Brevet FR2581403A1 — publié le 19861107

SYSTEME POUR REALISER UNE LIAISON SOUS-MARINE ENTRE LES PIEDS D'UNE PLATE-FORME ET LES PIEUX DE FONDATION CORRESPONDANTS. La présente invention concerne un nouveau système qui permet de réaliser, d'une façon rapide, bon marché et extrêmement efficace, une liaison ou assemblage sous-marin entre chaque pied d'une plate-forme et les pieux de fonda- tion correspondants. Il est connu que chaque pied d'une plate-forme est constitué par une structure en acier à laquelle est fixé un ensemble de quatre ou plus de quatre cylindres d'ancrage qui servent de guide aux pieux de fondation avant l'opération de pilonnage de ces derniers dans le but de les enfoncer dans le fond de la mer; ces pieux doivent ensuite être bloqués à l'intérieur desdits cylindres d'ancrage par une liaison ou assemblage qui doit supporter divers types de contraintes combinées, telles que des contraintes de traction axiale et de cisaillement ainsi que des couples de flexion et de torsion. Dans la technique antérieure, le système classique le plus utilisé pour réaliser ladite liaison d'accouplement consiste à injecter du ciment sous pression dans l'intervalle existant entre les pieux de fondation et les cylindres d'ancrage, à évacuer l'eau puis à attendre la prise du ciment. Un tel système connu est très compliqué et n'est pas par conséquent bon marché car il implique, entre autres, la présence d'un matériel auxiliaire coûteux, tels que des dispositifs d'étanchéité gonflables, pour empêcher le ciment de s'échapper de l'intervalle vers l'extérieur, des tuyau- teries pour gonfler les dispositifs d'étanchéité précités, et des canalisations pour l'évacuation de l'eau. Il présente en outre plusieurs inconvénients, dont le plus évident réside dans la difficulté que l'on rencontre à commander l'opéra- tion d'injection, ce qui fait qu'il n'existe aucune garantie d'un remplissage complet de l'intervalle, dans la faible fiabilité de la liaison avec pour conséquence l'utilisation de coefficients de sécurité élevés dans le calcul de la longueur de la liaison et le besoin, par conséquent, d'uti- liser de longs cylindres d'ancrage, et finalement dans la nécessité de longs temps morts, de l'ordre d'une semaine même, dans l'attente de la prise du ciment. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités et de fournir en conséquence un système qui permette de réaliser facilement, à bon marché et de façon fiable, contrôlable et rapide, une liaison entre les pieux de fondation et les cylindres d'ancrage correspon- dants de chaque pied d'une plate-forme. On atteint essentiellement cet objectif grâce au fait que l'on réalise ladite liaison d'une façon entièrement mécanique avec un transfert des charges à partir du métal et non plus par l'intermédiaire du ciment, et, de ce fait, avec une commande complète de l'opération, ce qui permet de donner à la structure des dimensions adéquates et précises avec, pour conséquence, une économie considérable de matériau. Plus précisément, le système de liaison sous-marine entre les cylindres d'ancrage fixés à chaque pied d'une plate-forme et les pieux de fondation correspondants est caractérisé, selon la présente invention, par le fait que lesdits cylindres d'ancrage sont constitués chacun par deux cylindres coaxiaux, à savoir un cylindre extérieur d'épais- seur plus grande formé d'un acier présentant une valeur de limite élastique élevée et un cylindre intérieur d'épaisseur plus faible formé d'un acier présentant une valeur de limite élastique plus faible, soudés à leurs extrémités l'un à l'autre de manière à définir entre eux une chambre annulaire ou intervalle expansible radialement par application de pression, et par le fait que le pieu de fondation correspon- dant est formé, dans ces zones o la liaison doit être effectuée, d'un acier présentant une faible valeur de limite élastique et est pourvu sur sa surface extérieure d'une série d'encoches et de dents, et comporte une surépaisseur intérieure. De cette façon, on obtient une liaison ou assemblage efficace simplement en mettant sous pression la chambre ou intervalle annulaire précitée. En fait, en injectant dans ledit intervalle annu- laire de l'huile sous une pression atteignant une valeur voisine du point d'écoulement de l'acier présentant une limite élastique de valeur plus élevée, le cylindre extérieur du cylindre d'ancrage se déforme uniquement de façon élas- tique tandis que le cylindre intérieur présentant une valeur de limite élastique faible cède et se déforme de façon plastique vers l'intérieur en pénétrant dans lesdites encoches du pieu de fondation et en étant refoulé contre la paroi de ce pieu qui est soumis lui aussi à une contrainte voisine de son point d'écoulement. Quqnd la pression de l'huile cesse d'être appliquée, la mémoire élastique diffé- rente des matières constituant le pieu de fondation et le cylindre intérieur du cylindre d'ancrage garantit par