Brevet FR2746977A1 — publié le 19971003

Procédé et moyen pour l'ancrage d'éléments allongés d'un bateau de surface à un fond marin. La présente invention concerne des moyens et procédés pour l'ancrage d'éléments allongés d'un bateau de surface à un fond marin. Elle concerne en particulier les installations permanentes et le problème consistant à empêcher l'endommagement d'un élément allongé qui est installé entre un bateau de surface et le fond marin. L'élément allongé peut être un câble, un connecteur ombilical, une conduite montante flexible ou similaire, comprenant une âme et des couches extérieures protectrices comprenant au moins une couche d'éléments de blindage. Le document US 3,216,203 concerne un agencement destiné au transport sous-marin de fluides par une canalisation flexible. On suppose que la canalisation a une flottabilité positive et qu'elle peut être maintenue à une profondeur souhaitée en ancrant la canalisation, par plusieurs paires de câbles, aux structures du fond marin. Ce document ne donne toutefois pas d'indication sur la manière de fixer les câbles à la canalisation pour éviter que la canalisation ne soit endommagée. L'élément allongé a normalement une configuration de courbe en forme de S (ondulation progressive) entre une sortie sensiblement verticale d'un bateau et une installation sensiblement horizontale sur le fond marin. A une certaine position entre le bateau et le fond marin, l'élément allongé est suspendu à des dispositifs flotteurs et à une position plus basse, l'élément allongé est ancré sur le fond marin. Il y a peu de risque d'endommager l'élément allongé aux positions suspendues du dispositif flotteur. Par contre, aux positions d'ancrage, il y a des forces transversales et longitudinales et des formes et configurations potentielles incontrôlées qui agissent sur l'élément allongé et qui sont difficiles à surmonter. Le but de l'invention est de proposer un moyen pour ancrer un élément allongé dans une position mentionnée - pendant une longue période- sans endommager ledit élément. Le but est également de stabiliser la configuration pendant la vie de l'installation, afin d'empêcher une interférence avec d'autres éléments allongés, suivant la direction transversale et dans tous les sens. Ce but est atteint par un moyen d'ancrage d'un élément allonge, ayant une flottabilité positive dans l'eau de mer, à un poids sur un fond marin au moyen d'au moins un fil métallique d'amarre, caractérisé en ce qu'il est agencé de manière à permettre un mouvement libre du/des fil(s) métallique(s) par rapport à l'élément allongé et par rapport au poids pour toutes les configurations pratiques de l'élément allongé passant d'un bateau de surface à une position fixe sur le fond marin lorsqu'il est soumis aux courants marins et aux mouvements du bateau. De manière avantageuse, le poids comporte un logement support pour un moyen d'extrémité de fil métallique et au moins une broche de verrouillage déverrouillable pour fixer ledit moyen d'extrémité dans le logement support. De manière préférée, une poulie et une ligne sont prévues pour maintenir/tirer vers le bas l'élément allongé contre la flottabilité positive, pendant le processus d'installation du moyen d'extrémité de fil métallique dans le logement support. Selon un autre mode avantageux de réalisation, on prévoit deux fils métalliques d'amarre, chaque fil métallique étant muni d'un oeillet de traction, et un lien maître sur lequel sont rassemblés les oeillets de traction. De manière avantageuse, le logement support comporte un support attaché de manière rotative à une structure comportant un orifice par lequel est insérée ladite broche de verrouillage. Le support est de préférence agencé pour tourner dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan de la broche de verrouillage. Un moyen pour verrouiller ledit support dans une position prédéterminée, par exemple verticale, pendant le processus d'insertion de la broche peut être prévu. Selon un mode de réalisation particulier, la broche est agencée pour être insérée verticalement dans un connecteur dudit logement, ladite broche étant munie d'au moins une encoche à des fins de verrouillage. De manière préférée, on prévoit un jeu de broches de verrouillage qui peuvent être poussées par un véhicule