Brevet FR2603923A2 — publié le 19880318

FR 2603923 A2 19880318 FR 8612982 A 19860917 Le présent certificat d'addition concerne, comme le brevet principal, une plate-forme oscillante sur pieux flexibles pour travaux en mer, la plate-forme comportant un pont, une tour en treillis, une articulation formée par les pieux flexibles et éventuellement un gabarit de forage fixé au fond marin, les pieux flexibles enfoncés dans le sol sous-marin étant fixés à la partie supérieure de la tour, la tour comportant à sa partie supérieure des flotteurs et à sa partie inférieure un compartiment à lest et des moyens de reprise des efforts de cisaillement. Dans le brevet principal, les flotteurs sont disposés à l'intérieur de la structure de la tour, ce qui nécessairement limite leur diamètre et nécessite par conséquent, selon le poids propre de la plate-forme, une hauteur plus ou moins importante, le poids propre de la plate-forme étant la somme des poids du pont, de la structure de la tour, des flotteurs, des pieux et du ballast Par suite de cette contrainte dimensionnelle, il peut être difficile, dans certains cas, de respecter la caractéristique énoncée dans le brevet principal à savoir que le produit de la flottabilité totale par la distance entre le centre de poussée et le centre d'articulation doit étre au moins égal à 1,25 fois le produit du poids propre de la plate-forme par la distance entre le centre de gravité de la plate-forme et le centre d'articulation. le perfectionnement selon l'addition consiste à réaliser des flotteurs sous forme d'une structure alvéolaire de section transversale au moins égale à celle de la structure de la tour. La partie supérieure de la structure alvéolaire supporte le pont tandis que la partie inférieure est reliée à la structure en treillis de la tours Le perfectionnement consiste également en un procédé de construction et de mise en place d'une telle plate-forme. La plate-forme oscillante sur pieux flexibles selon l'invention est remarquable en ce que la tour est constituée d'une structure en treillis reliée à sa partie supérieure à au moins une structure alvéolaire de flotteur0 Les explications et figures données ci-après à titre d'exemples, permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente schématiquement et en coupe partielle une vue en élévation d'une tour selon l'invention. Les figures 2, 3, 4 représentent les vues en coupe selon II-II, II7-III et IV-T-T ce la figure ?. Les figures 5 à 11 schématisent les étapes principales du procédé de montage et de la mise en place de la plate-forme selon l'invention. La figure 12 montre l'avant dernière étape de mise en place de la plate-forme selon une première variante du procédé. Les figures 13 à 19 schématisent les étapes principales d'une troisième variante du procédé. La figure 1 montre en élévation et en coupe partielle une plate-forme conforme à l'invention. Cette plate-forme est constituée d'une tour 1 présentant une structure polygonale, en particulier hexagonale, en treillis supportant à sa partie haute un pont 2 comportant les installations de forage 3 et les quartiers d'habitation 4. La tour est maintenue au fond de la mer par une articulation constituée par des pieux flexibles 5 disposés en cercle, parallèlement à l'axe de la tour et près de celui-ci et par des pieux de cisaillement 6 dis posés à la périphérie de la tour. Les pieux flexibles 5, au nombre de six dans l'exemple de réalisation représenté, sont disposés près du centre de la tour selon une circonférence dont le diamètre définit une surface approximativement égale ou inférieure à 10% de la surface totale (section droite) de la structure. Cette localisation très compacte présente l'avantage de réduire au minimum les efforts de traction et de compression exercés sur des pieux diamétralement opposés lors des oscillations se produisant autour du point d'articulation situé au niveau du sol sous-marin. La tour est munie å sa partie supérieure d'ur. flotteur 7 et à sa partie inférieure d'un compartiment à lest 8 étanche, ballastable susceptible de recevoir un lest solide ou liquide schématiquement représenté, sur la figure 1, par un trait interrompu figurant sa partie supérieure, afin de donner plus de clarté à la figure. La constitution de ce compartiment est semblable à celle du flotteur qui sera ci-après décrit. Selon l'exemple de la figure 1, la tour porte à la périphérie de son extrémité inférieure (figure 4), des guides latéraux 9 qui reçoivent des pieux de cisaillement 6, empêchant la rotation de la tour autour de son axe et permettant le transfert au sol des efforts tranchants et des moments de torsion. De manière connue, la structure en treillis comporte des pieds tubulaires 14, formant