Brevet FR3059931A1 — publié le 20180615

Procédé de fabrication d'une conduite flexible de transport de fluide ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'une conduite flexible de transport de fluide. Une telle conduite trouve application notamment pour le transport d'eau de mer dans des installations flottantes de production d'énergie par conversion de l'énergie thermique des mers (ETM). Arrière-plan technologique Il est connu de mettre en oeuvre des conduites flexibles en milieu marin pour le transport de fluide, notamment des hydrocarbures ou de l'eau. Ces conduites installées en grande profondeur doivent résister à des tensions très importantes. C'est notamment le cas des conduites dites montantes, reliant une structure flottante située en surface au fond marin. Le poids de ces conduites montantes, de grande dimension longitudinale, génère en partie supérieure de celles-ci des tensions, notamment de traction, très importantes. Il est donc impératif de pouvoir limiter le poids de ces conduites. Il est également connu de placer à chaque extrémité de chaque conduite, un raccord d'extrémité, lequel autorise une reprise des efforts s'exerçant sur la conduite. Dans sa demande internationale PCT/EP2016/076165, la demanderesse décrit un module pour le transport d'un fluide, comprenant une structure tissée formant une conduite tubulaire et un raccord d'extrémité placé à au moins une extrémité de cette structure tissée, ce raccord d'extrémité comprenant un corps principal délimitant un canal interne pour le passage de ce fluide. 3059931 2 La paroi interne dudit corps délimitant ledit canal, ou la paroi externe dudit corps délimitant la surface latérale externe de ce corps, étant annulaire et présentant au moins un épaulement définissant une face d'appui interne, respectivement externe, pour la réception d'au moins une bague, l'ancrage de l'extrémité libre de la 5 structure tissée dans ce raccord est obtenu uniquement par frottement des faces de ladite extrémité libre avec les surfaces de ladite ou desdites bagues et de ladite paroi interne, respectivement externe, dudit corps principal. Non seulement la conduite flexible de ce module, formée d'une structure tissée, est de manière avantageuse plus légère mais ses raccords d'extrémité confèrent une 113 résistance à l'arrachement améliorée de la conduite flexible. Les fils de tissage de cette structure tissée sont avantageusement réalisés en polyéthylène haute densité (PE-HD) pour assurer sa résistance mécanique. Toutefois, la demanderesse a constaté que la mise en oeuvre de ce matériau pour réaliser la structure tissée, rendait l'étanchéification de celle-ci complexe. 15 En effet, le PE-HR présente une très mauvaise affinité avec la composition d'enduction de sorte que cette dernière ne tient pas dans le temps. Or, l'étanchéité de la conduite flexible est, bien entendu, requise pour assurer le transport de fluide. Il existe donc un besoin pressant pour un procédé de fabrication d'une conduite zo flexible répondant aux inconvénients ci-dessus mentionnés. Objet de l'invention La présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé de fabrication d'une conduite flexible pour le transport d'une fluide, simple dans sa conception et dans son mode opératoire, fiable et 25 économique, assurant notamment l'étanchéité de cette conduite flexible. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une conduite flexible pour le transport d'un fluide. Selon l'invention, on réalise les étapes suivantes : - réaliser une structure tissée de base ayant une forme tubulaire, ou sensiblement tubulaire, suivant une première armure, - insérer au cours du tissage de ladite structure tissée de base, des fils supplémentaires, lesquels sont des fils rapportés par rapport à ladite première armure, lesdits fils supplémentaires formant des supports d'enduction, - lesdits fils supplémentaires étant liés, régulièrement ou non, à ladite structure tissée de base suivant une seconde armure, ladite seconde armure est choisie pour définir, pour chaque fil supplémentaire, des zones de flottés dans lesquelles ledit fil supplémentaire correspondant est non lié à ladite structure tissée de base en étant 3059931 3 placé à l'extérieur de cette structure tissée de base, pour recouvrir localement la structure tissée de base, - recouvrir l'ensemble ainsi obtenu au moyen d'une composition d'enduction et durcir ladite composition. 