télécommandé à travers des paliers correspondants du logement et du connecteur. L'invention a également pour objet un procédé d'ancrage d'un élément allongé, ayant une flottabilité positive dans l'eau de mer, à un poids sur un fond marin au moyen d'au moins un fil métallique d'amarre, caractérisé par un agencement permettant un mouvement libre du/des fil(s) métallique(s) par rapport à l'élément allongé et par rapport au poids pour toutes les configurations pratiques de l'élément allongé passant d'un bateau de surface à une position fixe sur le fond marin lorsqu'il est soumis aux courants marins et aux mouvements du bateau. De manière préférée, le poids est muni d'un logement pour un moyen d'extrémité de fil métallique et au moins une broche de verrouillage déverrouillable est utilisée pour fixer ledit moyen d'extrémité dans ledit logement. De manière avantageuse, on utilise une poulie et une ligne pour maintenir/tirer vers le bas l'élément allongé contre la flottabilité positive pendant le processus d'installation dudit moyen d'extrémité de fil métallique dans ledit logement. La présente invention permet d'obtenir un procédé et un moyen fiable pour ancrer un élément allongé sur un fond marin, qui procure en particulier une réduction des forces et un contrôle de la configuration de l'élément allongé dans la zone du point de poser. Le moyen d'ancrage est conçu pour être adapté aux véhicules télécommandés du fait des exigences de grande profondeur d'eau, et les agencements assurent une usure minimale dans toutes les conditions de charge (proche, lointaine, transversale). Les caractéristiques et avantages de la présente invention qui ont été mentionnés ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront clairement dans la description détaillée qui va suivre de modes de réalisation de l'invention, pris en conjonction avec les dessins, sur lesquels les figures 1 et 2 illustrent une installation d'un élément allongé, et diverses configurations de cet élément allongé dans la mer, les figures 3 et 4 illustrent les principes essentiels des procédures d'installation, et les figures 5 à 8 illustrent des détails du moyen d'ancrage. La figure 1 illustre schématiquement une configuration d'un élément allongé 1 qui est suspendu depuis un bateau de surface mobile A (non représenté) au niveau de la mer 2 et qui suit une courbe arquée ou une "ondulation progressive" en passant par les positions B-D, jusqu'à une position fixe E sur le fond marin 3. La profondeur H peut typiquement être de quelques centaines de mètres, ainsi que la longueur L1+L2. Une pluralité de dispositifs flotteurs sont attachés à l'élément allongé dans la zone C entre B et D, afin d'obtenir une configuration souhaitée d'ondulation progressive. Tandis que les dispositifs flotteurs donnent à l'élément une flottabilité positive, une amarre 4 est disposée entre la position D sur l'élément et un poids 5 sur le fond marin. L'amarre 4 est disposée de manière à permettre un mouvement libre de son/ses fil(s) métallique(s) par rapport à l'élément 1 et par rapport au poids 5 pour toutes les configurations pratiques de l'élément allongé passant du bateau de surface A à une position fixe E sur le fond marin lorsqu'il est soumis aux courants marins et aux mouvements du bateau. La figure 2 illustre schématiquement la plage de mouvement de l'élément 1 dans un plan. Les mouvements provoqués par le bateau et les courants marins sont omnidirectionnels car dans certains cas, le bateau peut se déplacer dans un diamètre d'environ 200 mètres. Les lignes D1-E, D2-E et D3-E indiquent trois configurations possibles de l'élément 1, tandis que plusieurs lignes indiquent des mouvements possibles de l'amarre 4. On comprendra que les attaches entre l'amarre 4 et l'élément en D d'une part, et au niveau du poids 5 d'autre part, ont une importance décisive. L'installation doit durer pendant toute la vie de l'élément -généralement 20-30 ans. L'amarre 4 doit être ancrée à l'élément allongé en D de manière à permettre des mouvements relatifs dans toutes les directions, et cela peut être obtenu en intégrant des moyens pivotables au blindage de l'élément 1. Les figures 3 et 4 illustrent deux autres manières possibles d'attacher les fils métalliques d'amarre à un poids du fond marin. La figure 3 représente deux