Brevet FR2624533A1 — publié le 19890616

La présente invention concerne un procédé pour installer une canalisation par tirage sous le niveau du fond marin, dans les zones littorales constituées de sols meubles soumis aux effets de la houle et des courants. En particulier, ce procédé doit permettre de faire traverser la zone de déferlement dans les zones littorales constituées de sols meubles, à une canalisation tirée encontinu, en assurant son passage à une profondeur sous le sol marin fixée à l'avance, de manière à éviter tout désordre ultérieur pouvant être causé par une tempête. L'invention vise également l'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Selon les diamètres des canalisations, les procédés existants dérivent, soit des techniques pétrolières d'atterrage des canalisations sous-marines, soit des techniques classiques portuaires (constitution d'une enceinte de protection), soit du dragage préalable. Les techniques pétrolières, après tirage sur le fond préparé ou non au moyen d'un dragage préalable souvent contrecarré par les conditions météorologiques, ou d'effet limité par le retour des sédiments dans l'intervalle de temps séparant le dragage du tirage, ont recours au procédé de l'ensouillage au moyen de passes successives d'un engin spécialisé de succion des sédiments, parfois associé à leur fluidisation (par injection d'eau ou vibration), le tout ayant pour effet de faire descendre progressivement la canalisation à la profondeur cherchée sous le terrain naturel. Outre que cette canalisation se trouve, au moment de l'opération, à un niveau aléatoire par rapport au profil recherché (en raison des remaniements du fond sous-marin dûs aux dernières tempêtes ayant affecté le site), le principal inconvénient de cette technique, développée pour des canalisations de faible diamètre, donc relativement flexibles, est de devenir d'un coût rapidement croissant avec le diamètre de celles-ci, puis de se heurter à diverses butées technologiques, touchant notamment à la taille et à la puissance des engins spécialisés de succion. Les techniques classiques portuaires impliquent la construction préalable d'une enceinte de protection, dont les principaux inconvénients sont - le coût rapidement croissant avec la sévérité des conditions de mer sur le site, qui interviennent de deux manières : la profondeur, donc la distance à partir du rivage et la hauteur sur lesquelles doit régner l'ouvrage (typiquement constitué par deux rideaux de palplanches à module, convenablement ancrées dans le sol) et les forces développées sur ce même ouvrage. - la non-transparence à la houle et aux courants, lesquels provoquent, dès le début de la construction de l'enceinte, des modifications très rapides du faciès littoral non seulement au voisinage de l'ouvrage lui-même (ce qui peut provoquer des difficultés pour sa construction ou même sa ruine lors d'une tempête : la remontée progressive des fonds, par effet d'épi, peut en effet provoquer, pour des caractéristiques données de la houle, un déferlement non prévu sur l'ouvrage), mais également à des distances importantes de celui-ci, lorsque le littoral est particulièrement instable et le transport solide important. - la nécessité fréquente de prévoir un système et/ou un élément spécial de connection entre la partie de l'ouvrage située à l'intérieur de l'enceinte, et la partie côté large. - les difficultés et le coût de sa démolition, qui risque souvent de laisser subsister sur le site des résidus constituant à la fois des dangers pour la navigation de pêche ou de plaisance, et un épi sous-marin dont les effets, même atténués par rapport à ceux de l'ouvrage lui-même, peuvent entraîner une modification du faciès littoral. Les techniques de dragage qui font appel en général à une drague pouvant opérer en mer ouverte (suceuse porteuse), ne peuvent être utilisées avec succès que dans les zones où, au moins pendant le temps nécessaire à l'opération, tirage de la canalisation inclus, les conditions de mer sont telles que le retour de sédiments dans la souille draguée reste suffisamment limité pour garantir le respect d'une profondeur donnée. Compte tenu des contraintes et des coûts de mobilisation et d'attente, ce procédé ne peut donc être employé économiquement que pour des