Brevet FR3049925A1 — publié le 20171013

Chaumard de guidage d'un élément d'ancrage d'une structure offshore La présente invention concerne un chaumard. De façon plus spécifique, l'invention concerne un chaumard de guidage d'un élément d'ancrage d'une structure offshore, telle qu'une structure flottante, à un point d'ancrage. De façon plus particulière, cette invention peut se rapporter à un chaumard associé à une structure offshore, telle que par exemple des supports flottants de production d'énergie ou autres, des plateformes de construction, des plateformes de forage, des bouées de chargement et de déchargement voire des plateformes flottantes pour l'exploitation des énergies marines renouvelables, telles que par exemple des installations à base d'éoliennes offshore ou encore des usines de production d'énergie à base d'énergie thermique des mers... De telles structures flottantes doivent être maintenues en position, alors qu'elles sont soumises à différentes forces et en particulier à des efforts de dérive engendrés par exemple par des courants marins, la houle, les vents... Pour maintenir ces structures en position par exemple sur un site d'exploitation, on utilise par exemple des moyens d'ancrage mettant en oeuvre un ensemble de lignes d'ancrage constituées en totalité ou en partie de chaînes en particulier à leurs extrémités. De telles lignes sont alors disposées par exemple régulièrement autour de la structure à amarrer ou à ancrer, et s'étendent entre cette structure et des points d'amarrage et d'ancrage respectifs, par exemple sur le fond. On conçoit alors que les lignes d'amarrage et d'ancrage dont les premières extrémités sous forme de chaîne sont accrochées sur ces points d'amarrage et d'ancrage, remontent jusqu'à l'unité flottante et sont associées à celle-ci, à travers des moyens de guidage d'entrée de chaînes. Ces moyens de guidage sont également connus dans le domaine technique, sous le nom de chaumards. Ces chaumards sont en effet des dispositifs mécaniques qui comportent des moyens de fixation et d'accrochage sur la structure flottante et des moyens de guidage d'une chaîne. Ces chaumards sont également associés d'une façon ou d'une autre, à des moyens de mise sous tension de ces chaînes et à des moyens de blocage des chaînes afin d'amarrer cette structure. Les moyens de mise sous tension peuvent comporter par exemple des treuils ou des guindeaux ou autres. 3049925 2 Les moyens de blocage des chaînes sont également appelés dans l'état de la technique, stoppeurs de chaînes. Différents modes de réalisation de ces différents moyens sont déjà connus dans l'état de la technique. 5 Ainsi par exemple, le document FR A 2 984 272 décrit un chaumard pour une telle application. En fait et de façon générale, ce chaumard comporte des moyens de guidage de l'élément d'ancrage, qui se présente sous la forme d'une chaîne, et des moyens de verrouillage en position de cette chaîne, comportant des moyens en forme de mâchoire 10 de blocage comprenant deux mors de blocage, déplaçables, par des moyens de manoeuvre actionnés par des moyens de commande, entre une position active de blocage en translation de l'élément d'ancrage et une position ouverte de libération de cet élément d'ancrage. En fait, ces moyens en forme de mâchoire comportent deux mors de blocage qui 15 sont déplacés par les moyens de manoeuvre actionnés par les moyens de commande, entre une position active fermée de blocage en translation de la chaîne et une position escamotée ouverte de libération de cette chaîne. Bien entendu d'autres exemples de réalisation de ces chaumards sont connus dans l'état de la technique. 20 Cependant tous ces chaumards et en particulier les moyens de commande des moyens en forme de mâchoire de blocage, présentent un point commun. En effet ils nécessitent le maintien d'une action et d'une commande sur un actionneur pour maintenir les moyens en forme de mâchoire, en position ouverte de libération de la chaîne. 25 On conçoit que ceci présente un certain nombre d'inconvénients au niveau de la fiabilité de fonctionnement du système et du maintien de l'alimentation par exemple d'un actionneur hydraulique ou pneumatique, etc., pour obtenir ce déblocage et la libération de l'élément d'ancrage. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. 