Brevet FR3158305A1 — publié le 20250718

Procédé de raccordement de deux blocs d’une structure offshore L’invention concerne un procédé de raccordement de deux blocs d’une structure offshore constitué par l’assemblage d’au moins deux blocs unitaires (B-1, B-2) différents, le procédé comprenant la formation d’une surépaisseur (26) au niveau des extrémités respectives des deux blocs devant être raccordées, le montage d’une platine de jonction (22) contre l’extrémité à raccorder d’un premier bloc (B-1), ladite platine de jonction présentant un cadre à débordement (24) venant en appui contre les extrémités des panneaux plans en dépassant radialement vers l’intérieur et vers l’extérieur, la mise en appui de l’extrémité du second bloc (B-2) contre la platine de jonction, et le soudage des extrémités des deux blocs entre elles. Figure pour l’abrégé : Fig. 6. Procédé de raccordement de deux blocs d’une structure offshore L’invention se rapporte au domaine général de la production en série de structures offshore, et notamment de fondations fixes et flottantes pour éoliennes offshore. Elle concerne plus précisément un procédé de raccordement de deux blocs (ou éléments) formant de telles structures. Une éolienne offshore a pour but d’utiliser l’énergie du vent afin de produire de l’électricité grâce à une turbine et à un générateur électrique. Il existe deux principaux types d’éoliennes offshore : les éoliennes fixes qui sont implantées sur les fonds marins (à de faibles profondeurs typiquement inférieures à 100m), et les éoliennes flottantes qui offrent l’avantage de pouvoir être construites sur terre et implantées dans des zones où la profondeur des fonds marins dépasse typiquement 100m. Les éoliennes qui sont concernées par la présente invention comprennent une turbine généralement formée par un moteur à plusieurs pales rotatives à axe horizontal et un générateur électrique accouplé au moteur, le moteur et le générateur étant fixés à une extrémité supérieure d’un mât (ou pylône) vertical. L’extrémité inférieure du mât est quant à elle montée sur une structure de support (appelée « fondation »). Pour les fondations flottantes, il existe différents types de flotteurs, à savoir les flotteurs semi-submersibles (avec ou sans contrepoids pendulaire), les flotteurs immergés avec câbles tendus (ou plateformes « TLP » pour « Tension-Leg Platform » en anglais), les flotteurs de type « SPAR » (pour « Single Point Anchor Reservoir »), les flotteurs semi-submersibles de type « barge », etc. On pourra par exemple se référer à la publication WO 2019/106283 qui décrit une structure de support flottant dont la structure principale présente une forme torique ou polygonale. Quant aux fondations fixes, elles peuvent être réalisées en acier, en béton ou combiner ces deux matériaux. Les éoliennes offshore sont le plus souvent rassemblées dans un « parc éolien » ou « ferme éolienne » comportant généralement entre 20 et 100 éoliennes de plusieurs mégawatts de puissance unitaire. Dans les projets de développement de parcs éoliens offshore flottants, le calendrier de livraison des flotteurs est un paramètre clé pour la réussite de la livraison de grands parcs éoliens offshore dans des fenêtres d'installation qui sont serrées. En outre, la capacité à garantir une production locale des flotteurs est de la plus haute importance, mais les surfaces terrestres disponibles pour l'assemblage des flotteurs constituent généralement un obstacle majeur. On connaît de la demande de brevet FR 23 02023 déposée le 3 mars 2023 un procédé de production en série de flotteurs pour éoliennes offshore constitués chacun par l’assemblage d’au moins deux blocs unitaires différents de flotteurs. Ce procédé est remarquable en ce qu’il permet de fabriquer des flotteurs pour éoliennes offshore à la chaîne sur une surface terrestre de superficie très limitée. La mise en œuvre d’un tel procédé de production pose un certain nombre de problèmes techniques, en particulier celui de devoir raccorder les blocs de flotteurs en maîtrisant les tolérances d’accostage entre les blocs. L’invention a donc pour objet de proposer un procédé de raccordement de blocs d’une structure offshore (telle qu’un flotteur semi-submersible) permettant de répondre à ce problème. Conformément à l’invention, ce but est atteint grâce à un procédé de raccordement de deux blocs d’une structure offshore, le flotteur étant constitué par l’assemblage d’au moins deux blocs unitaires différents, le procédé comprenant : la formation d’une surépaisseur au niveau des extrémités respectives des deux blocs devant être raccordées ; le montage d’une platine de jonction contre l’extrémité à raccorder d’un premier bloc, ladite platine de jonction présentant un cadre à débordement venant en appui perpendiculaire contre l’extrémité du premier bloc en dépassant radialement vers l’intérieur et vers l’extérieur ; la mise en appui de l’extrémité du second bloc contre la platine de jonction du premier bloc ; et le soudage des extrémités des deux blocs entre elles. Le procédé selon l’invention est remarquable en ce que les extrémités des deux blocs sont munies d’une surépaisseur, ce qui permet notamment de les rigidifier. Associée à la platine de jonction, ces surépaisseurs permettent également d’augmenter les tolérances de décalage entre ces extrémités lors de l’accostage des deux blocs. En d’autres termes, le procédé selon l’invention permet d’accepter des désalignements entre les extrémités respectives des deux blocs à raccorder. Dans un mode de réalisation, la structure offshore est un flotteur semi-submersible, et les blocs comprennent : un premier bloc comprenant une colonne centrale, une colonne extérieure et un ponton inférieur du flotteur, et un second bloc comprenant une colonne extérieure et un ponton inférieur du flotteur, les pontons inférieurs étant formés chacun par un assemblage de panneaux plans. Dans un autre mode de réalisation, la structure offshore est une fondation fixe ou un flotteur semi-submersible en V, et les blocs comprennent : des éléments tubulaires , et au moins un élément tubulaire central. L’extrémité du second bloc venant en appui contre la platine de jonction du premier bloc est avantageusement chanfreinée. De plus, les extrémités de deux blocs sont soudées entre elles de préférence par un soudage automatique. L’invention a également pour objet un procédé de production en série de flotteurs semi-submersibles pour éoliennes offshore constitués chacun par l’assemblage d’au moins deux blocs unitaires différents dont un premier bloc comprenant une colonne centrale, une colonne extérieure et un ponton inférieur, et un second bloc comprenant une colonne extérieure et un ponton inférieur, les pontons inférieurs étant formés chacun par un assemblage de panneaux plans, le procédé comprenant : l’acheminement et le stockage sur différentes zones de stockage d’une surface de production d’une pluralité de blocs différents de flotteurs, les mêmes blocs de flotteurs étant stockés sur une même zone de stockage de la surface de production ; la fabrication à la chaîne de flotteurs comprenant successivement pour, chaque flotteur, une étape de préparation des blocs, une étape d’assemblage et de soudage primaire des blocs de flotteur entre eux au niveau d’une zone d’assemblage et de soudage primaire distincte des zones de stockage et adjacente à celles-ci, suivie d’une étape de soudage final des blocs entre eux au niveau d’une zone de soudage final distincte des autres zones de la surface de production, suivie d’une étape d’achèvement du flotteur au niveau d’une zone d’achèvement distincte des autres zones de la surface de production ; les blocs de flotteurs et les flotteurs en cours de fabrication étant déplacés sur la surface de production entre les différentes zones de celui-ci principalement selon des mouvements de translation ; et l’étape d’assemblage et de soudage primaire des blocs de flotteurs entre eux étant réalisée au moyen du procédé tel que défini précédemment. FIG. 1 La FIG. 1 montre un exemple de différents blocs unitaires d’un flotteur semi-submersible auquel s’applique le procédé de raccordement selon l’invention. FIG. 2 La FIG. 2 est une vue schématique et en perspective d’un exemple d’installation pour la mise en œuvre du procédé de raccordement selon l’invention. FIG. 3 La FIG. 3 est une vue en perspective d’un premier bloc de flotteur d’une éolienne offshore à raccorder. FIG. 4 La FIG. 4 est une vue en perspective d’un second bloc de flotteur à raccorder au premier bloc de la FIG. 2 . FIG. 5 La FIG. 5 est une vue en coupe transversale des premier et second blocs raccordés l’un à l’autre à l’aide du procédé selon l’invention. FIG. 6 La FIG. 6 montre un exemple de rattrapage des différences d’alignement des deux blocs raccordés l’un à l’autre à l’aide du procédé selon l’invention. FIG. 7 La FIG. 7 montre un exemple de fondation fixe pour éolienne offshore auquel s’applique également le procédé de raccordement