Brevet FR2551720A1 — publié le 19850315

La présente invention concerne généralement et a essentiellement pour objet un système d'amarrage notamment permanent ou quasi-permanent, en mer glaciaire telle qu'océan glacial arctique ou antarctique, d'un gros corps ou engin- flottant tel que navire-citerne ou bateau de transport pétrolier à charger ou à décharger en mer ou de grises unités flottantes telles qu'usines flottantes, plates - formes semi-submersibles, réservoirs flottants et enceintes flottantes analogues pour le stockage et la conservation et/ou le traitement de produits minéraux extraits du fond marin, tels que pétrole, gaz naturel, etc.L'invention se rapporte aussi aux diverses applications et utilisations résultant de la mise en oeuvre d'un tel système ainsi qu'aux ensembles, agencements, dispositifs, appareils, equipements et installations munissant un tel système. On connais déjà un système d'amarrage permanent, en mer, d'un gros corps ou engin flottant, comprenant une colonne oscillante à flotteur stabilisateur, articulée par son extrémité inférieure à une embase ancrée sur un fond marin, la sommé de la hauteur de 1 'ebbase et de la longueur de la colonne étant supérieure à la profondeur locale dudit fond marin, et une structure rigide de liaison formant chape ou étrier constituant un joug indéforinable à fourche embrassant le corps flottant et articulé, d'une part, par son extrémité opposée à la fourche, au sommet de ladite colonne et, d'autre part, par les deux bras de sa fourche, audit corps flottant respectivement de chaque côté de celui-ci. Dans une construction connue de ce type, la colonne oscillante articulée est constamment émergente à sa partie supérieure indépendamment de son angle actuel d'inclinaison et le joug est relié au corps flottant en un emplacement constamment situé au-dessus de la ligne de flottaison de celui-ci, de façon que ce joug soit constamment émergé entièrement. Lorsque la glace de mer exerce une force de poussée horizontale pouvant atteindre par exemple environ 5000t (ou 50000kN), sur le navire en déplaçant celui-ci, le navire tire sur la colonne qui s'incline en conservant cependant sa partie supérieure toujours émergée. Une telle colonne est relativement coûteuse en raison de l'importance dimensionnelle de sa structure qui doit en outre résister aux actions de la glace de mer. Dans une autreconstruction connue de la technique antérieure du type à joug d'amarrage et à co]onne oscillante articulée, la colonne oscillante est d'une longueur inférieure à la profondeur locale du fond marin, de façon à être constamment immergée entièrement à une profondeur suffisante pour que son sommet soit toujours situé suffisamment loin en dessous de la couche de glace de mer éventuellement présente et le joug est alors articulé par les deux bras de sa fourche à la carène de l'engin flottant à amarrer, c'est-à-dire en un emplacement situé en dessous de la ligne de flottaison dudit corps flottant, de façon que ce joug soit également toujours complètement immergé indépendamment de l'angle actuel d'inclinaison de la colonne oscillante.Cette construction présente l'inconvénient de rendre inaccessible, à l'air libre, la partie extrême supérieure de la colonne qui comporte généralement, à son sommet,au moins un joint tournant ou pivotant de tuyauterie raccordant les conduites tubulaires ou canalisations de passage de fluide sur colonne provenant du fond marin aux conduites tubulaires ou canalisations de passage de fluide supportées par le joug et destinées à être connectées à des tuyauteries correspondantes sur l'engin flottant.De ce fait en raison de a position constamment immergée du sommet de la colonne donc d'un tel joint tournant de tuyauterie, toute intervention directe d'entretien ou de maintenance sur ce sommet de colonne est rendue difficile car elle-nécessite alors par exemple l'utilisation de plongeurs sous-marins, alors que cette construction est sensiblement meilleur marché que le système connu précité à colonne articulée constamment émergente. L'invention a principalement pour but de supprimer ces inconvénients de l'art antérieur en créant un système amarrage constituant, en quelque sorte dans une certaine mesure, un compromis entre les deux types de construction connus précités. A cet effet, l'invention résout le problème technique précité en creant un système