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La présente invention concerne un procédé d'immersion d'une
Structure off shore comportant une embase poids en béton, à deux compartiments
multicellulaires, au moins un pylone multitubulaire fixé audit réservoir
st surmonté d'une aire de travail hors d'eau et un -Flotteur cylindrique
coopérant avec chaque pylone.
Il eSt connu d'utiliser, pour l'immersion de platsformes
légères, un procédé analogue à partir d'une géométrie difPérente,
nécessaire pour assurer la stabilité desdites plateformes légères tant
pendant leur remorquage que durant leur immersion. Pour cela on utilise
par exemple une embase de grandes dimens~ons constituée de flotteurs
périphériques afin d'assurer la stabilité notamment pendant le remorquage,
tandis que le centre de gravité de l'ensemble se trouve au dessus de
centre de poussr~s. De plus, l'aire de travail est constituée par le
des~us d'un calsson L~tanche horizontal ~ormant flotteur et coullssant
pendant l'immsrsion le long du pylone : or un tel Flotteur s'étendant
horizontalement à la surface de la msr est soumis aux efforts de pilonnage
des vagues tandis que l'embase, à partir d'un certain enfoncement, est
pratiquernent à l'abri de la houle, de sorte que la portion de pylone
comprise entre les deux est soumise à des tensions et coups de fouet
néfa5te5 tant à la structure du pylone qu'à la manosuvre d'immsrsion.
La présente invention se rapports à dss structures of-P shore
destinées à être immergées par dss fonds de l'ordre de deux cent mètres
or, pour de telles profondeurs, uns embase en béton de structure creuse,
étanchs et autorésistante, entra~nerait des quantités prohibitives de
béton. Aussi, surmonte-t-on une telle difficults en prévayant une
structure ~ deux compartiments de nature différente :
- un compartiment central autoréslstant à parois épaisses sur toute la
hautsur de la structure et représentant une -Praction de la capacité
totale de ladite structure ;
~ 30 - un compartiment extérieur de plus faible hauteur à parois minces en
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équipression par remplissage de pétrole, en communication avec
l'eau extérieure lors de l'immersion e-t représentant l'autre
fraction de la capacité totale de ladite structure.
Ces compartiments comportent des voiles raidisseurs
intérieurs et forment ainsi des cellules clont certaines communi-
quent entre elles, ce qui atténue les effets de carene liquide.
En jouant sur le rapport du nombre de cellules en équipression a
celui des cellules autorésistantes, on parvient a procéder a la
- prise d'immersion de la structure avec un poids apparent aussi
réduit que l'on veut. De plus, on remplace la colonne pleine
des réservoirs usuels pour moyenne profondeur, par au moins un
pylône métallique constitué de tubes ~pais de faible diamètre
assemblés en charpente tubulaire, de manière à limiter en service
les efforts dus à la houle, et par conséquent les moments qui en
résultent à l'encastrement et au niveau de l'embase.
Enfin, on associe au pylône, pour participer a l'im-
mersion, un flotteur auxiliaire creux pouvant être ballasté et ;
manoeuvré pendant l'opération d'immersion de maniare a en
assurer un contrôle précis.
On définit plus précisément l'invention par un pro-
cédé d'immersion d'une structure offshore qui comporte une
embase autorésistante, un pylône multitubulaire fixé à l'embase
et pourvu de barres-guides s'étendant le long du pylône, une
aire de travail sur le pylône, un flotteur creux auxiliaire
monté sur le pylône et un dispositif à vérins permettant d'ac-
crocher a volonté le flotteur aux barres-guides pour changer la
position relative de l'embase et du flotteur, structure dans
laquelle l'embase comprend un compartiment central multicellu-
laire et un compartiment périphérique multicellulaire dont
l'intérieur peut etre mise en communication avec l'eau environ-
nante aussi bien qu'avec une source de fluide sous pression com-
pensant la pression de l'eau environnante. Ce procédé se caracté-
. ....~ .
-- 2
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rise en ce que l'on amorce l'immersion de l'embase en remplis-
sant partiellement d'eau le compartiment central jusqu'à ce que
le flotteur, accroché aux barres-guides et reposant sur ladite
embase, soit partiellement immergé; en ce que l'on pompe de
l'eau du compartiment central dans le flotteur de façon a limiter,
a tirant d'eau constant de la structure, la portance dudit flot-
teur a la valeur optimale d'utilisation du dispositif a vérins,
et en ce que l'on continue d'immerger l'embase en actionnant le
dispositif a verins pour abaisser l'embase par rapport au flot-
teur dont la position demeure inchangée durant l'immersion.
