Brevet FR2768118A1 — publié le 19990312

La présente invention est relative à un dispositif de mouillage d'un tanker de déchargement d'une installation marine de production et de stockage de produits pétroliers, et à un procédé de mise en service de ce dispositif. Pour le déchargement des produits pétroliers stockés sur des structures de production tels qu'une plate-forme marine ou un vaisseau du type "FPSO" (de l'anglais Floating, Production, Storage and Offloading Vessel), soit un vaisseau équipé de moyens de production, de stockage et de déchargement, on utilise actuellement des bouées de déchargement telles que celles connues sous les sigles SPM (de l'anglais Single Point Mooring) ou CALM (Catenary Anchor Leg Mooring). Ces bouées sont mouillées, le plus souvent par des lignes d'ancrage en caténaire, de manière permanente à distance du vaisseau FPSO ou de la plate-forme, avec lesquels elles communiquent par des tuyauteries installées également de manière permanente pour le déchargement des produits stockés, ces tuyauteries courant ordinairement sur le fond marin entre le vaisseau ou la plate-forme, et la bouée. Les moyens de mouillage et les tuyauteries utilisés rendent cette solution coûteuse, voire d'un prix prohibitif sur des fonds de grande profondeur. On connaît aussi le "mouillage en tandem", suivant lequel le tanker de déchargement est amarré à la plateforme, ou au vaisseau FPSO, par l'une de ses extrémités et tiré par un remorqueur par l'autre extrémité pendant la durée du déchargement, le remorqueur stabilisant ainsi la position du tanker pendant cette opération, réalisée par l'intermédiaire d'une tuyauterie, par exemple flottante, courant entre la plate-forme ou le vaisseau FPSO, et le tanker. Cette solution comporte des inconvénients quand un tel vaisseau est amarré suivant une orientation fixe et qu'il n'est donc pas libre de s'orienteur dans le sens des efforts d'environnement, contrairement à ce que l'on obtient avec les vaisseaux FPSO à "touret". Avec un mouillage en tandem, le maintien du tanker dans la direction souhaitée s'avère difficile, puisqu'il nécessite l'utilisation d'un remorqueur de grande puissance, ou plusieurs remorqueurs, et peut conduire à des collisions entre des navires. Cette difficulté est encore amplifiée lorsque le vaisseau est maintenu par son mouillage dans une orientation fixe. La présente invention a donc pour but de réaliser un dispositif de mouillage d'un tanker de déchargement d'une structure de production et de stockage de produits pétroliers qui ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus des dispositifs de la technique antérieure et qui, en particulier, soit à la fois économique et sûr. La présente invention a aussi pour but de réaliser un tel dispositif qui puisse être mis en service à l'aide d'un remorqueur de puissance modérée, pour rendre son installation d'autant plus économique. La présente invention a encore pour but de réaliser un tel dispositif qui limite efficacement les déports du tanker, aussi bien suivant son axe longitudinal que transversalement à celui-ci, en assurant ainsi la sécurité des opérations. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un dispositif de mouillage d'un tanker de déchargement d'une installation marine de production et de stockage de produits pétroliers, du type qui comprend une liaison entre une extrémité du tanker et ladite installation, ce dispositif étant remarquable en ce qu'il comprend au moins deux lignes d'ancrage tendues dont deux extrémités respectives sont réunies et reliées à l'autre extrémité du tanker, les deux autres extrémités de ces lignes étant ancrées sur le fond marin à distance l'une de l'autre et de part et d'autre d'un plan vertical passant par l'axe longitudinal du tanker. Comme on le verra plus loin ce dispositif, qui peut comprendre deux lignes d'ancrage seulement, est à la fois de construction économique, de grande efficacité pour limiter les mouvements du tanker grâce à l'agencement en V de ces lignes, et de fonctionnement sûr. Suivant une caractéristique d'un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention, celui-ci comprend en outre au moins une bouée fixée aux extrémités réunies des lignes d'ancrage tendues, la longueur de ces lignes étant telle que ladite bouée reste constamment immergée, y compris lorsque ces lignes sont relevées dans un plan sensiblement vertical sous l'effet de la flottabilité positive de ladite bouée quand les lignes sont en position d'attente, détachées du tanker. Dans cette position d'attente verticale, les lignes dégagent complètement l'espace situé autour de l'installation marine (plate-forme ou vaisseau FPSO par exemple) ce qui facilite la circulation des navires autour de ladite installation. Suivant une autre caractéristique dudit mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention, celuici comprend un câble fixé par une extrémité à la bouée, l'autre extrémité du câble étant solidaire d'une deuxième bouée qui flotte à la surface de l'eau, dans ladite position d'attente. Ainsi, pour mettre en service ledit dispositif, on amarre le tanker à l'installation marine, on saisit la deuxième bouée alors qu'elle flotte à la surface de l'eau à l'écart du tanker, lorsque les lignes sont dans une position d'attente, on rapproche ladite bouée du tanker, et on raccorde ladite bouée audit tanker par un câble en tendant lesdites lignes. 