30 A cet effet, l'invention a pour objet un chaumard de guidage d'un élément d'ancrage d'une structure offshore, telle qu'une structure flottante, à un point d'ancrage, du type comportant des moyens de guidage de l'élément d'ancrage et des moyens de verrouillage en position de cet élément d'ancrage, comportant des moyens en forme de mâchoire de blocage comprenant deux mors de blocage déplaçables par des moyens de 35 manoeuvre actionnés par des moyens de commande, entre une position fermée de blocage en translation de l'élément d'ancrage et une position ouverte de libération de 3049925 3 l'élément d'ancrage, caractérisé en ce que les moyens de commande sont des moyens de commande à impulsion et en ce que les moyens de manoeuvre comprennent des moyens à cliquets définissant des positions stables successives ouverte et fermée, des moyens en forme de mâchoire. 5 Suivant d'autres caractéristiques du chaumard selon l'invention, prises seules ou en combinaison : - les moyens de commande comprennent un câble de traction d'un doigt de commande des moyens en forme de mâchoire, déplaçable le long d'un trajet fermé définissant avec les moyens à cliquets, les deux positions stables des moyens en forme 10 de mâchoire ; - les moyens à cliquets comportent un premier cliquet définissant pour le doigt, une position stable d'ouverture des moyens en forme de mâchoire ; - les moyens à cliquets comportent un deuxième cliquet d'anti-retour, de guidage du doigt dans un trajet libre de retour de celui-ci vers une position stable de fermeture des 15 moyens en forme de mâchoire ; - le doigt comporte des extrémités adaptées pour se déplacer dans des rainures de guidage ménagées dans deux flasques en regard d'un boîtier de commande des moyens en forme de mâchoire ; - le boîtier de commande est fixé sur un côté des moyens de guidage du 20 chaumard ; - le doigt est relié aux moyens en forme de mâchoire par un câble de commande ; - le câble de commande est raccordé à des leviers de manoeuvre des mors des moyens en forme de mâchoire ; - les leviers comprennent des voiles crantés accouplés pour synchroniser leurs 25 déplacements et ceux des mors des moyens en forme de mâchoire ; - les moyens de manoeuvre comprennent des moyens formant contrepoids, couplés aux moyens en forme de mâchoire pour les solliciter en position de fermeture. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur 30 lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique de côté, d'une structure offshore équipée d'au moins un chaumard selon l'invention, - la figure 2 représente une vue en perspective d'une partie d'une telle structure offshore montrant l'implantation d'un chaumard selon l'invention sur celle-ci, 35 - la figure 3 représente une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un chaumard selon l'invention, 3049925 4 - les figures 4 et 5 représentent des vues en perspective de détails de moyens en forme de mâchoire entrant dans la constitution d'un chaumard selon l'invention ; et - les figures 6 et 7 représentent respectivement des vues de côté et en perspective d'un boîtier de commande entrant dans la constitution d'un chaumard selon 5 l'invention. On a en effet illustré sur ces figures et en particulier sur la figure 1, une structure offshore telle que par exemple une structure flottante, qui est désignée par la référence générale 1. Cette structure 1 est amarrée sur le fond 2, par l'intermédiaire de moyens 10 d'ancrage et d'amarrage. Ces moyens d'ancrage et d'amarrage comprennent par exemple des lignes d'ancrage, constituées par exemple par des chaînes. L'une de ces chaînes d'amarrage et d'ancrage est par exemple désignée par la référence générale 3. 15 L'une des extrémités de cette chaîne 3 est associée à un point d'ancrage et d'amarrage sur le fond 2, et son autre extrémité est associée à la structure flottante, à travers par exemple un chaumard de guidage, désigné par la référence générale 5 sur cette figure 1. De telles lignes d'ancrage et d'amarrage et de tels chaumards sont par exemple 20 régulièrement répartis autour de la structure flottante 1 et permettent alors d'ancrer et d'amarrer celle-ci sur le fond, pour la maintenir en position. Sur la figure 2, on a représenté de façon plus détaillée, l'implantation d'un tel chaumard. Sur cette figure 2, on reconnait en effet la structure offshore flottante, désignée par 25 la référence générale 1, la ligne d'ancrage et d'amarrage de celle-ci, constituée par la chaîne désignée par la référence générale 3, et le chaumard désigné par la référence générale 5. Ce chaumard 5 permet alors par exemple de guider l'élément d'ancrage 3, de le mettre sous tension et de le bloquer en position, afin de maintenir la structure offshore en 30 position, comme cela a été décrit précédemment. On a représenté sur la figure 3, un exemple de réalisation possible d'un tel chaumard. Ce chaumard de guidage est toujours désigné par la référence générale 5 sur cette figure 3. 