fils métalliques d'amarre 10 et 11 attachés à un dispositif 12 disposé sur l'élément allongé 1. Le dispositif 12 est attaché au blindage de l'élément 1, et l'interconnexion entre les fils métalliques d'amarre et le dispositif 12 laisse une liberté de mouvement dans toutes les directions. L'extrémité inférieure des fils métalliques d'amarre est connectée à un lien maître 13 qui sera décrit plus en détail sur les figures 5 et 6. Le lien maître 13 est prêt à être interconnecté avec un logement support 14 positionné sur un poids 15 sur le fond marin 16. Sur la figure 3, le dispositif 12 est tiré vers le bas au moyen de lignes amovibles dans un ensemble ligne/poulie 17 afin que le lien maître 13 puisse être installé dans le logement support 14 sans mettre en tension les fils métalliques d'amarre 10 et 11. Lorsque le lien maître est installé, la ligne 17 est relâchée. Toutes les étapes sont effectuées avec un WOROV ("Work Remotely Operated Vehicle", véhicule de travail télécommandé). Une ligne 18 peut être utilisée pour manipuler le lien 13 dans le support 14. La figure 4 illustre une autre manière possible d'installer les fils métalliques d'amarre 20 et 21 sur un poids 22. Les lignes d'amarre sont attachées à un dispositif 12 agencé sur l'élément allongé 1 comme mentionné ci-dessus. L'extrémité inférieure des fils métalliques d'amarre est connectée à un lien maître 23 qui peut être tiré vers le bas au moyen d'un ensemble ligne/poulie amovible 24. Tandis que le lien maître 23 est maintenu abaissé, un câble comportant une broche 25 peut être installé et verrouillé dans un logement 26 au moyen d'un ROV 27. Après verrouillage de la broche 25, la ligne 24 est relâchée ou coupée. Un plus grand nombre de détails est décrit en référence aux figures 7 et 8. Les figures 5 et 6 illustrent plus en détail l'installation de la figure 3. La figure 5 représente une coupe suivant la ligne V-V de la figure 6. Les deux fils métalliques d'amarre 10 et 11 sont représentés liés au lien maître 13. Le logement support 14, monté sur un poids, est constitué par un support rotatif 30 qui est installé sur un axe 31 dans une crémaillère 32, sa rotation étant verrouillée par une broche 33. Pour une protection anti-corrosion, le palier de l'axe 34 est muni d'un manchon anti-corrosion approprié. Le support 30 est muni de deux plaques guides 35 et 36 qui ont une forme légèrement en entonnoir pour faciliter l'insertion du lien maître 13. Le positionnement du lien maître est également facilité par les broches de guidage 37 et 38. Dès que le lien maître 13 est placé dans la position souhaitée, dans le logement en support 14 comme représenté, un deuxième axe 39 est poussé (avec un WOROV) depuis l'intérieur d'un boîtier 40 à travers un palier dans le bras 36, à travers le lien maître et un palier dans le bras 37, o il est verrouillé par le moyen de verrouillage 41. Les boulons de verrouillage 33, 37 et 38 sont maintenant retirés par un WOROV avant le transfert de la tension ou force de flottabilité au lien maître depuis les fils métalliques d'amarre. Les figures 7 et 8 illustrent des détails de l'agencement décrit ci-dessus en référence à la figure 4. Tandis que le lien maître 23 est maintenu abaissé, sur la figure 4, un câble comportant une broche 25 peut être installé et verrouillé dans un logement 26 au moyen d'un ROV. La figure 7 représente une coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 8, tandis que la figure 8 représente une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7. La broche 50 cylindrique est munie d'au moins une encoche circulaire 51 de sorte que lorsqu'elle est insérée verticalement dans un connecteur 52, un jeu de deux broches de verrouillage 53 et 54 peut être poussé par un WOROV dans des paliers correspondants du logement 26, avec le connecteur 52. Le logement peut être constitué par des moitiés identiques comme représenté, et il peut y avoir également deux jeux de deux broches de verrouillage. Dès que cette installation est terminée, l'ensemble ligne/poulie 24, figure 4, peut être relâché de manière que la tension ou force de flottabilité totale soit transférée à la broche-verrou 50 et au logement 52. La tension maximale de la ligne d'amarre nécessaire pour maintenir l'élément allongé 1 et le dispositif d'ancrage 12 dans sa position