EP4185516A1 - Procéde de mise en place d'au moins une ligne d'ancrage d'une installation flottante dans une étendue d'eau et installation flottante associée - Google Patents

Procéde de mise en place d'au moins une ligne d'ancrage d'une installation flottante dans une étendue d'eau et installation flottante associée

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Publication number
EP4185516A1
EP4185516A1 EP21742854.9A EP21742854A EP4185516A1 EP 4185516 A1 EP4185516 A1 EP 4185516A1 EP 21742854 A EP21742854 A EP 21742854A EP 4185516 A1 EP4185516 A1 EP 4185516A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lower section
ground
anchor
chain
box
Prior art date
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Pending
Application number
EP21742854.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Marc Cahay
Francois Coste
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technip Energies France SAS
Original Assignee
Technip Energies France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technip Energies France SAS filed Critical Technip Energies France SAS
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Pending legal-status Critical Current

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    • B63B21/24—Anchors
    • B63B21/26—Anchors securing to bed
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    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/20—Adaptations of chains, ropes, hawsers, or the like, or of parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63B21/26—Anchors securing to bed
    • B63B2021/267—Anchors securing to bed by penetration of anchor into the sea bed using water jets, e.g. by ground or sand fluidisation
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    • B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines

Definitions

  • TITLE Method for setting up at least one anchor line of a floating installation in a body of water and associated floating installation
  • the present invention relates to a method for setting up at least one anchor line of a floating installation in a body of water, the method comprising the following steps:
  • the floating installation is for example a platform floating on the body of water, intended for the production of energy, or for the recovery, treatment and/or storage of fluid, in particular hydrocarbons.
  • the floating installation is a floating installation for the production of renewable energy, in particular for the production of wind or tidal energy.
  • the floating installation is an aquaculture or maritime signaling installation.
  • Installations of this type comprising a surface assembly floating on a body of water, must generally be firmly anchored to the bottom of the body of water. This prevents them from moving under the effect of the many external stresses to which they are subjected. These stresses include wind, waves, swell and/or sea currents.
  • the anchor must be robust, even when the water depth is significant. It is generally carried out by placing anchor points on the bottom of the body of water connected to anchor lines resting on the bottom of the body of water, going up the anchor lines towards the surface set, then stretching the anchor lines from the surface set.
  • the anchor lines comprise cables (steel or synthetic) or/and chains and, at the lower end of the anchor line, at least one anchor point formed by an anchor or a pile which hangs in the ground at the bottom of the body of water.
  • a first anchoring technology consists of using a drag anchor, which hooks into the ground at the bottom of the body of water.
  • Such anchors are therefore effective, but often lead to inaccurate positioning of the floating installation. Indeed, it is necessary to deposit the anchor initially at a position away from the final position desired for it, then to tow it on the bottom of the body of water over a certain distance. This distance can be estimated, but varies significantly depending on the obstacles and/or the nature of the bottom of the body of water, as well as the ability of the anchor to penetrate the ground without skidding on it. The final position of the anchor is therefore sometimes significantly different from that initially desired.
  • Suction piles are driven into the ground at a desired anchor point. Then, a vacuum is created inside the pile by suction, to block the pile in position at the bottom of the body of water.
  • the driven piles are positioned in the ground, and must generally be maintained in a vertical position using a driving guide.
  • a hammer and driving helmet are then installed on the piles and repeated shocks are applied.
  • This method is also very expensive and causes strong environmental nuisances by the implementation of the guide and the hammer, and by the noise and the vibrations caused by the driving.
  • Torpedo batteries are also difficult to install, and require a minimum depth of water in order to be thrown at high speed towards the bottom of the body of water to sink sufficiently into the bottom of the body of water .
  • US 5,992,060 describes another type of anchor pile put in place by a method of the aforementioned type. In this process, an anchor located at the end of an anchor line is lowered into the ground at the bottom of the body of water using a pile.
  • An object of the invention is therefore to obtain a method making it possible to anchor a floating installation in a precise and very robust manner, the method nevertheless being less expensive and more reliable than the existing methods.
  • the subject of the invention is a method of the aforementioned type, characterized in that the lower section of the anchoring line consists of a chain, the chain delimiting, after the connection of the upper assembly, a lower end of the anchor line without an anchor point pre-mounted on the anchor line, in particular an anchor or a battery.
  • the process according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
  • the lower section is placed in the ground over a depth and/or a length chosen so that once the upper assembly is connected to the anchor line, at least the tension applied to the lower end is zero;
  • the wedging of the lower section in the ground comprises the traction of the lower section to pass the lower section from a first sinking configuration, advantageously linear, in particular vertical or horizontal, to a second wedging configuration, advantageously in catenary;
  • the lower section is provided with at least one connector, the connection of the upper assembly to the anchor line comprising the connection of an upper section of the anchor line to the connector and the tensioning of the upper section from the top assembly or from an installation vessel.
  • the arrangement of the lower section in the ground comprises the joint descent into the ground of a box and the lower section, the method then comprising the separation of the box from the lower section, then the raising of the box out of the ground, the section bottom remaining in the ground;
  • the box defines at least one longitudinal channel in its outer surface, the lower section being located in the longitudinal channel during the joint descent into the ground of the box and the lower section; - the separation step comprises lowering a length of chain from the lower section under the box to form an accumulation of chain under the box delimiting the lower end;
  • the joint descent into the ground of the caisson and the lower section includes the injection of a gas or fluid into the caisson and/or around the caisson to raise the solids excavated by the caisson;
  • the arrangement of the lower section in the ground includes placing a chain in a horizontal trench in the ground, the wedging of the lower section including pulling at least one end of the chain to pass the chain from a first linear configuration to a second configuration different from the first configuration, in particular a second curved configuration, and the connection of at least one end of the chain to an upper section of the anchor line connected to the upper assembly;
  • the lower end of the anchor line has no connection to an anchor or a battery
  • the lower end of the anchor line has no anchor point when placing the lower section of the anchor line in the ground at the bottom of the body of water.
  • the invention also relates to a floating installation in a body of water, comprising an upper assembly and at least one anchoring line connected to the upper assembly, the anchoring line comprising a lower section sunk and wedged in soil at the bottom of the body of water; characterized in that the lower section of the anchor line consists of a chain, the chain delimiting, after the connection of the upper assembly, a lower end of the anchor line devoid of pre-anchor point mounted on the anchor line, in particular anchor or battery.
  • Figure 1 is a schematic view of a first floating installation set up by a method according to the invention
  • Figure 2 is a view similar to Figure 1, during a first step of the method of setting up an anchor line according to the invention
  • Figure 3 is a view similar to Figure 2, during a second step of the installation process
  • Figure 4 is a view similar to Figure 2, during a third step of the installation process
  • figure 5 describes variants of caissons intended for the installation method according to the invention, allowing the simultaneous installation of several anchor lines;
  • Figure 6 is a top view of a floating installation variant implemented by a method according to the invention.
  • Figure 7 is a top view illustrating another embodiment of the installation method according to the invention.
  • Figure 8 is a top view illustrating another implementation of the positioning method according to the invention
  • Figure 9 is a curve illustrating the tension applied to the anchor line as a function of depth.
  • a first installation method according to the invention is intended for the anchoring of a floating installation 10 shown schematically in Figure 1.
  • the floating installation 10 is placed in a body of water 12.
  • the body of water 12 is for example an ocean, a sea, a lake or a river.
  • the body of water 12 rests on loose soil 14, including sediments.
  • the floating installation 10 is for example a floating installation for producing energy, in particular renewable energy. It comprises, for example, wind turbines and/or tidal turbines.
