Brevet FR2838100A1 — publié le 20031010

de sollicitation élastique comprennent des enrouleurs à ressort. La présente invention est relative à un procédé d'installation en mer d'une structure sur une plate-forme flottante comprenant au moins une colonne de support de cette structure et une embase. L'invention est également relative à un dispositif pour la mise en _uvre de ce procédé. L'installation en mer d'une structure en flottaison sur une autre structure flottante est une opération délicate. En effet, par mer formée, les mouvements verticaux des deux structures dus à la houle peuvent n'être pas synchrones. En d'autres termes, ces mouvements peuvent être inégalement déphasés par rapport à la houle. On comprend qu'alors des percussions entre les deux structures sont possibles, avec pour conséquence des dommages auxdites structures. Une première solution à ce problème consiste à ca culer et dessiner les structures en cause de manière qu'elles puissent résister à de tels chocs. C'est là une solution coûteuse car elle conduit à surdimensionner etiou à compliquer ces structures pour leur permettre de résister à ces chocs. D'autres solutions ont été proposées, notamment dans le cas pratique fréquent de itinstallation d'un pont sur une plate-forme flottante, le pont étant porté par une barge pour pouvoir être entrané en flottaison Jusqu'au-dessus de la plate forme flottante sur laquelle il doit être déposé. Ces solutions consistent à disposer des moyens d'amortissement de chocs entre le pont et la plate-forme eVou entre le pont et la barge lors des man_uvres de rapprochement et d'assemblage du pont et de la plate-forme. C'est a i nsi q u'on con na^'t ies systèmes d' assemblage d its S MA RT LEG et UNIDECK-TPG développés par les sociétés françaises ETPM et TPG, respectivement, ainsi que les systèmes conçus pour les plates-formes HUTTON TLP et WANDOO par la société française PSC FREYSINNET et la société anglaise KELLOGG BROWN & ROOT, respectivement. Ces systèmes, pour efficaces qu'ils puissent être, n'en présentent pas moins l'inconvénient d'être coûteux, tant en matériel qu'en énergie à consommer pendant l'installation, ou sont limités à une utilisation par mer calme. La présente invention a précisément pour but de fournir un procédé d'installation d'une structure sur une plate-forme flottante, qui soit à la fois sûr et de coût contenu. On atteint ce but de l'invention, ainsi que d'autres qui appara^'tront à la lecture de ia description qui va suivre, avec un procédé d'installation en mer d'une structure su r u ne plate-forrne flotta nte comprenant au moins u ne colon ne de support de lad ite structure et une embase, suivant lequel a) on entrane ladite structure en flottaison au-dessus de lad ite plate-forme, et b) on éta bl it un contact d'a ppu i entre lad ite structure et ladite colonne, ce procédé étant remarquable en ce que, avant l'étape b), on installe au moins une ligne tendue sensiblement verticale entre ladite structure et ladite embase et en ce que, pendant létape b), on maintient constamment une tension dans ladite ligne. Comme on le verra plus loin en détail, cette tension permanente dans la ligne pendant le dépôt de la structure sur la plate-forme, assure le synchronisme des déplacements de la structure et de la plate-forme sous l'effet de la houle, ce qui prévient tout choc éventuellement dommageable entre celles-ci. Selon d'autres caractéristiques, optionnelles, de la présente invention: quand ladite structure comprend un pont monté sur une barge pour être entrané en flottaison au-dessus de ladite plate-forme, on installe ladite ligne tendue entre ladite barge et ladite embase, - on dépose ledit pont sur ladite colonne par au moins un des moyens du groupe constitué par: le déballastage de ladite plate-forme flottante, le ballastage de ladite barge, une traction sur ladite ligne tendue. La présente invention fournit également un dispositif pour la mise en _uvre de ce procédé, comprenant une structure en flottaison au-dessus d'une plate-forme flottante constituée d'au moins une colonne débordant verticalement d'une embase, ce dispositif étant remarquable en ce qu'il comprend au moins une ligne sensiblement verticale, tendue entre ladite structu re en flottaison et lad ite em base de ladite plate-forme. Quand la structure est constituée par un pont mis en flottaison par une barge, le dispositif comprend des moyens de support du pont installés entre ledit pont et ladite barge. La barge comporte des moyens de mise en tension de ladite ligne. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention appara^'tront 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 coupe, schématique, d'un mode de réalisation du dispositif pour la mise en _uvre du procédé suivant l'invention, et - les figures 2A à 21t illustrent diverses étapes successives de ce procédé. On se réfère à la figure 1 du dessin annexé o le dispositif représenté comprend une plate-forme 1 flottante et une structure 2 également flottante. La plate-forrne 1 est classiquement constituée d'une embase 3 de laquelle déborde verticalement une ou plusieurs colonnes 4j (typiquement, i = 1 à 8), lesdites colonnes émergeant au-dessus de la surface 5 de l'eau. La structure flottante, dans le mode de réalisation représenté, est constituée par une barge 6 portant un pont 7. La barge 6 sert à entraner le pont 2 dans la position représentée à la figure 1, audessus et en repérage avec les colonnes 4j de la plate-forme 1. Un mouvement relatif vertical permet ensuite de déposer le pont sur les têtes des colonnes 4j, comme on le verra dans la suite de ia présente description. Entre la barge et le pont sont interposés des supports amovibles 8j reposant chacun sur un renfort 9j correspondant de la barge, selon une disposition classique. La plate-forme 1 et la barge 6 sont équipées classiquement de moyens de ballastage et de déballastage (non représentés). Le pont 7 peut être, ou non, "intégré". Dans le cas d'un pont intégré, celui-ci est équipé de manière à permettre l'exploration eVou l'exploitation d'un site tel qu'un champ pétrolier sous-marin par exemple. Suivant une caractéristique de la présente invention, dans la position relative de la plate-forme 1 et de la structure 2 représentée à la figure 1, au moins une, et de préférence plusieurs, lignes 10k sensiblement verticales, sont installées entre la barge 6 et l'embase 3 de la plate-forme 1. Chaque ligne 10k est. à son extrémité base, ancrée sur l'embase 3 au moyen d'une liaison 11 k, à oreille et manille par exemple et, à son extrémité haute, raccordée à des moyens de mise en tension 12k de la ligne, portés par la barge 6. Les lignes 10k peuvent être constituées par des chanes ou des câbles. Dans ce cas les moyens de mise en tension 12k peuvent être constitués par des treuils ou des vérins. Elles peuvent être aussi constituées par des tiges ou des tubes, mis en tension par des vérins, par exemple. Sur la figure 1 apparaissent des moyens de défense 13, 13:, tels que des bouées ou des guides latéraux interposés entre le pont 7 et les parties adjacentes des colonnes 4j de la plate-forme 1, au niveau de la surface 5 de l'eau. Ces bouées ou guides amortissent et limitent les mouvements horizontaux relatifs de la plate forme et de la barge, de manière à maintenir ceux-ci, en projection sur un plan horizontal, dans une position relative prédéterminée, propre à assurer la dépose ultérieure du pont sur les têtes de colonnes dans cette même position. On se réfère maintenant aux figures 2A à 2H du dessin annexé pour décrire le ptocèdé d'installation, suivant l'invention, du pont 7 sur la plateforme 1. Dans une première étape, le pont 7 mis en flottaison grâce à la barge 6 (fig. 2A) est remorqué jusqu'à la position représentée à la figure 2B, o il se trouve au droit des colonnes 4j sur lesquelles il doit être déposé. Dans cette position, il est équipé des lignes 10k, des moyens de mise en tension 12k de ces lignes et des moyens de défense 13, 132..., décrits en liaison avec la figure 1. Les opérations de rapprochement et de mise en contact d'appui du pont 7 et des têtes de colonne 4' peuvent alors commencer, quand bien même la mer serait développée. Pour ce faire on peut déballaster la plate-forme 1, comme illustré par la figure 2D jusqu'à faire remonter les têtes de colonnes contre la sousface du pont 7 (figure 2E). On comprend que cette remontée de la plateforme 1 aurait, en l'absence de toute contre-mesure, pour effet de détendre les lignes 10k et donc de rétablir une liberté de mouvement vertical relatif entre la plate-forme 1 et la structure 2. Sous l'effet de la houle, les deux structures alors découplées pourraient osciller verticalement indépendamment l'une de l'autre, en déphasage. De telles oscillations, notamment quand elles sont en contre-phase, peuvent entraner des chocs violents entre la plate-forme 1 et le pont 7, phénomène connu sous le nom de "pilonnement''. Suivant la présente invention, on prévient ce découplage des structures et ses éventuelles conséquences destructrices, en maintenant constamment, pendant le rapprochement, une tension dans les lignes 10k, suffisante pour maintenir la cohésion de l'ensemble formé par ces structures. Les oscillations de la structure 2 dues à la houle sont alors synchronisées avec celles de la plate-forme 1 et la distance qui sépare le pont 7 des têtes des colonnes 4i peut être réduite, sans à-coups, par un déballastage progressif de la plate-forme, associé à une absorption continue de la réduction de ia longueur des lignes 10k par les moyens de mise en tension 12k. Ces derniers sont commandés de manière à établir une tension prédéterminée dans ces lignes, propres à maintenir la cohésion évoquée ci-dessus, dans les conditions d'environnement de l'installation à exécuter. Les conditions sont caractérisées, notamment, par l'amplitude maximale de la houle susceptible d'affecter ie site de l'installation. La plate-forme étant alors en appui sur les têtes des colonnes 4j (figure 2F) on fixe celle-ci sur les têtes de colonne par tout moyen connu pour ce faire. On écarte ensuite verticalement la barge 6 du pont 7, par ballastage de cette barge, associé à une absorption continue de la réduction de la longueur des lignes 10k par les moyens de mise en tension 12k. Les supports 8j cessent ainsi d'être pincés entre le pont 7 et la barge 6 et peuvent être évacués. De même les lignes 10k, devenues inutiles, sont démontéss et évacuées (fig. 2G). La barge 6 est ensuite dégagée de la plate-forme 1 (fig. 2H). Celle-ci peut alors être déballastée pour rétablir un tirant d'air de consigne