Brevet FR2922563A1 — publié le 20090424

Dispositif d'ajustement de l'inclinaison d'un équipement disposé sur un support ancré sur un fond marin La présente invention concerne un dispositif pour ajuster l'inclinaison, et plus particulièrement la verticalité ou l'horizontalité, d'un équipement sous-marin disposé sur un support ancré sur un fond marin, tel qu'une pile et notamment une pile à succion. Lors de l'installation d'équipements sous-marins tels que des collecteurs dits � manifolds �, un support est au préalable ancré sur et dans io le fond marin. L'équipement est ensuite déposé et verrouillé sur le haut du support par des moyens de guidage et de verrouillage. L'équipement est généralement disposé dans le prolongement de l'axe du support. Ce support est en général une pile qui va s'enfoncer sous son propre poids dans le sol sous-marin ; lorsque la nature du sol impose une résistance 15 à la pénétration de la pile, une action de succion est exercée afin de faciliter cette pénétration. Le document US 6 719 496 décrit par exemple la mise en place de piles de succion à l'aide de robots manipulateurs sous-marins dits ROV (� remotely operated vehicles �). La pile est généralement disposée selon une orientation théoriquement verticale, mais le document US 20 6 910 831 fait connaître une pile disposée volontairement selon une orientation inclinée par rapport à la verticale. Lors de l'opération d'enfoncement, que ce soit sous le poids propre de la pile ou par succion, la pile peut prendre un certain angle (par exemple jusqu'à 5°) par rapport à l'axe théorique recherché (vertical ou non), en raison de certains aléas du 25 procédé de mise en place. Si la pile n'a pas été positionnée correctement par rapport à son angle théorique de pose (le plus souvent, la verticale), l'équipement sous-marin qui est disposé dans l'axe de cette pile est lui-même mal positionné, en ayant la même inclinaison par rapport à l'angle théorique de pose. 30 Le but de l'invention est de pouvoir remédier à ce défaut d'installation. L'invention atteint son but grâce à un dispositif d'ajustement de l'inclinaison d'un équipement disposé sur un support ancré sur un fond marin, le dispositif comprenant d'une part une base susceptible d'être fixée 35 sur le support ancré et un élément de réception d'équipement adapté pour recevoir l'équipement, la base définissant un plan principal de référence et l'élément de réception définissant un axe principal d'orientation, caractérisé en ce que le dispositif comprend des moyens d'ajustement de l'angle formé entre ledit élément de réception et ladite base. Ainsi, selon l'invention, une fois le support (une pile de succion par exemple) mis en place avec son inclinaison décalée par rapport à la verticale, volontairement ou non, ce qui décale aussi l'inclinaison de l'élément de réception, il est possible d'agir sur le dispositif d'ajustement de manière à modifier l'angle que fait ledit élément de réception et la base, ou, lo ce qui revient au même, l'angle complémentaire que fait le dispositif d'ajustement avec l'axe du support, perpendiculaire à la base. Dans un mode préféré de réalisation, les moyens d'ajustement comprennent un empilement de disques rotatifs en forme de coins, chaque disque étant associés à un moyen d'entraînement en rotation permettant de 15 faire tourner chaque disque indépendamment. Avantageusement, chaque disque rotatif comporte une couronne dentée associée, rapportée ou faisant partie intégrante du disque, et le moyen d'entraînement en rotation est un pignon rotatif monté sur un élément adjacent par rapport auquel le disque doit tourner, à savoir le disque 20 de rang inférieur ou la base. Les pignons sont de préférence adaptés pour pouvoir être entraînés en rotation par un robot manipulateur, et pour pouvoir être bloquées en rotation une fois la bonne position atteinte. De préférence, l'empilement de disques est maintenu par un axe central monté à rotule à au moins l'une de ses extrémités, celle de la base 25 par exemple, ou à ses deux extrémités. L'empilement de disques comprend de préférence deux disques en forme de coin. Chaque disque forme un dièdre de même angle au sommet de sorte que l'empilement des deux disques permet, selon la rotation des disques entre eux, d'adopter n'importe quelle position d'inclinaison entre 30 deux positions extrêmes, à savoir une position d'inclinaison nulle où la surface supérieure du deuxième disque est parallèle à la surface inférieure du premier disque, et une position d'inclinaison maximale où ladite surface supérieure est inclinée par rapport à la surface inférieure d'un angle égal à deux fois l'angle au sommet du dièdre formé par chaque disque. Ces deux 35 disques suffisent à régler l'inclinaison relative de l'élément de réception par rapport à la verticale de la base. De préférence, l'empilement comporte aussi au moins un disque, par exemple supérieur, qui n'est pas en forme de coin mais est au contraire d'épaisseur constante, destiné à ajuster l'azimut de l'élément de réception. L'élément de réception est fixé au disque supérieur et le disque inférieur est monté rotatif dans la base. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante d'un exemple de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels : io -la figure 1 est une vue en coupe verticale d'une pile équipée du dispositif d'ajustement d'inclinaison conforme à l'invention, et d'un équipement porté par la pile. -la figure 2 est une vue en perspective du haut d'une pile équipée du dispositif d'ajustement conforme à l'invention. 15 -la figure 3 est une vue de détail de la figure 1 montrant mieux le dispositif d'ajustement selon l'invention. -la figure 4 est une vue en coupe verticale du dispositif d'ajustement de l'invention dans un autre réglage de l'inclinaison que celui de la figure 3. -les figures 5 et 6 sont des vues respectivement de dessous et en 20 coupe verticale d'un des disques en coin du dispositif d'ajustement d'inclinaison de l'invention. Les figures 1. et 2 représentent une pile globalement cylindrique 1 supportant un équipement 2 par l'intermédiaire d'un ergot cylindrique de fixation 3 disposé sensiblement au centre de la surface supérieure plane 4 de 25 la pile 1. L'ergot 3 est globalement orienté selon un axe 5 angulairement proche de l'axe 6 de la pile 3, l'angle d'inclinaison �alpha� (cf. figure 3) entre les axes 5 et 6 étant ajustable selon l'invention grâce au dispositif d'ajustement d'inclinaison 10 qui va être décrit, en relation avec les figures 3 et 4. 30 Le dispositif 10 comprend un empilement de disques annulaires rotatifs 11, 12, et 13 monté sur une base 14 et retenu par un axe 15. La base 14 est solidaire de la face supérieure 4 de la pile 1 et pourrait être formée par elle le cas échéant. Elle comporte un évidement cylindrique peu profond 16 qui reçoit en rotation une partie inférieure cylindrique 17 du disque 35 inférieur 11. Les deux disques annulaires 11 et 12 sont en forme de coin, avec une section 'verticale diamétrale de forme trapézoïdale : leur face supérieure et inférieure forment un dièdre d'angle au sommet par exemple compris entre 2,5 et 10°. On décrira plus particulièrement le disque inférieur 11 en relation avec les figures 5 et 6, la constitution du disque intermédiaire 12 étant semblable à celle du disque 11 mais de dimensions radiales plus petites. La face inférieure 19 forme la partie cylindrique 17 destinée à s'emboîter en tournant dans un élément inférieur 16 sensiblement complémentaire, tandis que la face supérieure 18 comporte elle-même un évidement cylindrique peu profond 20 destiné à recevoir en rotation la to partie cylindrique inférieure d'un élément supérieur. Un large passage 21 traverse entièrement le disque 11. Une oreille 22 prolonge le disque latéralement sur u:n côté et permet de former une surface latérale sur laquelle sera implantée un dispositif d'entraînement décrit plus loin. Sur la surface périphérique cylindrique 23 de la partie inférieure cylindrique 17 est 15 solidarisée une couronne dentée 24 portant des dents 25 sur sa périphérie circulaire destinées à engrener avec un pignon denté 26 d'un premier dispositif d'entraînement en rotation 27 disposé latéralement de manière solidaire de la base 14 ou de la surface 4 supérieure de la pile 1. Le premier dispositif d'entraînement 27 forme un embout adapté pour recevoir 20 l'extrémité d'un bras d'un robot sous-marin capable d'entraîner le pignon en rotation. Sur la plate-forme latérale formée par l'oreille 22 du disque inférieur 11 vient se monter, grâce à des trous de fixation 37, un second dispositif d'entraînement 28 dont le pignon 29 engrène avec la denture périphérique 30 d'une couronne 31 fixée sur la partie inférieure cylindrique 25 32 du second disque 12 ou disque intermédiaire, qui peut tourner dans le disque inférieur 11. Une oreille 33 du disque intermédiaire 12 sert de support de montage à un troisième dispositif d'entraînement 34, dont le pignon 35 engrène sur une denture périphérique 36 formée directement sur la surface périphérique du troisième disque 13 ou disque supérieur, lequel, 30 contrairement aux cieux premiers disques n'est pas en forme de coin, mais est un disque d'épaisseur constante. L'axe 15 de maintien des disques 11, 12 et 13 comporte à sa partie inférieure un collet 40 servant de butée à une rotule hémisphérique 41 portant sur un