Brevet FR2759145A1 — publié le 19980807

DISPOSITIF DE PROTECTION DES LIGNES DE JONCTION ENTRE LES TRONÇONS DE TUBES DESTINES A FORMER UN PIPELINE NOTAMMENT La présente invention concerne un dispositif de protection des lignes de jonction entre les tronçons de tubes qui sont destinés à former une canalisation du genre pipeline, lesquels tronçons de tubes sont enrobés d'une couche de matière protectrice, en béton par exemple, qui ne s'étend pas jusqu'à leurs extrémités. De manière classique, en milieu maritime ou sur terre, les pipelines destinés au transport des liquides ou des gaz sont construits par assemblage de tronçons tubulaires préfabriqués. Ces tronçons préfabriqués sont constitués d'un tube d'acier dont la longueur peut être comprise entre 10 et 15 m et dont le diamétre peut être de l'ordre de 0,8 à 1,2 m; une couche d'enrobage en béton, de l'ordre de 4 à 10 cm d'épaisseur, protège le tube d'acier en particulier contre les chocs, lors de la pose, ou postérieurement lorsque le pipeline est en utilisation. Pour permettre l'opération d'assemblage des tronçons tubulaires par soudure, cette couche protectrice d'enrobage ne s'étend pas jusqu'aux extrémités du tube d'acier. Les rives de la couche protectrice sont généralement placées en retrait par rapport aux deux extrémités du tube d'acier d'une distance de l'ordre de 20 à 40 cm. Après radiographie, les lignes de jonction soudées des tronçons tubulaires sont protégées de la corrosion par des bandes collantes en matière appropriée. Enfin, L'espace situé entre les rives des couches protectrices des deux tronçons raboutés est comblé par un anneau de béton ou de mastic coulé sur place. Cet anneau de béton ou de mastic forme une coque qui protège contre les chocs notamment, la ligne de jonction et les extrémités des tubes d'acier. Cette coque fabriquée sur le site est formée dans la continuité des couches protectrices de béton, et on obtient une structure tubulaire de diamètre sensiblement constant. La pose du pipeline sur le sol récepteur s'effectue au fur et à mesure de la préparation et de la protection des lignes de jonction. En milieu maritime, elle est réalisée au moyen de trains de rouleaux supports, à partir de la barge flottante sur laquelle sont raboutés les différents tronçons de tubes. L'opération de protection des lignes de jonction au moyen d'une coque de béton ou de mastic nécessite la présence, sur place, de moyens techniques et humains assez importants; elle n'est pas très facile à mettre en oeuvre, elle est longue et son coût de revient est de ce fait relativement important. Le but de la présente invention est de proposer une nouvelle technique de protection de ces lignes de jonction, plus facile et plus rapide à mettre en oeuvre et aussi moins onéreuse. Le dispositif de protection conforme à l'invention est constitué d'une coque tubulaire en au moins deux portions préfabriquées réunies entre elles par des moyens d'assemblage appropriés et dont les dimensions sont adaptées pour combler l'espace entre les rives des couches de matière protectrice, de part et d'autre de la ligne de jonction des tronçons de tubes. Selon une autre caractéristique de l'invention, I'épaisseur de cette coque de protection préfabriquée est inférieure à l'épaisseur de la couche de matière protectrice qui recouvre les tronçons de tubes, en particulier pour ne pas gêner l'opération de pose ultérieure du pipeline. La matière de la coque de protection est choisie en fonction du site d'implantation, pour remplir sa fonction protectrice de façon efficace au cours du temps. II peut s'agit d'un matériau métallique, de fonte, voire même de béton. De préférence cependant, on utilise une matière plastique moulée, par exemple du polyéthylène. Ce matériau présente en effet des qualités d'absorption de chocs très intéressantes; il est imputrescible et il peut être obtenu à partir de produits de récupération. D'autre part, I'aspect poids est également très important dans l'application envisagée et l'obtention de portions de coque en matière plastique pourra permettre la manipulation des différents éléments par un seul opérateur. En fonction du matériau choisi pour la coque de protection, I'assemblage des portions préfabriquées peut être réalisé par boulonnage, par soudage ou par collage. On peut aussi envisager un assemblage par cerclage, par exemple au moyen d'un feuillard logé dans une rainure circulaire. Dans le cas où la coque de protection est réalisée en matière plastique, on peut encore