entre le pont et la surface de l'eau. On comprend que le rapprochement du pont et des têtes des colonnes 4j (fig. 2D et 2E) peut être obtenu, outre par le déballastage décrit cidessus de la plate forme 1, par le ballastage de la barge 6 et par une traction exercée sur les lignes k, ou par toute combinaison adéquate de ces trois moyens, pour autant que la nécessaire cohésion de l'ensembie constitué par la structure 2 et la plate-forme 1 soit maintenue pendant cette opération de rapprochement, comme décrit cidessus. L'utilisation du déballastage de la plate-forme ou du ballastage de la barge est particulièrement économique en terme d'énergie à fournir pour établir le pont sur les têtes des colonnes de la plate-forme. On pourrait aussi, en remplac,ant les supports 8j par des vérins, assurer le dépôt du pont 7 sur les têtes des colonnes par vérinage, mais cette solution est plus coûteuse en énergie que celle qui procède par ballastage etJou déballastage. A titre d'exemple illustratif et non limitatif, il est ainsi possible d'installer, de manière sûre et économique un pont de 10 000 tonnes porté par une barge de 20 000 tonnes de déplacement, sur une plate-forme de 200 000 tonnes de déplacement, par des houles de 2 à 4 m d'amplitude. Dans cet exemple on utilise quatre lignes 1 k, tendue chacune à 1000 tonnes. On a décrit ci-dessus le procédé suivant l'invention dans son application à l'installation d'un pont sur une plate-forme flottante semi-submersible. il est clair cependant pour l' hom me de métier qu' il est applicabie également à l' i nstal latio n de piates-formes sur lignes tendues, à des plates-formes gravitaires et à des SPAR, par exemple. a Lien entendu l'lnntion n'es1 pas limits au mode de alisation dAcht et psentd qui n'a ate donna qu'A titan d'omple. C'est alnsi que l'inntlon n'est pas limited I'insllation d'un pont mis en floitaison au moyen d'une bade et s'6tend Avidemment UnstalTatlon d'un pont du type "ponPcoque" flottable, intAgnt ses pps moyens de OoMaon. C'est alnsl encom qu'on pourmit dAmonter le pont la [n de 1a e uble de la plate-forme, par exemple, en inrsant l'ord des Atapes du pcAdA dAcht cdessus. REVENDICATIONS 1. Procédé d'installation en mer d'une structure (2) sur une plate-forme flottante (1), comprenant au moins une colonne (4j) de support de ladite structure (2) et une embase (3), suivant lequei: a) on entrane ladite structure (2) en flottaison au-dessus de ladite plate forme (1), et b) on établit un contact d'appui entre iedite structure (2) et ladite colonne (4j), ce procédé étant caractérisé en ce que, avant l'étape b), on installe au moins une ligne tendue (10k) sensiblement verticale entre iadite structure (2) et ladite embase (3) et en ce que, pendant l'étape b) , on maintient constamment une tension dans ladite ligne (10k). 2. Procédé conforme à la revendication 1, dans lequel ladite structure (2) comprend un pont (7) monté sur une barge (6) pour être entranée en flottaison au dessus de ladite plate-forme (1), caractérisé en ce qu'on installe ladite ligne tendue (10k) entre ladite barge (6) et ladite embase (3). 3. Procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'on dépose ledit pont (7) sur ladite colonne (4j) par au moins un des moyens du groupe constitué par: le déballastage de iadite plate-forme flottante (1), le ballastage de ladite barge (6), une traction sur ladite ligne tendue (10k). 4. Procédé conforme à ia revendication 2, caractérisé en ce qu'on dépose ledit pont (7) sur ladite colonne (4j) de ladite plate-forme (1) par vérinage. 5. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que, après le dépôt du pont (7) sur ladite plate-forme (1), on écarte verticaiement la barge (6) dudit pont (7) par ballastage de ladite barge (6) et traction sur les lignes tendues (10k), on supprime la liaison précédemment établie par ladite ligne tendue (10k) et on dégage ladite barge (6) de iedite plate-forme (1) . 6. Dispositif pour la mise en _uvre du procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant une structure en flottaison (2) au dessus d'une piate-forme (1) flottante constituée d'au moins une colonne (4j) débordant verticalement d'une embase (3), caractérisé en ce qu'il comprend au moins une ligne (10k) sensiblement verticale, tendue entre ladite structure (2) en flottaison et ladite embase (3) de ladite plate-forme (1). 7. Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que ladite structure (2) est constituée par un pont (7) mis en flottaison par une barge (6), des moyens (8k) de support du pont (7) étant installés entre ledit pont (7) et ladite barge (6) 8. Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que ladite barge (6) comporte des moyens (12k) de mise en tension de iadite ligne (10k). Dispositif conforme à la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de lignes tendues (10k). 10. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que ladite structure (2) et ladite plate-forme (1) comprennent des moyens de ballastage et de déballastage. 11. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de support (8k) comprennent des vérins. 12. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce quil comprend des moyens de défense (13, 132,...) pour maintenir ladite structure (2), en projection sur un plan horizontal, dans une position