consé- quent une interaction résiduelle entre les deux éléments et, de ce fait, une pression résiduelle de contact qui, ajoutée à l'effet de pénétration dans les encoches, garantit la - résistance de la liaison à toutes les contraintes ou efforts qui lui seront appliqués pendant toute la durée de vie utile de la plate-forme. En outre, dans le but d'empêcher qu'un tel pieu de fondation puisse se déformer par suite d'une instabilité élastique, ledit pied de fondation est pourvu, en outre, selon une autre caractéristique de la présente invention, en plus de ce qui a été mentionné ci-dessus,-dans la région o doit être effectuée la liaison, d'une épaisseur plus grande avec des nervures périphériques-intérieures. Enfin, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le cylindre intérieur dudit cylindre d'ancrage est formé d'un acier Présentant une limite élas- tique dnnt la vnleur n'est pas supérieure à la moitié de la valeur de la limite élastique du pieu de fondation. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description donnée ci-après, en référence aux dessins annexés qui représentent un mode de réalisation pratique purement illustratif et non limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue partielle d'un pied d'une plate-forme dont les cylindres d'ancrage sont reliés aux pieux de fondation correspondants conformément au système de la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe avant d'un cy- lindre d'ancrage et du pieu de fondation correspondant avant qu'ils soient reliés l'un à l'autre conformément à la présente invention; la figure 3 est une vue en coupe avant similaire à celle de la figure 2, mais après que ladite liaison entre le cylindre d'ancrage et le pied de fondation ait été effectuée. En se référant aux figures, on voit que la réfé- rence 1 désigne le pied d'une plate-forme qui est relié aux autres pieds par la structure réticulée 2, 3 et-4, et auquel est fixé un ensemble de cylindres d'ancrage réfé- rencés respectivement 5,5' et 6,6', qui servent de guides aux pieux de fondation, référencés respectivement 7 et 8. Chaque cylindre d'ancrage 5,5' et 6,6' est cons- titué par un cylindre extérieur 9 en acier présentant une limite élastique de valeur élevée et par un cylindre inté- rieur 10 coaxial au cylindre extérieur et d'une épaisseur plus faible que celui-ci, ce cylindre intérieur étant en un acier présentant une limite élastique de faible valeur, de préférence d'une valeur inférieure à la moitié de la valeur de la limite élastique du cylindre extérieur 9 et du pieu de fondation correspondant 7. Les deux cylindres coaxiaux 9 et 10 sont soudés à leurs extrémités l'un à l'autre au moyen de soudures circonférentielles 11 et 12, de manière à définir une chambre ou intervalle annulaire 13. Les pieux de fondation 7 ou 8 sont en outre formés, dans les régions o la liaison doit être obtenue, c'est-à- dire dans les régions indiquées par 7' ou 8', d'un acier présentant une forte valeur de limite élastique et sont fixés aux parties résiduelles du pieu par des soudures périphériques 14. Lesdites parties 7' ou 8' présentent une surépaisseur intérieure et, sur leur surface. extérieure, une série d'enco- ches 15 et de dents 16. A l'intérieur desdites parties 7' ou 8', on peut prévoir en outre des nervures périphériques 17. Sur la figure 3, on a représenté la déformation plastique subie par le cylindre intérieur 10 du cylindre d'ancrage après que la liaison a été réalisée. REVENDICATIONS ______________ 1. Système pour une liaison ou assemblage sous-marin entre les cylindres d'ancrage (5,5', 6,6') fixés à chaque pied (1) d'une plate-forme et les pieux de fondation corres- pondants (7, 8), caractérisé en ce que lesdits cylindres d'ancrage (5,5', 6,6') sont constitués chacun par deux cylindres coaxiaux (9, 10), à savoir un cylindre extérieur (9) de plus grande épaisseur formé d'un acier présentant une valeur élevée de limite élastique et un cylindre intérieur (10) d'épaisseur plus faible formé d'un acier présentant une faible valeur de limite élastique, soudés à leurs extrémités l'un à l'autre de manière à définir entre eux une chambre ou intervalle annulaire (13) expansible radialement par l'application d'une pression, et en ce que le pilier de fondation correspondant (7, 8) est formé, dans ses zones dans les- quelles la liaison ou assemblage doit être réalisée, d'un acier présentant une valeur élevée de limite élastique et est pourvu, sur sa surface extérieure, d'une série d'enco- ches (15) et de dents (16) et sur sa surface intérieure d'une surépaisseur. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en. ce que lesdits pieux de fondation sont pourvus de nervures périphériques intérieures (17). 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit cylindre intérieur dudit cylindre d'ancrage est formé d'un acier présentant une limite élastique qui n'est pas supérieure à la moitié de la limite élastique dudit pieu de fondation.