  • the floating installation 10 is a floating fluid exploitation installation, in particular a floating production, storage and offloading unit called FPSO ("Floating Production, Storage and Offloading" in English), a floating unit dedicated to liquefied natural gas called FLNG ("Floating Liquified Natural Gas” in English), a semi-submersible platform, a tensioned line platform called TLP ("Tension Leg Platform” in English), a buoy unloading, a floating vertical column or a ship.
  • FPSO floating Production, Storage and Offloading unit
  • FLNG floating unit dedicated to liquefied natural gas
  • FLNG Floating Liquified Natural Gas
  • TLP Tension Leg Platform
  • buoy unloading a floating vertical column or a ship.
  • the floating installation 10 is a floating aquaculture installation intended for example for the breeding of fish or the production of algae, a maritime signaling installation, for example a floating lighthouse, or any other floating system requiring holding in position by a passive system.
  • the floating installation 10 comprises an upper assembly 20, which, in this example, is a surface assembly floating on the surface 22 of the body of water 12.
  • the floating installation 10 further comprises a plurality of anchor lines 24 of the upper assembly 20, connecting the upper assembly 20 to the bottom 26 of the body of water 12.
  • the upper assembly 20 comprises at least one hull 28 floating on the expanse of water 12 and at least one device 30 for tensioning the anchor lines 24, capable of generating tension on the anchor lines 24, to hold the upper assembly 20 in position in the body of water 12.
  • the upper assembly 20 carries for example at least one energy production equipment (electric or fossil), in particular a wind turbine or a tidal turbine, or at least one assembly for production, collection, storage, and/or treatment of fluid, in particular hydrocarbons recovered from the ground 14 at the bottom 26 of the body of water 12.
  • energy production equipment electric or fossil
  • the upper assembly carries equipment for feeding and/or treating aquatic fauna, or plants aquatic systems, light or electromagnetic signaling equipment, and/or measurement sensors, in particular meteorological.
  • the upper assembly 20 is also connected to the bottom 26 of the body of water 12 via fluid transport, in particular flexible or rigid fluid transport pipes designated by the term “riser” (“riser” in English).
  • each anchor line 24 extends across the expanse of water 12 from an upper end 32 mounted integral with the upper assembly 20 to a lower end 34 devoid of any anchor point.
  • anchor pre-mounted on the anchor line 24 The lower end 34 is disposed in the solid ground 14 under the bottom 26 of the body of water 12.
  • Each anchor line 24 operates in a substantially vertical plane defined by its geometry.
  • devoid of an anchor point pre-mounted on the anchor line 24 it is meant that no anchor point such as an anchor or a battery is assembled on the anchor line 24 before its placement in the ground 14, and that no anchoring point such as an anchor or a battery is present when it is placed in the ground 14.
  • the anchor line 24 has no anchor point, in particular a permanent anchor, or an attachment pile at its lower end 34 furthest from the upper assembly. 20.
  • the anchor line 24 thus comprises an upper section 36, extending through the body of water 12 to the bottom 26 of the body of water 12, and a lower section 38, at least partially inserted into the ground 14 and partially resting on the bottom 26 of the body of water 12.
  • the anchor line 24 also advantageously comprises a connector 40 connecting the upper section 36 to the lower section 38 on the bottom 26 of the expanse of water 12 or above it.
  • the upper section 36 is for example made using a combination of chains and/or cables. It extends in a chain between the bottom 26 of the body of water 12 and the upper end 32 of the anchor line 24.
  • the lower section 38 consists of a chain.
  • the chain is formed of interconnected links which extend to the lower end 34.
  • the lower end 34 which is the furthest point from the upper assembly 20 when the upper assembly 20 is connected to the anchor line 24, is formed by a link of the chain constituting the lower section 38.
  • No anchor or stack is attached to the lower end 34 of the lower section 38.
  • the lower end 34 may be located at a local accumulation 80 of chain links. of the lower section 38, optionally solidified by a sealing compound, such as cement.
  • the length of the lower section 38 inserted and maintained in the ground 14 and/or the depth of the lower end 34 in the ground 14 are calculated so that at least the tension at the level of the lower end 34 is zero when the floating installation 10 is connected to the anchor line 24.
  • the length of chain suitable for constituting the lower section 38 is calculated prior to the installation of the floating installation 10, by simulation of the tension extending along the chain, according to the structure of the upper assembly 20, the depth, the value of the tension and its direction at the level of the surface of the ground, as illustrated by figure 9 which shows the evolution of the tension in the chain according to its depth in the ground.
  • This chain length is for example between 10 m and 100 m, it is generally greater than 20 m for tensions of the order of 500 tons.
  • the lower section 38 extends as a catenary, between the lower end 34 in which the tangent to the lower section above the chain accumulation 80 is vertical or inclined by less than 30° with respect to the vertical and the point of connection to the connector 40, in which the tangent to the lower section 38 is horizontal or inclined at an angle less than 45° relative to the horizontal in the case of an untensioned anchoring with the line d anchor 24 in catenary.
  • the tangent to the connection point is vertical or inclined at an angle of less than 10° with respect to the vertical.
  • an anchor point in particular an anchor or a battery at the lower end 34 of the chain, simplifies the structure of the anchor line 24, and significantly reduces its cost compared to an anchor line 24 connected to a vacuum cell.
  • the placement of the anchor line 24 is implemented using a placement assembly 50 shown schematically in Figures 2 to 5.
  • the installation assembly 50 comprises at least one guide system, which may be a box 52, intended to guide at least one lower section 38 in the ground 14, at least one liquid projection device 54 to allow the sinking of the box 52 into the ground 14 and optionally, a device 56 for injecting fluid, in particular gas or water, to facilitate the evacuation of materials resulting from soil erosion by the devices 54 evacuated during the insertion of box 52.
  • a guide system which may be a box 52, intended to guide at least one lower section 38 in the ground 14, at least one liquid projection device 54 to allow the sinking of the box 52 into the ground 14 and optionally, a device 56 for injecting fluid, in particular gas or water, to facilitate the evacuation of materials resulting from soil erosion by the devices 54 evacuated during the insertion of box 52.
  • the installation assembly 50 further comprises a securing device 58 releasable between the box 52 and the or each lower section 38.
  • the laying assembly 50 also includes a laying vessel 60 equipped with at least one crane 62.
  • the box 52 comprises a hollow tubular wall 70 extending here along a longitudinal axis A-A '.
  • the longitudinal axis A-A' is intended to be vertical when the box 52 is inserted into the floor 14.
  • the hollow tubular wall 70 delimits a central passage 71 of axis A-A', open at least at its lower end 72, and advantageously also at its upper end 73.
  • the hollow tubular wall 70 defines externally at least one channel 74 for receiving the lower section 38 of the anchor lines extending parallel to the longitudinal axis A-A'.
  • the hollow tubular wall 70 defines for example a single channel 74 as shown in Figure 5A or a plurality of channels 74, each containing a lower section 38 of a separate anchor line 24, as illustrated by Figures 5B and 5C.
  • Channel 74 is set back internally towards the longitudinal axis A-A'. It opens radially outwards and also at the longitudinal ends 72, 73 of the hollow tubular wall 70.
  • the hollow tubular wall 70 is for example made of metal. Its length is advantageously greater than 10 m, and in particular between 8 m and 30 m. In this example, its maximum transverse extent, taken perpendicular to its axis A-A' is less than 1 m.
  • the outer cross section of box 52 is thus constant over substantially the entire height of box 52.
  • This section here has a circular outline between each channel 74.
  • the section has a polygonal outer outline (for example rectangle or triangle) or even elliptical.
  • the liquid projection devices 54 are located at the lower end of the casing 52. They are suitable for projecting liquid, for example water, beyond the lower end 72 to allow the advancement of the casing 52 by sinking into the ground 14.