souhaitée est généralement d'environ 200-300 kN. La description détaillée précédente de modes de réalisation de la présente invention doit être considérée comme ayant valeur d'exemple seulement, et non comme une limitation de la portée de la protection. Les agencements de verrouillage et de guidage peuvent varier et être modifiés au cas par cas, pour qu'ils soient adaptés à l'installation particulière concernée et aux WOROV disponibles. REVENDICATIONS 1. Moyen d'ancrage d'un élément allongé (1), ayant une flottabilité positive dans l'eau de mer, à un poids (5, 15, 22) sur un fond marin (3) au moyen d'au moins un fil métallique d'amarre (4), caractérisé en ce qu'il est agencé de manière à permettre un mouvement libre du/des fil(s) métallique(s) (4; 10, 11; 21, 22) par rapport à l'élément allongé (1) et par rapport au poids (5, 15, 22) pour toutes les configurations pratiques de l'élément passant d'un bateau de surface (A) à une position fixe (E) sur le fond marin lorsqu'il est soumis aux courants marins et aux mouvements du bateau. 2. Moyen d'ancrage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le poids (15, 22) comporte un logement support (14, 26) pour un moyen d'extrémité (13, ) de fil métallique et au moins une broche de verrouillage (39, 53) déverrouillable pour fixer ledit moyen d'extrémité dans le logement. 3. Moyen d'ancrage suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble poulie/ligne (17, 24) pour maintenir/tirer vers le bas l'élément allongé (1) contre la flottabilité positive, pendant le processus d'installation dudit moyen d'extrémité (13, 25) de fil métallique dans le logement (14, 26). 4. Moyen d'ancrage suivant la revendication 1, comprenant deux fils métalliques d'amarre (10, 11; 21, 22), chaque fil métallique étant muni d'un oeillet de traction, caractérisé en ce qu'il comporte un lien maître (13, 23) sur lequel sont rassemblés les oeillets de traction. 5. Moyen d'ancrage suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un support (30) attaché de manière rotative à une structure (32) comportant un orifice par lequel est insérée ladite broche de verrouillage (39). 6. Moyen d'ancrage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit support (30) est agencé pour tourner dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan de ladite broche de verrouillage (39). 7. Moyen d'ancrage suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (33) pour verrouiller ledit support (30) dans une position prédéterminée, en particulier verticale, pendant le processus d'insertion de ladite broche. 8. Moyen d'ancrage suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une broche (50) cylindrique qui est agencée pour être insérée verticalement dans un connecteur (52) dudit logement (26), ladite broche étant munie d'au moins une encoche (51) à des fins de verrouillage. 9. Moyen d'ancrage suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un jeu de broches de verrouillage (53, 54) qui peuvent être poussées par un véhicule télécommandé à travers des paliers correspondants du logement (26) et du connecteur (52). 10. Procédé d'ancrage d'un élément allongé (1), ayant une flottabilité positive dans l'eau de mer, à un poids (5) sur un fond marin (3) au moyen d'au moins un fil métallique d'amarre (4), caractérisé par un agencement permettant un mouvement libre du/des fil(s) métallique(s) (4; 10, 11; 21, 22) par rapport à l'élément allongé (1) et par rapport au poids (5, 15, 22) pour toutes les configurations pratiques de l'élément allongé passant d'un bateau de surface (A) à une position fixe (E) sur le fond marin lorsqu'il est soumis aux courants marins et aux mouvements du bateau. 11. Procédé d'ancrage suivant la revendication 10, caractérisé en ce que ledit poids (15, 22) est muni d'un logement (14, 26) pour un moyen d'extrémité de fil métallique (13, 25) et en ce qu'au moins une broche de verrouillage (39, 53) déverrouillable est utilisée pour fixer ledit moyen d'extrémité dans ledit logement. 12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé par l'utilisation d'un ensemble poulie/ligne (17, 24) pour maintenir/tirer vers le bas l'élément (1) contre la flottabilité positive pendant le processus d'installation dudit moyen d'extrémité de fil métallique (13,25) dans ledit logement (14, 26).