Pour mieux faire comprendre l'invention, tant dans
ses objectifs vises que dans ses avantages obtenus, la descrip-
tion d'une de ses modalites de réalisation, sans caractere limi-
ta-tif, est présentee en association avec le dessin o~:
La figure 1 est une vue schematique en élévation de la
structure-poids reposant sur le sol sous-marin apres immersion.
~ ' .
., .
- 2a -
.. ~ , .
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La Figure 2 montre en coupe partielle verticale suivant II-II
de la figure 1 le réservoir en béton à deux compartiments pluricellulaires.
La figure 3 représente en coupe partielle horizontale suivant
III de la fi~ure 2 les sections des cellules des deux types de
compartiments.
La figure 4 montre la structure à un seul pylone en cours
d'immersion et présentation des niveaux des liquides dans le réservoir
et dans le flotteur auxiliaire.
La figure 5a est une coupe schématique horizontale suivant ~-V
du pylone multitubulaire de la Figure 4.
La figure 5b représsnte sn agrandissement ]a portion B de la
Figure 5a rslatlvs à un vérin FLx~ au flottsur glissant et 3 m~choires
enssrrant la barrs ds guidags.
-~ La figurs 6 montre la structurs en cours de remorquage.
La figurs 7 repr~sents la structurs après priss d'immsrsion et
tarage de l'effort des vérins~
Les figurss 8, 9 st 1û montrent la structurs respsctivement en
cours d'immersion, à son atterrissags sur le sol sous-marin st sn ordre
ds marche, après extraction du flotteur.
Figurs 1, la structure 1 sn ordrs ds Fonctionnement rspose sur
1B sol sous-marin 7 par 1B radier ds l'embass en béton 2 ; tandis que
l'airs ds travail 6 supportés par le pylons multitubulaire 5 est situés
hors d'eau, c'est-à-dire à uns hautsur suffisante au dsssus du niveau de
la mer 8.
Figures 2 st 3 ont été rspréssntées 1BS coupss partislles
respectivement verticales et horizontalss dss compartiments pluricellulaires,
autorésistant 3 central et sn équiprsssion 4 périphérique de l'embase en
béton 2, comprenant des csllules autorésistantes 9 à parois épaisses 16
et des cellules périphériques 10 à parois minces 17. Le radier 14
comPorte ou non des bèches d'ancrage 15 dans le sol sous-marin ; tandis
,~
'
. . .
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qu'en 1~ es-t -Figuré l'un des tubes épais du pylone 5~ de -Faible diamètre
extérieur et of~rant une prise minimale à lq haule au niveau de la
surface de la mer. Les fenêtres 11 dans les voiles 16 et 17 assurent
l'intercommunication entre les cellules de chaque compartiment à l'intérieur
du réservoir 2 : tandis que la communication avec l'extérieur des
cellules périphériques s'e-Ffectue par des ouvertures suivant les flèches
respectivement 13 pour l'alimentation en pétrole, et 12 pour la communication
avec l'eau de la mer qui assure précisément l'équipression et qui psut
être directe ou munie d'un dispositif antipollution.
Figure 4, la structure 1 en cours d'immersion comprencl un
flotteur 19 cylindrique allongé partisllement rsmpli d'eau 20 dont on
assure l'inter--communication avec le ballast d'eau 21 du compartimsnt
central 3 du r~servoir 2 aFin de permettre un fonctionnement ~ tirant
d'eau constant.
Figures 5a et 5b, des vérins hydrauliques à double effet 22,
fixés hors d'eau sur la partie supérieure du flotteur 19, assurent comme
connu, la manoeuvre du réservoir 2 au cours de l'immersion par l'action
d'accrochage alternatif d'un double jeu de m3choires 26 sur les barres-guides
23 disposées suivant toute la longueur du pylone 5 et Fixées sur des
raidisseurs 2~ prévus à cet ePfet, entre les entretoises 25 reliant
; entre eux les tubes 1~ dudit pylone 5. En pointillés 27 sont Figurés les
: cylindres d'un des vérins 22 J l'une des paires de machoires 26 est
fixée au support 28 du vérin, alors que l'on fixe l'autre paire sur la
; tige du vérin, ces deux derniers éléments n'étant pas représentés.
Fi~ure 6, la plateforme 1 est en cours de remorquage après
avoir rempli 1B compartiment ~ de pétrole, alors en équipression, ce qui
est représenté par une couche inférieure d'eau en communication avec
l'eau environnante. Le flotteur 19 repose sur 1B compartiment 3 auto-
résistant, et sst bloqué par les vérins sur les barres guides 23~ la
; 30 stabilité de l'ensemble résultant de la position de son centre de
gravité très sn dessous de son centre de poussée.