3049925 5 Ce chaumard de guidage 5 comporte alors des moyens de fixation sur la structure flottante, ces moyens de fixation étant désignés par la référence générale 10 sur cette figure 3. Ces moyens de fixation 10 comprennent toute platine de fixation appropriée, 5 destinée à être fixée par exemple par soudage, boulonnage ou autre, sur la structure flottante. Des moyens 11 de guidage de l'élément d'ancrage 3 sont montés par exemple de façon articulée sur cette platine de fixation 10. Ces moyens de guidage 11 comprennent alors des moyens de guidage en 10 translation de l'élément d'ancrage dans le chaumard, permettant de mettre sous tension cet élément d'ancrage. De plus ces moyens de guidage 11 comprennent également des moyens de blocage aptes à bloquer la translation de l'élément d'ancrage dans les moyens de guidage, pour amarrer la structure offshore et par exemple flottante, sur le point d'ancrage 15 correspondant. En fait et comme cela est illustré sur les figures 3, 4 et 5, les moyens de blocage sont désignés par la référence générale 12 et comportent des moyens en forme de mâchoire de blocage de l'élément d'ancrage. Ces moyens en forme de mâchoire sont désignés par la référence générale 13 sur 20 ces figures et comprennent par exemple deux mors de blocage, respectivement 14 et 15, qui sont articulés sur le reste du chaumard. Ces mors de blocage 14 et 15 sont déplaçables par des moyens de manoeuvre, actionnés par des moyens de commande, entre une position fermée de blocage en translation de l'élément d'ancrage 3 et une position ouverte de libération de cet élément 25 d'ancrage. Comme cela a été indiqué précédemment, dans l'état de la technique, les moyens de commande de ces moyens de blocage doivent maintenir une action sur les moyens de manoeuvre pour les maintenir en position ouverte de libération de l'élément d'ancrage. Si l'action n'est pas maintenue, les moyens en forme de mâchoire se referment 30 sous l'effet par exemple d'une sollicitation élastique ou d'un contrepoids ou autre, pour bloquer l'élément d'ancrage. Dans le chaumard selon l'invention, les moyens de commande sont des moyens de commande à impulsion et les moyens de manoeuvre comprennent des moyens à cliquets définissant des positions stables successives ouverte et fermée, des moyens en 35 forme de mâchoire. 3049925 6 On conçoit alors que selon le fonctionnement de ces moyens, les impulsions successives des moyens de commande permettent de commander un basculement des moyens de manoeuvre entre les positions stables successives ouverte et fermée des moyens en forme de mâchoire. 5 A cet effet, on utilise par exemple des moyens à cliquets qui vont être décrits plus en détails. Un exemple de réalisation de tels moyens à cliquets, désignés par la référence générale 16, est en effet donné sur ces figures. En particulier sur la figure 3, on voit que ces moyens 16 sont reliés par 10 l'intermédiaire d'un câble de traction 17 au reste de la structure. Ce câble de traction 17 est en fait un câble qui permet par exemple à un opérateur, de commander la position d'ouverture ou de fermeture des moyens en forme de mâchoire 13. Dans l'invention, ce câble de traction 17 sert à manoeuvrer un doigt de commande 15 18 des moyens en forme de mâchoire, ce doigt étant associé aux moyens à cliquets désignés par la référence générale 16. Ces moyens à cliquets 16 comprennent eux-mêmes un câble de commande de sortie, désigné par la référence générale 19, relié par exemple au doigt de commande 18 et permettant de piloter les moyens en forme de mâchoire 13. 20 En fait, le câble de traction désigné par la référence générale 17, permet comme cela est illustré sur les figures 6 et 7, de déplacer le doigt de commande 18 des moyens en forme de mâchoire 13, entre des positions stables d'ouverture et de fermeture de ceux-ci. Comme cela est illustré sur ces figures 6 et 7, les moyens de commande et plus 25 particulièrement les moyens à cliquets désignés par la référence générale 16, sont en fait prévus dans un boîtier de commande, désigné par la référence générale 20, fixé sur un côté du chaumard. Ainsi, par exemple, ce boîtier de commande 20 comporte une ferrure, fixée par exemple par vissage ou autre sur le reste du chaumard et plus particulièrement sur un 30 côté de celui-ci et de façon plus spécifique encore sur un côté des moyens de guidage 11 du chaumard. Ce boîtier de commande 20 comporte alors deux flasques tels que par exemple des flasques 21 et 22, en regard l'un de l'autre et entre lesquels est disposé le doigt de commande 18 des moyens en forme de mâchoire. 35 Ce doigt de commande 18 est alors déplaçable entre les flasques 21 et 22 du boîtier de commande 20, le long d'un chemin de déplacement 23 défini par exemple selon 3049925 7 la forme d'un trajet à contour fermé, par des rainures de guidage ménagées dans les surfaces en regard de ces deux flasques 21 et 22. Ces rainures de guidage sont alors adaptées pour recevoir et guider les extrémités correspondantes de ce doigt de commande 18. 