selon l’invention. FIG. 8 La FIG. 8 montre un autre exemple de flotteur submersible en V pour éolienne offshore auquel s’applique également le procédé de raccordement selon l’invention. L’invention se rapporte au domaine général de la production en série et à la chaîne de structures offshore, et notamment de fondations fixes ou flottantes pour éoliennes offshore, et plus particulièrement de flotteurs de type semi-submersible. Les structures offshores auxquels s’applique notamment la présente invention ont la particularité de pouvoir être fabriqués par l’assemblage d’une pluralité de blocs (ou d’éléments) unitaires différents. Dans le mode de réalisation décrit ci-après en liaison avec les figures 1 à 6 (relatif à la fabrication de flotteurs semi-submersible), chaque flotteur 2 comprend, comme représenté sur la FIG. 1 , quatre colonnes dont une colonne centrale 4 qui est destinée à recevoir un mât d’éolienne et trois colonnes extérieures 6 qui sont raccordées à la colonne centrale par des pontons inférieurs 8. En pratique, de tels flotteurs 2 peuvent être formés chacun par l’assemblage de trois blocs : un premier bloc B-1 comprenant la colonne centrale 4, une colonne extérieure 6 et un ponton inférieur 8, et deux seconds blocs B-2 identiques comprenant chacun une colonne extérieure 6 et un ponton inférieur 8. Bien entendu, l’invention s’applique à d’autres types et d’autres formes de flotteurs semi-submersibles, ces derniers devant être formés par l’assemblage d’au moins deux blocs unitaires différents de flotteurs. Par ailleurs, au moins les pontons inférieurs 8 de chaque bloc B-1, B-2 sont formés par un assemblage de panneaux plans. Par exemple, comme représenté sur les figures 3 et 4, ces pontons inférieurs sont chacun constitués par l’assemblage de quatre panneaux plans 8 1 à 8 4 formant un parallélépipède rectangle (seuls les panneaux plans 8 1 et 8 4 sont visibles sur les figures 3 et 4). De plus, les pontons inférieurs 8 de chaque bloc du flotteur peuvent être renforcés par des raidisseurs internes longitudinaux 9a et/ou des raidisseurs internes transversaux 9b (voir la FIG. 4 ). On pourra se référer à la demande de brevet FR 23 01328 déposée le 13 février 2023 qui décrit un exemple de structure de flotteur à panneaux plans. Comme représenté sur la FIG. 2 , ces flotteurs 2 peuvent être fabriqués sur une surface terrestre de production 10 relativement compacte et susceptible d’accueillir les différents éléments et équipements nécessaires à la fabrication des flotteurs. Cette surface de production 10 est divisée en différentes zones Z1 à Z6, à savoir : une première zone de stockage Z-1 sur laquelle sont stockés les blocs B-1, une deuxième zone de stockage Z-2 sur laquelle sont stockés les blocs B-2, une zone d’assemblage et de soudage primaire Z-3 sur laquelle les différents blocs B-1, B-2 constitutifs d’un même flotteur sont assemblés entre eux et soumis à un soudage primaire, une zone de soudage final Z-4 sur laquelle les différents blocs constitutifs du flotteur subissent une nouvelle passe de soudure, une zone d’achèvement Z-5 sur laquelle le flotteur est inspecté et équipé de divers équipements, et une zone tampon Z-6 sur laquelle un flotteur 2’ présentant des défauts de fabrication peut être mis en retrait pour être réparé. Une barge de transport 20 est amarrée au quai de chargement de la surface de production. Le flotteur 2 localisé en zone d’achèvement Z-5 est alors chargé sur la barge de transport par des moyens de transport. On notera que les blocs de flotteurs et les flotteurs en cours de fabrication sont déplacés entre les différentes zones de la surface de construction par des véhicules de transport à roues multiples ou par ripage, c’est-à-dire principalement en suivant des mouvements de translation. Au niveau de la zone d’assemblage et de soudage primaire Z-3, les blocs B-1, B-2 de chaque flotteur en cours de fabrication sont assemblés au moyen d’un procédé de raccordement selon l’invention. Selon ce procédé de raccordement, il est prévu de monter et de fixer une platine de jonction 22 sur l’extrémité à raccorder du ponton 8 d’un premier bloc (sur la FIG. 3 , il s’agit du bloc B-1). La platine de jonction 22 présente un cadre à débordement 24 qui, lorsqu’il est monté contre les extrémités de panneaux plans formant le ponton 8, déborde (i.e. dépasse radialement) vers l’extérieur et vers l’intérieur par rapport aux panneaux plans. En d’autres termes, le cadre à débordement 24 de la platine de