Brevet FR2913241A1 — publié le 20080905

Plate-forme auto-élevatrice de très grandes dimensions pour le traite-ment de gaz ou de pétrole en mer et procédé d'assemblage et d'instal-lation d'une telle plate-forme. La présente invention concerne une plate-forme auto-élévatrice de très grandes dimensions pour le traitement de gaz ou de pétrole en mer. L'invention concerne également un procédé d'assemblage et d'installation d'une telle plate-forme auto-élévatrice de très grandes dimensions. Après l'extraction du gaz ou du pétrole, ce type de produit nécessite de nombreuses étapes de traitement et des équipements et des installations lourds et importants. Dans le cas d'une extraction en mer, ces équipements et ces installations sont placés sur plusieurs plates-formes pétrolières, par exemple du type auto-élévatrice, comprenant une coque montée déplaçable entre une position de flottaison et une position d'exploitation hors de l'eau sur des jam- bes porteuses au moyen de mécanismes d'entraînement pour le déplace-ment desdites jambes entre une position relevée et une position en appui sur le front marin. Mais, compte tenu des nombreuses opérations effectuées, les différents équipements sont répartis sur plusieurs plates-formes. En effet, les dimensions des coques des plates-formes utilisées jus-qu'à présent sont limitées du fait de leur infrastructure et des conditions d'exploitation ce qui oblige à répartir les équipements de traitement entre les différentes plates-formes et à relier ces plates-formes entre elles par un ré-seau de canalisations, de connections électriques et de systèmes de contrôle, augmentant bien évidemment les coûts de production, d'installation et de traitement en mer du gaz ou du pétrole. De plus, en amont de la mise en exploitation de telles plates-formes, des tests doivent être effectués par du personnel qui reste mobilisé sur les plates-formes pour de plus ou moins longues périodes. Une solution consiste à augmenter les dimensions des coques des plates-formes. Mais, dans ce cas, des problèmes importants de stabilité et de rigidité de la coque ainsi que des problèmes d'installation en mer se posent. L'invention a pour but de proposer une plate-forme auto-élévatrice de très grandes dimensions pour le traitement de gaz ou de pétrole en mer qui permet de résoudre ces problèmes. L'invention a donc pour objet une plate-forme auto-élévatrice de très grandes dimensions pour le traitement de gaz ou de pétrole en mer, du type comprenant une coque montée déplaçable entre une position de flottaison et une position d'exploitation hors de l'eau, sur des jambes porteuses principales au moyen de mécanismes d'entraînement pour le déplacement desdites jambes principales entre une position relevée et une position en appui sur le fond marin, caractérisée en ce que la distance séparant deux jambes principales contiguës est supérieure à 75 m et en ce que la coque comporte, entre lesdites deux jambes principales contiguës, au moins une jambe porteuse secondaire munie de mécanismes d'entraînement pour le déplace-ment desdites jambes secondaires entre une position relevée et une position en appui sur le fond marin et pour le déplacement de la coque entre la position de flottaison et la position d'exploitation et pour une meilleure répartition des charges sur le sol marin. Suivant des modes particuliers de réalisation, la plate-forme peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la coque a la forme d'un quadrilatère comportant sur deux côtés op-posés les jambes principales et, entre chaque paire de jambes principales opposées de deux côtés, une jambe secondaire, - les deux côtés opposés de la coque portant les jambes principales sont formés chacun par un tronçon latéral d'un seul tenant, - chaque jambe principale est fixée sur le tronçon latéral correspon- dant au moyen d'une ossature porteuse, - chaque jambe secondaire est portée par un tronçon de liaison reliant les deux tronçons latéraux dans l'alignement de deux jambes principales opposées, et - les mécanismes d'entraînement de chacune des jambes principales sont associés à des moyens de verrouillage de la jambe principale correspondante. L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage et d'installation d'une telle plate-forme auto-élévatrice de très grandes dimensions, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes : - on fabrique chaque tronçon latéral et chaque tronçon de liaison in- dépendamment sur un quai d'assemblage, - on dépose sur l'eau à proximité du quai chaque tronçon latéral, - on fixe sur chaque tronçon