Brevet FR2716251A1 — publié le 19950818

L'invention concerne la stabilisation d'une conduite posée sur le fond de la mer et elle s'applique notamment à la stabilsation des conduites situées dans des sites très exposés, sous faible profondeur d'eau, susceptibles d'être soumises à des houles déferlantes et à des courants forts. L'invention s'applique notamment aux conduites ayant un diamètre extérieur compris dans la gamme environ 0,5 m - environ 3,5m. Un but de l'invention est de fournir une technique permettant de stabiliser une conduite sans préparation particulière du fond de la mer, cette technique convenant donc particulièrement bien pour les sols rocheux o les seules alternatives sont l'ensouillage après déroctage ou la mise en place d'ancrages forés. L'invention vise également à founir une technique facile à mettre en oeuvre même si le fond marin est totalement irrégulier. On y parvient, selon l'invention, en déposant sur la conduite préalablement installée, à des endroits convenablement répartis. une pluralité de jougs, chaque joug étant constitué de deux blocs de lestage rigides montés en opposition aux deux extrémités d'une traverse à laquelle ils sont articulés de façon que leurs attitudes puissent varier indépendamment, chaque bloc présentant une face frontale apte à venir au contact d' un côté de la conduite, la traverse étant apte à prendre une configuration cintrée et la longueur de la traverse étant choisie de façon que la traverse soit tendue par les blocs sur la conduite, les blocs étant simultanément au contact de la conduite et au contact du sol. Un joug, conforme à l'invention, peut encore présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la longueur de la traverse entre les fixations de la traverse aux blocs est comprise entre environ 0,50 fois et environ 0,75 fols le périmètre extérieur de la conduite; - la traverse est fixée aux blocs par des articulations présentant au moins deux degrés de liberté; - les blocs présentent des ancrages situés en partie basse desdltes faces frontales pour la fixation de la traverse; - lesdites faces frontales présentent des saignées dans lesquelles sont situées lesdits ancrages; - la face frontale présente plusieurs ancrages répartis en hauteur; - lesdites faces frontales sont plates ou sensiblement planes; le bloc est tel que son centre de gravité est plus près de la face frontale du bloc que de rextrémité opposée du bloc; - les blocs présentent une face de base plane ou sensiblement plane. - les faces de bases sont évidées de façon à constituer une gorge centrale entre deux jambages dirigés vers la face frontale du bloc, - la face de base et la face frontale font entre elles un angle compris dans la gamme 95 - 125'; - les blocs présentent une face de dessus inclinée montante en direction de la face frontale; - les blocs ont en section droite par un plan vertical une forme générale sensiblement triangulaire; - les blocs présentent des ouvertures traversantes; - les blocs comportent un prolongement situé à l'opposé de la face frontale; - les blocs comportent des ancrages pour leur suspension à une élingue de pose, ces ancrages étant situés en sorte que la traverse soit sensiblement horizontale pendant la dépose du joug sur la conduite; - la traverse est constituée par une chaîne, câble, sangle ou similaire; - la traverse est constituée par une tôle ou un fer plat cintré; - les blocs sont en béton; - les fixations de la traverse aux blocs sont démontables; - la masse du bloc est comprise dans la gamme 2-50 T; - on pose la conduite sur des berceaux pour assurer un bon appui dans les sols irréguliers. On décrira, ci-après, un exemple de mise en oeuvre de l'invention, en référence aux figures du dessin joint sur lequel: - la fig. 1 est une vue en perspective d'un bloc de lestage conforme à l'invention; - les figs. 2 à 4 montrent le bloc, respectivement en vue de côté, en vue de l'avant et en vue de dessus; - la fig. 5 est une vue du détail en coupe verticale montrant les moyens de fixation de la traverse; - la fig. 6 est une coupe horizontale partielle montrant l'ancrage de la traverse; - la fig. 7 est une vue latérale du bloc dans la position o il se trouve pendant la descente du joug vers la conduite; - la fig 8 est une coupe verticale transversale montrant les moyens d'ancrage du bloc à des élingues; - la fig. 9 est un schéma, dans un plan vertical, perpendiculaire à l'axe de la canalisation, montrant un joug conforme à l'invention, en cours de pose, dans une zone accidentée; - la fig. 10 est un schéma analogue à celui de la fig. 9, montrant le déplacement du point de contact d'un bloc avec la conduite, pendant la pose; - la fig. 11 est une vue longitudinale d'une section de conduite montrant différents jougs de stabilisation conformes à l'invention - la fig. 12 est un schéma des forces hydrodynamiques en jeu; - et les figs. 13 à 23 sont des schémas montrant différentes réalisations de blocs de lestage conformes à rinvention. Les figs. 1 - 4 représentent un bloc de lestage (L) dont la section droite dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe de la conduite est de forme générale triangulaire. Ce bloc présente une face plane frontale (Ll) destinée au contact avec la conduite, une face plane de base (L2) destinée au contact avec le sol marin et une face de dessus (L3) en pente montante vers la face de contact (Ll). Ces faces sont raccordées