5 On a par exemple illustré sur la figure 6, un exemple de réalisation d'une telle rainure, qui est désignée par la référence générale 24 et qui est formée dans le flasque 21 du boîtier 20. Le doigt de commande 18 est alors déplaçable le long d'un trajet fermé qui définit avec les moyens à cliquets 16, deux positions stables des moyens en forme de mâchoire 10 13. En effet, et comme cela est illustré sur ces figures, les moyens à cliquets comportent un premier cliquet désigné par exemple par la référence générale 25, prévu entre les flasques 21 et 22 du boîtier de commande. Ce premier cliquet 25 est alors monté basculant dans le boîtier de commande, ce 15 qui permet, par exemple lorsque le doigt de commande 18 se déplace vers l'avant, entre ces flasques 21 et 22 du boîtier, à ce premier cliquet 25 de s'escamoter, pour laisser passer le doigt de commande 18, avant de revenir en position de blocage de celui-ci dans une position stable correspondant à la position stable ouverte des mors et donc des moyens en forme de mâchoire pour libérer l'élément d'ancrage. 20 En effet le doigt de commande 18 a commandé l'ouverture des moyens en forme de mâchoire 13, et si l'on relâche le câble de traction 17, le doigt de commande 18 vient en appui contre ce premier cliquet 25. Ce premier cliquet 25 maintient le doigt de commande 18 dans cette position d'ouverture PO des moyens en forme de mâchoire 13. 25 Lors d'une nouvelle commande impulsionnelle de ces moyens, c'est-à-dire lors d'une nouvelle action par exemple d'un opérateur sur le câble de traction 17, le doigt de commande 18 passe alors de la position d'ouverture PO des moyens en forme de mâchoire 13, vers une position de fermeture PF de ceux-ci, en franchissant un deuxième cliquet désigné par la référence générale 27, sur cette figure 6. 30 Ce deuxième cliquet 27 est en fait un cliquet d'anti-retour, de guidage du doigt de commande 18, dans un trajet libre de retour de celui-ci vers sa position stable de fermeture PF des moyens en forme de mâchoire. Comme cela est illustré, les rainures des flasques, et par exemple la rainure 24 du flasque 21, comportent en effet deux portions de trajet, à savoir une première portion de 35 trajet permettant au doigt de commande 18, à la suite d'une première impulsion de traction sur le câble de commande 17, de passer de sa position stable de fermeture PF 3049925 8 des moyens en forme de mâchoire, à sa position stable d'ouverture PO de ces moyens en forme de mâchoire, en franchissant le premier cliquet 25 et en étant maintenu dans cette position stable d'ouverture par ce premier cliquet. A la suite d'une deuxième impulsion de traction sur le câble de commande 17, le 5 doigt de commande 18 franchit alors le deuxième cliquet 27, et l'action peut alors être relâchée sur ce câble de commande pour permettre au doigt 18, guidé par le deuxième cliquet d'anti-retour, de suivre le trajet de retour de ce doigt 18, vers sa position stable de fermeture des moyens en forme de mâchoire et donc de blocage de l'élément d'ancrage de la structure. 10 Ceci permet ainsi de définir deux positions stables successives du doigt de commande par commande par impulsion du câble de traction de celui-ci. Ce doigt de commande 18 est alors relié, comme cela a été indiqué précédemment, par un câble de commande aux moyens en forme de mâchoire 13. Ce câble de commande est par exemple illustré sur les figures 3 et 4 et est 15 désigné par la référence 29. En fait et comme cela est illustré, ce câble de commande 29 est adapté pour actionner des leviers de manoeuvre des mors 14 et 15 des moyens en forme de mâchoire 13. Dans l'exemple illustré sur la figure 4, ces leviers de manoeuvre des mors sont 20 désignés par les références générales 30 et 31. Chacun de ces leviers 30 et 31 est alors adapté pour actionner l'un des mors des moyens en forme de mâchoire et/ou faire pivoter ceux-ci entre leur position de fermeture et leur position d'ouverture. Dans l'exemple décrit, un seul câble de commande 29 est utilisé pour déplacer par 25 exemple le levier 30. Dans cet exemple également, les deux leviers 30 et 31 comprennent en fait des voiles crantés comme par exemple les voiles 32 et 33, comme cela est illustré sur cette figure 4. En fait, ces voiles crantés 32 et 33 sont alors accouplés l'un à l'autre et actionnés 30 grâce à un seul câble de commande 29, tout en étant synchronisés dans leurs déplacements. En effet, on conçoit qu'en manoeuvrant le câble de commande 29, on fait ainsi pivoter les deux mors 14 et 15 des moyens en forme de mâchoire 13, en synchronisme l'un de l'autre. 35 Bien entendu d'autres modes de réalisation de ces moyens peuvent encore être envisagés. 