre de la partie médiane 51c. Bien entendu, le moyen formant contrepoids peut être coulé dans toute la longueur du tube 51. Il est possible également à titre de moyen formant contre-poids d'utiliser deux contre-poids fixés le long de la barre 51 respectivement au voisinage de ses deux extrémités. A titre d'exemple, le moyen formant contre-poids peut avoir un poids compris entre 200 et 800 tonnes selon les conditions environnantes. De façon connue en soi, un joint tournant ou pivotant 7 est monté sur l'embase 2 pour constituer un raccord tournant entre une canalisation (non représentée) prévue au fond marin et une conduite de raccordement 8. La conduite 8 est reliée par l'intermédiaire d'un tuyau de raccord souple 9 à une conduite rigide 10 supportée par la structure en triangle 5 et dont l'extrémité est reliée par l'intermédiaire d'un tuyau de raccord souple 11 à la conduite 12 du navire-pétrolier 1. Bien entendu, il est possible de prévoir en sortie du joint tournant 7 deux conduites 8 reliées respectivement à deux conduites rigides supportées par la structure 5 par l'intermédiaire de deux tuyaux de raccord souples, les deux conduites rigides étant reliées respectivement à deux conduites du navire-pétrolier situées de chaque côté de celui-ci par l'intermédiaire de deux autres tuyaux de raccord souples. L'articulation A entre la structure rigide 5 et l'embase 2 est du type à trois axes de rotation permettant un mouvement de rotation de 3600 de la structure 5 autour d'un axe vertical à l'embase suite aux mouvements de rotation du navire-pétrolier autour d'un axe vertical, un mouvement de rotation par exemple de plus ou moins 500 autour d'un axe horizontal perpendiculaire à latte longitudinal du navire-pétrolier suite auxmouvementsde tangage du navirepétrolier et un mouvement de rotation par exemple de plus ou moins 250 autour d'un axe horizontal situé dans le plan vertical passant par l'axe de symétrie dù navirepétrolier suite aux mouvement de roulis de celui-ci. Une telle articulation peut etre du type à joint universel ou du type a cardan. Dans le cas d'une articula- tion à la cardan, celle-ci peut être du type connectable grâce à des boulons de blocage inclus dans sa structure comme cela est déjà connu en soi. On comprend ainsi que le système d'amarrage selon l'invention permet au navìre-pétrolier 1 de tourner autour d'un point fixe de l'embase 2 avec stabilisation des mouvements latéraux de ce navire par rapport à la direction de la structure rigide triangulaire 5 grâce aux chaînes accrochées sur les côtes du navire Le transfert du fluide tel que du pétrole ou du méthane, du fond marin, s'effectue à travers la canalisation prévue au fond coudée à angle droit pour passer dans l'articulation à trois axes de rotation, ensuite à travers le joint tournant 7 vers le navire-pétrolier 1 par l'intermédiaire d'au moins le tuyau de raccord 9, la conduite rigide 10, le tuyau de raccord 11 et la conduite 12 Avec le système d'amarrage selon l'invention, la force d'amarrage est réalisée par l'organe formant contrepoids 6 placé sur la structure rigide articulée 5 qui permet une grande flexibilité de l'amarrage . L'organe formant contrepoids 6 exerce une force dirigée vers le bas et lorsque le navire-pétrolier 1 se déplace vers le haut, le contrepoids se déplace également vers le haut avec la structure 5. Le contrepoids exerce alors une force ayant tendance à ramener le navire-pétrolier 1 en un point verticalement au-dessus de l'endroit où agit la force dirigée vers le bas. Les charges d'amarrage sont transférées au fond marin par llintermediaire de l'embase 2 qui doit de plus résister aux charges hydrodynamiques sur sa structure. Les mouvements transversal et longitudinal du navirepétrolier 1 sont transmis à la liaison rigide 5 à structure en forme de triangle suspendue au navire et en raison de la liaison articulée à trois axes de rotation sur l'embase 2, la liaison rigide 5 ne supporte pas d' importantes contraintes. Par ailleurs, il est à remarquer que le système d'amarrage selon l'invention est dispose sous le navirepétrolier 1 d'une manière telle que la coque du navire ne puisse en aucun cas heurter ledit système. Le système d'amarrage selon l'invention permet ainsi d'amarrer en permanence des corps flottant de grandes dimensions tels que des navires-pétroliers notamment en mer peu profonde tout en assurant la liaison de fluide par conduits entre le navire et l'embase d'ancrage et assurer une bonne tenue du navire quelque soient les conditions environnantes. REVENDICATIONS 1. Système d'amarrage d'un corps flottant de grandes dimensions, du type comprenant une liaison résistant à la traction reliant ledit corps flottant à un dispositif d'ancrage au fond marin par l'intermédiaire d'une liaison rigide articulée au dispositif d'ancrage, un moyen formant contrepoids étant prévu au niveau de la connexion entre la liaison résistant à la traction et la liaison rigide, caractérisé en coque la liaison (4) résistant à la traction comprend deux éléments reliés, d'une part, directement de chaque côté du corps flottant 1, et, d'autre part, respectivement à deux extrémités de la liaison rigide (5) reliée au dispositif d'ancrage (2) par une articulation à trois axes de rotation. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison rigide (5) est une structure en forme de triangle ayant son sommet relie au dispositif d'ancrage (2) par l'articulation précitée et en ce que les deux extrémités précitées sont les extrémités de la partie (51) formant base de la structure triangulaire. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen formant contrepoids (6) précité est fixé solidairement à la partie (51) formant base triangulaire (51) précitée 4.Système selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen formant contrepoids (6) est obtenu par coulage d'un métal lourd dans la partie (51) en forme de tube rigide. 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'articulation précitée est une articulation à la cardan. 6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux éléments (4) précités de la liaison résistant à la traction sont des chaînes. 7. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux éléments (4) précités de la liaison résistant à la traction sont des bras rigides articulés à la liaison rigide (5) précitée. 8. Système selon l'une des revendications précédentes4 caractérisé en ce que le dispositif d'ancrage (2) précité est du type à embase-poids fixée ou reposant sur le fond marin. 9. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un joint tournant (7) est monté sur le dispositif d'ancrage (2) pour le transfert d'un fluide entre une conduite prévue sur le fond marin et le corps flottant (1) par l'intermédiaire de conduites (8), (9), (10), (11) et (12). 10. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que les conduites précitées comprennent au moins une conduite rigide (8) reliée, d'une part, à la sortie du joint tournant (7), et, d'autre part, à une conduite rigide (10) supportée par la liaison rigide (5) par l'intermédiaire d'un tuyau de raccord souple (9), la conduite rigide (10) étant reliée à une conduite rigide du corps flottant par l'intermédiaire d'un tuyau de raccord flexible (11).