de proche en proche par une petite face courbe (L1-2), une petite face supérieure horizontale (L2.3) et une petite face arrière verticale (L3-2). Les faces frontales et de base forment un dièdre d'angle supérieur à 90 en sorte que si la face frontale est verticale, la face de base est non horizontale et en pente montante vers la face frontale. On a indiqué, ( en mm) sur la fig. l, les dimensions de ces faces, dans un cas particulier choisi à titre d'exemple uniquement et non limitatif de la portée de rinvention. La face frontale (Ll) présente une gorge médiane relativement étroite (1) qui s'étend dans la hauteur de cette face et la face de la base (L2) présente une gorge médiane relativement large (2) qui s'étend dans la longueur de cette face. Ces deux gorges se rejoignent à l'avant du bloc en partie basse. Le bloc comporte un ancrage (3) noyé dans la masse du bloc à l'exception d'une partie (4) qui forme un anneau apparent dans la gorge (1) de la face frontale en partie basse de la gorge (figs. 5 et 6). Cet anneau est destiné à recevoir une manille (5) qui servira à la fixation d'une extrémité d'une traverse (T) dont l'autre extrémité sera fixée de façon similaire à un autre bloc de lestage (L') indentique au bloc (L). Une telle fixation constitue une articulation à deux degrés de liberté, le bloc pouvant pivoter vers le bas ou vers le haut par rapport à la traverse et étant également capable d'un pivotement latéral. Le bloc peut avantageusement présenter de fabrication plusieurs ancrages répartis dans la hauteur de la gorge 1, ce qui permet de choisir le point d'ancrage en fonction des circonstances. Le bloc comporte également un ancrage (6) noyé dans la masse du bloc à l'exception de deux anneaux (6) apparents sur la face de dessus du bloc et symétriquement disposés par rapport au plan vertical (7) qui passe par le centre de gravité (G) du bloc. Ces anneaux permettent de suspendre le bloc à des élingues pour la manipulation de mise en place du joug. (figs. 7,8,9). La masse du bloc est choisie au moins suffisante pour assurer la propre stabilité du bloc dans les conditions de houle prévues. Le joug, constitué des deux blocs (L,L') et de la traverse (T) est descendu à l'aplomb de la conduite (C) au moyen d'un palonnier (P) et des élingues (E,E'), la conduite (C) ayant été préalablement installée sur le fond sous marin S (fig. 9). On règle les conditions en sorte que, de préférence, les faces de dessus des blocs soient sensiblement horizontales jusqu'au voisinage immédiat de la conduite. Lorsque la traverse (T) est en contact avec la conduite, il se produit un autocentrage des blocs (LL') dont les bases viennent au contact du sol, dans des conditions différentes pour les deux blocs si le sol est inégal, comme dans le cas de la fig. 9, les faces frontales de contact pivotant à la demande sur les côtés de la conduite. On a représenté sur la fig. 10, la variation du contact, le bloc (L') étant d'abord en contact avec la génératrice (A) de la conduite puis finalement au contact avec la génératrice (B) de la conduite. La fig. 11 montre différents jougs dont les blocs ont des positions variables selon la configuration du sol sous-jacent S. La fig. 12 est un schéma des forces hydrodynamiques en jeu sous l'effet d'une vitesse d'eau U qui tendrait à déplacer la conduite C selon les forces (Fh et Fv). La pose des jougs est rapide, même sans plongeur, le remplacement, le déplacement ou l'élimination des jougs sont faciles à réaliser, et les efforts hydrodynamiques pour les houles et les courants perpendiculaires à la conduite ne sont pratiquement pas modifiés. Exemple Pour une conduite de 80 m de longueur, reposant sur trois berceaux constitués de poches de béton (Z) remontant sur les côtes, immergée à une profondeur de trente mètres, constituée par un tube de diamètre extérieur 2 m 42 et de diamètre intérieur 2 m 08 ayant un poids plein dans l'eau de 3,5 T au mètre et susceptible d'être soumise à des efforts pouvant atteindre 6,5 T dans le sens horizontal et 4,5 T dans le sens vertical, on leste la conduite avec des couples de deux blocs, tels que définis sur la fig. 1, chaque joug ayant un poids dans l'air de 54 T (poids dans l'eau de 34 T), et la traverse étant par un fer plat cintré de 15 mm d'épaisseur, ayant une longueur de 4 m et une largeur de 150 mm, à raison de huit à douze jougs par quatre- vingt mètres. L'invention n'est pas limitée à une forme particulière de bloc de lestage ni à des dimensions particulières de blocs. Ainsi on a représenté quelques variantes non exhaustives sur les figs. 13 à 23. Dans ces variantes: - la face de base (L2) des blocs est plane et ne comporte pas de gorge (fig. 13); - la face de base (L2) forme un dièdre (fig. 15); - la forme générale du bloc (L) est trapézioïdale (fig. 16); la forme générale du bloc (L) est pyramidale (fig. 17); - le bloc (L) a une forme ramassée et Il est pourvu d'une extension (E) vers l'arrière dans le même matériau que le bloc ou dans un matériau différent (flgs. 18,19); - le bloc (L) présente un passage (H) traversant de droite à gauche (fig. 20), de haut en bas (fig. 21), ou d'avant en arrière (fig. 22); - le bloc présente un évidement interne (Q) (fig. 23). Les blocs sont généralement en béton, en acier, éventuellement hybrides acier / béton, béton lourd / béton léger, ou en d'autres matériaux. La traverse peut avoir une courbure prédéterminée ou variable. De