d'amarrage qui est caractérisé en ce que l'emplacement de liaison du joug précité au corps flottant précité est situé sur la carène en dessous de la ligne de flottaison de celui-ci à une profondeur suffisante pour se trouver toujours en dessous de la couche de glace de mer éventuelle et la longueur de la colonne oscillante articulée précitée est telle que ladite colonne soit d'une part faiblement émergente en position au moins approximativement verticale d'équilibre stable et, d'autre part, entièrement immergée notamment sous la couche de glace de mer éventuelle à partir d'une position inclinée déterminée, par exemple pour un angle d'inclinaison d'environ 300 à 400 sur la direction verticale. Cette disposition présente l'avantage qu'en mer libre, c'est-à-dire dépourvue de glace, la tête de la colonne émerge faiblement hors de l'eau et est ainsi facilement accessible pour toutes interventions à effectuer par exemple sur chaque joint tournant de tuyauterie situé au sommet de la colonne. Par ailleurs, lorsque le corps flottant subit la force de poussée exercée par la glace de mer, la colonne articulée s'incline sous l'effet de traction exercé à son sommet par le corps-flottant ainsi repoussé et, à partir d'un certain angle d'inclinaison, la colonne se trouve entièrement immergée en ayant ainsi sa tête située sous la couche de glace de mer conjointement avec le joug, de sorte que tout le système d'amarrage se trouve ainsi hors d'atteinte des glaces de mer Si, dans cette position inclinée entièrement immergée de a colonne articulée, il est nécessaire d'intervenir sur la tête de la colonne notamment pour y effectuer des opérations d'entretien et de maintenance, il suffit alors de briser la glace au-dessus et autour de l'emplacement de la colonne de façon à permettre à celle-ci de se redresser sensiblement à la verticale jusqu'à ce que sa tête émerge hors de l'eau afin de la rendre ainsi facilement accessible au personnel d'intervention. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif illustrant un mode de réalisation spécifique actuellement préféré de l'invention et dans lesquels : - la figurez est une vue de côté en élévation d'un système d'amarrage d'un navire-citerne conforme à l'invention en position normale d'équilibre stable en mer libre calme ; et - la figure 2 représente une vue similaire du système en mer couverte de glace, montrant le système en position relative écartée de sa position normale d'équilibre stable -précitée. Selon 11 exemple de réalisation representé sur la figure 1, un gros engin flottant tel que par exemple un navire-citerne par exemple brise-glace 1 est amarré en mer au fond marin 2 par un système d'amarrage conforme à l'invention comprenant - un dispositif d'ancrage sur fond marin constitué par une embase 3 reposant sur le fond marin 2 en y étant maintenue soit par gravité soit en y étant fixée par exemple au moyen de pieux foncés dans le sol - une colonne oscillante 4 connue en soi articulée par son extrémité inférieure en 5 à l'embase 3 en particulier par un joint de préférence universel ou de Cardan et comportant, de préférence vers sa partie supérieure, un flotteur de stabilisation 6 de préférence constamment immergé, destiné à exercer constamment, sur la colonne, une force de rappel en position verticale d'équilibre stable de celle-ci représentée sur la figure 1, ladite colonne étant d'une longueur ou hauteur totale telle qu'en cette position, elle émerge faiblement par sa tête 7 au-dessus de la surface de l'eau 8 - un joug de liaison rigide ou indéformable 9 en forme de fourche articulé par son extrémité de queue au sommet 10 de la colonne 4, de préférence au moyen d'une articulation sphérique ou triaxiale formant notamment joint universel o de Cardan, permettant au joug 9 de tourner d'une part autour de l'axe vertical ou longitudinal 11 de la colonne articulée 4, d'autre part autour de l'axe de symétrie longitudinal du joug 9 et enfin autour d'un axe horizontal perpendiculaire au plan passant par l'axe longitudinal 11 de la colonne et par l'axe de symétrie du joug 9, de façon à permettre au navire de tourner librementen évitage autour de la colonne 4 et d'exécuter librement des mouvements relatifs respectivement de tangage, de roulis et de lacet ; la fourche du joua 9 embrassant, par ses deux bras, la partie avant ou proue du navire en étant articulée à