5 On entend par « fil formant un support d'enduction » notamment un fil dont le matériau constitutif permet, ou favorise, l'adhérence de la composition d'enduction et sa tenue dans le temps. Il est clair que la présente invention n'est pas limitée à un type de fil particulier mais que le terme "fil" doit être compris dans son acception la plus large 113 dans le domaine textile. A titre purement illustratif, les fils de chaîne et de trame mis en oeuvre pour la réalisation de cette conduite flexible sont choisis dans le groupe comprenant des fils mono-filament, des fils multi-filaments, des fils plats, des fils formés de fibres maintenues ensemble par torsion, du fil simple ou rotor, des tresses de fils torsadés, 15 des éléments multibrins souples, torsadés ou non, tels que des torons souples. De manière connue, l'homme du métier sait que pour représenter, "l'armure" d'un tissu, on fait appel au procédé de mise en carte, qui utilise un papier quadrillé, et, par définition, on admet que les interlignes verticaux du quadrillage figurent les fils de chaîne, et les interlignes horizontaux, les fils de trame, ou duite du tissu. 20 Si sur un tel quadrillage, on veut figurer qu'un fil de chaîne évolue au-dessus d'un fil de trame, il suffit alors, par convention, de colorier la case placée à l'intersection du fil de chaîne et du fil de trame considérés. On a alors un « pris ». L'absence de coloration d'une case, qui correspond, à un « laissé », symbolise le passage du fil de chaîne au-dessous du fil de trame correspondant. 25 Ce procédé de mise en carte, particulièrement simple, permet ainsi par une combinaison judicieuse de pris et de laissés, de représenter les évolutions respectives des fils de chaîne et de fils de trame d'une paroi tissée ou d'un tissu, si compliquées soient elles. L'existence d'une portion de fil supplémentaire libre entre deux intersections, ou 30 deux laissés sur l'armure, espacées l'une de l'autre, définit une zone de flottés dans laquelle cette portion de fil supplémentaire libre ne travaille pas et recouvre localement la structure tissée de base. Le fil supplémentaire formant un support d'enduction, cette portion de fil supplémentaire libre, placée à l'extérieur de la structure tissée de base, permet donc d'étanchéifier localement la conduite flexible. 35 Le choix de la seconde armure ainsi que du nombre de fils supplémentaires permet avantageusement d'assurer une large couverture de la structure tissée de base, difficilement étanchéifiable, par ces fils supplémentaires formant support d'enduction. 3059931 4 Dans différents modes de réalisation particuliers de ce procédé, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons techniques possibles: - on lie chaque fil supplémentaire à ladite structure tissée de base par son 5 intersection avec un fil de chaîne ou de trame de ladite structure tissée de base. Ce fil supplémentaire peut ainsi être lié le long de sa dimension longitudinale par des fils de chaîne ou de trame uniquement, ou encore par des fils de chaîne et de trame. A titre d'exemple, lesdits fils supplémentaires étant des fils de chaîne, on lie chaque fil supplémentaire par son intersection avec un fil de trame de la structure tissée de 10 base. Ce fil supplémentaire étant un fil de chaîne, il présente avantageusement une longueur identique ou sensiblement identique à la dimension longitudinale de la structure tissée. - lesdits fils supplémentaires sont liés tous les n fils de trame ou de chaîne de 15 ladite structure tissée de base, n étant > 4, et encore mieux, supérieur ou égal à 8. Ce nombre n peut correspondre au nombre de fils présents dans une évolution de l'armure. On s'assure ainsi d'une large couverture, ou recouvrement extérieur, de la structure tissée de base en vue de son étanchéification. 20 - cette composition d'enduction est appliquée par un procédé de projection ou par trempage dans un bain. De préférence, on met en oeuvre un polymère, tel qu'un élastomère. - ladite seconde armure est déterminée de sorte que lesdits fils supplémentaires sont parallèles entre eux. 25 - au cours du tissage, on plaque au moins partiellement chaque fil supplémentaire contre ladite structure tissée de base entre deux laissés de ladite seconde armure. - on réalise ladite structure tissée tubulaire d'un seul tenant par un procédé de tissage sans couture. 30 - ladite première armure est une armure de toile et ladite seconde armure est une armure double toile. - ladite structure tissée de base étant réalisée en polyéthylène haute densité (PE-HD), lesdits fils supplémentaires sont réalisés dans une matière choisie parmi le nylon, le polypropylène, le polyester, le polyamide et le coton. 