prévoir un assemblage par emboîtement des différents éléments préfabriqués. Selon un premier mode de réalisation, la coque de protection est constituée de deux demi-coquilles identiques, chacune en forme de demicylindre. Selon une autre forme de réalisation, elle est constituée de quatre demicoquilles, chacune en forme de demi-cylindre, pour former deux tronçons tubulaires juxtaposés. Les demi-coquilles comportent alors des moyens de recouvrement partiel autorisant un léger déplacement axial desdits tronçons tubulaires l'un par rapport à l'autre, en vue d'ajuster leur positionnement en fonction de la cote entre les rives des couches de matière protectrice. Ces moyens de recouvrement partiel consistent avantageusement en des structures d'épaulement. Pour ce second mode de réalisation, les quatre demi-coquilles sont de préférence identiques et les moyens de recouvrement partiel des deux tronçons tubulaires qui sont aménagés sur chaque demi-coquille sont constitués d'une alternance d'épaulements inversés. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lueur de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers, donnés uniquement à titre d'exemples et représentés sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure la est une vue en perspective qui montre une première forme de réalisation du dispositif de protection des lignes de jonction de portions tubulaires raboutées, conforme à la présente invention et constituée de deux demi-coquilles destinées à être assemblées par boulonnage - la figure lb montre les deux demi-coquilles assemblées sur les extrémités des portions tubulaires - la figure 2 est une vue agrandie, en perspective, qui montre l'une des demicoquilles destinées à former la coque de protection conforme au mode de réalisation des figures la et lb - la figure 3a montre une autre forme de réalisation possible de la coque de protection formée de deux demi-coquilles destinées à être assemblées par des cerclages; - la figure 3b montre les deux demi-coquilles assemblées par des cerclages sur les extrémités des portions tubulaires; - la figure 4 est une vue en perspective d'un autre type de coque de protection, constituée de quatre demi-coquilles. On a représenté sur les figures 1a et lb deux tronçons de tubes 1,1', en acier par exemple, qui sont destinés, après assemblage, à réaliser une canalisation du type pipeline. Les tronçons de tubes 1 et 1' sont recouverts sur pratiquement toute leur longueur d'une couche de matière protectrice 2, par exemple en béton. Sur la figure la on remarque que cette couche de matière protectrice 2 ne s'étend pas jusqu'aux extrémités des tronçons de tubes. Cette particularité permet de préserver un espace suffisant pour réaliser l'assemblage des extrémités des tronçons 1 et 1' par une opération de soudure. La ligne de jonction soudée des deux tronçons de tubes est repérée en 3 sur la figure la. A ce niveau, on remarque les rives ou bordures d'extrémités 4 des couches de matière protectrice 2 disposées de part et d'autre de la ligne de jonction 3, généralement à quelques dizaines de centimètres de celle-ci. Ces rives 4 sont sensiblement perpendiculaires à l'axe des tronçons de tubes 1 et 1' Une fois l'opération de soudage réalisée, la soudure est contrôlée par radiographie et elle est protégée, contre la corrosion notamment, par des bandes collées en matériau approprié. L'espace x entre les deux rives 4 des couches de matière protectrice 2 qui sont disposées de part et d'autre de la ligne de jonction 3 est ensuite comblé par une coque de protection 6 constituée de deux demi-coquilles 7 assemblées par des boulons 8. Sur la figure la on a représenté les deux demi-coquilles 7 avant assemblage, de part et d'autre de l'espace à combler. La coque de protection 6 positionnée sur la ligne de jonction 3 apparaît sur la figure lb. L'une des demi-coquilles 7 de la coque de protection 6 a été représentée de façon isolée sur la figure 2. Les deux demi-coquilles 7 qui forment la coque de protection 6 sont identiques; elles consistent en un demi-cylindre en matière plastique moulée, par exemple du polyéthylène. De préférence, leur épaisseur est inférieure à l'épaisseur de la couche de matière protectrice 2, de façon à ce que la coque 6 une fois posée définisse un cylindre de protection dont le diamètre est légèrement inférieur à celui des tronçons de tubes 1 et 1' enrobés par la couche protectrice 2. La différence de diamètre peut être de l'ordre de quelques centimètres. Cette