latéral, l'ossature porteuse de chaque jambe principale en position relevée, - on maintient en vis à vis les deux tronçons latéraux, - on amène entre ces tronçons latéraux au moyen d'au moins une barge les tronçons de liaison portant chacun une jambe secondaire en position relevée, - on déplace verticalement les tronçons de liaison pour amener la face supérieure de ces tronçons de liaison au niveau de la face supérieure des tronçons latéraux, - on fixe les tronçons de liaison sur les tronçons latéraux, - on retire ladite au moins barge, - on achemine par flottaison la coque ainsi assemblée jusqu'au site d'installation avec les jambes principales et secondaires en position relevée, - on descend progressivement et en synchronisme les jambes princi- pales et secondaires jusqu'au fond marin, et - on lève la coque en position d'exploitation hors de l'eau par l'intermédiaire des jambes principales et secondaires et on verrouille les jambes principales. Selon d'autres caractéristiques du procédé : - on monte chaque ossature porteuse sans la jambe principale et on place chaque jambe principale dans une ossature porteuse correspondante avant la mise en flottaison des tronçons latéraux, - on place chaque jambe principale dans une ossature porteuse cor- respondante après la mise en flottaison des tronçons, et -on monte les jambes secondaires sur les tronçons de liaison après la fixation de ces tronçons de liaison sur les tronçons latéraux. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 est une vue schématique de dessus d'une plate-forme auto- élévatrice, conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue de côté de la plate-forme auto-élévatrice, conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue schématique en coupe selon la ligne 3-3 de la Fig. 1, - la Fig. 4 est une vue schématique en coupe transversale d'une jambe principale de la plate-forme et montrant les mécanismes d'entraînement de ladite jambe, - la Fig. 5 est une vue schématique de dessus des deux tronçons latéraux de la coque de la plate-forme auto-élévatrice en cours d'assemblage, et - les Figs. 6 et 7 sont deux vues schématiques en coupe transversale montrant l'assemblage des tronçons latéraux avec les tronçons de liaison pour former la coque de la plate-forme auto-élévatrice. Sur les Figs. 1 à 3, on a représenté une plate-forme auto-élévatrice de très grandes dimensions désignée dans son ensemble par la référence 1. Cette plate-forme 1 est destinée notamment au traitement de gaz ou de pétrole en mer. La plate-forme auto-élévatrice 1 comprend une coque 10 de très grandes dimensions sur laquelle sont disposés les différents équipements et installations pour le traitement du gaz ou du pétrole, ainsi que des locaux d'habitation habituels. La coque 10 est montée déplaçable entre une position de flottaison et une position d'exploitation hors de l'eau (Figs. 2 et 3) sur des jambes porteuses 30 principales au moyen de mécanismes d'entraînement 35 pour le dé- placement desdites jambes principales 30 entre une position relevée et une position en appui sur le fond marin F, comme montrée sur les Figs. 2 et 3, ainsi que pour déplacer la coque 10 hors de l'eau en position d'exploitation comme montrée sur ces figures. Ainsi que montré à la Fig. 1, la distance d séparant deux jambes principales 30 contiguës est supérieure à 75 m et la coque 10 comporte, entre lesdites jambes principales 30 contiguës, au moins une jambe porteuse 40 secondaire munie également de mécanismes d'entraînement 45 pour le dé- placement de ces jambes secondaires 40 entre une position relevée et une position en appui sur le fond marin F (Figs. 2 et 3), ainsi que pour déplacer la coque 10 hors de l'eau en position d'exploitation. Selon un mode de réalisation préférentiel, la coque 10 a la forme d'un quadrilatère et plus particulièrement d'un rectangle comportant sur deux cô- tés opposés portant les jambes principales 30 et, entre chaque paire de jambes principales 30 opposées des deux côtés, une jambe secondaire 40. A titre d'exemple non limitatif, la distance d séparant deux jambes principales 30 opposées, c'est à dire la largueur de la coque 10 est égale à 100 m et la longueur D de cette coque 10 est égale à 300 m. Le nombre de jambes principales 30 est de seize, huit de chaque côté de la coque 10 et le nombre de jambes secondaires 40 disposées chacune entre deux jambes principales 30 opposées, est de huit. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, les deux côtés opposés de la coque 10 portant les jambes principales 30 sont formés chacun par un tronçon latéral 11 d'un seul tenant et chaque jambe secondaire 40 est portée par un tronçon de liaison 15 transversal reliant les deux tronçons latéraux 11 dans l'alignement des jambes principales 30 op-posées. La paroi interne 11a de chaque tronçon latéral 11 comporte une suc- cession de portions en saillie 12 séparées par des portions en creux 13. Les tronçons de liaison 15 sont fixés, comme montrés à la Fig. 1, entre deux portions en saillie 12 des deux tronçons latéraux Il opposés. Chaque jambe principale 30 est fixée sur la paroi externe 11 b du tronçon latéral 11 correspondant au moyen d'une ossature porteuse 38. Comme cela est montré sur les Figs. 2 et 3, chaque jambe principale 30 se termine à sa partie inférieure par un pied 39, destiné à prendre appui sur le fond marin F. Chacune des jambes principales 30 présente, dans le mode de réalisation représenté à la Fig. 1, une section triangulaire et ces jambes principales 30 peuvent également présenter une section carrée ou circulaire. Comme cela apparaît plus particulièrement à la Fig. 4, chaque jambe principale 30 est formée de trois membrures 31 reliées entre elles par un treillis de poutrelles métalliques 32. Les membrures 31 des jambes principales 20 comportent des dents pour former sur chaque membrure 31, deux crémaillères 33 diamétralement opposées et destinées à coopérer avec les mécanismes d'entraînement 35 pour déplacer les jambes principales 30, puis la coque 10 sur ces jambes principales 30. Sur la Fig. 4, un seul mécanisme d'entraînement 35 a été re- présenté, les autres mécanismes 35 étant identiques. Chaque mécanisme d'entraînement 35 est formé par des ensembles moto-réducteurs 36 entraînant chacun un pignon de sortie 37 coopérant avec les crémaillères 33 disposées sur les membrures 31 de la jambe prin- cipale 30 correspondante. Par ailleurs, chaque mécanisme d'entraînement 35 de chacune des jambes principales 30 est associé à des moyens de verrouillage de la jambe principale dans la position d'appui de ladite jambe principale 30 sur le fond marin F, et surtout dans la position d'exploitation hors de l'eau de la coque 1, comme montrée sur les Figs. 2 et 3. Ces moyens de verrouillage, non représentés, sont connus et décrits par exemple dans les documents FR-A-2 653 462, FR-A-2 876 124 et FR-A-2 881 763. Chaque jambe secondaire 40 se termine, à sa partie inférieure, par un pied 41, destiné à prendre appui sur le fond marin F, ainsi que montré à la Fig. 3. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures et plus particulièrement à la Fig. 1, chacune des jambes secondaires 40 présente une section carrée, ces jambes secondaires 40 pouvant également présenter une section triangulaire ou circulaire. Dans ce cas, chaque jambe secondaire 40 est formée de quatre membrures 42 reliées entre elles par un treillis de poutrelles métalliques. De manière identique aux jambes principales 30 et non représentées dans le détail sur les figures, les membrures 42 des jambes secondaires 40 compor- tent des dents pour former sur chaque membrure deux crémaillères diamétralement opposées, destinées à coopérer avec des mécanismes d'entraînement 45 identiques dans le principe, aux mécanismes d'entraînement 35 de chaque jambe principale 30. En se reportant maintenant aux Figs. 5 à 7, on va décrire la construction et l'assemblage des différents tronçons 11 et 12 de la coque 10 de la plate-forme 1. Tout d'abord, les différents tronçons 11 et 12 composant la coque 1 sont fabriqués indépendamment sur un quai d'assemblage d'un chantier na- val. Ensuite on fixe chaque tronçon latéral 11, les ossatures porteuses 38 avec les jambes principales 30 en position relevée et on dépose par des moyens appropriés, non représentés, sur l'eau à proximité du quai, c'est à dire dans une zone calme et peu profonde, les tronçons latéraux 11 équipés des ossatures porteuses 38 avec les jambes principales 30 en position rele- vée. Les ossatures porteuses 38 des jambes principales 30 sont fixées par des moyens appropriés de type classique et connu, non représentés, sur la paroi externe 1l b de chaque tronçon latéral 11, ainsi que montré à la Fig. 5. Chaque ossature porteuse 38 est fixée sur cette paroi externe 11 b en regard d'une portion en saillie 12 ménagée sur la paroi interne 11a du tronçon latéral 11. Les jambes principales 30 sont en position relevée, ainsi que montrée à la Fig.6, et chaque tronçon latéral 11 est en flottaison avec un tirant d'eau de l'ordre de 5 m. Selon une première variante, on monte chaque ossature porteuse 38 sans la jambe principale 30 sur la paroi externe 11b