35 A titre purement illustratif, cette structure tissée de base peut elle-même être obtenue par un procédé de fabrication d'une structure tissée comportant au moins une paroi tissée, dans lequel on réalise les étapes suivantes : 3059931 5 a) tisser au moins une première portion de ladite structure tissée, ladite première portion comportant des fils de chaîne et des fils de trame entrecroisés selon l'armure fondamentale de chaque partie de paroi tissée correspondant à cette première portion, 5 b) stopper l'introduction des fils de trame après insertion d'un fil de trame associé au positionnement d'au moins un élément allongé dans ladite structure tissée, ce fil de trame étant entrecroisé avec les fils de chaîne de chaque partie de paroi tissée selon l'armure fondamentale de ladite partie de paroi, c) ledit au moins un élément allongé ayant un axe principal, introduire chaque i.o élément allongé entre les fils de chaîne définissant avec ledit fil de trame associé, la position d'insertion de cet élément allongé dans la structure tissée, l'axe principal dudit élément allongé coupant le plan passant par les fils de chaîne de chaque partie de paroi dans laquelle il est introduit d) maintenir en position chaque élément allongé et introduire au moins un 15 nouveau fil de trame entrecroisant les fils de chaîne de ladite structure tissée selon ladite armure fondamentale de chaque partie de paroi ou selon au moins une nouvelle armure, pour reprendre la fabrication de ladite structure tissée, chaque élément allongé étant non pris dans ladite structure tissée. Lorsque cette structure tissée comporte plusieurs parois, les parties de 20 paroi peuvent présenter une même armure fondamentale ou au contraire des armures distinctes pour au moins certaines d'entre elles. Par le terme « pris » de l'étape d) du procédé, il ressort clairement chaque élément allongé introduit dans la structure tissée est naturellement non lié à cette structure tissée par le seul tissage de la structure tissée. Ainsi, et en l'absence 25 d'une étape de solidarisation distincte du tissage de la structure tissée à proprement parlé, telle qu'un collage de l'élément allongé aux fils de chaîne et de trame l'entourant, chaque élément allongé peut être retiré de la structure tissée. Bien entendu, cette opération peut être plus ou moins rendue complexe en fonction du compactage des fils de trame de la structure tissée souhaitée, lequel 30 peut résulter en un serrage plus ou moins important de l'élément allongé. Les parois tissées, ou nappes, de la structure tissée peuvent être identiques ou, au contraire, présenter pour au moins certaines d'entre elles, des dimensions ou formes différentes. L'arrêt du tissage pour introduire un ou plusieurs éléments allongés dans la 35 structure tissée est donc repéré par rapport au fil de trame directement associé à la position du ou de ces éléments allongés dans la structure tissée. Cela signifie que ce fil de trame est un des fils de la structure tissée entourant le ou les éléments allongés. Bien entendu, on répète les étapes b) à d) à chaque fois qu'un ou 3059931 6 plusieurs nouveaux éléments allongés dont la ou les positions sont associées à un autre fil de trame de la structure tissée, sont à introduire dans cette structure tissée. Ces opérations nécessitent donc de déterminer au préalable quel est le fil de trame, ou quels sont les fils de trame, de la structure tissée associé(s) au 5 positionnement d'un ou plusieurs éléments allongés dans cette structure. Un suivi du guidage et de l'introduction de ces fils de trame dans chaque voie du métier à tisser est également nécessaire pour déclencher l'arrêt du tissage. Néanmoins, un tel procédé autorise un positionnement très précis, puisqu'au fil près, d'un élément allongé dans la structure tissée sans affaiblir mécaniquement cette dernière. 10 L'élément allongé présente un axe principal s'étendant le long de sa dimension longitudinale et, à titre d'exemple, l'élément allongé est un fil plein, un fil métallique, un insert, une tige de rigidification, un tube, un tube pourvu d'au moins une membrane d'étanchéité transversale, un tube dont la paroi interne est taraudée et des combinaisons de ces éléments. 15 Avantageusement, cet élément allongé est de section transversale droite circulaire ou ovoïde. Deux membranes d'étanchéité placées dans un tube peuvent permettre de définir un logement étanche pour protéger l'objet externe placé dans le tube, par exemple de l'eau. 20 Par ailleurs, un élément allongé ayant la forme d'un tube peut recevoir un objet externe. Lorsqu'en outre, au moins une partie de la paroi interne de ce tube est taraudée, cet objet externe peut avantageusement être verrouillé en position. Un tel objet externe peut alors être un insert, une attache ou encore un dispositif de 25 mesure par exemple. De manière avantageuse, cet objet externe peut alors comporter au moins une zone de friction, rainurée, filetée ou autre, sur au moins une partie de sa zone de raccordement destinée à être en contact avec la paroi interne du tube, cette zone de friction permettant d'éviter l'extraction de cet objet externe sous l'effet de la 30 pression de fluide. De préférence, cet élément allongé est séparable de sorte que traversant de part en part la structure tissée, il est, par exemple, possible d'éloigner l'une de l'autre deux parois de cette structure tissée reliée par un tel élément allongé. A titre d'exemple, ces éléments allongés sont des tubes permettant le passage 35 au travers de la structure tissée, d'attaches pour la fixation de barres de rigidification permettant de rigidifier cette structure tissée afin de résister à l'écrasement. Ces éléments allongés peuvent servir de support pour la fixation d'outils de mesure, tels que des sondes. 