Brevet FR2859265A1 — publié le 20050304

LESTAGE DE TUYAU POUR LE TRANSPORT DE LIQUIDE DANS UN MILIEU MARIN La présente invention concerne un dispositif de lestage d'un tuyau dans un milieu marin et son application au transport de liquide. On connaît déjà un tuyau pour le transport de liquide dans un milieu marin constitué d'un tube en matière tissée en continu de fils synthétiques, ladite matière pesant 10 à 50 kg par mètre linéaire de tuyau. Un tel dispositif et son procédé de pose sont décrits dans le brevet délivré du demandeur FR-A-2 786 246. Ce brevet fournit un tuyau souple et flexible, pouvant être placé sur des fonds marins, pouvant résister à la corrosion de l'eau de mer et à l'usure par frottement sur des fonds marins, pouvant résister à des pressions internes et externes élevées, et pouvant supporter des débits de plusieurs dizaines de m3 par seconde. Cependant, dans la technique antérieure, on ne s'est pas posé le problème du lestage du tuyau ni celui de son ancrage. En effet, le tuyau est destiné à transporter de l'eau douce, et même éventuellement des liquides dont la densité est inférieure à celle de l'eau de mer. Le tuyau rempli d'eau douce flotte puisque l'eau douce est plus légère que l'eau de mer. Une telle différence de densité ne semble pas gênante mais cependant elle entraîne le flottement du tuyau. Un problème qui se pose est donc de maintenir le tuyau rempli d'un liquide de densité inférieure à celle de l'eau de mer à proximité du fond de la mer. En outre, le tuyau du brevet FR-A-2 786 246 est en matière tissée, relativement fragile, et donc, il peut être détérioré par exemple, en cas d'agression extérieure. Une telle agression extérieure peut par exemple être une ancre lancée depuis un bateau à la surface de la mer, un filet ou un chalut ou une ligne traînée par un bateau de pêche ou un pêcheur. Le tuyau doit donc être protégé de ces agressions. Un second problème qui se pose est donc de protéger le tuyau des agressions externes. Par ailleurs, les courants sous-marins ne sont pas très importants en général, puisque la houle a tendance à s'estomper très rapidement dès qu'on descend sous le niveau de la mer. Toutefois, en bordure du plateau continental (environ à 200 m), la déclivité peut être parfois importante. II se produit alors des phénomènes de "upwelling" et de "downwelling" qui créent localement des courants sous-marins plus importants. Ces courants appliqués à la surface des tuyaux envisagés ayant entre 2 et 5 m de diamètre, peuvent constituer des forces importantes, susceptibles de déplacer le tuyau. Un troisième problème qui se pose est donc d'ancrer le tuyau de gros diamètre de manière à éviter son déplacement dans la mer. En effet, un tel déplacement peut nuire à la solidité du tuyau. Un quatrième problème qui se pose est de maintenir une certaine distance entre le fond de la mer et le bas du tuyau. A cet effet, l'invention concerne un tuyau destiné au transport de liquide dans un milieu marin constitué d'un tube en matière tissée en continu de fils synthétiques, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de lestage et d'ancrage constitués par une succession d'éléments de lestage, de préférence non jointifs les uns avec les autres, placés au dessus du tuyau et en contact avec celui-ci sur sa moitié supérieure, lesdits éléments de lestage étant constitués chacun de deux plans inclinés reliés par leur arête commune, rectiligne ou arrondie, de manière que lesdits plans inclinés forment un angle a dans lequel vient s'inscrire le cercle formé par la coupe du tuyau selon un plan perpendiculaire à son axe longitudinal. Les plans inclinés des éléments de lestage ont une certaine longueur L en direction de l'axe longitudinal du tuyau et une largeur I dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du tuyau. Si la distance entre le bas du tuyau et le fond de la mer est appelée garde au sol D, et R est le rayon du tuyau, la largeur I de chaque plan incliné est donnée par la formule: I=(R(1 +(1/sincc/2))+D)/cos a/2 Si les plans inclinés sont reliés par une arête rectiligne, la largeur 1 de chaque plan incliné correspondra à la formule précédente. Par contre, si les plans inclinés sont reliés par une arête arrondie, la largeur I de chaque plan incliné sera légèrement différente de la valeur théorique calculée avec une arête rectiligne. La largeur I de chaque plan incliné est donc fonction de la garde au 10 sol D désirée. De préférence, les deux plans inclinés ont une longueur L comprise entre 0 et 10 mètres, de préférence égale à 1 mètre. De préférence, la garde au sol est dans la plage de 0 à 2 mètres, plus préférablement de 1 mètre. De préférence les rayons du tuyau sont dans la plage de 2 à 5 mètres. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la largeur de chaque plan incliné est de 8,24 m pour un angle a sensiblement égal à 90 . De préférence le plan incliné est constitué d'une plaque de béton ou autre, comme indiqué plus loin, ayant une épaisseur d'au moins 3 centimètres. La description suivante, en regard des dessins annexés, permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure unique est une vue en coupe transversale d'un dispositif de tuyau selon la présente invention. Le dispositif selon l'invention comprend un tuyau 1 qui, en coupe transversale, a un rayon R. Selon la technique antérieure, ce tuyau est destiné au transport de liquide, par exemple de l'eau, dans un milieu marin. Plus particulièrement, le tuyau est destiné au transport d'un liquide dont la densité est inférieure à 1 kg/m3, donc inférieure à la densité de l'eau pure. Ce tuyau est constitué d'une matière tissée en continu de fils synthétiques. Selon l'invention, le tuyau comporte des moyens de lestage et d'ancrage. Grâce à ces moyens de lestage, le tuyau ne remonte pas à la surface, tandis que grâce aux moyens d'ancrage, qui empêchent le tuyau d'avoir des mouvements au fond de l'eau et donc qui évitent son usure par les aspérités du sol telles que cailloux, etc. Le tuyau 1 est situé au-dessus du sol 2 de manière que son point le plus bas 3 soit situé à une distance D du sol 2. Le tuyau 1 est cylindrique et comporte un axe passant par le centre C du cercle de base du tuyau 1. Cet axe est sensiblement rectiligne et parallèle sensiblement au sol. Selon l'invention, les moyens de lestage sont constitués par une succession longitudinale, c'est-à-dire le long de l'axe longitudinal du tuyau 1 de deux séries 4, 5 de plans inclinés reliés par leur arête commune 6. Cette arête commune 6 peut être rectiligne (comme représentée en 6) ou arrondie (comme représentée en 7). Une série de plans inclinés est telle que le plan incliné 4 et le plan incliné 5 font ensemble un angle a. Si l'arête est arrondie, comme l'arête 7, les plans inclinés forment dans leur prolongement un angle a. Dans l'angle a vient s'inscrire le cercle 1 formé par la coupe transversale du tuyau selon un plan perpendiculaire à son axe longitudinal passant par le centre C. Lorsque l'arête réunissant les plans est arrondie, cette sorte de charnière peut être constituée de la même matière que les plans inclinés si cette matière est suffisamment souple, soit d'une autre matière, comme une toile ou tout autre. Les plans inclinés des éléments de lestage ont une certaine longueur L en direction de l'axe longitudinal du tuyau et une largeur I dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du tuyau. Si la distance entre le bas du tuyau et le fond de la mer est appelée garde au sol D, et R est le rayon du tuyau, la largeur I de chaque plan incliné est donnée par la formule: 1=(R(1 +(1/sina/2))+D)/cos a/2 Selon un premier mode de réalisation de la présente invention, si les plans inclinés sont reliés par une arête rectiligne, la largeur I de chaque plan incliné correspondra à la formule précédente. Par contre, si les plans inclinés sont reliés par une arête arrondie, la largeur I de chaque plan incliné sera légèrement différente de la valeur théorique calculée avec une arête rectiligne. La fonction mentionnée ci-dessus passe par un minimum pour un certain angle au sommet qui donne la largeur optimale des demi-plans. Les diamètres envisagés pour le tuyau sont compris entre 2 et 5 mètres. La garde au sol doit être comprise entre 0 et 2 mètres. Le tableau suivant donne la largeur minimale des demi-plans et l'angle au sommet pour lequel