préférence, les ancrages de fixation du bloc à la traverse et aux élingues sont conçus pour être facilement démontables, ce qui peut être souhaitable pour pouvoir les changer selon les conditions de maintenance. Ces ancrages sont par exemple maintenus par des clavettes ou des boulons. L'invention n'est pas limitée à une nature particulière de traverse: chaîne, câble, sangle, fer cintré, tôle, etc. La traverse peut être choisie notamment pour conférer elle-même, de par sa structure. une partie ou la totalité des degrés de liberté requis pour les blocs. REVENDICATIONS 1. Joug préfabriqué (L,TL') pour stabiliser une conduite (C) posée sur le fond de la mer et exposée à l'effet de la houle et des courants, constitué de deux blocs de lestage rigides (L,L') montés en opposition aux extrémités opposées d'une traverse (T) à laquelle ils sont articulés de façon que leurs attitudes puissent varier indépendamment, chaque bloc présentant une face frontale (L, L'l) pour contacter un côté de la conduite, la traverse (T) étant apte à prendre une configuration cintrée et la longueur de la traverse étant choisie de façon que la traverse soit tendue par les blocs sur la conduite, les blocs étant simultanément au moins au contact de la conduite et au contact du sol. 2. Joug selon la revendication l, caractérisé en ce que la traverse (T) est fixée aux blocs (L, L') par des articulations (3,5) présentant au moins deux degrés de liberté. 3. Joug selon la revendication 2, caractérisé en ce que les blocs présentent des ancrages (4) situés en partie basse des dites faces frontales (L, L' 1) pour la fixation de la traverse. 4. Joug selon l'une des revendications 1 à 3. caractérisé en ce que lesdites faces frontales (L, L') présentent des saignées (1) dans lesquelles sont situés des ancrages (4) pour la fixation de la traverse. 5. Joug selon l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que la face frontale présente plusieurs ancrages (4) repartis en hauteur pour la fixation de la traverse. 6. Joug selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites faces frontales (L, L') sont planes ou sensiblement planes. 7. Joug selon l'une des revendications I à 6, caractérisé en ce que le centre de gravité (G) du bloc (L) est plus près de la face frontale du bloc que de l'extrémité opposée du bloc. 8. Joug selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs présentent une face de base (L2, L'2) plane ou sensiblement plane. 9. Joug selon la revendication 8, caractérisé en ce que les faces de bases (L2, L'2) sont évidées de façon à constituer une gorge centrale (2) entre deux jambages dirigés vers la face frontale du bloc. 10. Joug selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la face de base (L2) et la face frontale (Ll) font entre elles un angle compris dans la gamme 95 - 125'. 11. Joug selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs (L, L') présentent une face de dessus (L3) inclinée montante en direction de la face frontale (Ll). 12. Joug selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs (L, L') ont en section droite par un plan vertical une forme générale sensiblement triangulaire. 13. Joug selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs présentent des ouvertures traversantes (V). 14. Joug selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs comportent un prolongement (R) situé à l'opposé de la face de contact. 15. Joug selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs comportent des ancrages (6) pour leur suspension à une élingue de pose, ces ancrages étant situés en sorte que la traverse (T) soit sensiblement horizontale pendant la dépose du joug sur la conduite. 16. Joug selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur de la traverse entre les fixations (4, 4') de la traverse aux blocs est comprise entre environ 0,50 et environ 0,75 fois le périmètre extérieur de la conduite. 17. Joug selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la traverse (T) est constituée par une chaîne, câble, sangle ou similaire. 18. Joug selon l'une des revendications I à 17, caractérisé en ce que la traverse (T) est constituée par une tôle ou un fer plat cintré 19. Joug selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs (L, L') sont en béton. 20. Joug selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque bloc (L, L') a une masse comprise dans la gamme 2- 50T. 21. Joug selon l'une des revendications précédentes. caractérisé en ce que les fixations de la traverse (T) aux blocs sont démontables. 22. Joug selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs (L, L') ont une hauteur supérieure au diamètre de la conduite. 23. Procédé pour stabiliser une conduite posée sur le fond de la mer, notamment contre les effets de la houle et des courants, dans lequel on pose sur la conduite (C) à des endroits convenablement répartis en fonction du poids apparent de la conduite, du poids apparent des lests et des conditions de service prévues, une pluralité de jougs (L, T, L') selon l'une des revendications 1 à 22. 24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'on pose la conduite (C) sur des berceaux avant de poser les jougs sur la conduite. 25. Application de jougs selon l'une des revendications 1 à 22 et / ou d'un procédé selon l'une des revendications 23 et 24 à la stabilisation d'une conduite ayant un diamètre extérieur compris dans la game 0,5 m - 3, 5 m.