ouvrages particuliers et dans les zones où les statistiques météorologiques fiables laissent présager avec une quasi certitude l'existence d'une période de calmes, de récurrence connue, ce qui limite singulièrement son champ d'application. L'invention a pour but d'éliminer les incertitudes d'ordre technique et financier inhérentes aux procédés connus, et de permettre ainsi la mise en oeuvre par tirage continu, soit dans le sens terre-mer, soit en sens inverse, indifféremment, de canalisations de tous diamètres, la pose de cette canalisation n'entraînant aucun risque de destruction en cas de tempête, et n'exigeant aucun matériel complexe, lourd et onéreux. Suivant l'invention, le procédé pour installer une canalisation par tirage sous le niveau du fond marin dans les zones littorales constituées de sols meubles soumis aux effets de la houle et des courants, est caractérisé par les étapes suivantes on préfabrique des éléments tubulaires présentant un diamètre suffisant pour pouvoir recevoir la canalisation, on dispose successivement ces éléments tubulaires bout à bout sous le niveau du fond marin, en réalisant des excavations successives ayant des dimensions suffisantes pour recevoir les éléments tubulaires successifs, chaque excavation étant réalisée de façon telle qu'elle dégage l'extrémité de l'élément tubulaire déjà posé, on pose chaque élément tubulaire immédiatement après avoir effectué l'excavation correspondante avant que les effets de la houle et des courants aient eu le temps de combler l'excavation, on assemble bout à bout les éléments tubulaires successifs, après avoir réalisé ainsi un tunnel-guide constitué d'éléments tubulaires raccordés bout à bout s'étendant entre un point A situé en général à terre jusqu'en un point B situé en mer, on tire au moyen d'un câble la canalisation à l'intérieur de ce tunnel-guide. Lorsqu'un élément tubulaire est mis en place dans une excavation, il est rapidement enterré dans le sol meuble en raison des effets de la houle et des courants. Ainsi, en cas d'apparition d'une tempête, les éléments tubulaires posés ne risquent pas d'être endommagés. Le tunnel-guide une fois réalisé permet de guider le tirage de la canalisation et de protéger celle-ci contre les effets d'une tempête survenant lors de cette opération de tirage, ou ultérieurement. Etant donné que les éléments tubulaires sont relativement légers et que les excavations réalisées successivement pour leur pose sont de dimensions relativement faibles, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre à l'aide de moyens légers, simples et peu onéreux. Selon une version avantageuse de l'invention, on réalise pour chaque élément une excavation ayant des dimensions supérieures à celles normalement nécessaires pour recevoir cet élément, de façon que, compte tenu du remblaiement engendré par la houle et/ou les courants dans la période s'écoulant entre l'achèvement de l'excavation et la pose de l'élément, les dimensions de cette excavation soient encore suffisantes pour recevoir cet élément. Selon un mode de réalisation du procédé selon l'invention, avant la pose des éléments tubulaires, on réalise au-dessus du tracé s'étendant entre les points A et B, et en général au-delà de celui-ci, une passerelle destinée à supporter un outil de dragage pour réaliser les excavations et un engin de levage et de manutention pour poser les éléments tubulaires. Selon une version préférée de l'invention, les éléments tubulaires sont posés à un niveau qui est situé endessous du niveau au-dessus duquel le sol est instable dans les conditions météorologiques extrêmes envisagées. Ainsi, les éléments tubulaires et la canalisation qu'ils protègent ne risquent pas d'être déplacés sous l'effet de la houle et des courants marins les plus forts, même après érosion maximale du fond. Selon un autre aspect de l'invention, l'installation pour mettre en place une canalisation par tirage sous le niveau du fond marin dans les zones littorales constituées de sols meubles soumis aux effets de la houle et des courants, est caractérisée en ce qu'elle comprend A/ des moyens pour préfabriquer des éléments tubulaires présentant un diamètre suffisant pour pouvoir recevoir la canalisation, B/ des moyens pour réaliser sous le niveau du fond marin des excavations successives ayant des dimensions suffisantes pour recevoir les éléments tubulaires successifs, CI des moyens pour poser chaque élément tubulaire immédiatement après avoir réalisé l'excavation correspondante, D/ des moyens pour assembler bout à bout les éléments tubulaires successifs, en suivant un tracé en général non rectiligne, E/ des moyens pour tirer la canalisation à l'intérieur du tunnel-guide constitué par les éléments tubulaires raccordés bout à bout. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue en coupe d'une zone littorale dans laquelle on veut poser une canalisation, - la figure 2 est une vue en coupe de cette zone littorale après construction d'une passerelle, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 après pose d'un certain nombre d'éléments tubulaires, - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 après achèvement du tunnel-guide, - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 montrant la mise en place dans le tunnel-guide d'un câble de tirage d'une canalisation, - la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, montrant le tirage de la canalisation dans le tunnel-guide, - la figure 7 est une vue analogue à la figure 6, montrant une opération d'ancrage latéral du tunnel-guide, - la figure 8 est une vue analogue à la figure 7 montrant le démontage de la passerelle, - la figure 9 est une vue en coupe transversale à la direction du tunnel-guide, montrant le creusement d'une excavation devant un élément tubulaire déjà posé, - la figure 10 est une vue en coupe longitudinale montrant l'opération illustrée par la figure 9, - la figure 11 est une vue analogue à la figure 10 montrant la mise en place d'un élément tubulaire dans l'excavation creusée, - la figure 12 est une vue analogue à la figure 11 montrant la fixation de l'élément tubulaire à l'élément précédent, - la figure 13 montre une étape ultérieure de creusement d'une excavation, - la figure 14 montre une étape ultérieure de mise en place d'un élément tubulaire dans l'excavation creusée, - la figure 15 est une vue en coupe transversale montrant l'ancrage latéral du tunnel-guide. On va décrire ci-après le procédé pour installer une canalisation par tirage sous le niveau du fond marin dans une zone littorale constituée de sols meubles telle qu'illustrée par la figure 1, soumise aux effets de la houle et des courants. On préfabrique tout d'abord en usine des éléments tubulaires 2 présentant un diamètre suffisant pour pouvoir recevoir la canalisation que l'on veut poser. On dispose ensuite successivement ces éléments tubulaires 2 bout à bout sous le niveau du fond marin 1, en réalisant des excavations successives 3 (voir figures 3, 9, 10, 13) ayant des dimensions suffisantes pour recevoir les éléments tubulaires successifs 2. Chaque excavation 3 est réalisée de façon telle qu'elle dégage l'extrémité 2a de l'élément tubulaire 2 déjà posé. On pose ensuite chaque élément tubulaire immédiatement après avoir effectué l'excavation 3 correspondante (voir figure 3) avant que les effets de la houle et des courants aient eu le temps de combler cette excavation 3. Après pose de chaque élément tubulaire 2, on l'assemble à l'extrémité de l'élément tubulaire précédent (voir figure 12). Après avoir réalisé ainsi un tunnel-guide 4 (voir figure 4), constitué d'éléments tubulaires raccordés bout à bout s'étendant entre un point À proche de la terre jusqu'en un point B situé en mer, on tire au moyen d'un câble 5 la canalisation 6 à l'intérieur de ce tunnel-guide (voir figures 5 et 6). De préférence, on réalise pour chaque élément tubulaire 2 une excavation 3 comme montré sur les figures 9 à 11, ayant des dimensions supérieures à celles normalement nécessaires pour recevoir cet élément 2. Ainsi, compte tenu du remblaiement engendré par la houle et/ou les courants dans la période s'écoulant entre l'achèvement de l'excavation 3 et la pose de l'élément 2, les dimensions de cette excavation sont encore suffisantes pour recevoir cet élément. Dans l'exemple représenté sur les figures, avant la pose des éléments tubulaires 2, on réalise au-dessus du tracé s'étendant entre les points A et B, une passerelle 7 reposant sur des poteaux 8 enfoncés dans le sol, destinée à supporter un outil de dragage 11, 12 pour réaliser les