elle est atteinte. Garde au sol (m) 0,00 0,50 1 1,5 2 Largeur (m) pour D = 4 m 6,66 7,29 7, 91 8,53 9,14 Angle au sommet ( ) 74 72 70 69 Diamètre du tuyau (m) 2 2, 5 3 3,5 4 4,5 5 Largeur (m) avec G = 1 m 4,57 5,41 6,24 7,08 7,91 8,75 9, 58 Angle au sommet ( ) 69 70 71 72 72 73 73 Avec des tuyaux d'environ quatre mètres de diamètre et en prévoyant une garde au sol de un mètre, on atteint une largeur de 8,24 m pour un angle droit (90 ). On voit que cette largeur ne s'éloigne de la valeur optimale que de 33 cm soit 4 % de l'optimum. L'angle droit présente de nombreux avantages pour la réalisation pratique de ces toits. Il est donc préféré et permet des économies de temps et de coût de fabrication. La matière des plans inclinés peut être le béton mais également le polyester ou de type plaque ondulée, ou peut être une toile ou une bâche. Si le matériau des plaques n'est pas d'une densité suffisante pour leur conférer le poids nécessaire au lestage/ancrage, les plaques comportent des poids supplémentaires liés à leur bord inférieur. Ces poids peuvent être des blocs parallélépipédiques. On peut éventuellement prévoir des plaques d'un poids supérieur à ce qui serait strictement nécessaire pour le lestage/ancrage afin de leur conférer une tenue intrinsèque suffisante (absence de courbure ou flèche) et une résistance suffisante aux agressions extérieures. Les plans inclinés sont fixés au tuyau par des sangles ou lien de fixation pour les rendre solidaires, par exemple comme représenté en 8 sur la figure. Lors de la maintenance nécessitant la remontée d'une partie de tuyau à la surface, les plans inclinés sont remontés à la surface en entraînant la partie de tuyau qui leur est solidaire. Les plans inclinés sont reliés longitudinalement entre eux par des dispositifs de liaison permettant le débattement d'un plan incliné par 15 rapport au précédent et/ou au suivant. Le procédé de pose du tuyau consiste à réaliser le tuyau, à lui fixer deux plans inclinés au moins du lien de fixation 8, et en descendant simultanément la partie de tuyau et les plans inclinés qui lui sont fixés. Les plans inclinés, de par leur poids, entraîneront le tuyau au fond du milieu marin. REVENDICATIONS 1. Tuyau (1) destiné au transport de liquide dans un milieu marin constitué d'un tube en matière tissée en continu de fils synthétiques, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de lestage et d'ancrage constitués par une succession d'éléments de lestage, de préférence non jointifs les uns avec les autres, placés au dessus du tuyau (1) et en contact avec celui-ci sur sa moitié supérieure, lesdits éléments de lestage étant constitués chacun de deux plans inclinés (4, 5) reliés par leur arête commune (6), rectiligne (6) ou arrondie (7), de manière que lesdits plans inclinés (4, 5) forment un angle a dans lequel vient s'inscrire le cercle formé par la coupe du tuyau selon un plan perpendiculaire à son axe longitudinal. 2. Tuyau (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plans inclinés des éléments de lestage ont une certaine longueur L (pouvant aller de 0 à 10 mètres) en direction de l'axe longitudinal du tuyau et une largeur I dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du tuyau, si la distance entre le bas du tuyau et le fond de la mer est appelée garde au sol D, et R est le rayon du tuyau, la largeur I de chaque plan incliné est donnée par la formule: 1=(R(1 +(1/sin a/2))+D)/cos&2. 3. Tuyau (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux plans inclinés ont une longueur L pouvant être comprise entre 0 et 10 mètres, mais de préférence égale à 1 mètre. 4. Tuyau (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la garde au sol D est dans la plage de o à 2 mètres, plus préférablement de 1 mètre. 5. Tuyau (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rayons du tuyau sont dans la plage de 2 à 5 mètres. 6. Tuyau (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur de chaque plan incliné est de 8,24 m pour un angle a sensiblement égal à 90 . 7. Tuyau (1) selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que le plan incliné est constitué d'une plaque ayant une épaisseur d'au moins 3 centimètres.