les sommets d'un hexagone (figures 3, 4), reliés par des entretoises horizontales, diamétrales et périphériques, ainsi que par des entretoises obliques. La partie supérieure de la structure en treillis et en particulier les pieds, comporte des moyens de liaison au flotteur 7. Le flotteur est constitué d'une structure alvéolaire, qui selon une caractéristique de l'invention, est formée dans sa partie supérieure par, éventuellement, une partie 70 supportant le pont 2o Cette partie partiellement immergée présente de préférence un diamètre réduit afin de réduire les efforts hydrodynamiques0 Selon une caractéristique de l'invention, le flotteur 7 présente une structure alvéolaire formée dans sa partie supérieure 70 de volumes 71 constitués d'éléments étanches au moins partiellement cylindriques (figure 2).Ces éléments 71 ont une de leurs parois définie par la surface cylindrique 72. Â l'intérieur de cette surface 72 sont régulièrement réparties des portions de sifsce cylnrdrique 73o Ces surfacez cttlin- doriques 73 se prolongent sur toute la hauteur du flotteur 7 et forment au-dessous de la partie 70 des volumes cylindriques 740 La paroi cylindrique extérieure 72 repose sur les éléments cylindriques 74 disposés côte à cote selon par exemple, une circoférence pour former une figure géométrique fermée. La structure du flotteur est de préférence réalisée en béton selon, par exenple, la technique des coffrages glissants0 Les éléments cylindriques 74 sont maintenus entre eux par des liaisons tangentielles 75 et sont compartimentés par des cloisons étanches 76 perpendiculaires à leur axeO La rigidité de la structure est obtenue par des cloisons radiales 77 qui divisent dans le sens longitudinal le volume centçral intérieur 78 et s'appuient sur les liaisons tangentielles 75. La figure 2, correspondant à la coupe II-II de la structure alvéolaire de flotteur, montre les moyens de liaison 79 des pieds 14 de la structure en treillis métallique sur la structure de flotteur en béton. Des logements 80 sont prévus dans le fond 81 du flotteur pour recevoir et maintenir les extrémités des pieds de la structure. Le volume central 78 comporte, comme dans le brevet principal, des chemises 19 dans lesquelles sont guidés les pieux flexibles 5 et à l'extrémité supérieure desquelles ils sont soudés0 Les pieux coulissent librement dans des guides fixés par des goussets de point en point sur la hauteur de la tour au niveau des entretoises horizontales diamétrales. Le volume restant entre les pieux flexibles et les parois des alvéoles du flotteur est utilisé pour le passage des tubes de forages ou d'exploitation. Le procédé de construction et de mise en place de ltouvrage oscillant, selon l'invention, comporte les opérations suivantes : on construit à terre ou aans un dock flottant la base ou fond de la structure alvéolaire du flotteur, qui est montée jusqu'à une hauteur suffisante pour zssurer sa flottabilitéO Simultanément, on procède en chantier à la construction de la structure en treillis métallique de la tour.On procède au lancement de la base des flotteurs et à l'achèvement de la structure alvéolaire du flotteur 7, flot, par la méthode de coffrages glissants, par exemple (figure 5)o On pose le pont 2 sur le flotteur 7 selon la méthode connue de ballastage du flotteur, et l'on monte les installations de forage ou d'exploitation, et les quartiers d'habitation (figure 6). Eventuellement, le pont 2 est tout équipé avant sa pose sur le flotteur. le flotteur équipé du pont et la structure treillis sont remorqués indépendamment sur le site (figure 7). On procède à la mise en place de la structure treillis par redressement (figure 8) contrôlé par le ballastage des pieds et du compartiment à lest 8 et éventuellement par un flotteur d'appoint 28. On contrôle la descente et la mise en place de la structure sur le site par les barges grues (figure 9)o On maintient éventuellement la tour sur le fond marin par les pieux de cisaillement 6o On positionne au-dessus de la structure en treillis, le flotteur équipé du pont (figure 10). On ballaste le flotteur (figure 11) de manière à placer les logements 80 sur les extrémités supérieures des pieds de la structure en treillis. On procède à la fixation du flotteur à la structure en treillis0 On installe les pieux flexibles 5 de l'articulation et éventue11emert, si cette opération n'a pas déjà été faite, les pieux de cisaillement 6o On règle la flottabilité de 1 tour par ballastage des volumes de la structure alvéolaire du flotteur 7o Selon une variante, remplaçant la phase représertée par la figure 11, ctest-à-dire le ballastage du flotteur pour le faire reposer sur la structure treillis afin de procéder à la solidarisation