  • the fluid injection device 56 when present, is capable of injecting a gas or fluid, for example air or water, through the central passage 71 delimited by the hollow tubular wall 70 of the box 52 and / or in the channels 74 to allow their release, and the relief of the column of sediments through the central passage 71.
  • a gas or fluid for example air or water
  • the securing device 58 is capable, in an active configuration, of securing at least one point of the lower section 38 to the box 52.
  • this securing device 58 is located in the vicinity of the upper end 73.
  • a fastening device 58 is located near the lower end of the box 52.
  • the lower section 38 In the active configuration of the securing device 58, the lower section 38 thus descends together with the casing 52, when the casing 52 is driven into the ground 14.
  • the box 52 is capable of being extracted from the ground 14, independently of the lower section 38 which remains in position in the ground 14.
  • the crane 62 of the laying vessel 60 comprises at least one descent line 76 to carry the casing 52 and the lower section 38 secured to the casing 52 to a determined insertion point on the bottom 26 of the expanse of water. 12, then to control the joint descent of the box 52 and the lower section 38 into the bottom 26, when the box 52 is driven in.
  • the line of descent 76 is also suitable for ensuring the raising of the caisson 52 out of the ground 14, then through the expanse of water 12 after the lower section 38 has been positioned in the ground 14 and has been separated from the caisson 52 .
  • a first positioning method according to the invention implemented using the positioning assembly 50, will now be described.
  • the lower section 38 consisting of chain and devoid of anchor or battery, is supplied on the laying vessel 60 and is fixed to the caisson 52 by means of the securing device 58.
  • the caisson 52 is submerged by being hooked to the end of the line 76.
  • the lower section 38 extends partially into the channel 74 parallel to the vertical longitudinal axis A-A' of the caisson 52.
  • the box 52 is lowered to the desired point of anchoring on the bottom 26 of the expanse of water 12.
  • the liquid projection devices 54 are activated to allow the progressive descent of the box 52 along a vertical axis, or substantially vertical, for example inclined relative to the vertical by an angle of less than 30°.
  • the fluid injection device 56 is also activated to facilitate the ascent of the sediments excavated by the box 52 in the central passage 71 and/or to clear the channels 74 in order to allow the descent without obstacle of the lower section 38.
  • the descent continues to the calculated depth at which the lower end 34 of the anchor line 24 consisting of the lower end of the lower section 38 devoid of an anchor point pre-mounted on the anchor line, in particular an anchor or a battery.
  • a sealing material is fed through the channel 74 and/or through the central passage 71 to solidify around the accumulation 80.
  • the connector 40 located at the upper end of the lower section 38 is then placed on the bottom 26 of the body of water 12.
  • the crane 62 is then activated to raise the line 76 and extract the box 52 from the ground 14.
  • the lower section 38 being placed in the channel 74, the raising of the box 52 does not affect its vertical positioning in the ground 14, and does not cause it to rise together with the caisson 52.
  • the connector 40 is connected to a traction line (not shown) which is for example integral with the laying ship 62 or with a traction device (not shown) located in the body of water 12.
  • a traction is applied to the connector 40 to move it away from the initial point of insertion of the lower section 38 in the ground 14 and to make the lower section adopt the configuration in catenary shown in Figure 1.
  • the lower section is then stuck in the ground 14.
  • the upper section 36 of the anchor line 24 is connected to the connector 40, and is raised towards the tensioning device 30 on the upper assembly 20.
  • the tensioning device 30 is then activated to tension the anchor line 24.
  • the steps for setting up the anchor line 24 are therefore particularly simple, since it is not necessary to move an anchor in the ground 14 to anchor it in a robust manner requiring the deployment of tensile forces. important.
  • the length of chain inserted into the ground 14 is sufficient on its own to ensure this anchoring and resist the tensile forces.
  • the positioning of the anchor line 24 is very precise and corresponds to a predetermined location before the installation of the floating installation 10. precision is offered thanks to the implementation of a caisson 52 which lowers the lower end 34 to the desired point, in depth and in position.
  • the box 52 can be reused to lay other anchor lines 24. This minimizes the costs, without affecting the precision and robustness of the anchoring.
  • a tensioning device 30 is provided on the upper assembly 20, the upper end 32 of the anchor line 24 being mounted integral with the tensioning device 30.
  • the lengths of the Anchor lines 24 are known in advance. The presence of a tensioning device 30 on the upper assembly 20 becomes optional.
  • a tensioning device 30 is then advantageously provided on an installation vessel 60 and is common to the entire field.
  • the method comprises the placement of additional sedimentary material, in particular sand and/or gravel, in place of the volume occupied by the box 52 after the raising of the box 52.
  • the box 52 houses several lower sections 38 of separate anchor lines 24, which are inserted simultaneously into the ground 14.
  • At least two adjacent upper sets 20 are connected to the bottom 26 by anchor lines 24 whose lower end 34 is located substantially at the same point of insertion into the ground 14, having been put in place by the same box 52.
  • the chain of the lower section 38 is introduced into the ground 14 substantially horizontally, for example into a trench 90 made in the ground 14, using an excavation device (not shown), such as a bottom plow or a water jet cutting system, more commonly known in English as “water jetting”.
  • the depth of the trench 90 is for example greater than 1 m and in particular between 1 m and 3 m. This being done, traction is applied to the connector 40 by a traction assembly, as described previously, to allow its movement from a horizontal linear configuration in the trench 90 to a horizontal configuration in the form of a catenary, taken in projection in a plane horizontal, in which the lower section 38 is stuck in the ground 14.
  • Connector 40 is then connected to upper section 36 as previously described.
  • the two ends of a length of chain are each provided with a connector 40.
  • the connectors 40 are each pulled away from their initial position to form two lower sections 38A, 38B having a common lower end 34 located at the furthest point from the connectors 40 and therefore from the or each upper assembly 20.
  • Each lower section 38A, 38B is then connected to an upper section 36A, 36B to form an anchor line.
  • the upper assembly 20 is a completely submerged assembly which floats away from the bottom 26 of the body of water 12.

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Abstract

Ce procédé comprenant les étapes suivantes : - disposition d'au moins un tronçon inférieur (38) d'une ligne d'ancrage dans un sol (14) au fond (26) de l'étendue d'eau (12); - coincement du tronçon inférieur (38) dans le sol (14); - raccordement d'un ensemble supérieur de l'installation flottante à la ligne d'ancrage. Le tronçon inférieur (38) mest constitué d'une chaîne, la chaîne délimitant, après le raccordement de l'ensemble supérieur, une extrémité inférieure de la ligne d'ancrage dépourvue de point d'ancrage pré-monté sur la ligne d'ancrage, notamment d'ancre ou de pile.

Description

TITRE : Procède de mise en place d’au moins une ligne d’ancrage d’une installation flottante dans une étendue d’eau et installation flottante associée
La présente invention concerne un procédé de mise en place d’au moins une ligne d’ancrage d’une installation flottante dans une étendue d’eau, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- disposition d’au moins un tronçon inférieur d’une ligne d’ancrage dans un sol au fond de l’étendue d’eau ;
- coincement du tronçon inférieur dans le sol ;
- raccordement d’un ensemble supérieur de l’installation flottante à la ligne d’ancrage.
L’installation flottante est par exemple une plateforme flottant sur l’étendue d’eau, destinée à la production d’énergie, ou à la récupération, le traitement et/ou le stockage de fluide, notamment d’hydrocarbures. En variante, l’installation flottante est une installation flottante de production d’énergie renouvelable, notamment de production d’énergie éolienne ou hydrolienne. En variante, encore, l'installation flottante est une installation d’aquaculture ou de signalisation maritime.