particularité est bien visible sur la figure 1b; elle permet en particulier de ne pas gêner l'opération de pose du pipeline en pleine mer qui est réalisée au moyen de trains de rouleaux supports aménagés sur les barges flottantes de fabrication. Le diamètre interne des demi-coquilles 7 est adapté au diamètre externe des tronçons de tubes 1 et 1' et leur longueur lest fonction de la cote x entre les rives 4, de part et d'autre de la ligne de jonction 3. Si cette cote x n'est pas constante sur les différents tronçons de tubes raboutés, on peut prévoir de régler la longueur ! des demi-coquilles, sur le site même de pose, par tronçonnage des extrémités. Dans ce cas, la longueur des demi-coquilles préfabriquées et livrées sera supérieure ou égale à la cote x maximale. L'assemblage des deux demi-coquilles 7 est réalisé par boulonnage sur les deux génératrices de jointure diamétralement opposées. Dans le mode de réalisation illustré, quatre boulons d'assemblage 8 sont prévus sur chaque génératrice de jointure. Ces boulons 8 s'étendent perpendiculairement auxdites lignes de jointure et des orifices d'assemblage 10 sont aménagés en conséquence sur chaque bordure 11 des demi-coquilles 7. Pour éviter la présence d'organes ou d'éléments en saillie, les boulons d'assemblage 8 sont intégrés dans l'épaisseur des demi-coquilles 7. Les orifices 10 associés aux gorges de positionnement 12 sont adaptés à cette particularité. Les figures 3a et 3b montrent une autre possibilité d'assemblage des deux demi-coquilles formant la coque de protection 6. Les deux demi-coquilles correspondantes 14 sont identiques et chacune en forme de demi-cylindre. Leur face externe comporte deux rainures demicirculaires 15 adaptées pour le positionnement d'un cerclage d'assemblage 16, par exemple un feuillard inox. La figure 3a montre les deux demi-coquilles 14 avant assemblage et la figure 3b montre ces deux demi-coquilles 14 après solidarisation au moyen des cerclages 16. Lorsque les deux demi-coquilles 14 sont positionnées sur la ligne de jonction 3, entre les rives 4, les couples de demi-rainures 15 viennent en correspondance et les cerclages 16 peuvent être positionnés. Ces cerclages 16 sont totalement intégrés dans leur rainure respective 15. La figure 4 présente un autre mode de réalisation possible de la coque de protection 6, constitué de quatre demi-coquilles identiques 18 réalisées en matière plastique moulée. Les demi-coquilles 18 accouplées forment deux tronçons tubulaires 19 et la coque de protection 6 est formée par la juxtaposition de ces deux tronçons tubulaires 19. Les demi-coquilles 18 sont aménagées de telle sorte que les deux tronçons tubulaires 19 viennent en recouvrement partiel au niveau de leur ligne de jonction et de telle sorte que ce recouvrement partiel autorise un léger déplacement axial desdits tronçons 19 I'un par rapport à l'autre. Cette particularité permet d'ajuster le positionnement de la coque de protection 6 entre les rives 4 des couches de matière protectrice, pour absorber les éventuelles variations de cotes d'une ligne de jonction sur l'autre. A cet effet, I'une des faces d'extrémités 20 des demi-coquilles 18 comporte des moyens de recouvrement partiel constitués d'épaulements 21 et en particulier d'une alternance d'épaulements inversés 21' et 21". En l'occurrence, tel qu'on l'a représenté sur la figure 4, chaque demi-coquille 18 comporte deux structures d'épaulements inversés 21' et 21" occupant chacun sensiblement la moitié de l'épaisseur desdites demi-coquilles 18. Ces épaulements sont tous les deux en forme de quart de cylindre et le diamètre interne de l'épaulement 21' est légèrement supérieur au diamètre externe de l'épaulement 21" La face opposée 22 des demi-coquilles 18 est plane et elle s'étend perpendiculairement à l'axe des tronçons 19 pour venir en butée contre les rives 4 des couches de matière protectrice 2. Les quatre demi-coquilles 18 sont identiques; lorsque les moyens de recouvrement des deux tronçons 19 sont disposés en vis-à-vis, les épaulements 21' et 21" de l'un des tronçons coopèrent, respectivement, avec les épaulements 21" et 21' de l'autre tronçon. Chaque tronçon tubulaire 19 est formé par l'association de deux demicoquilles 18. Comme on l'a représenté sur la figure 4, les bordures de jointure des demi-coquilles peuvent aussi comporter des moyens de recouvrement partiel qui permettent, le cas échéant, d'absorber les légères variations en diamètre des tronçons de tubes 1 et 1' Ces moyens de recouvrement