celui-ci de chaque côté par l'extrémité des bras en un emplacement 12 situé sous la ligne de flottaison 8 sur la carène du navire ? à une profondeur suffisante par exemple d'environ 10 m a 15 m pour se trouver toujours en dessous d'une couche de glace de mer éventuelle. Dans la tete émergente 7 de la colonne 4 est monté au moins un joint tournant ou pivotant de tuyauterie (non représenté) raccordant au moins une canalisation ou conduite tubulaire sur colonne à au moins une canalisation ou conduite tubulaire supportée par le joug- 9 et destinée à être raccordée à des tuyauteries correspondantes sur le navire 1, ces conduites tubulaires ou canalisations servant au passage de fluides et n'étant pas représentées dans le dessin par souci de simplification de celui-ci. La longueur ou hauteur de la partie normalement émergente 7 de la colonne articulée 4 est par exemple d'environ 5 m. La figure 2 représente la situation du navire 1 entouré d'une couche de glace de mer flottante 13 qui peut avoir une épaisseur pouvant varier par exemple d'envrion 1,50 m à envrion 10m. Cette glace de mer exerce, sur le navire 1, une force de poussée horizontale le déplaçant radialement de façon à l'éloigner de l'axe vertical de l'embase 3 en tirant ainsi, par l'intermédiaire du joug 9, sur le sommet de la colonne 4 qui est ainsi forcée à s1 incliner suivant un angle déterminé par la position d'équilibre finale atteinte, dans laquelle le joug 9 occupe une position par exemple mais non exclusivement horizontale entièrement immergée sbus la couche de glace 13, de sorte que la colonne 4 se trouve également entièrement immergée en ayant sa tête 7 complètement située sous la surface 8 de l'eau à une profondeur par exemple d'au moins 10 m à 15 m et aussi sous la couche de glace de mer 13 à une profondeur suffisante en dessous de celle-ci pour éviter tout risque d'endommagement. Lors de la fonte de la glace de mer et le rétablissement d'une surface d'eau libre, la colonne 4 se redresse à la position verticale représentée sur la figure 1 sous l'action de la force de rappel produite par la poussée d'Archimede créée par le flotteur 6. Ce redressement automatique s'opère également lorsque l'on brise la couche de glace au-dessus de la colonne inclinée de façon à permettre à celle-ci de se redresser à la verticale et d'émerger ainsi par sa tête 7 pour permettre toute intervention d'entretien ou de maintenance nécessaire sur cette tête de colonne Bien entendu, l'invention n' est nullement limitée au mode de réalisation decrit et représenté qui n'a été donné quà titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs diverses combinaisons. REVENDICATIONS 1. Système d'amarrage permanent, en mer, d'un gros corps flottant (1), du type comprenant une colonne oscillante (4) à flotteur stabilisateur (6), articulée par son extrémité inférieure (5) à une embase (3) ancrée sur le fond marin (2), la somme de la heuteur de l'embase et de la longueur de la colonne étant supérieure à la profondeur locale dudit fond marin, et un joug (9) fourche embrassant ledit corps flottant (1) et articulé, d'une part, par son extrémité opposée à la fourche, au sommet (10)due ladite colonne et, d'autre part, par les deux bras de sa fourche, audit corps flottant (1) respectivement de chaque côté de celui-ci, caractérisé en ce que l'emplacement de liaison (12) dudit joug (9) audit corps flottant (1) est situé sur la carène en dessous de la ligne de flottaison (8) de celui-ci à une profondeur suffisante pour se trouver toujours en dessous de la couche de glace de mer éventuelle (13) et la longueur totale de ladite colonne est telle que ladite colonne soit faiblement 8xente en position au moins approximativement verticale d'equilibre stable en ayant sa tête (7) hors de l'eau et, que cette colonne soit entièrement immergée notamment sous la couche de glace de mer éventuelle (13) à partir d'une position inclinée déterminée de cette colonne. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur ou hauteur de la partie extreme supérieure normalement émergente (7) de la colonne articulée précitée (4) est d'environ 5 m. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison précité est d'environ 300 à 400. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la profondeur d'immersion du sommet (10) de la colonne précitée !4) en position inclinée est d'au moins 10m à 15 m.