Les installations de ce type, comprenant un ensemble de surface flottant sur une étendue d’eau, doivent généralement être ancrées de manière robuste sur le fond de l’étendue d’eau. Ceci évite qu’elles ne se déplacent sous l’effet des nombreuses sollicitations extérieures auxquelles elles sont soumises. Ces sollicitations incluent le vent, les vagues, la houle et/ou les courants marins.
L’ancrage doit être robuste, même lorsque la profondeur d’eau est importante. Il est généralement réalisé en déposant des points d’ancrages sur le fond de l’étendue d’eau connectés à des lignes d’ancrage reposant sur le fond de l’étendue d’eau, en remontant les lignes d’ancrage vers l’ensemble de surface, puis en tendant les lignes d’ancrage depuis l’ensemble de surface.
Les lignes d’ancrage comportent des câbles (en acier ou synthétique) ou/et des chaînes et, à l’extrémité inférieure de la ligne d’ancrage, au moins un point d’ancrage formé par une ancre ou une pile qui s’accroche dans le sol au fond de l’étendue d’eau.
Une première technologie d’ancrage consiste à utiliser une ancre de traînée, qui s’accroche dans le sol au fond de l’étendue d’eau.
Pour obtenir un accrochage satisfaisant de l’ancre, et donc une résistance à la tension suffisante sur les lignes d’ancrage, il est nécessaire de déposer l’ancre sur le fond de l’étendue d’eau, puis de la tirer à l’aide par exemple d’un navire de pose. Ainsi, l’ancre de traînée s’enfonce dans le fond de l’étendue d’eau, et oppose une résistance suffisante à la traction.
De telles ancres sont donc efficaces, mais conduisent souvent à un positionnement imprécis de l’installation flottante. En effet, il est nécessaire de déposer l’ancre initialement à une position à l’écart de la position définitive souhaitée pour celle-ci, puis de la tracter sur le fond de l’étendue d’eau sur une certaine distance. Cette distance peut être estimée, mais varie notablement en fonction des obstacles et/ou de la nature du fond de l’étendue d’eau, ainsi que de la capacité de l’ancre à pénétrer dans le sol sans déraper dessus. La position définitive de l’ancre est donc parfois significativement différente de celle souhaitée initialement.
Pour pallier ce problème, lorsqu’une installation plus précise est requise, il est connu d’utiliser des piles à aspiration, des piles battues, des pieux forés ou des piles torpille. Après son installation, la pile est maintenue en permanence dans le sol.
Les piles à aspiration sont enfoncées dans le sol à un point d’ancrage souhaité. Puis, un vide est réalisé à l’intérieur de la pile par aspiration, pour bloquer la pile en position dans le fond de l’étendue d’eau.
De telles méthodes d’ancrage sont précises, mais très onéreuses, puisqu’elles nécessitent l’intervention de plongeurs ou/et de véhicules télécommandés, par exemple pour réaliser l’aspiration. Ces méthodes ont des contraintes liées à la profondeur d’eau pour par exemple l’installation des piles à aspiration ou les piles torpilles.
Les piles battues sont positionnées dans le sol, et doivent être généralement maintenues en position verticale à l’aide d’un guide de battage. Un marteau et un casque de battage sont alors installés sur les piles et des chocs répétés sont appliqués.
Cette méthode est également très onéreuse et provoque des nuisances environnementales fortes par la mise en œuvre du guide et du marteau, et par le bruit et les vibrations provoqués par le battage.
Les piles torpilles sont également difficiles à installer, et nécessitent une profondeur d’eau minimale afin d’être projetées à grande vitesse vers le fond de l’étendue d’eau pour s’enfoncer suffisamment dans le fond de l’étendue d’eau.
US 5 992 060 décrit un autre type de pile d’ancrage mis en place par un procédé du type précité. Dans ce procédé, une ancre située à l’extrémité d’une ligne d’ancrage est descendue dans le sol au fond de l’étendue d’eau à l’aide d’une pile.
Une fois l’ancre descendue, la pile est retirée et une traction sur la ligne d’ancrage coince l’ancre qui se déploie perpendiculairement à la force de traction pour offrir une résistance élevée à la traction. Une telle pile est positionnée de manière plus précise qu’une ancre à traction classique. Cependant, elle nécessite une ancre située à chaque extrémité de ligne d’ancrage, ce qui augmente le coût. En outre, le déploiement de l’ancre à partir de la pile n’est pas toujours fiable.
Un but de l’invention est donc d’obtenir un procédé permettant d’ancrer une installation flottante de manière précise et très robuste, le procédé étant néanmoins moins coûteux et plus fiable que les procédés existants.
A cet effet, l’invention a pour objet un procédé du type précité, caractérisé en ce que le tronçon inférieur de la ligne d’ancrage est constitué d’une chaîne, la chaîne délimitant, après le raccordement de l’ensemble supérieur, une extrémité inférieure de la ligne d’ancrage dépourvue de point d’ancrage pré-monté sur la ligne d’ancrage, notamment d’ancre ou de pile.
Le procédé selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :
- le tronçon inférieur est disposé dans le sol sur une profondeur et/ou une longueur choisie pour qu’une fois l’ensemble supérieur raccordé à la ligne d’ancrage, au moins la tension s’appliquant sur l’extrémité inférieure est nulle ;
- le coincement du tronçon inférieur dans le sol comporte la traction du tronçon inférieur pour passer le tronçon inférieur d’une première configuration d’enfoncement, avantageusement linéaire, notamment verticale ou horizontale, à une deuxième configuration de coincement, avantageusement en caténaire ;
- le tronçon inférieur est muni d’au moins un connecteur, le raccordement de l’ensemble supérieur à la ligne d’ancrage comprenant la connexion d’un tronçon supérieur de la ligne d’ancrage au connecteur et la mise sous tension du tronçon supérieur depuis l’ensemble supérieur ou depuis un navire d’installation. ;
- la disposition du tronçon inférieur dans le sol comporte la descente conjointe dans le sol d’un caisson et du tronçon inférieur, le procédé comprenant ensuite la désolidarisation du caisson par rapport au tronçon inférieur, puis la remontée du caisson hors du sol, le tronçon inférieur restant dans le sol ;
- la descente conjointe dans le sol du caisson et du tronçon inférieur s’effectue suivant un axe vertical ou sensiblement vertical ;
- le caisson définit au moins une rigole longitudinale dans sa surface externe, le tronçon inférieur étant situé dans la rigole longitudinale lors de la descente conjointe dans le sol du caisson et du tronçon inférieur ; - l’étape de désolidarisation comporte la descente d’une longueur de chaîne du tronçon inférieur sous le caisson pour former une accumulation de chaîne sous le caisson délimitant l’extrémité inférieure ;
- il comprend la coulée d’un composé de scellement et la solidification du composé de scellement sous le caisson après la descente conjointe dans le sol du caisson et du tronçon inférieur ou/et la mise en place de matériau sédimentaire additionnel, notamment de sable ou/et de gravier, à la place du volume occupé par le caisson après remontée du caisson ;
- la descente conjointe dans le sol du caisson et du tronçon inférieur comprend la projection d’un liquide sous pression sous le caisson ;
- la descente conjointe dans le sol du caisson et du tronçon inférieur comprend l’injection d’un gaz ou fluide dans le caisson et/ou autour du caisson pour relever les solides excavés par le caisson ;
- il comprend la disposition de plusieurs tronçons inférieurs de plusieurs lignes d’ancrage dans le sol, les tronçons inférieurs d’au moins deux lignes d’ancrage étant descendus conjointement avec le même caisson.