jonction présente des dimensions légèrement plus grandes que celles de la section droite du ponton. La fixation de la platine de jonction 22 contre l’extrémité du ponton est obtenue par exemple par soudage du cadre à débordement 24 sur les extrémités des panneaux plans formant le ponton. Quant à l’extrémité du ponton 8 du second bloc 8-1 à raccorder au premier bloc B-1, elle est dépourvue de platine de jonction (voir la FIG. 4 ). Comme représenté notamment sur les figures 5 et 6, le procédé selon l’invention prévoit également de former une surépaisseur 26 au niveau de l’extrémité à raccorder des panneaux plans formant les pontons des deux blocs B-1, B-2. Par exemple, ces surépaisseurs 26 peuvent s’étendre longitudinalement depuis l’extrémité à raccorder des panneaux plans jusqu’au premier raidisseur transversal 9b. La présence de ces surépaisseurs 26 permet notamment de rigidifier les extrémités à raccorder des pontons des deux blocs. Associée à la platine de jonction, elle permet également d’augmenter les tolérances de décalage entre ces extrémités lors de leur accostage. L’étape suivante du procédé selon l’invention consiste à mettre en appui les extrémités des panneaux plans formant le second bloc B-2 contre la platine de jonction 22 du premier bloc B-1. Cette mise en appui (ou accostage) est réalisée par translation verticale des blocs l’un vers l’autre. Les extrémités des panneaux plans formant le second bloc B-2 sont alors soudées sur la platine de jonction 22 (et plus précisément sur le cadre de débordement 24 de celle-ci), de préférence par un procédé de soudage automatique. A cet effet, les extrémités des panneaux plans formant le second bloc B-2 peuvent être chanfreinées pour faciliter le soudage. Comme indiqué précédemment, la platine de jonction 22 permet d’accepter des désalignements entre les panneaux respectifs des deux blocs B-1, B-2. Ainsi, comme représenté sur la FIG. 6 , il est possible que l’accostage des deux blocs B-1, B-2 entraîne un décalage δ (typiquement de l’ordre de 10 à 20 mm) entre les extrémités des panneaux plans formant les pontons des deux blocs. Grâce au fait que le cadre à débordement 24 de la plaque de jonction dépasse radialement vers l’intérieur et vers l’extérieur, le soudage de l’extrémité des panneaux plans formant le ponton du second bloc B-2 peut être réalisé malgré la présence d’un tel décalage δ . On notera que ce même décalage δ se répercute également sur l’alignement des renforts longitudinaux 9a formés à l’intérieur des pontons inférieurs des deux blocs à assembler. Ici, il est possible de rattraper ce décalage en laissant l’extrémité des renforts longitudinaux du second bloc B-2 libres (i.e. non solidaires du panneau sur lequel elles sont montées) afin de pouvoir être réalignées sur les renforts longitudinaux du premier bloc B-1. Dans l’autre mode de réalisation décrit ci-après en liaison avec la FIG. 7 (relatif à la fabrication de fondations fixes pour éoliennes offshore), chaque fondation 2’ comprend notamment trois premiers éléments tubulaires extérieurs 28 formant des pieds qui sont raccordés à un élément tubulaire central 30 formant le support du mât d’éolienne. Dans ce mode de réalisation, le procédé de raccordement selon l’invention prévoit de monter et de fixer une platine de jonction 32 sur l’extrémité à raccorder de chaque élément tubulaire extérieur 28 (ou de l’élément tubulaire central au niveau de son raccord avec les éléments tubulaires extérieurs). Cette platine de jonction 32 comprend un cadre à débordement (non représenté sur la FIG. 7 ) qui déborde (i.e. dépasse radialement) vers l’extérieur et vers l’intérieur par rapport aux extrémités des éléments tubulaires. Le procédé selon l’invention prévoit également de former une surépaisseur (non représenté sur la FIG. 7 ) au niveau des extrémités à raccorder des éléments tubulaires extérieurs 28 et de l’élément tubulaire central 30. Le reste du procédé selon l’invention pour ce mode de réalisation est identique à celui décrit précédemment en liaison avec les figures 1 à 6. Dans encore un autre mode de réalisation décrit en liaison avec la FIG. 8 , l’invention s’applique à la fabrication de flotteurs semi-submersibles en V à branches tubulaires. Comme représenté sur cette FIG. 8 , un tel flotteur 2’’ comprend notamment deux branches tubulaires horizontales 34, deux branches tubulaires en diagonale 36, un tube de connexion 38, et une branche tubulaire centrale 40 formant le support du mât d’éolienne. Dans