Brevet FR2698605A1 — publié le 19940603

La présente invention est relative à une plate-forme auto-élévatrice sous-marine et, plus particulièrement, à une telle plate-forme comprenant un pont propre à recevoir des engins d'exécution de travaux sous-marins, et des jambes de support du pont sur un fond marin. La présente invention est aussi relative à un procédé d'installation d'une telle plate-forme. Le développement des activités "off-shore" telles que l'exploration et l'exploitation des champs pétrolifères, conduit à prévoir l'exécution de travaux sous-marins, au voisinage du fond, notamment sur le plateau continental. Ces travaux peuvent avoir pour objet la réparation, l'entretien ou la construction de structures telles qu'oléoducs, bases de plate-forme, la récupération d'objets gisant sur le fond marin, etc... On envisage d'exécuter certains de ces travaux à l'aide d'engins télécommandés depuis la surface, de manière à éviter l'envoi de personnel dans l'environnement sévère que constitue un fond au-delà de 100 m de profondeur. Pour ce faire, il conviendrait de disposer d'une plateforme sous-marine susceptible d'accueillir ces engins au voisinage du fond. En matière de constructions entièrement immergées ou submersibles on connaît, par exemple, des tunnels ou une plate-forme amovible telle que celle décrite dans le brevet français No. 2.251.661. Cette plate-forme est destinée à être installée dans l'eau pour former un élément de pont ou de quai par exemple. La plate-forme comprend un ponton équipé de moyens de ballastage et de pieds réglables susceptibles de prendre appui sur un fond marin ou de rivière, par exemple, de façon que ledit ponton puisse être maintenu, à volonté, soit à une hauteur choisie au-dessus de la surface de l'eau pour le passage de véhicules par exemple, soit à une profondeur quelconque sous ladite surface, pour immerger ce ponton. Cette plate-forme, qui n'est immergée que lorsqu'elle n'est pas en service, et qui sert essentiellement au franchissement de rivière, ne saurait être utilisée au voisinage d'un fond de profondeur substantielle de 200 m par exemple, comme c'est le cas sur le plateau continental. La présente invention a donc pour but de réaliser une plate-forme pour travaux sous-marins, susceptible d'être installée au voisinage d'un fond marin de profondeur substantielle, jusqu'à 300 m environ. La présente invention a aussi pour but de réaliser une telle plate-forme conçue pour accueillir des engins télécommandables. La présente invention a encore pour but de réaliser une telle plate-forme qui soit récupérable, remorquable et réutilisable sur d'autres sites, dans d'autres conditions d'utilisation. La présente invention propose en outre un procédé d'installation d'une telle plate-forme. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec une plate-forme auto-élévatrice sous-marine, comprenant un pont propre à recevoir des engins d'exécution de travaux sous-marins et des jambes de support du pont sur un fond marin. Suivant l'invention, la plate-forme comprend a) des moyens de tirage de la plate-forme vers le fond jusqu'à une position immergée où les jambes sont en appui sur le fond et b) des moyens pour régler la position de chaque jambe par rapport au pont de manière que les jambes supportent celui-ci à une hauteur prédéterminée au-dessus du fond. Les moyens de tirage sont composés d'au moins un câble de tirage, d'au moins une poulie de renvoi de câble installée sur le fond de l'eau et de moyens d'accrochage du câble de tirage sur le pont. Une extrémité du câble de tirage est donc fixée sur le pont, l'autre extrémité est reliée à un treuil prévu en surface de l'eau ou à terre, pour faire descendre le pont vers le fond. En fonction des conditions de sol et de la précision de pose requise, les jambes peuvent être autoportantes ou elles peuvent être posées sur des embases préinstallées. Ces embases peuvent alors porter les poulies de renvoi des câbles. La plate-forme comprend encore au moins un compartiment assurant la flottabilité de la plate-forme lors de son transport vers un site d'installation, des moyens pour ballaster ce compartiment afin de diminuer la flottabilité