- la disposition du tronçon inférieur dans le sol comporte le placement d’une chaîne dans une tranchée horizontale dans le sol, le coincement du tronçon inférieur comportant la traction d’au moins un bout de la chaîne pour faire passer la chaîne d’une première configuration linéaire à une deuxième configuration différente de la première configuration, notamment une deuxième configuration courbée, et la connexion d’au moins un bout de la chaîne à un tronçon supérieur de la ligne d’ancrage raccordé à l’ensemble supérieur ;
- il comprend la traction des deux bouts de la chaîne pour former deux tronçons inférieurs de deux lignes d’ancrage respectives coincés dans le sol, les lignes d’ancrages ayant une extrémité inférieure commune, le procédé comportant la connexion de chaque bout de la chaîne à un tronçon supérieur d’une ligne d’ancrage respective raccordée à l’ensemble supérieur, ou à un autre ensemble supérieur ;
- l’extrémité inférieure de la ligne d’ancrage est dépourvue de raccordement à une ancre ou à une pile ;
- l’extrémité inférieure de la ligne d’ancrage est dépourvue de point d’ancrage lors de la disposition du tronçon inférieur de la ligne d’ancrage dans le sol au fond de l’étendue d’eau.
L’invention a également pour objet une installation flottante dans une étendue d’eau, comprenant d’un ensemble supérieur et au moins une ligne d’ancrage raccordée à l’ensemble supérieur, la ligne d’ancrage comportant un tronçon inférieur enfoncé et coincé dans un sol au fond de l’étendue d’eau; caractérisé en ce que le tronçon inférieur de la ligne d’ancrage est constitué d’une chaîne, la chaîne délimitant, après le raccordement de l’ensemble supérieur, une extrémité inférieure de la ligne d’ancrage dépourvue de point d’ancrage pré-monté sur la ligne d’ancrage, notamment d’ancre ou de pile.
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 lesquels :
- [Fig. 1] la figure 1 est une vue schématique d’une première installation flottante mise en place par un procédé selon l’invention ;
- [Fig. 2] la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, lors d’une première étape du procédé de mise en place d’une ligne d’ancrage selon l’invention ;
- [Fig. 3] la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, lors d’une deuxième étape du procédé de mise en place ;
- [Fig. 4] la figure 4 est une vue analogue à la figure 2, lors d’une troisième étape du procédé de mise en place ;
- [Fig. 5] la figure 5 décrit des variantes de caissons destinés au procédé de mise en place selon l’invention, permettant l’installation simultanée de plusieurs lignes d’ancrage ;
- [Fig. 6] la figure 6 est une vue de dessus d’une variante d’installation flottante mise en place par un procédé selon l’invention ;
- [Fig. 7] la figure 7 est une vue de dessus illustrant une autre mode de réalisation du procédé de mise en place selon l’invention ;
- [Fig. 8] la figure 8 est une vue de dessus illustrant une autre mise en œuvre du procédé de mise en place selon l’invention
- [Fig. 9] la figure 9 est une courbe illustrant la tension s’appliquant sur la ligne d’ancrage en fonction de la profondeur.
Un premier procédé de mise en place selon l’invention est destiné à l’ancrage d’une installation flottante 10 représentée schématiquement sur la figure 1.
L’installation flottante 10 est disposée dans une étendue d’eau 12. L’étendue d’eau 12 est par exemple un océan, une mer, un lac ou une rivière.
L’étendue d’eau 12 repose sur un sol 14 meuble, comprenant des sédiments.
L’installation flottante 10 est par exemple une installation flottante de production d’énergie, notamment d’énergie renouvelable. Elle comporte par exemple des éoliennes et/ou des hydroliennes.
En variante, l’installation flottante 10 est une installation flottante d’exploitation de fluide, en particulier une unité flottante de production, de stockage et de déchargement appelée FPSO (« Floating Production, Storage and Offloading » en langue anglaise), une unité flottante dédiée au gaz naturel liquéfié appelée FLNG (« Floating Liquified Natural Gas » en langue anglaise), une plate-forme semi-submersible, une plateforme à ligne tendues appelée TLP (« Tension Leg Platform » en langue anglaise), une bouée de déchargement, une colonne verticale flottante ou un navire.
En variante, l’installation flottante 10 est une installation flottante d’aquaculture destinée par exemple à l’élevage de poissons ou à la production d’algues, une installation de signalisation maritime, par exemple un phare flottant, ou tout autre système flottant nécessitant un maintien en position par un système passif.
L’installation flottante 10 comporte un ensemble supérieur 20, qui, dans cet exemple, est un ensemble de surface flottant à la surface 22 de l’étendue d’eau 12.
L’installation flottante 10 comporte en outre une pluralité de lignes d’ancrage 24 de l’ensemble supérieur 20, raccordant l’ensemble supérieur 20 au fond 26 de l’étendue d’eau 12.
Dans cet exemple, l’ensemble supérieur 20 comporte au moins une coque 28 flottant sur l’étendue d’eau 12 et au moins un dispositif de tensionnement 30 des lignes d’ancrage 24, propre à engendrer une tension sur les lignes d’ancrage 24, pour maintenir l’ensemble supérieur 20 en position dans l’étendue d’eau 12.
L’ensemble supérieur 20 porte par exemple au moins un équipement de production d’énergie (électrique ou fossile), notamment une éolienne ou une hydrolienne, ou au moins un ensemble de production, de collecte, de stockage, et/ou de traitement de fluide, notamment d’hydrocarbures récupérés dans le sol 14 au fond 26 de l’étendue d’eau 12. En variante ou en complément, l’ensemble supérieur porte un équipement de nourriture ou/et de traitement de faune aquatique, ou de plantes aquatiques, un équipement de signalisation lumineuse ou électromagnétique, et/ou des capteurs de mesure, notamment météorologiques.
Dans le cas d’un ensemble de production, de collecte, de stockage, et/ou de traitement de fluide, l’ensemble supérieur 20 est également raccordé au fond 26 de l’étendue d’eau 12 par l’intermédiaire de conduites de transport de fluide, en particulier de conduites flexibles ou rigides de transport de fluide désignées par le terme « colonne montante » (« riser » en anglais).
Comme illustré par la figure 1 , chaque ligne d’ancrage 24 s’étend à travers l’étendue d’eau 12 depuis une extrémité supérieure 32 montée solidaire de l’ensemble supérieur 20 jusqu’à une extrémité inférieure 34 dépourvue de point d’ancrage pré-monté sur la ligne d’ancrage 24. L’extrémité inférieure 34 est disposée dans le sol solide 14 sous le fond 26 de l’étendue d’eau 12. Chaque ligne d’ancrage 24 fonctionne dans un plan sensiblement vertical défini par sa géométrie. Par « dépourvu de point d’ancrage pré-monté sur la ligne d’ancrage 24 », on entend qu’aucun point d’ancrage tel qu’une ancre ou une pile, n’est assemblé sur la ligne d’ancrage 24 avant sa mise en place dans le sol 14, et qu’aucun point d’ancrage tel qu’une ancre ou une pile n’est présent lors de sa disposition dans le sol 14.
Dans cet exemple, comme on le verra plus bas, la ligne d’ancrage 24 est dépourvue de point d’ancrage, en particulier d’ancre permanente, ou de pile de fixation à son extrémité inférieure 34 la plus éloignée de l’ensemble supérieur 20.
Dans l’exemple illustré sur la figure 1, la ligne d’ancrage 24 comprend ainsi un tronçon supérieur 36, s’étendant à travers l’étendue d’eau 12 jusqu’au fond 26 de l’étendue d’eau 12, et un tronçon inférieur 38, au moins partiellement inséré dans le sol 14 et reposant partiellement sur le fond 26 de l’étendue d’eau 12.