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 - la figure 1 est une vue en élévation d'un mode de réalisation préféré suivant l'invention, et - la figure 2 est une vue en plan correspondant à la vue en élévation de la figure 1. On se réfère aux figures 1 et 2 du dessin annexé où l'on a représenté un vaisseau 1 du type FPSO décrit cidessus, comprenant donc des lignes de mouillage 2, 3, 2', 3' se développant en caténaire, par exemple, pour maintenir ledit vaisseau dans une certaine orientation, des conduits 4 ou "risers" pour remonter des produits pétroliers de puits installés sur le fond marin 5 et desservir ces puits, et des moyens de stockage (non représentés) de la production ainsi extraite de ces puits. On a également représenté un tanker 6 de déchargement des produits stockés dans le vaisseau FPSO 1. Pour ce faire, le tanker est relié au vaisseau FPSO par une liaison telle qutune amarre 7, par exemple, connectée entre la poupe du tanker, par exemple, et le vaisseau 1, et par une tuyauterie 8 de déchargement des cuves du vaisseau FPSO, tuyauterie qui flotte à la surface de l'eau, comme représenté. La poupe du tanker 6 étant ainsi bien amarrée au vaisseau FPSO, lui-même immobilisé par les lignes de mouillage 2, 3, 2', 3', il convient d'amarrer aussi la proue du tanker de manière à limiter les déplacements longitudinaux et transversaux de celui-ci pendant les opérations de déchargement. Pour ce faire, le dispositif suivant l'invention, qui est préinstallé sur le site marin, comprend deux lignes d'ancrage 10, 10' qui, comme cela apparaît sur la figure 2, comprennent deux extrémités respectives connectées l'une à l'autre en 11, les deux autres extrémités de ces lignes 10, 10' étant fixées sur le fond marin 5 par des ancres 12, 12', respectivement. Le point de connexion des lignes 10, 10' est constitué avantageusement par au moins une bouée 11 qui présente donc une flottabilité positive. Lorsque les lignes 10, 10' ne sont pas raccordées au tanker 6, la flottabilité de la bouée 11 ramène les lignes 10, 10' dans un plan sensiblement vertical, comme représenté en trait interrompu à gauche de la figure 1. La longueur des lignes 10, 10' est choisie pour qu'elles restent tendues dans ce plan vertical, et que la bouée 11 soit maintenue sous la surface 13 de l'eau en subissant donc en permanence la poussée d'Archimède. Un câble 14 est monté entre la bouée 11 et une deuxième bouée 15. La longueur de ce câble est choisie pour que la bouée 15 puisse flotter à la surface de l'eau de manière à pouvoir être repérée et recueillie par un remorqueur 16. Suivant le procédé de mise en service du dispositif de mouillage selon l'invention, le tanker 6 étant préalablement amarré au vaisseau FPSO 1, le remorqueur 16 se rapproche ensuite du tanker 6. La bouée 11 s'enfonce alors progressivement dans l'eau, en suivant sensiblement un arc de cercle dont le rayon est fonction de la longueur des lignes 10, 10' et de l'écartement des ancres 12, 12'. Pendant ce déplacement la traction que doit exercer le remorqueur sur les lignes 10, 10' reste modérée, ce qui permet d'utiliser pour ce faire un remorqueur de puissance moyenne, de manière économique. En fin de déplacement, une amarre 17 est lancée entre la proue du tanker 6 et le remorqueur pour raccorder cette proue à la bouée 25 et à l'ensemble du dispositif. On assure alors la mise en tension du dispositif par des moyens classiques connus, tels qu'un treuil. Une fois l'opération de connexion réalisée, il apparaît que l'axe longitudinal du tanker est fermement maintenu, et éventuellement rappelé, dans un plan fixe, grâce à l'agencement en V des lignes tendues 10, 10' qui sont ancrées sur le fond marin comme représenté sur la figure 2, c'est-à-dire à distance l'une de l'autre et, de préférence, symétriquement par rapport à un plan vertical P passant par la bouée 11, le câble 14, la bouée 15, l'amarre 17 et l'axe longitudinal du tanker. Il n'est pas nécessaire que l'axe du vaisseau FPSO soit confondu avec le plan P. En effet le dispositif fonctionne aussi bien si l'axe du vaisseau FPSO présente un angle avec le plan P. On choisira avantageusement, pour constituer les lignes d'ancrage 10, 10', des câbles en matière plastique telle qu ' un polyester ou prolypropylène, couramment disponible dans le commerce. L'élasticité de tels câbles est alors mise en jeu par la tension induite dans les lignes 10, 10' par les efforts d'environnement, pour assurer le rappel de l'axe longitudinal du tanker dans le plan P. On comprend que l'agencement de lignes 10, 10' tendues du dispositif suivant l'invention permet de localiser en 11 un centre de rotation de la proue du tanker, à proximité de celui-ci, quand le tanker est soumis à des efforts (vent, houle, courant marin) tendant à le déporter latéralement, dans le sens de la flèche F par exemple, ou en sens inverse. Cet agencement permet de réduire les tensions dans les amarres ou câbles 14, 17 et 7 qui résultent d'un déport latéral d'une amplitude donnée, par rapport à la tension observée dans un dispositif qui ne comprendrait qu'une ligne d'ancrage reliant le tanker au fond marin, dans le plan P par exemple. Cette réduction de tension est avantageuse tant du point de