de la plate-forme avant et pendant son immersion et d'assurer la stabilité au fond de celle-ci lors de son exploitation, et des moyens pour déballaster ce compartiment pour permettre la remontée de la plate-forme à la surface. L'invention fournit aussi un procédé d'installation de la plate-forme décrite ci-dessus, suivant lequel on remorque la plate-forme par flottaison jusqu'à un site prévu pour la recevoir, on règle les jambes de la plate-forme dans des positions prédéterminées, on ballaste la plate-forme pour diminuer sa flottabilité, on immerge et on guide celle-ci par tirage sur des câbles accrochés par une extrémité à la plate-forme, on pose la plate-forme sur le fond, et on accroît le ballastage de la plate-forme pour assurer sa stabilité au fond de liteau. La plate-forme suivant l'invention peut être ainsi installée à une hauteur prédéterminée au-dessus du fond marin, tout en étant remorquable par flottaison et réutilisable sur un autre site. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel - les figures 1 à 4 représentent diverses étapes successives de la séquence d'installation de la plate-forme suivant 1 invention, sur un site d'utilisation, - les figures 5 à 7 représentent diverses étapes de la séquence de remontée et de remorquage de la plate-forme suivant 1 invention vers un autre site, et - la figure 8 illustre l'installation, à quai et hors d'eau, du pont de la plate-forme selon l'invention, en vue d'une inspection par exemple. Sur la vue en élévation (figure 1) d'une plate-forme suivant l'invention flottant à la surface de l'eau, il apparaît que celle-ci comprend un pont 1 et une pluralité de jambes, quatre par exemple, dont deux 2i, 22 apparaissent sur la figure. Le pont 1 comprend un compartiment fermé présentant une surface supérieure de travail et, éventuellement, des compartiments supplémentaires tels que des colonnes 31t32 Suivant leur état de ballastage avec de l'eau, ces compartiments assurent la flottaison de la plateforme et facilitent sa descente vers le fond marin 4, comme on le verra plus loin. Les jambes 21,22 coulissent dans des manchons 5,, aménagés dans le pont, suivant un axe vertical. Des moyens moteurs (non représentés) assurent la montée ou la descente de chaque jambe dans son manchon respectif. Un dispositif de blocage (non représenté) assure la fixation de chaque jambe dans son manchon. Pour le transport de la plate-forme par flottaison, d'un chantier de construction ou d'un quai vers un site d'exploitation par exemple, on peut ainsi remorquer cette plate-forme après avoir complètement relevé les jambes, comme représenté à la figure 1. Sur le site à exploiter (figure 2), le procédé d'installation de la plate-forme suivant l'invention consiste d'abord à installer des moyens de renvoi de câbles de tirage, associés éventuellement à des fondations. Dans l'exemple représenté, on pose d'abord sur le fond marin une pluralité d'embases telles que 6i, 62 dans des positions prédéterminées correspondant à celles que devront occuper ultérieurement les extrémités inférieures des jambes 51,52de support de la plate-forme sur le fond 4. Ces embases peuvent être gravitaires ou être supportées par des pieux suivant des techniques connues. Selon l'invention, au moins certaines 61,62 de ces embases sont munies respectivement de poulies 7,,7, ou autres moyens de renvoi de câbles 81,82 supportés à une extrémité par des bouées 9,, 9, flottant à la surface de l'eau et représentées en trait interrompu à la figure 2. La plateforme étant installée par remorquage au-dessus des embases 6î, 62, les câbles 81,82 sont transférés et fixés sur le pont dans les positions représentées en trait plein à la figure 2. La plate-forme est alors connectée, par un câble de commande 11, à un centre de contrôle qui peut se trouver, par exemple, sur un bateau d'assistance 10. Comme représenté à la figure 2, on commande à l'aide de ce câble, la descente des jambes 2î, 22 dans l'eau, jusqu'à des positions telles qu'une fois la plate-forme posée sur les embases 61,62, le pont se trouve à une hauteur prédéterminée au-dessus du fond 4, variant pour chaque site en fonction des travaux à y accomplir. On commande