3049925 9 Enfin, on notera que les moyens de manoeuvre des mors des moyens en forme de mâchoire, comprennent également par exemple des moyens formant contrepoids, qui sont couplés par exemple aux moyens en forme de mâchoire 13, pour les solliciter en position de fermeture et donc de blocage de l'élément d'ancrage et d'amarrage de la 5 structure. Dans l'exemple de réalisation illustré notamment sur la figure 5, ces moyens formant contrepoids sont désignés par la référence générale 40. Ces moyens formant contrepoids 40 sont par exemple associés aux moyens en forme de mâchoire, par exemple au niveau de leurs moyens d'articulation sur le reste du 10 chaumard, pour les solliciter en position de fermeture. On conçoit alors que dans la structure du chaumard selon l'invention, on utilise des moyens de commande impulsionnelle de l'ouverture et de la fermeture des moyens en forme de mâchoire. En effet, il suffit d'une impulsion de traction sur le câble de traction, pour provoquer 15 un déplacement des moyens de manoeuvre entre une position stable fermée et une position stable ouverte des moyens en forme de mâchoire. Ceci est réalisé par l'intermédiaire de moyens à cliquets interposés entre le câble de traction et le câble de commande des moyens en forme de mâchoire. On a décrit dans ce qui précède, un exemple de réalisation possible de tels 20 moyens à cliquets. Il va de soi bien entendu que de très nombreux autres modes de réalisation peuvent être envisagés. En effet, de très nombreux modes de réalisation de ces moyens à cliquets peuvent être envisagés, afin de permettre à ceux-ci de définir des positions stables et 25 séquentielles par une commande impulsionnelle. 30 REVENDICATIONS1.- Chaumard (5) de guidage d'un élément d'ancrage (3) d'une structure offshore, telle qu'une structure flottante (1), à un point d'ancrage (4), du type comportant des moyens de guidage (11) de l'élément d'ancrage (3) et des moyens (12) de verrouillage en position de cet élément d'ancrage, comportant des moyens (13) en forme de mâchoire de blocage comprenant deux mors de blocage (14, 15) déplaçables par des moyens de manoeuvre actionnés par des moyens de commande, entre une position fermée de blocage en translation de l'élément d'ancrage et une position ouverte de libération de l'élément d'ancrage, caractérisé en ce que les moyens de commande sont des moyens de commande à impulsion et en ce que les moyens de manoeuvre comprennent des moyens à cliquets (16) définissant des positions stables successives ouverte et fermée (PO, PF), des moyens en forme de mâchoire (13). 2.- Chaumard de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent un câble (17) de traction d'un doigt de commande (18) des moyens en forme de mâchoire (13), déplaçable le long d'un trajet fermé définissant avec les moyens à cliquets (16), les deux positions stables des moyens en forme de mâchoire (13). 3.- Chaumard de guidage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens à cliquets (16) comportent un premier cliquet (25) définissant pour le doigt (18), une position stable d'ouverture des moyens en forme de mâchoire (13). 4.- Chaumard de guidage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens à cliquets (16) comportent un deuxième cliquet (27) d'anti-retour, de guidage du doigt (18) dans un trajet libre de retour de celui-ci vers une position stable de fermeture des moyens en forme de mâchoire (13). 5.- Chaumard de guidage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le doigt (18) comporte des extrémités adaptées pour se déplacer dans des rainures de guidage (24) ménagées dans deux flasques en regard (21, 22) d'un boîtier (20) de commande des moyens en forme de mâchoire (13). 6.- Chaumard de guidage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le boîtier de commande (20) est fixé sur un côté des moyens de guidage (11) du chaumard. 3049925 11 7.- Chaumard de guidage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le doigt (18) est relié aux moyens en forme de mâchoire par un 5 câble de commande (29). 8.- Chaumard de guidage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le câble de commande (29) est raccordé à des leviers (30, 31) de manoeuvre des mors (14, 15) des moyens en forme de mâchoire (13). 10 9.- Chaumard de guidage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les leviers (30, 31) comprennent des voiles crantés (32, 33) accouplés pour synchroniser leurs déplacements et ceux des mors (14, 15) des moyens en forme de mâchoire (13). 15 10.- Chaumard de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de manoeuvre comprennent des moyens formant contrepoids (40), couplés aux moyens en forme de mâchoire (13) pour les solliciter en position de fermeture. 20