sont constitués d'épaulements complémentaires 23, 24 sur les bordures de jointure. A noter que cette dernière particularité peut également être prévue sur les demi-coquilles des modes de réalisation illustrés sur les figures 1 à 3. Sur la figure 4, on remarque encore la présence de rainures circulaires 25 aménagées sur la face externe des demi-coquilles 18 et qui permettent chacune l'intégration d'un feuillard 26 assurant l'assemblage de chaque tronçon tubulaire 19. Dans le mode de réalisation représenté, deux rainures latérales et une rainure centrale assurent l'intégration de trois feuillards d'assemblage 26, dont l'un seulement est illustré, isolé, sur la figure. Cet assemblage par cerclage est réalisé après avoir positionné les quatre demi-coquilles sur la ligne de jonction des tubes raboutés 1 et 1' et après avoir réglé ce positionnement entre les deux rives 4 des couches de matière protectrice 2. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif de protection des lignes de jonction (3) entre les tronçons de tubes (1, 1') destinés à former un pipeline notamment, lesquels tronçons de tubes (1, 1') sont enrobés d'une couche de matière protectrice (2), en béton par exemple, qui ne s'étend pas jusqu'à leurs extrémités, lequel dispositif est formé d'une coque tubulaire adaptée pour combler l'espace entre les rives (4) des couches de matière protectrice (2), de part et d'autre de la ligne de jonction (3) desdits tronçons de tubes (1, 1'), caractérisé en ce qu'il est constitué d'une coque tubulaire (6) en au moins deux portions préfabriquées (7, 14, 18) réunies entre elles par des moyens d'assemblage appropriés. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une coque tubulaire de protection (6) dont l'épaisseur est inférieure à l'épaisseur de la couche de matière protectrice (2) qui recouvre les tronçons de tubes (1,1'). 3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'assemblage (8, 15,16; 25, 26) qui sont intégrés dans l'épaisseur des portions préfabriquées (7, 14, 18) de la coque de protection (6). 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les portions préfabriquées (7) de la coque (6) sont assemblées par boulonnage (8). 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les portions préfabriquées (14, 18) de la coque (6) comportent au moins une rainure circulaire (15, 25), sur leur face externe, qui permet l'intégration d'un cerclage d'assemblage (16, 26). 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des portions de coque préfabriquées en matière soudable, I'assemblage des différentes portions étant réalisé par une opération de soudure. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des portions de coque préfabriquées assemblées par collage. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des portions de coque préfabriquées (7, 14, 18) réalisées en matière plastique moulée. 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les portions de coque préfabriquées comportent des moyens d'assemblage mâle/femelle, adaptés pour obtenir un assemblage verrouillé, par emboîtement. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une coque tubulaire de protection (6) constituée de deux demi-coquilles (7, 14) identiques, chacune en forme de demi-cylindre. 11. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une coque tubulaire de protection (6) constituée de quatre demi-coquilles (18), chacune en forme de demi-cylindre, pour former deux tronçons tubulaires juxtaposés (19), lesdites demi-coquilles (18) comportant des moyens de recouvrement partiel autorisant un léger déplacement axial desdits tronçons tubulaires (19) I'un par rapport à l'autre, en vue d'ajuster leur positionnement en fonction de la cote (x) entre les rives (4) des couches de matière protectrice (2). 12.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de recouvrement partiel des deux tronçons tubulaires consistent en des structures d'épaulements (21' et 21"). 13.- Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est constitué de quatre demi-coquilles identiques (18), les moyens de raccordement partiel des deux tronçons tubulaires (19) qui sont aménagés sur chaque demi-coquille (18) étant constitués d'une alternance d'épaulements inversés (21' et 21"). 14.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que les demi-coquilles (18) destinées à former la coque tubulaire (6) ou simplement une partie (19) de cette coque, comportent des moyens de recouvrement partiel en forme d'épaulements (23, 24).