3059931 7 La présente invention concerne aussi l'utilisation de la conduite flexible obtenue par le procédé de fabrication tel que décrit précédemment pour le transport d'eau, par exemple, dans une installation de production d'énergie par conversion de l'énergie thermique des mers. 5 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la Figure 1 représente schématiquement un ensemble de transport de fluide 10 selon un mode de réalisation particulier de la présente invention ; - la Figure 2 est une vue partielle et en coupe transversale de la conduite flexible de la Fig. 1, cette conduite flexible ayant été obtenue par le procédé de fabrication selon un mode de réalisation particulier de la présente invention ; - la Figure 3 est une vue en perspective d'une installation flottante de 15 production d'énergie par conversion d'énergie thermique des mers (ETM) équipée d'une unité de manutention selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la Figure 4 représente schématiquement une vue partielle et en coupe de l'installation flottante de la Fig. 3 ; - la Figure 5 représente schématiquement une vue partielle et de dessus zo l'installation flottante de la Fig. 3 montrant le système de tirage et le puit central ; DESCRIPTION DETAILLEE DE MODE DE REALISATION DE L'INVENTION Tout d'abord, on note que les figures ne sont pas à l'échelle. Les Figures 1 et 2 représentent un exemple d'un ensemble 10 de transport de 25 fluide mettant en oeuvre une conduite tubulaire flexible 11 obtenue par le procédé de fabrication de l'invention. Cet ensemble 10 de transport de fluide est ici mis en oeuvre pour transporter de l'eau mais pourrait également être utilisé pour le transport de fluides gazeux tels que de l'air. 30 Cet ensemble 10 de transport comporte ainsi une conduite 11 tubulaire flexible et un lest 12 placé à son extrémité inférieure. Cette conduite 11 tubulaire flexible est constituée d'une structure tissée étanchéifiée. La structure tissée est avantageusement réalisée d'une seule pièce pour renforcer sa résistance mécanique. 35 Plus précisément, cette structure tissée étanchéifiée comporte une structure tissée de base 23 ayant une forme tubulaire à laquelle est liée une paroi 24 placée à l'extérieur de cette structure tissée de base 23 en entourant cette dernière sur tout son pourtour. Cette paroi 24 est formée par des fils supplémentaires rapportés, 3059931 8 lesquels sont ici des fils de chaîne qui ont été insérés lors du tissage de la structure 23 de base en étant régulièrement liés à cette dernière le long de son axe longitudinal. Ces fils supplémentaires qui forment des supports d'enduction, portent la composition d'enduction durcie pour rendre par la conduite flexible étanche. 5 A chacune des extrémités de cette conduite 11 flexible est placée une bride d'assemblage 13, 14. La bride d'assemblage 13 reliée à l'extrémité supérieure de la structure tissée 11 est destinée à l'assemblage de l'ensemble 10 de transport à une centrale thermique 15, en mer, tandis que son extrémité opposée est assemblée par la bride 10 14 au lest 12. Cette conduite 11 flexible est destinée au transport d'eaux profondes froides pour alimenter la centrale thermique 15, laquelle exploite, à titre illustratif, dans une zone océanique intertropicale, le différentiel de température entre les eaux de surface largement supérieures à 20°C et les eaux profondes d'environ 4°C, pour 15 produire de l'électricité. La structure tissée 11 présente ici une longueur de 1100 m en ayant un diamètre extérieur, par exemple, légèrement inférieur à quatre mètres tandis que les brides d'assemblage 13, 14 solidaires de ses extrémités, présentent un diamètre extérieur supérieur à quatre mètres. La conduite 11 flexible pèse typiquement zo plusieurs dizaines de tonnes. Elle est stockée dans une unité de stockage (non représentée) en étant aplatie, cette unité de stockage étant placée sur une structure 16 flottante faisant partie de la centrale thermique 15. Cette structure 16 flottante comporte un puit 17 central, ou moon pool, dont le 25 diamètre d'ouverture est ici supérieur au diamètre D de la chaque bride d'assemblage 13, 14 et au lest 12 pour autoriser leur passage en vue de leur immersion. Elle comporte également un système de tirage de la conduite flexible 11 comportant un premier et un deuxième ensembles de dispositifs attracteurs 18 30 disposés verticalement, lesdits premier et second ensembles étant mobiles entre une position de serrage, dans laquelle ils sont placés au moins en partie au-dessus du puit 17 pour serrer cette conduite 11 flexible et assurer son déplacement, et au moins une seconde position dite inactive, dans laquelle ils sont placés en retrait dudit puit 17 notamment pour libérer le passage aux brides 13, 14 vers et hors de ce puit 35 18 central. Chaque ensemble comporte deux dispositifs attracteurs 18 superposés, ces dispositifs attracteurs 18 étant agencés pour assurer un entraînement tangentiel de la conduite flexible 11. 