ce mode de réalisation, le procédé de raccordement selon l’invention prévoit de monter et de fixer une platine de jonction 42 sur l’extrémité à raccorder de chaque branche tubulaire 34, 36, 38 (ou de la branche tubulaire centrale au niveau de son raccord avec les branches tubulaires horizontales et en diagonales). Ces platines de jonction 42 comprennent chacune un cadre à débordement qui déborde (i.e. dépasse radialement) vers l’extérieur et vers l’intérieur par rapport aux extrémités des branches tubulaires. Le procédé selon l’invention prévoit également de former une surépaisseur (non représenté sur la FIG. 8 ) au niveau des extrémités à raccorder des branches tubulaires 34, 36, 38 et de la branche tubulaire centrale 30. Le reste du procédé selon l’invention pour ce mode de réalisation est identique à celui décrit précédemment en liaison avec les figures 1 à 6. Procédé de raccordement de deux blocs d’une structure (2 ; 2’ ; 2’’) offshore, la structure étant constituée par l’assemblage d’au moins deux blocs unitaires (B-1, B-2 ; 28, 30 ; 34, 36) différents, le procédé comprenant : la formation d’une surépaisseur (26) au niveau des extrémités respectives des deux blocs devant être raccordées ; le montage d’une platine de jonction (22 ; 32 ; 42) contre l’extrémité à raccorder d’un premier bloc (B-1 ; 28), ladite platine de jonction présentant un cadre à débordement (24) venant en appui perpendiculaire contre l’extrémité du premier bloc en dépassant radialement vers l’intérieur et vers l’extérieur ; la mise en appui de l’extrémité du second bloc (B-2 ; 30) contre la platine de jonction du premier bloc ; et le soudage des extrémités des deux blocs entre elles. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la structure offshore est un flotteur semi-submersible (2), et dans lequel les blocs comprennent un premier bloc (B-1) comprenant une colonne centrale (4), une colonne extérieure (6) et un ponton inférieur (8) du flotteur, et un second bloc (B-2) comprenant une colonne extérieure (6) et un ponton inférieur (8) du flotteur, les pontons inférieurs étant formés chacun par un assemblage de panneaux plans (8 1 à 8 4 ). Procédé selon la revendication 1, dans lequel la structure offshore est une fondation fixe (2’) ou un flotteur semi-submersible (2’’) en V, et dans lequel les blocs comprennent des éléments tubulaires (28 ; 34, 36, 38), et au moins un élément tubulaire central (30 ; 40). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’extrémité du second bloc (B-2 ; 30) venant en appui contre la platine de jonction (22 ; 32 ; 42) du premier bloc (B-1 ; 28) est chanfreinée. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les extrémités de deux blocs sont soudées entre elles par un soudage automatique. Procédé de production en série de flotteurs (2) semi-submersibles pour éoliennes offshore constitués chacun par l’assemblage d’au moins deux blocs unitaires différents (B-1, B-2) dont un premier bloc (B-1) comprenant une colonne centrale (4), une colonne extérieure (6) et un ponton inférieur (8), et un second bloc (B-2) comprenant une colonne extérieure (6) et un ponton inférieur (8), les pontons inférieurs étant formés chacun par un assemblage de panneaux plans (8 1 à 8 4 ), le procédé comprenant : l’acheminement et le stockage sur différentes zones de stockage (Z-1, Z-2) d’une surface de production (10) d’une pluralité de blocs (B-1, B-2) différents de flotteurs, les mêmes blocs de flotteurs étant stockés sur une même zone de stockage de la surface de production ; la fabrication à la chaîne de flotteurs comprenant successivement pour, chaque flotteur, une étape de préparation des blocs, une étape d’assemblage et de soudage primaire des blocs de flotteur entre eux au niveau d’une zone d’assemblage et de soudage primaire (Z-3) distincte des zones de stockage et adjacente à celles-ci, suivie d’une étape de soudage final des blocs entre eux au niveau d’une zone de soudage final (Z-4) distincte des autres zones de la surface de production, suivie d’une étape d’achèvement du flotteur au niveau d’une zone d’achèvement (Z-5) distincte des autres zones de la surface de production ; les blocs de flotteurs et les flotteurs en cours de fabrication étant déplacés sur la surface de production entre les différentes zones de celui-ci principalement selon des mouvements de translation, et l’étape d’assemblage et de soudage primaire des blocs de flotteurs entre eux étant réalisée au moyen du procédé selon la revendication 2.