La ligne d’ancrage 24 comprend en outre avantageusement un connecteur 40 raccordant le tronçon supérieur 36 au tronçon inférieur 38 sur le fond 26 de l’étendue d’eau 12 ou au-dessus de celui-ci.
Le tronçon supérieur 36 est par exemple réalisé à l’aide d’une combinaison de chaînes et/ou de câbles. Il s’étend en chaînette entre le fond 26 de l’étendue d’eau 12 et l’extrémité supérieure 32 de la ligne d’ancrage 24.
Le tronçon inférieur 38 est constitué d’une chaîne. La chaîne est formée de maillons interconnectés les uns aux autres qui s’étendent jusqu’à l’extrémité inférieure 34. Ainsi, l’extrémité inférieure 34, qui constitue le point le plus éloigné de l’ensemble supérieur 20 lorsque l’ensemble supérieur 20 est raccordé à la ligne d’ancrage 24, est formée par un maillon de la chaîne constituant le tronçon inférieur 38.
Aucun élément d’ancrage ou aucune pile n’est attaché à l’extrémité inférieure 34 du tronçon inférieur 38. Comme on le verra plus bas, l’extrémité inférieure 34 peut être située au niveau d’une accumulation locale 80 de maillons de chaîne du tronçon inférieur 38, éventuellement solidifiée par un composé de scellement, tel qu’un ciment.
Avantageusement, pour maintenir l’installation flottante 10 en position, la longueur du tronçon inférieur 38 inséré et maintenu dans le sol 14 et/ou la profondeur de l’extrémité inférieure 34 dans le sol 14 sont calculées pour qu’au moins la tension au niveau de l’extrémité inférieure 34 soit nulle lorsque l’installation flottante 10 est raccordée à la ligne d’ancrage 24.
La longueur de chaîne adéquate pour constituer le tronçon inférieur 38 est calculée préalablement à la mise en place de l’installation flottante 10, par simulation de la tension s’étendant le long de la chaîne, en fonction de la structure de l’ensemble supérieur 20, de la profondeur, la valeur de la tension et de sa direction au niveau de la surface du sol, comme illustré par la figure 9 qui montre l’évolution de la tension dans la chaîne en fonction de sa profondeur dans le sol.
Ce calcul est par exemple réalisé à l’aide d’un logiciel de simulation. Sur la figure 9, il est noté par exemple que la tension s’annule lorsque la profondeur est supérieure à 15 m. La longueur de chaîne coincée dans le sol 14 est donc choisie supérieure à 15 m, avec une marge de sécurité pour assurer une tension nulle à l’extrémité inférieure 34 une fois l’ensemble supérieur 20 raccordé à la ligne d’ancrage 24.
Cette longueur de chaîne est par exemple comprise entre 10 m et 100 m, elle est supérieure à 20 m généralement pour des tensions de l’ordre de 500 tonnes.
Dans le sol 14, le tronçon inférieur 38 s’étend en caténaire, entre l’extrémité inférieure 34 dans laquelle la tangente au tronçon inférieur au-dessus de l’accumulation de chaîne 80 est verticale ou inclinée de moins de 30° par rapport à la verticale et le point de raccordement au connecteur 40, dans laquelle la tangente au tronçon inférieur 38 est horizontale ou inclinée d’un angle inférieur à 45° par rapport à l’horizontale dans le cas d’un ancrage non tendu avec la ligne d’ancrage 24 en caténaire. En variante, pour un ancrage tendu, s’appliquant par exemple aux plateformes à lignes tendues, la tangente au point de raccordement est verticale ou inclinée d’un angle inférieur à 10° par rapport à la verticale.
Il est à noter que l’absence de point d’ancrage, en particulier d’ancre ou de pile à l’extrémité inférieure 34 de la chaîne simplifie la structure de la ligne d’ancrage 24, et diminue significativement son coût par rapport à une ligne d’ancrage 24 raccordée à une pile à aspiration.
Cette absence d’ancre, compensée par une longueur plus grande du tronçon inférieur 38, garantit néanmoins une stabilité très importante de la ligne d’ancrage 24 pour répondre aux sollicitations en tension qui s’appliquent sur elle. L’ensemble supérieur 20 reste donc ancré de manière robuste dans l’étendue d’eau 12.
La mise en place de la ligne d’ancrage 24 est mise en œuvre à l’aide d’un ensemble de mise en place 50 représenté schématiquement sur les figures 2 à 5.
L’ensemble de mise en place 50 comporte au moins un système de guidage, qui peut être un caisson 52, destiné à guider au moins un tronçon inférieur 38 dans le sol 14, au moins un dispositif de projection de liquide 54 pour permettre l’enfoncement du caisson 52 dans le sol 14 et éventuellement, un dispositif 56 d’injection de fluide, notamment de gaz ou d’eau, pour faciliter l’évacuation des matériaux provenant de l’érosion du sol par les dispositifs 54 évacués lors de l’insertion du caisson 52.
L’ensemble de mise en place 50 comporte en outre un dispositif de solidarisation 58 libérable entre le caisson 52 et le ou chaque tronçon inférieur 38. L’ensemble de mise en place 50 comprend également un navire de pose 60 équipé d’au moins une grue 62.
En référence aux figures 2 à 5, le caisson 52 comporte une paroi tubulaire creuse 70 s’étendant ici le long d’un axe longitudinal A- A’. L’axe longitudinal A-A’ est destiné à être vertical lors de l’insertion du caisson 52 dans le sol 14.
La paroi tubulaire creuse 70 délimite un passage central 71 d’axe A-A’, ouvert au moins à son extrémité inférieure 72, et avantageusement également à son extrémité supérieure 73.
Comme illustré par la figure 5, la paroi tubulaire creuse 70 définit extérieurement, au moins une rigole 74 de réception du tronçon inférieur 38 des lignes d’ancrage s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal A-A’.
La paroi tubulaire creuse 70 définit par exemple une seule rigole 74 comme visible sur la figure 5A ou une pluralité de rigoles 74, chacune contenant un tronçon inférieur 38 d’une ligne d’ancrage 24 distincte, comme illustré par les figures 5B et 5C.
La rigole 74 est en retrait intérieurement vers l’axe longitudinal A-A’. Elle débouche radialement vers l’extérieur et également aux extrémités longitudinales 72, 73 de la paroi tubulaire creuse 70.
La paroi tubulaire creuse 70 est par exemple réalisée en métal. Sa longueur est avantageusement supérieure à 10 m, et notamment comprise entre 8 m et 30 m. Dans cet exemple, son étendue transversale maximale, prise perpendiculairement à son axe A-A’ est inférieure à 1 m.
La section transversale extérieure du caisson 52 est ainsi constante sur sensiblement toute la hauteur du caisson 52. Cette section est ici de contour circulaire entre chaque rigole 74. En variante, la section est de contour extérieur polygonal (par exemple rectangle ou triangle) ou encore elliptique.
Les dispositifs de projection de liquide 54 sont situés à l’extrémité inférieure du caisson 52. Ils sont propres à projeter du liquide, par exemple de l’eau, au-delà de l’extrémité inférieure 72 pour permettre l’avancement du caisson 52 par enfoncement dans le sol 14.
Le dispositif d’injection de fluide 56, lorsqu’il est présent, est apte à injecter un gaz ou du fluide, par exemple de l’air ou de l’eau à travers le passage central 71 délimité par la paroi tubulaire creuse 70 du caisson 52 et/ou dans les rigoles 74 pour permettre leur dégagement, et l’allégement de la colonne de sédiments à travers le passage central 71.