ensuite par le câble de contrôle 11 l'entrée d'eau dans le ou les compartiments de ballastage du pont 1, de manière à donner à la plate-forme une faible flottabilité permettant la descente de cette plate-forme vers le fond marin à l'aide des moyens de tirage. Comme représenté à la figure 3, la descente de la plate-forme suivant les flèches F1 s'effectue à l'aide des câbles de tirage 81 et 82, assurant en outre le guidage et le positionnement horizontal de la plate-forme sur le fond de l'eau.Les câbles 81 et 82 sont renvoyés vers au moins un treuil (non représenté) par les poulies 71 et 72 montées sur les embases 61 et 62. Avantageusement, ce treuil peut être placé à terre, sur une rive proche du site d'installation de la plate-forme. Ainsi, il ne reste à la surface de l'eau que le bateau d'assistance 10, ce qui permet de dégager largement cette surface. Si la commande de la plate-forme s'opère par un câble de commande tiré de la terre, la surface de l'eau audessus du site peut même être entièrement dégagée ce qui est avantageux pour la circulation des navires de surface. La descente de la plate-forme se poursuit jusqu'à ce que (voir figure 4) les extrémités inférieures des jambes 21,22 s'engagent dans des logements (non représentés) prévus à cet effet dans les embases 61,62, cet engagement étant guidé par les câbles 81,82. Un ballastage complémentaire de la plate-forme peut alors être effectué pour assurer la stabilité de celle-ci sur le fond. La plate-forme est alors en position d'exploitation, à une distance prédéterminée du fond établie grâce au réglage préalable de la position des jambes 21,22 par rapport au pont. Des travaux peuvent être alors exécutés sur la plateforme comme dessous celle-ci, à l'aide d'engins (non représentés) portés par la plate-forme et télécommandés du bateau d'assistance 10, par l'intermédiaire du câble de commande 11, ou depuis la terre, comme on l'a vu plus haut. On remarquera que l'on peut faire varier la hauteur du pont au-dessus du fond 4, après l'installation de la plate-forme sur celui-ci, par une action appropriée sur les moteurs (non représentés) de réglage de position des jambes par rapport au pont. Aux figures 2 à 4, le treuillage de la plate-forme est représenté comme opéré depuis la terre, les câbles 81,82 étant renvoyés parallèlement au fond par les poulies 71t72 On a vu que cette disposition permet de dégager la surface de l'eau. Cependant, bien entendu, le treuillage vers le fond de la plate-forme pourrait s'opérer aussi à partir de treuils montés sur des barges flottant à la surface de liteau, près du site d'installation de la plate-forme. Les poulies 71t72 renvoient alors les câbles vers la surface au lieu de les renvoyer vers la rive. Alternativement, les câbles de tirage peuvent être renvoyés sur les treuils de remorqueurs stationnant près du site d'installation. La plate-forme suivant l'invention peut être retirée d'un site pour être installée sur un autre site. Il faut alors, partant de la position de la figure 4, déballaster partiellement la plate-forme jusqu a lui donner une flottabilité positive puis relâcher les câbles de tirage 81,82 pour autoriser la remontée de la plate-forme (voir figure 5, flèches F2). Une fois la plate-forme arrivée à la surface (figure 6), on finalise le déballastage de celle-ci, on détache les câbles de tirage, on remonte les jambes en position de transport, et on déconnecte le câble de contrôle 11. La plate-forme peut ensuite être remorquée vers un nouveau site par un remorqueur 13 (figure 7).La procédure d'installation de la plate-forme sur ce nouveau site s'opère comme décrit ci-dessus en liaison avec les figures 1 à 4, la hauteur des jambes pouvant être réglée à une valeur différente, en fonction des conditions d'exploitation de la plate-forme sur ce nouveau fond. On remarquera que la position des jambes par rapport au pont peut être réglée à la surface de l'eau et/ou après l'arrivée de la plate-forme sur le fond. Par exemple, on peut faire un premier réglage approximatif en surface, puis un réglage fin après l'arrivée des jambes sur le fond, pour ajuster précisément la position du pont au-dessus du fond. La plate-forme