siège élastique 42 de la base 14. La partie supérieure de l'axe 35 15 reçoit une bague vissée 43 comportant un collet 44 venant buter contre la surface supérieure du disque 13. L'empilement de disques est maintenu en place entre les butées 40 et 44 saris serrage de manière à permettre la rotation relative des disques les uns par rapport aux autres. La rotation des disques formant coins 11 et 12 permet de modifier l'orientation relative entre la base 14 et la surface supérieure du disque intermédiaire 12, et donc la surface supérieure du disque supérieur d'épaisseur constante 13, entre une position sans inclinaison telle que celle représentée sur la figure 4 où lesdites surfaces sont parallèles entre elles et une position d'inclinaison maximale telle que celle représentée sur la figure io 3 où lesdites surfaces sont inclinées l'une par rapport à l'autre d'un angle maximum � alpha � égal à la somme des angles des dièdres des deux disques formant coins 11 et 12. La rotation du disque supérieur 13 ne modifie pas l'inclinaison des surfaces mais permet de régler l'azimut de la surface supérieure du disque 13. Ce disque supérieur 13 reçoit l'ergot 3 de 15 fixation de l'équipement 2 par des moyens de fixation non représentés. L'installation de la pile 1 se fait de la manière suivante. La pile 1 est installée avec son dispositif 10 disposé de sorte que l'ergot 3 soit placé dans l'axe de la pile, le mécanisme étant donc dans la disposition d'inclinaison nulle représentée en. figure 4. Lorsque la pile est enfoncée dans le sol marin, 20 avec une inclinaison, volontaire ou non, qui fait un certain angle avec la verticale, le dispositif 10 de l'invention permet de rectifier l'inclinaison de l'ergot 3 et son azimut, en actionnant successivement les dispositifs d'entraînement 27, 28 et 34 (ou seulement certains d'entre eux) à l'aide d'un robot manipulateur. Une fois la position définitive trouvée, on vient, 25 également à l'aide du robot manipulateur, bloquer les dispositifs d'entraînement pour éviter toute rotation intempestive des disques, et on peut ensuite installer l'équipement 2 sur l'ergot 3 dans sa position correcte : une trompette 8 liée à l'équipement 2 facilite l'introduction de l'ergot 3 dans un orifice de fixation 9 de l'équipement 7. Du fait du réglage de 30 l'inclinaison (grâce aux deux disques 11, 12 formant coins) et de l'azimut (grâce au disque supérieur d'épaisseur constante 13) réalisée avec le dispositif conforme à l'invention, on peut être assuré que l'équipement 2 aura l'inclinaison voulue (généralement horizontale) et l'azimut voulu, quelle que soit la positon approximative de la pile dans le sol marin. 15 20 25 30 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'ajustement (10) de l'inclinaison d'un équipement (2) disposé sur un support (1) ancré sur un fond marin, le dispositif (10) comprenant d'une part une base (14) susceptible d'être fixée sur le support ancré (1) et un élément (3) de réception d'équipement (2) adapté pour recevoir l'équipement (2), la base (14) définissant un plan principal de référence et l'élément de réception (3) définissant un axe principal d'orientation (5), caractérisé en ce que le dispositif (10) comprend des moyens (11, 12) d'ajustement de l'angle formé entre ledit élément de réception (3) et ladite base (14). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'ajustement comprennent un empilement de disques rotatifs en forme de coins (11, 12), chaque disque (11, 12) étant associés à un moyen (27, 28) d'entraînement en rotation. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque disque rotatif (11, 12) comporte une couronne dentée associée (24, 31) , et le moyen (27, 28) d'entraînement en rotation comporte un pignon rotatif (26, 29) monté sur un élément adjacent. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisée en ce que les pignons (26, 29) sont adaptés pour être entraînés en rotation par un robot manipulateur. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que l'empilement de disques (11, 12) est maintenu par un axe central (15) monté à rotule. 35 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que l'empilement de disques comprend deux disques (11, 12) en forme de coin. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que l'empilement de disques comporte un disque (13) non en forme de coin destiné à ajuster l'azimut de l'élément de réception (3). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que l'élément de réception (3) est fixé au disque supérieur de l'empilement (13). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, 15 caractérisée en ce que le disque inférieur (11) de l'empilement est monté rotatif dans la base (14).