Le dispositif de solidarisation 58 est propre, dans une configuration active, à solidariser au moins un point du tronçon inférieur 38 au caisson 52. Dans l’exemple représenté sur la figure 2, ce dispositif de solidarisation 58 est situé au voisinage de l’extrémité supérieure 73. En variante ou en complément, un dispositif de de solidarisation 58 est situé au voisinage de l’extrémité inférieure du caisson 52.
Il est propre, sur commande d’un opérateur, à passer dans une configuration inactive, pour désolidariser le tronçon inférieur 38 par rapport à la paroi tubulaire creuse 70.
Dans la configuration active du dispositif de solidarisation 58, le tronçon inférieur 38 descend ainsi conjointement avec le caisson 52, lors de l’enfoncement du caisson 52 dans le sol 14.
Dans la configuration inactive, le caisson 52 est propre à être extrait hors du sol 14, indépendamment du tronçon inférieur 38 qui reste en position dans le sol 14.
La grue 62 du navire de pose 60 comporte au moins une ligne de descente 76 pour porter le caisson 52 et le tronçon inférieur 38 solidarisé au caisson 52 jusqu’à un point d’insertion déterminé sur le fond 26 de l’étendue d’eau 12, puis pour contrôler la descente conjointe du caisson 52 et du tronçon inférieur 38 dans le fond 26, lors de l’enfoncement du caisson 52.
La ligne de descente 76 est également propre à assurer la remontée du caisson 52 hors du sol 14, puis à travers l’étendue d’eau 12 après que le tronçon inférieur 38 a été positionné dans le sol 14 et a été désolidarisé du caisson 52.
Un premier procédé de mise en place selon l’invention, mis en œuvre à l’aide de l’ensemble de mise en place 50, va maintenant être décrit.
Initialement, le tronçon inférieur 38, constitué de chaîne et dépourvu d’ancre ou de pile, est fourni sur le navire de pose 60 et est fixé sur le caisson 52 par l’intermédiaire du dispositif de solidarisation 58.
Le caisson 52 est immergé en étant accrochée à l’extrémité de la ligne 76. Le tronçon inférieur 38 s’étend partiellement dans la rigole 74 parallèlement à l’axe longitudinal vertical A-A’ du caisson 52.
Puis, le caisson 52 est descendu jusqu’au point souhaité d’ancrage sur le fond 26 de l’étendue d’eau 12. Les dispositifs de projection de liquide 54 sont activés pour permettre la descente progressive du caisson 52 suivant un axe vertical, ou sensiblement vertical par exemple incliné par rapport à la verticale d’un angle inférieur à 30°.
Avantageusement, lorsqu’il est présent, le dispositif d’injection de fluide 56 est aussi activé pour faciliter la remontée des sédiments excavés par le caisson 52 dans le passage central 71 et/ou pour dégager les rigoles 74 afin de permettre la descente sans obstacle du tronçon inférieur 38.
La descente se poursuit jusqu’à la profondeur calculée à laquelle doit être située l’extrémité inférieure 34 de la ligne d’ancrage 24 constituée par l’extrémité inférieure du tronçon inférieur 38 dépourvu de point d’ancrage pré-monté sur la ligne d’ancrage, notamment d’ancre ou de pile.
Lorsque cette profondeur est atteinte, comme illustré par la figure 3, le dispositif de solidarisation 58 est libéré et une longueur de chaîne est optionnellement descendue sous le caisson 52 pour constituer une accumulation 80 locale de chaîne au voisinage de l’extrémité inférieure 34.
Eventuellement, un matériau de scellement est amené à travers la rigole 74 et/ou à travers le passage central 71 pour se solidifier autour de l’accumulation 80.
Le connecteur 40 situé à l’extrémité supérieure du tronçon inférieur 38 est alors déposé sur le fond 26 de l’étendue d’eau 12.
La grue 62 est alors activée pour relever la ligne 76 et extraire hors du sol 14 le caisson 52. Le tronçon inférieur 38 étant disposé dans la rigole 74, la remontée du caisson 52 n’affecte pas son positionnement vertical dans le sol 14, et ne provoque pas sa remontée jointe avec le caisson 52.
Puis, une fois le caisson 52 extrait et remonté au-dessus du sol 14, le connecteur 40 est raccordé à une ligne de traction (non représentée) qui est par exemple solidaire du navire de pose 62 ou d’un dispositif de traction (non représenté) situé dans l’étendue d’eau 12. Une traction est appliquée sur le connecteur 40 pour le déplacer à l’écart du point initial d’insertion du tronçon inférieur 38 dans le sol 14 et faire adopter au tronçon inférieur la configuration en caténaire représentée sur la figure 1 . Le tronçon inférieur est alors coincé dans le sol 14.
Ce coincement résulte d’un frottement avec les sédiments qui sont présents dans le sol 14, pour contrer les forces de traction s’appliquant sur le connecteur 40. Il résulte aussi du poids des sédiments situés au-dessus de la ligne 38 qui est propre à s’opposer à la traction sur le connecteur 40.
Puis, le tronçon supérieur 36 de la ligne d’ancrage 24 est raccordé au connecteur 40, et est remonté vers le dispositif de tensionnement 30 sur l’ensemble supérieur 20.
Le dispositif de tensionnement 30 est alors activé pour mettre sous tension la ligne d’ancrage 24.
Les étapes pour la mise en place de la ligne d’ancrage 24 sont donc particulièrement simples, puisqu’il n’est pas nécessaire de déplacer une ancre dans le sol 14 pour l’ancrer de manière robuste nécessitant le déploiement d’efforts de tractions importants. La longueur de chaîne insérée dans le sol 14 est suffisante à elle seule pour assurer cet ancrage et résister aux forces de traction.
En outre, le positionnement de la ligne d’ancrage 24 est très précis et correspond à un emplacement prédéterminé avant la mise en place de l’installation flottante 10. La précision est offerte grâce à la mise en œuvre d’un caisson 52 qui descend l’extrémité inférieure 34 au point souhaité, en profondeur et en position.
En outre, par rapport à une pile à aspiration, il n’est pas nécessaire d’aspirer l’intérieur du caisson 52, ce qui permet de s’affranchir des restrictions d’usage dans les faibles profondeurs. Ainsi, le caisson 52 peut être réutilisé pour poser d’autres lignes d’ancrage 24. Ceci minimise les coûts, sans nuire à la précision et à la robustesse de l’ancrage.
Dans l’exemple décrit plus haut, un dispositif de tensionnement 30 est prévu sur l’ensemble supérieur 20, l’extrémité supérieure 32 de la ligne d’ancrage 24 étant montée solidaire du dispositif de tensionnement 30. Dans une variante, les longueurs des lignes d’ancrage 24 sont connues à l’avance. La présence d’un dispositif de tensionnement 30 sur l’ensemble supérieur 20 devient optionnelle.
Un dispositif de tensionnement 30 est alors avantageusement fourni sur un navire d’installation 60 et est commun à l’ensemble du champ.
Dans une autre variante, le procédé comprend la mise en place de matériau sédimentaire additionnel, notamment de sable ou/et de gravier, à la place du volume occupé par le caisson 52 après la remontée du caisson 52.
Dans la variante représentée sur les figures 5, variante (B), 5 variante (C) et 6, le caisson 52 loge plusieurs tronçons inférieurs 38 de lignes d’ancrage 24 distinctes, qui sont insérés simultanément dans le sol 14.
Ceci permet de mettre en place quasi simultanément plusieurs lignes d’ancrage 24 sensiblement au même point d’ancrage.
Ainsi, il est possible, à moindre coût, d’ancrer de manière proche et précise plusieurs ensembles supérieurs 20 adjacents à partir du même point d’ancrage, de manière peu coûteuse et robuste, comme illustré sur la figure 6.