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Figure 7, par remplissage partiel du compartiment central 3
avec de l'eau 21, on parvisnt à la prise d'i~mersion qui se présente
comme un phénomène oiscontinu en raison du suroallastage initial nécessaire
pour vaincre l'ePPet de succion dû à la houle au moment de l'immersion
de la couverture du réservoir 2, Il en résulte un en-Foncement repéré par
la cote 29 et de l'ordre d'une dizaine de mètres ~ aussi prévoit-on un ~:
.
- pompage à travers le tube 30 d'une partie de l'eau 21 du compartiment 3
dans le flotteur 19 et figurée en 20. Cela permet de limiter, à tirant
d'eau constant de l'ensemble, la portance dudit flotteur 19 à la valeur
optimale d'utilisation des vérins de manoeuvre.
. Figure B, la structure 1 en position intermédiaire entre la : ~
surPace ~ et le Pond sous-marin 7 est descendue progressivemsnt par : :
l'action des vérins de manoeuvre, le réssrvoir Z de poids apparent
Faible ~tant rctsnu par 1B Plotteur 19 1 tandis que les variations de
compressibilité dss constituants, contenant et contenu, du réservoir Z
sont compensées par les variations correspondantes de l'enfoncement -
dudit Plotteur 19. A proximité du ~ond, d'ailleurs, la manoeuvre des .
vérins peut être ralentie autant que nécsssaire pour permettre une pose
préciss et en douceur sur le sol sous-marin 7. .
Figure 9, la structure 1 repose sur le sol sous-~arin 7 st 1B
Plotteur 19 est sn équilibrs à la surPacs ~ de la mer, sa Forme allongée .... :.
suivant la verticale donnant peu de prise à l'ePPst de la houle et
représentant un progrès évident par rapport aux caissons à extension
horizontale ~usqu'alors util$sés dans des opérations courantes d'immersion.
~, Figure 10, par l'action des vérins prenant appui sur les
. barres guides 23, le Plotteur auxiliaire 19 a été extrait de l'intérieur :~
du pylone 5, après avoir été vidangé pour être récupéré ; tandis que l~ ;.
compartiment 3 autorésistant a été complètsment rempli d'eau pour
assurer la stabilité de la structure 1 prête à être mise en ssrvics.
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~Lo5~L67~ ,
Une telle structure peut servir indi-fféremment de rRservoir de
stockage pétrolier sous-marin, de plateforme ds forage ou d'exploitation
de pétrole o-ff shore ou pour tout autre usage sous-marin, notamment de
recherche ou d'exploitation océanologiques ou minières.
Les avantages de ce procédé d'immersion apparaissent au cours
de la descriptiDn qui vient d'en 8tre donnée : ainsi les flotteurs
auxiliaires sont récupérables après l'immersion ; les charges en tête
du pylone peuvent etre réduites au minimum, l'aire de travail pouvant
etre aménagée après l'immersion.
Les imprécisions portant notamment sur le poids propre de la
structure, sur sa forme géométrique exacte, sur les variations de la
densité de l'eau de mer suivant la profondeur et sur les variations de
la compressibilité des constituants avec la pression se traduisent par
la seule imprécision sur la position relative du flotteur par rapport au
pylone qui assure alors la compensation globale desdites imprécisions~
Enfin, le procédé selon l'invention évite tout système de cables dont il
,~ est prévu l'usage dans les techniques de corps mort ancré au fond, ou
encore de bateau ou corps flottant équivalent. Tous ces dispositifs
anciens n'autorisent pas le changement de sens des efforts appliqués à
la structure aussi bien que les barres-guides rigides suivant la présente
invention le permettent, effaçant ainsi les risques entralnés ~usqu'alors
par l'ePPet de la houle.
Il va de soi que la description donnée ne présente aucun
caractère exhaustif, et qus tous les moyens équivalents à ceux indiqués
dans la définition générale de l'invention en font partie.
Notamment, un pylone unique a été décrit pour la simplification
de la description : mais pour des profondeurs de l'ordre de deux cent
i mètres et au delà, on peut prévoir aussi bien plusieurs pylones entretoisés
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ou non entre eux et pauvant comprendre chacun en son intérieur un
flotteur allongé glissant et guidé. Il peu-t s'avérer également avantageux
de ne prévoir qu'un seul pylone de structure type Tour Eiffel oomprenant
en son intérieur le réseau de barres-guides cylindriques nécessaire au
guidage du flotteur auxiliaire en son intérieur.
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