3059931 9 Une telle configuration du système de tirage permet avantageusement d'appliquer un effort constant et symétrique sur les deux parois de la structure tissée tubulaire. Cette unité de manutention comporte encore une grue 19 pour manoeuvrer 5 l'ensemble de transport de fluide, cette grue 19 étant configurée pour supporter cet ensemble 10 de transport de fluide au moins en partie immergé, lorsque lesdits premier et second ensembles sont dans leur position inactive. Cette grue 19 est montée sur le pont de la structure 16 flottante. Les dispositifs attracteurs 18 de chaque ensemble étant montés verticalement 10 sur une structure 20, 21 support distincte, le système de tirage comprend, pour chaque structure support, deux actionneurs 22 linéaires, tels que des vérins, pour déplacer la structure support 20, 21 correspondante entre les positions de serrage et inactive. De préférence, tous ces actionneurs linéaires doivent être en position rentrée 15 lorsque le système de tirage de la conduite 11 flexible n'est pas en opération afin de protéger les tiges de vérins. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une conduite flexible pour le transport d'un fluide, caractérisé en ce qu'on réalise les étapes suivantes : - réaliser une structure tissée de base ayant une forme tubulaire, ou sensiblement tubulaire, suivant une première armure, - insérer au cours du tissage de ladite structure tissée de base, des fils supplémentaires, lesquels sont des fils rapportés par rapport à ladite première 113 armure, lesdits fils supplémentaires formant des supports d'enduction, - lesdits fils supplémentaires étant liés, régulièrement ou non, à ladite structure tissée de base suivant une seconde armure, ladite seconde armure est choisie pour définir, pour chaque fil supplémentaire, des zones de flottés dans lesquelles ledit fil supplémentaire correspondant est non lié à ladite structure tissée de base en étant 15 placé extérieurement à celle-ci pour recouvrir localement la structure tissée de base, - recouvrir l'ensemble ainsi obtenu au moyen d'une composition d'enduction et durcir ladite composition. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on lie chaque fil supplémentaire à ladite structure tissée de base par son intersection avec un fil de zo chaîne ou de trame de ladite structure tissée de base. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits fils supplémentaires étant des fils de chaîne, on lie chaque fil supplémentaire par son intersection avec un fil de trame de la structure tissée de base. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que lesdits 25 fils supplémentaires sont liés tous les n fils de trame ou de chaîne de ladite structure tissée de base, n étant > 4, et encore mieux, supérieur ou égal à 8. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite composition d'enduction est appliquée par un procédé de projection ou par trempage dans un bain. 30 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en qu'on met en oeuvre un polymère. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite seconde armure est déterminée de sorte que lesdits fils supplémentaires sont parallèles entre eux. 35 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au cours du tissage, on plaque au moins partiellement chaque fil supplémentaire contre ladite structure tissée de base entre deux laissés de ladite seconde armure. 3059931 n 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on réalise ladite structure tissée tubulaire d'un seul tenant par un procédé de tissage sans couture. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en 5 ce que ladite première armure est une armure de toile et ladite seconde armure est une armure double toile. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite structure tissée de base étant réalisée en polyéthylène haute densité (PE-HD), lesdits fils supplémentaires sont réalisés dans une matière choisie parmi le nylon, le polypropylène, le polyester, le polyamide et le coton. 12. Utilisation de la conduite flexible obtenue par le procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 pour le transport d'eau, par exemple dans une installation de production d'énergie par conversion de l'énergie thermique des mers.15