vue de la sécurité du dispositif que du point de vue économique, étant donné qu'une seule longue ligne devrait être beaucoup plus grosse pour obtenir le même effet. Le dispositif suivant l'invention est d'autant plus économique qu'il ne met en jeu que deux lignes d'ancrage, là où l'on en met au moins trois, déployées en caténaire, comme dans le cas d'une bouée de déchargement (SPM, CALM). Aussi le dispositif profite avantageusement du mouillage du vaisseau FPSO puisque une partie des charges d'environnement agissant sur le tanker se reporte sur les lignes d'ancrage de ce vaisseau. Par ailleurs le dispositif suivant l'invention ne fait pas appel, par temps normal, à l'utilisation d'un remorqueur après son installation. Dans des conditions climatiques difficiles on pourra cependant renforcer par précaution la sûreté de l'installation en connectant la proue du tanker à un remorqueur 18 (voir fig. 2) propre à suppléer aux lignes d'ancrage 10, 10'. On remarquera encore que le dispositif suivant l'invention permet d'assurer un transfert des produits pétroliers par une tuyauterie flottante 8 (voir fig.l) et non par une tuyauterie courant sur le fond marin comme c' est le cas lorsqu'on fait usage d'une bouée de déchargement. Le dispositif suivant l'invention est donc utilisable sur de grands fonds, de 1500 mètres ou plus, par exemple, bien qu'il puisse évidemment être aussi utilisé sur des fonds de moindre profondeur. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'on pourrait utiliser des lignes d'ancrage en câbles métalliques plutôt qu'en matière plastique. Dans le cas de l'utilisation de câbles en matière plastique, on munit avantageusement le bas des lignes d'ancrage de segments 19, 19' de chaînes, dimensionnés de manière que seules ces chaînes viennent frotter sur le fond marin, en évitant ainsi aux câbles en matière plastique un contact qui peut leur être dommageable. L'invention n'est pas limitée non plus au mouillage d'un tanker à proximité d'un vaisseau FPSO. Elle s'étend au contraire au mouillage d'un tanker à proximité d'autres installations marines de production et de stockage telles que des plate-formes fixes ou flottantes comme des plateformes semi-submersibles, des plate-formes à lignes tendues, etc... REVENDICATIONS 1. Dispositif de mouillage d'un tanker (6) de déchargement d'une installation marine (1) de production et de stockage de produits pétroliers, du type qui comprend une liaison (7) entre une extrémité du tanker (6) et ladite installation (1), caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux lignes d'ancrage tendues (10, 10') dont deux extrémités respectives sont réunies et reliées à l'autre extrémité du tanker (6), les deux autres extrémités de ces lignes étant ancrées sur le fond marin (5), à distance l'une de l'autre et de part et d'autre d'un plan vertical (P) passant par l'axe longitudinal du tanker (6). 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une bouée (11) fixée aux extrémités réunies desdites lignes tendues (10, 10'), la longueur de ces lignes étant telle que ladite bouée (11) reste constamment immergée, y compris lorsque ces lignes sont relevées dans un plan sensiblement vertical sous l'effet de la flottabilité positive de ladite bouée (11), quand les lignes (10, 10') sont en position d'attente, détachées dudit tanker (6). 3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'un câble (14) est fixé par une extrémité à ladite bouée, l'autre extrémité du câble (14) étant solidaire d'une deuxième bouée (15) qui flotte à la surface de l'eau. 4. Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce qu'une amarre (17) est fixée à ladite deuxième bouée (15), pour le raccordement des lignes tendues (10, 10') et du câble (14) au tanker (6). 5. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites lignes tendues (10, 10') sont constituées de câbles métalliques. 6. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites lignes tendues (10, 10') sont constituées de câbles en matière plastique. 7. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des segments de chaînes (19, 19') raccordent les lignes tendues (10, 10') à leurs ancres respectives (12, 12'), ces segments de chaînes (19, 19') étant dimensionnés de manière que seuls ces segments reposent sur le fond marin (5) quand les lignes tendues (10, 10') sont en position d'attente. 8. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un remorqueur (18) connecté par une amarre à l'extrémité du tanker (6) qui est connecté aux lignes tendues (10, 10'), pour assurer la sécurité du mouillage dudit tanker (6). 9. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'installation marine de production et de stockage des produits pétroliers est choisie parmi : un vaisseau du type FPSO, une plateforme marine fixe, une plate-forme marine flottante. 10. Procédé de mise en service du dispositif de mouillage conforme à la revendication 3, suivant lequel on amarre le tanker à l'installation marine, caractérisé en ce qu'on saisit la deuxième bouée (15) alors qu'elle flotte à la surface de l'eau à l'écart du tanker (6) lorsque les lignes (10, 10') sont dans une position d'attente, en ce qu'on rapproche ladite bouée (15) du tanker (6), en ce qu'on raccorde ladite bouée (15) audit tanker par un câble (17) en tendant lesdites lignes.