de chaque tronçon latéral 11 et on place chaque jambe latérale 30 dans une ossature porteuse 38 correspondante avant la mise en flottaison des tronçons latéraux 11. Selon une seconde variante, on place chaque jambe principale 30 dans une ossature porteuse 38 correspondante après la mise en flottaison des tronçons latéraux 11. Les deux tronçons latéraux 11 sont maintenus en vis à vis par des moyens adéquates et les tronçons de liaison 15 sont amenés entre ces tronçons latéraux 11 au moyen d'au moins une barge 50 et, de préférence, au moyen de plusieurs barges 50 portant chacune plusieurs tronçons de liaison 15. Dans l'exemple d'assemblage représenté à la Fig. 7, chaque tronçon de liaison 15 est préalablement équipé d'une jambe secondaire 40 disposée en position relevée. Afin d'amener la face supérieure de chacun des tronçons de liaison 15 au niveau de la face supérieure des tronçons latéraux 11, on déplace verticalement les tronçons de liaison 15 par des moyens appropriés, comme par exemple par ballastage ou déballastage des barges 50. Ensuite, on fixe les tronçons de liaison 15 sur les tronçons latéraux 11 par des systèmes de type connu, puis on retire les barges 50 en les ballas-tant. Les différentes opérations d'assemblage des tronçons 11 et 15 étant ainsi réalisées et la coque 10 étant équipée des jambes principales 30 et des jambes secondaires 40, l'ensemble de la coque 11 est acheminé par flottaison jusqu'au site d'installation en mer avec les jambes principales 30 et secondaires 40 en position relevée. Lorsque la plate-forme 1 se trouve sur le site, les jambes principales 30 et les jambes secondaires 40 sont progressivement, en synchronisme, descendues au moyen des mécanismes d'entraînement, respectivement 35 et 45, jusqu'à l'application des pieds, respectivement 31 et 41, sur le fond marin F. Dès que ces pieds 39 et 41 des jambes, respectivement principales 30 et secondaires 40, sont en appui sur le fond marin F, les mécanismes d'entraînement, respectivement 35 et 45, toujours actionnés, provoquent la montée de la coque 10 hors de l'eau jusqu'à sa position d'exploitation repré- sentée sur les Figs. 2 et 3. Dès que cette coque 10 est arrivée à sa position d'exploitation, les jambes principales 30 sont verrouillées par l'intermédiaire des moyens de verrouillage de façon à maintenir la coque 1 dans cette position. Les jambes secondaires 40 disposées entre deux jambes principales 30 opposées, participent au soulèvement de la coque 10 et évitent compte tenu de la distance d entre les jambes principales 30 opposées le fléchisse-ment de la coque 10 entre les jambes principales 30 opposées pouvant pro- voquer un blocage des mécanismes d'entraînement 35 desdites jambes principales 30 ainsi que des charges importantes sur celles-ci du fait d'un éventuel mouvement fléchissant. L'entraînement en synchronisme des jambes principales 30 et également des jambes secondaires 40 permet d'éviter un tel blocage et permet surtout de maintenir l'ensemble de la coque 10 dans une position stable et sensiblement horizontale. Selon une variante, les jambes secondaires 40 peuvent être montées sur les tronçons de liaison 15 après l'assemblage de ces tronçons de liaison 15 avec les tronçons latéraux 11. Les efforts transversaux engendrés par les dimensions importantes de la coque 10 sont repris par les jambes principales 30 grâce au moyen de verrouillage sur ces jambes principales 30. Les jambes secondaires 40 participent uniquement à la montée de ladite coque 10 et ne reprennent pas de charges horizontales compte tenu de leur faible inertie comparée à celle des jambes principales 30. A titre d'exemple, une telle plate-forme sans les équipements et les installations de traitement du gaz ou du pétrole présente une masse de l'ordre de 120 000 tonnes et avec ces équipements et ces installations, une masse totale de l'ordre de 200 000 tonnes. Le procédé d'assemblage et d'installation d'une plate-forme auto-élévatrice de très grandes dimensions selon l'invention permet de simplifier les opérations de montage et d'assemblage et par conséquent de diminuer les coûts de fabrication. Les dimensions importantes de la coque permettent de regrouper sur une même plate-forme les différents équipements et les différentes installations nécessaires au traitement du gaz ou du pétrole extrait en mer. Le procédé d'assemblage et d'installation selon l'invention permet de réduire les opérations de manutention et d'éviter que les différentes opérations d'assemblage des tronçons composant la coque soient tributaires des intempéries. En effet, grâce