excavations et un engin 13 de levage et de manutention pour poser les éléments tubulaires 2, comme montré sur les figures 2 et 3. De préférence également, les éléments tubulaires 2 sont posés à un niveau (celui du tracé A-B) qui est situé endessous du niveau au-dessus duquel le sol est instable. Alternativement, comme on le verra plus en détail plus loin, après la pose du tunnel-guide 4, on ancre au moins certains des éléments tubulaires 2 à la base de certains des poteaux 8, par exemple ceux situés au voisinage du point B (voir figures 7 et 8). En fin d'installation, on démonte la passerelle 7 en laissant en place la base 8a des poteaux 8 servant à ancrer les éléments tubulaires 2 (voir figures 8 et 15). Par ailleurs, avant de tirer le câble de traction 5 de la canalisation 6 à l'intérieur du tunnel-guide 4, on réalise aux extrémités A et B de celui-ci des excavations 9, 10 (voir figures 5 et 6) pour déboucher l'entrée et la sortie du tunnel-guide 4. Dans l'exemple illustré par les figures, le creusement des excavations 3, 9 et 10 est effectué au moyen d'une tête suceuse 11 (voir figures 2, 3, 9, 10, 13) supportée par un chariot 12 pouvant être déplacé sur la passerelle 7. La mise en place de chaque élément tubulaire 2 dans l'excavation creusée 3 est effectuée par une petite grue 13 également mobile sur la passerelle 7. L'assemblage bout à bout des éléments tubulaires successifs 2 est réalisé au moyen de demi-colliers 14a, 14b fixés aux extrémités de ces éléments, comme indiqué sur les figures 9 à 15. Il suffit que ces demi-colliers 14a, 14b assurent une étanchéité à l'égard du sable, l'eau de mer pouvant elle-même sans inconvénient pénétrer à l'intérieur du tunnelguide 4. Une fois le tunnel-guide 4 posé, celui-ci est rapidement remblayé par les sols meubles de sorte que le fond marin 1 retrouve son profil initial, comme indiqué sur la figure 4. Du fait de ce remblaiement, le tunnel-guide 4 ne risque pas d'être déplacé sous l'effet de la houle et des courants. Comme indiqué précédemment, la base 8a des poteaux 8 de la passerelle 7 peut servir à assurer un ancrage latéral supplémentaire du tunnel-guide 4. Les figures 7 et 8 illustrent schématiquement la façon de réaliser ces ancrages. A chaque point d'ancrage, on creuse une excavation 15 pour dégager un élément tubulaire 2 pour pouvoir relier celui-ci à la base 8a des poteaux adjacents. Cette dernière opération peut être réalisée depuis la passerelle 7 au moyen de l'engin de manutention et de levage 13. La figure 15 montre que ces ancrages peuvent être réalisés au moyen de bras 16 fixés de façon articulée à la base 8a des poteaux et à des flasques 17 solidaires des éléments tubulaires 2. Bien entendu, les éléments tubulaires 2 peuvent être réalisés en tout matériau suffisamment rigide pour pouvoir supporter les différentes contraintes mises en jeu. A titre d'exemple, ces éléments tubulaires 2 peuvent être en tôle d'acier présentant des ondulations circonférentielles, ce qui leur donne, à poids égal, une résistance supérieure à l'écrasement. Les principaux avantages du procédé et de l'installation que l'on vient de décrire sont les suivants La mise en oeuvre du procédé ne nécessite que des moyens de dragage et de levage légers par rapport à la grandeur de l'ouvrage à réaliser. De même, l'ouvrage nécessaire pour supporter les moyens précités est relativement léger et donc peu coûteux. Ces résultats ont été obtenus en découpant l'ensemble de l'opération de pose en une succession de petites opérations (petites excavations suivies par la pose de petits éléments tubulaires). Outre les avantages ci-dessus apportés par l'utilisation d'éléments tubulaires préfabriqués, ceux-ci permettent de réaliser un tunnel-guide dont la courbure s'adapte parfaitement au profil désiré, sans risque d'induire des contraintes nocives à l'ouvrage. Par ailleurs, étant donné que les éléments tubulaires sont stabilisés dans le sol presqu'immédiatement après leur pose du fait du remblaiement naturel provoqué par la houle et les courants, le tunnel-guide, même non encore terminé, ne risque pas d'être détérioré par une tempête. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, la canalisation 6 au lieu d'être tirée par une machine de traction placée à terre, pourrait être tirée de la terre vers la mer. Par ailleurs, les moyens d'assemblage des éléments tubulaires 2 pourraient être différents de ceux décrits. De même, les moyens d'ancrage des éléments tubulaires 2 pourraient être modifiés. REVENDICATIONS 1. Procédé pour installer une canalisation (6) par tirage sous le niveau du fond marin dans les zones littorales constituées de sols meubles soumis aux effets de la houle et dés courants, caractérisé par les étapes suivantes Ai on préfabrique des éléments tubulaires (2) présentant un diamètre suffisant pour pouvoir recevoir la canalisation, B/ on dispose successivement ces éléments tubulaires (2) bout à bout sous le niveau du fond marin (1), en réalisant des excavations successives (3) ayant des dimensions suffisantes pour recevoir les éléments tubulaires successifs (2), chaque excavation (3) étant réalisée de façon telle qu'elle dégage l'extrémité de l'élément tubulaire (2) déjà posé, CI on pose chaque élément tubulaire (2) immédiatement après avoir effectué l'excavation (3) correspondante avant que les effets de la houle et des courants aient eu le temps de combler l'excavation, D/ on assemble bout à bout les éléments tubulaires successifs (2), E/ après avoir réalisé ainsi un tunnel-guide (4) constitué d'éléments tubulaires (2) raccordés bout ê bout s'étendant entre un point A situé en général à terre jusqu'en un point B situé en mer, on tire au moyen d'un câble (5) la canalisation (6) à l'intérieur de ce tunnel-guide (4). 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise pour chaque élément tubulaire (2) une excavation (3) ayant des dimensions supérieures à celles normalement nécessaires pour recevoir cet élément (2), de façon que compte tenu du remblaiement engendré par la houle et/ou les courants dans la période s'écoulant entre l'achèvement de l'excavation (3) et la pose de l'élément #(2), les dimensions de cette excavation (3) soient encore suffisantes pour recevoir cet élément. 3. Procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'avant la pose des éléments tubulaires (2) on réalise au-dessus du tracé s'étendant entre les points A et B et en général au-delà de celui-ci, une passerelle (7) destinée à supporter un outil de dragage (11) pour réaliser les excavations (3) et un engin de levage et de manutention (13) pour poser les éléments tubulaires (2). 4. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments tubulaires (2) sont posés à un niveau qui est situé en-dessous du niveau audessus duquel le sol est instable dans les conditions météorologiques extrêmes envisagées. 5. Procédé conforme à la revendication 3, caractérisé en ce qu'on réalise une passerelle (7) au moyen de poteaux (8) fichés verticalement dans le fond marin (1) et en ce qu on ancre au moins certains des éléments tubulaires (2) à la base (8a) de certains des poteaux. 6. Procédé conforme à la revendication 5, caractérisé en ce qu'en fin d'installation, on démonte la passerelle (7), en laissant en place la base (8a) des poteaux servant à ancrer les éléments tubulaires (2). 7. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'avant de tirer le câble (5) de traction de la canalisation (6) à l'intérieur du tunnel-guide (4), on réalise aux extrémités de celui-ci des excavations (9, 10) pour déboucher l'entrée et la sortie du tunnel-guide (4). 8. Installation pour mettre en place une canalisation (6) par tirage sous le niveau du fond marin (1) dans les zones littorales constituées de sols meubles soumis aux effets de la houle et des courants, caractérisée en ce qu'elle comprend AI des moyens pour préfabriquer des éléments tubulaires (2) présentant un diamètre suffisant pour pouvoir recevoir la canalisation (6), B/ des moyens (11, 12) pour réaliser sous le niveau du fond marin (1) des excavations successives (3) ayant des dimensions suffisantes pour recevoir les éléments tubulaires successifs (2), CI des moyens (13) pour poser chaque élément tubulaire (2) immédiatement après avoir réalisé l'excavation (3) correspondante, D/ des moyens pour assembler bout à bout les éléments tubulaires successifs (2), en suivant un tracé en général non rectiligne, E/ des moyens (5, 18) pour tirer la canalisation (6) à l'intérieur du tunnel-guide (4) constitué par les éléments tubulaires (2) raccordés bout à bout.