Dans cet exemple, au moins deux ensembles supérieurs 20 adjacents sont raccordés au fond 26 par des lignes d’ancrage 24 dont l’extrémité inférieure 34 est située sensiblement au même point d’insertion dans le sol 14, en ayant été mis en place par le même caisson 52.
Dans la variante mise en œuvre sur la figure 7, la chaîne du tronçon inférieur 38 est introduite dans le sol 14 sensiblement horizontalement, par exemple dans une tranchée 90 réalisée dans le sol 14, à l’aide d’un dispositif d’excavation (non représenté), tel qu’une charrue de fond ou un système de découpe au jet d’eau, plus communément appelé en langue anglaise « water jetting ».
La profondeur de la tranchée 90 est par exemple supérieure à 1 m et notamment comprise entre 1 m et 3 m. Ceci étant fait, une traction est appliquée sur le connecteur 40 par un ensemble de traction, comme décrit précédemment, pour permettre son déplacement depuis une configuration linéaire horizontale dans la tranchée 90 vers une configuration horizontale en forme de chaînette, prise en projection dans un plan horizontal, dans laquelle le tronçon inférieur 38 est coincé dans le sol 14.
Le connecteur 40 est ensuite raccordé au tronçon supérieur 36 comme décrit précédemment.
Dans la variante représentée sur la figure 8, les deux extrémités d’une longueur de chaîne sont chacune munie d’un connecteur 40. Les connecteurs 40 sont tractés chacun à l’écart de leur position initiale pour former deux tronçons inférieurs 38A, 38B ayant une extrémité inférieure 34 commune située au point le plus éloigné des connecteurs 40 et par conséquent, du ou de chaque ensemble supérieur 20.
Chaque tronçon inférieur 38A, 38B est alors relié à un tronçon supérieur 36A, 36B pour constituer une ligne d’ancrage.
Dans une autre variante, l’ensemble supérieur 20 est un ensemble totalement immergé qui flotte à l’écart du fond 26 de l’étendue d’eau 12.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de mise en place d’au moins une ligne d’ancrage (24) d’une installation flottante (10) dans une étendue d’eau (12), le procédé comprenant les étapes suivantes :
- disposition d’au moins un tronçon inférieur (38) d’une ligne d’ancrage (24) dans un sol (14) au fond (26) de l’étendue d’eau (12) ;
- coincement du tronçon inférieur (38) dans le sol (14) ;
- raccordement d’un ensemble supérieur (20) de l’installation flottante (10) à la ligne d’ancrage (24) ; caractérisé en ce que le tronçon inférieur (38) de la ligne d’ancrage (24) est constitué d’une chaîne, la chaîne délimitant, après le raccordement de l’ensemble supérieur (20), une extrémité inférieure (34) de la ligne d’ancrage (24) dépourvue de point d’ancrage pré-monté sur la ligne d’ancrage (24), notamment d’ancre ou de pile.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le tronçon inférieur (38) est disposé dans le sol (14) sur une profondeur et/ou une longueur choisie pour qu’une fois l’ensemble supérieur (20) raccordé à la ligne d’ancrage (24), au moins la tension s’appliquant sur l’extrémité inférieure (34) est nulle.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le coincement du tronçon inférieur (38) dans le sol (14) comporte la traction du tronçon inférieur (38) pour passer le tronçon inférieur (38) d’une première configuration d’enfoncement, avantageusement linéaire, notamment verticale ou horizontale, à une deuxième configuration de coincement, avantageusement en caténaire.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le tronçon inférieur (38) est muni d’au moins un connecteur (40), le raccordement de l’ensemble supérieur (20) à la ligne d’ancrage (24) comprenant la connexion d’un tronçon supérieur (36) de la ligne d’ancrage (24) au connecteur (40) et la mise sous tension du tronçon supérieur (36) depuis l’ensemble supérieur (20) ou depuis un navire d’installation (60).
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la disposition du tronçon inférieur (38) dans le sol (14) comporte la descente conjointe dans le sol (14) d’un caisson (52) et du tronçon inférieur (38), le procédé comprenant ensuite la désolidarisation du caisson (52) par rapport au tronçon inférieur (38), puis la remontée du caisson (52) hors du sol (14), le tronçon inférieur (38) restant dans le sol (14).
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la descente conjointe dans le sol (14) du caisson (52) et du tronçon inférieur (38) s’effectue suivant un axe vertical ou sensiblement vertical.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel le caisson (52) définit au moins une rigole longitudinale (74) dans sa surface externe, le tronçon inférieur (38) étant situé dans la rigole longitudinale (74) lors de la descente conjointe dans le sol (14) du caisson (52) et du tronçon inférieur (38).
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel l’étape de désolidarisation comporte la descente d’une longueur de chaîne du tronçon inférieur (38) sous le caisson (52) pour former une accumulation (80) de chaîne sous le caisson (52) délimitant l’extrémité inférieure (34).
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, comprenant la coulée d’un composé de scellement et la solidification du composé de scellement sous le caisson (52) après la descente conjointe dans le sol (14) du caisson (52) et du tronçon inférieur (38) ou/et la mise en place de matériau sédimentaire additionnel, notamment de sable ou/et de gravier, à la place du volume occupé par le caisson (52) après remontée du caisson (52).
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 9, dans lequel la descente conjointe dans le sol (14) du caisson (52) et du tronçon inférieur (38) comprend la projection d’un liquide sous pression sous le caisson (52).
11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 10, dans lequel la descente conjointe dans le sol (14) du caisson (52) et du tronçon inférieur (38) comprend l’injection d’un gaz ou fluide dans le caisson (52) et/ou autour du caisson (52) pour relever les solides excavés par le caisson (52).
12. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 11 , comportant la disposition de plusieurs tronçons inférieurs (58) de plusieurs lignes d’ancrage (24) dans le sol (14), les tronçons inférieurs (38) d’au moins deux lignes d’ancrage (24) étant descendus conjointement avec le même caisson (52).
13. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la disposition du tronçon inférieur (38) dans le sol (14) comporte le placement d’une chaîne dans une tranchée horizontale dans le sol (14), le coincement du tronçon inférieur (38) comportant la traction d’au moins un bout de la chaîne pour faire passer la chaîne d’une première configuration linéaire à une deuxième configuration différente de la première configuration, notamment une deuxième configuration courbée, et la connexion d’au moins un bout de la chaîne à un tronçon supérieur (36) de la ligne d’ancrage (24) raccordé à l’ensemble supérieur (20).
14. Procédé selon la revendication 13, comportant la traction des deux bouts de la chaîne pour former deux tronçons inférieurs (38A, 38B) de deux lignes d’ancrage (24A, 24B) respectives coincés dans le sol (14), les lignes d’ancrages (24A, 24B) ayant une extrémité inférieure (34) commune, le procédé comportant la connexion de chaque bout de la chaîne à un tronçon supérieur (36A, 36B) d’une ligne d’ancrage (24A, 24B) respective raccordée à l’ensemble supérieur (20), ou à un autre ensemble supérieur (20).
15. Installation flottante (10) dans une étendue d’eau (12), comprenant un ensemble supérieur (20) et au moins une ligne d’ancrage (24) raccordée à l’ensemble supérieur (20), la ligne d’ancrage (24) comportant un tronçon inférieur (38) enfoncé et coincé dans un sol (14) au fond (26) de l’étendue d’eau (12) ; caractérisé en ce que le tronçon inférieur (38) de la ligne d’ancrage (24) est constitué d’une chaîne, la chaîne délimitant, après le raccordement de l’ensemble supérieur (20), une extrémité inférieure (34) de la ligne d’ancrage (24) dépourvue de point d’ancrage pré-monté sur la ligne d’ancrage (24), notamment d’ancre ou de pile.
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