de la tour, on soulève (figure 12) la structure en treillis, qui remonte et vient placer les extrémités des pieds dans les logements 80 du flotteur0 On procède à la solidari satin de l'ensemble et l'on ballaste le flotteur 7 afin de faire reposer l'ensemble sur le sol marin. On procède ensuite à l'installation des pieux flexibles et éventuellement des pieux de cisaillement. Puis on règle la flottabilité de la tour comme dans le procédé précédent. Selon une variante du procédé, après avoir construit la structure alvéolaire du flotteur et la structure en treillis métallique, on pose le pont 2 non équipé sur le flotteur 7 selon la méthode connue de ballastage du flotteur (figure 13). On ballaste un certain nombre de volumes cylindriques du flotteur (comme montré en coupe figure 14) de manière à coucher l'ensemble flotteur 7 et pont 2 horizontalement et en surface (figure 15). On amène la structure en treillis 1 en position horizontale (figure 16). On procède à l'assemblage du flotteur 7 et de la structure en treillis 1 en plaçant les extrémités supérieures des pieds de la structure dans les logements 80 prévus à la base du flotteur0 On remorque sur le site l'ensemble (figure 17)0 On procède à la mise en place de l'ensemble par redressement (figure 18) contrôlé par le ballastage des pieds et du compartiment à lest 8. On installe les pieux de cisai!.lement 6 et les pieux flexibles 5 de l'articulation On règle la flottabilité de la tour. Puis on procède ensuite à l'installation de ranière connue des modules sur le pont (figure 19)o EEVENJ)ICATI ONS 1. Plate-forme oscillante sur pieux flexibles, selon la revendication 1 ou 2 du brevet principal, caractérisée en ce que la tour est constituée d'une structure en treillis reliée à sa partie supérieure à au moins une structure alvéolaire de flotteur (7). 2. Plate-forme selon la revendication 1, caractérisée en ce que la structure alvéolaire de flotteur est constituée d'éléments au moins partiellement cylindriques (71) disposés c8té à c8te selon une figure géométrique fermée. 3. Plate-forme selon la revendication 2, caractérisée en ce que les éléments au moins partiellement cylindriques sont fixés entre eux par des liaisons tangentielles (75) et en ce que le volume intérieur (78) défini par les éléments au moins partiellement cylindriques porte des cloisons radiales (77) aboutissant aux liaisons tangentielles (75)o 4. Plate-forme selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que les éléments au moins partiellement cylindriques portent des cloisons étanches (76) perpendiculaires à leur axeO 5. Plate-forme selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les éléments au moins partiellement cylindriques (71) sont étanches entre eux. 6. Procédé de construction et de mise en place d'une plate-forme conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que a) on construit simultanément à terre la base de la structure alvéolaire du flotteur et la structure en treillis; b) on procède au lancement de la base et à l'achèvement du flotteur à flot; c) on procède à la pose du pont éventuellement éauipé; d) on remorque le flotteur muni du pont et la structure en treillis sur le site; e) on procède à la mise en place sur le site de la structure en treillis; f) on positionne le flotteur au-dessus de la structure; g) on ballaste le flotteur pour effectuer la liaison flotteur-structure; h) on installe les pieux flexibles et les pieux de cisaillement et l'on solidarise les pieux flexibles avec la partie supérieure du flotteur;; on or ballaste le flotteur afin de régler la flottabilité de la plate-forme0 70 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ltopération g) est remplacée par les opérations suivantes g1) on soulève la structure en treillis tour scriAariser la structure au flotteur; g2) on ballaste l'ensemble flotteur-treillis pour faire reposer la tour sur le sol marin. 8o Procédé selon la revendication 6 et plus particulièrement les opérations a à c, caractérisé en ce que d1 ! on couche horizontalement et en surface le flotteur runi du pont; el) on amène la structure en treillis en position horizontale; f1) on positionne la structure de manière que les extrémités supérieures des pieds soient devant les logements prévus à la base du flotteur; gi) on assemble le flotteur et la structure en treillis; h1) on remorque sur le site le flotteur et la structure assemblés; il) on redresse l'ensemble en position verticale par centrale du ballastage des pièces de la structure en treillis et du compartiment à lest; ; j1) on installe les pieux de cisaillement et les pieux flexibles d'articulation; k1) on ballaste le flotteur afin de régler la flottabilité de la plate-forme; 11) on équipe le pont.