au procédé selon l'invention, ces opérations s'effectuent dans une zone calme et en mer peu profonde. REVENDICATIONS 1. Plate-forme auto-élévatrice (1) de très grandes dimensions pour le traitement de gaz ou de pétrole en mer, du type comprenant une coque (10) déplaçable entre une position de flottaison et une position d'exploitation hors de l'eau, sur des jambes porteuses principales (30) au moyen de mécanismes d'entraînement (35) pour le déplacement desdites jambes principales (30) entre une position relevée et une position en appui sur le fond marin, caractérisée en ce que la distance séparant deux jambes principales (30) contiguës est supérieure à 75m et en ce que la coque (10) comporte, entre lesdites jambes principales (30) contiguës, au moins une jambe porteuse secondaire (40) munie de mécanismes d'entraînement (45) pour le déplacement desdites jambes secondaires (40) entre une position relevée et une position en appui sur le fond marin et pour le déplacement de la coque (10) entre la position de flottaison et la position d'exploitation et pour une meil- leure répartition des charges sur le sol marin. 2. Plate-forme auto-élévatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que la coque (10) a la forme d'un quadrilatère comportant, sur deux côtés opposés, les jambes principales (30) et, entre chaque paire de jambes principales (30) opposées de chaque côté, une jambe secondaire (40). 3. Plate-forme auto-élévatrice selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les deux côtés opposés de la coque (10) portant les jambes principales (30) sont formés chacun par un tronçon latéral (11) d'un seul tenant. 4. Plate-forme auto-élévatrice selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisée en ce que chaque jambe principale (30) est fixée sur le tronçon latéral (11) correspondant au moyen d'une ossature porteuse (38). 5. Plate-forme auto-élévatrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque jambe secondaire (40) est portée par un tronçon de liaison (15) reliant les deux tronçons latéraux (11) dans l'alignement de deux jambes principales (30) opposées. 6. Plate-forme auto-élévatrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le mécanisme d'entraînement (35) dechacune des jambes principales (30) est associé à des moyens de verrouillage de la jambe principale (30) correspondante. 7. Procédé d'assemblage et d'installation d'une plate-forme auto-élévatrice de très grandes dimensions selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes : - on fabrique chaque tronçon latéral (11) et chaque tronçon de liaison (15) indépendamment sur un quai d'assemblage, -on fixe sur chaque tronçon latéral (11), les ossatures porteuses (38) des jambes principales (30) en position relevée, - on dépose sur l'eau à proximité de ce quai, chaque tronçon latéral (11) muni des ossatures porteuses (38) et des jambes principales (30) en position relevée, - on maintient en vis à vis les deux tronçons latéraux (11), - on amène, entre ces tronçons latéraux (11) au moyen d'au moins une barge (50), les tronçons de liaison (15) portant chacun une jambe secondaire (40) en position relevée, - on déplace verticalement les tronçons de liaison (15) pour amener la face supérieure de ces tronçons de liaison (15) au niveau de la face supé- rieure des tronçons latéraux (11), - on fixe les tronçons de liaison (15) sur les tronçons latéraux (11), - on retire ladite au moins barge (50), - on achemine par flottaison la coque (10) ainsi assemblée jusqu'au site d'installation avec les jambes principales (30) et secondaires (40) en position relevée, - on descend progressivement et en synchronisme les jambes principales (30) et secondaires (40) jusqu'au fond marin, et - on lève la coque (10) en position d'exploitation hors de l'eau par l'intermédiaire des jambes principales (30) et des jambes secondaires (40) et on verrouille les jambes principales (30). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on monte chaque ossature porteuse (38) sans la jambe principale (30) et on placechaque jambe principale (30) dans une ossature porteuse (38) correspondante avant la mise en flottaison des tronçons latéraux (11). 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on place chaque jambe principale (30) dans une ossature porteuse (38) correspon-5 dante après la mise en flottaison des tronçons latéraux (11). 10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on monte les jambes secondaires (40) sur les tronçons de liaison (15) après la fixation de ces tronçons de liaison (15) sur les tronçons latéraux (11).