peut aussi être ramenée à quai, les jambes en position de stockage, en attente d'utilisation. Une fois à quai, le pont peut être mis hors d'eau par extension des jambes vers le fond, comme représenté à la figure 8. Dans cette position, la plate-forme se prête à une inspection complète de la structure du pont, au-dessus de la surface 12 de l'eau. Il apparaît maintenant que l'invention fournit bien la plate-forme annoncée, auto-élévatrice et réglable en hauteur au-dessus du fond marin, ballastable et déballastable, automatique grâce à une commande par câble, immergée par tirage à partir de la terre ou de la surface, cette plateforme étant ainsi récupérable et flottable pour une installation sur un autre site, le pont pouvant être stocké hors d'eau. REVENDICATIONS 1. Plate-forme auto-élévatrice sous-marine, comprenant un pont (1) propre à recevoir des engins d'exécution de travaux sous-marins et des jambes (21,22) de support du pont sur un fond marin (4), caractérisée en ce qu'elle comprend a) des moyens de tirage de la plate-forme vers le fond jusqu a une position immergée où les jambes sont en appui sur le fond et b) des moyens pour régler la position de chaque jambe par rapport au pont de manière que les jambes (21,22) supportent celui-ci à une hauteur prédéterminée audessus du fond. 2. Plate-forme conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de tirage comprennent au moins un câble de tirage (81,82) accroché à la plate-forme par une extrémité et au moins une poulie (71,72) préinstallée sur le fond pour renvoyer le câble vers un treuil installé à terre ou à la surface de l'eau, pour tirer et guider la plate-forme vers le fond marin. 3. Plate-forme conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que les jambes (21,22) s'appuient sur des embases (61,62) préinstallées sur le fond marin, les poulies de renvoi (7,,7,) étant montées sur ces embases. 4. Plate-forme conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un compartiment assurant la flottabilité de la plateforme lors de son transport vers un site d'installation, des moyens pour ballaster ce compartiment afin de diminuer la flottabilité de la plate-forme et d'assurer sa stabilité au fond lors de l'exploitation, et des moyens pour déballaster ce compartiment pour permettre la remontée de la plate-forme à la surface. 5. Plate-forme conforme à la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de commande (10,11), depuis la surface de l'eau ou la terre, des engins installés sur le pont, des moyens de ballastage et de déballastage et des moyens de réglage des positions des jambes par rapport au pont. 6. Procédé d'installation de la plate-forme conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, suivant lequel on remorque la plate-forme par flottaison jusqu a un site prévu pour la recevoir, on règle les jambes (21,22) de la plateforme dans des positions prédéterminées, on ballaste la plate-forme pour diminuer sa flottabilité, on immerge et on guide celle-ci par tirage sur des câbles (81,82) accrochés par une extrémité à la plate-forme, on pose la plate-forme sur le fond, et on accroît éventuellement le ballastage de la plate-forme pour assurer sa stabilité au fond de l'eau. 7. Procédé conforme à la revendication 6, caractérisé en ce qu'on tire sur des câbles (81,82) renvoyés depuis le fond par des poulies (71,72) préinstallées sur le fond. 8. Procédé conforme à la revendication 7, caractérisé en ce qu'on tire sur les câbles (81,82) depuis la rive. 9. Procédé conforme à la revendication 7, caractérisé en ce qu'on tire sur les câbles (81,82) depuis des moyens de surface. 10. Procédé conforme à la revendication 6, caractérisé en ce qu'on ajuste la position des jambes par rapport au pont après l'arrivée de celles-ci sur le fond. 11. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'on déballaste la plate-forme installée au fond, on relâche les câbles (81,82) pour la faire remonter à la surface et on la transporte par flottaison jusqu a un autre site. 12. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu'on met le pont (1) hors d'eau, en appui sur ses jambes (21,22), pour l'inspection ou le stockage de la plate-forme.