FR2970748A1 - Procede pour la realisation d'operations de maintenance sur un dispositif d'eolienne flottante offshore et systeme correspondant - Google Patents

Procede pour la realisation d'operations de maintenance sur un dispositif d'eolienne flottante offshore et systeme correspondant Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un procédé pour la réalisation d'opérations de maintenance sur un dispositif (1) d'éolienne flottante appartenant à un parc de dispositifs d'éolienne flottante, et un système de production d'énergie éolienne offshore correspondant. Chaque dispositifs d'éolienne comporte un flotteur (20) de type semi-submersible , au moins une éolienne (10) montée sur ledit flotteur, un système de lignes d'ancrage (3a, 3b, 3c), et au moins un câble (40) électrique pour la connexion de l'éolienne à un réseau de distribution électrique. Le procédé comprend la déconnexion du flotteur du système de ligne d'ancrage et du câble électrique, le transfert par remorquage du dispositif d'éolienne de son site de production vers un dispositif de maintenance (5), et le positionnement du dispositif d'éolienne sur le dispositif de maintenance, de sorte que le dispositif d'éolienne soit supporté par le dispositif de maintenance.

Description

i La présente invention concerne un procédé pour la réalisation d'opérations de maintenance sur un dispositif d'éolienne flottante appartenant à un parc de dispositifs d'éolienne flottante, et un système de production d'énergie éolienne offshore correspondant. s Il est connu des systèmes de production d'énergie éolienne offshore comprenant un parc de plusieurs dispositifs d'éolienne flottante offshore, chaque dispositif d'éolienne comportant un flotteur de type servi-submersible et au moins une éolienne montée sur ledit flotteur, un système de ligne d'ancrage pour l'ancrage du flotteur au fond sous-marin Io sur un site de production, et au moins un câble électrique pour la connexion de l'éolienne à un réseau de distribution électrique, par exemple via un câble de puissance sous-marin. Ce type de dispositif d'éolienne flottante permet l'implantation d'éoliennes sur des sites plus éloignés des côtes, avec des profondeurs ls importantes, par exemple de plus de 50 mètres, où l'implantation d'éoliennes fixes sur fondation posée sur le fond sous-marin ne peut être envisagée pour des raisons techniques ou de coûts. L'éloignement des côtes permet notamment une réduction des impacts visuels et sonores pour le rivage, et garantit en outre un vent plus fort et plus régulier, 20 permettant une meilleure production d'énergie. A ce jour, pour effectuer des opérations de maintenance sur les dispositifs d'éolienne flottante, les techniciens sont amenés à bord des dispositifs d'éolienne flottante par bateau ou par hélitreuillage. Les opérations réalisées sur les dispositifs d'éolienne ancrés sur leur site de 25 production, concernent principalement des opérations de maintenance de type légères, c'est-à-dire ne nécessitant pas le remplacement de grosses pièces. Pour des opérations de maintenance plus lourdes, notamment le remplacement de grosses pièces, les barges de type autoélévatrices, classiquement appelées systèmes « jack-up » classiquement utilisées 30 pour les éoliennes offshore fixes ne peuvent être utilisées pour des dispositifs d'éolienne flottante, en raison des profondeurs trop importantes, ainsi que des mouvements des dispositifs d'éolienne flottante. Les autres systèmes de types barge grues flottantes, classiquement appelés « bigues » ne peuvent également pas être 35 envisagés, dans le cadre d'une utilisation régulière ou ponctuelle, en raison de leurs coûts trop importants. Pour ces opérations de 2
maintenance, les dispositifs d'éolienne flottante sont remorqués vers une zone portuaire, et placés notamment en cale sèche. En raison de l'éloignement du parc et des contraintes pour le remorquage à l'intérieur des ports, notamment liées au tirant d'eau des dispositifs d'éolienne s flottante, ces opérations de transfert vers une zone portuaire sont longues, fastidieuses, onéreuses et risquées. Le but de la présente invention est de proposer une solution visant à pallier les inconvénients précités. A cet effet, la présente invention propose un procédé pour la io réalisation d'opérations de maintenance sur un dispositif d'éolienne flottante appartenant à un parc de dispositifs d'éolienne flottante, ledit dispositif d'éolienne flottante comportant - un flotteur, de préférence de type serai-submersible, et de préférence équipé d'un système de ballast, ls - au moins une éolienne montée sur ledit flotteur, comprenant des pales, un rotor, de préférence à axe de rotation horizontal, une nacelle et un mât, le mât étant assemblé audit flotteur, - un système de ligne d'ancrage pour l'ancrage du flotteur au fond sous-marin sur un site de production ; 20 - au moins un câble électrique pour la connexion de l'éolienne à un réseau de distribution électrique, par exemple via un câble de puissance sous-marin, caractérisé en ce qu'il comprend a) la déconnexion dudit flotteur du système de ligne d'ancrage et 25 du câble électrique, de préférence la déconnexion du câble électrique, puis la déconnexion du système de ligne d'ancrage, b) le transfert par remorquage du dispositif d'éolienne flottante de son site de production vers un dispositif de maintenance, disposé à proximité du parc de dispositifs d'éolienne flottante ou dans ledit parc, 30 c) le positionnement du dispositif d'éolienne sur le dispositif de maintenance, de sorte que le dispositif d'éolienne soit supporté par le dispositif de maintenance, et ainsi stabilisé pour effectuer des opérations de maintenance. Selon l'invention, un dispositif de maintenance fixé au fond est 35 prévu en mer à proximité du parc de dispositifs d'éolienne, ou au sein même du parc. Pour effectuer des opérations de maintenance sur un 3 dispositif, en particulier des opérations lourdes, celui-ci est remorqué jusqu'au dispositif de maintenance et est positionné sur ce dernier de sorte que le dispositif d'éolienne soit stable pour effectuer des opérations de maintenance en toute sécurité. s A titre d'exemple, le dispositif de maintenance est installé à côté du parc, à une distance du parc de moins de 20 miles marin, de préférence à une distance de moins de 10 miles, de sorte que le remorquage d'un dispositif d'éolienne flottante entre le site de production et le dispositif de maintenance soit effectué en moins de deux io heures, de préférence en moins d'une heure, par exemple à une vitesse de l'ordre de 4 noeuds. La présence en mer d'un tel dispositif de maintenance s'avère particulièrement intéressante pour ces sites de production classiquement installés à plus de 20 miles d'un port susceptibles d'accueillir de tels dispositifs d'éolienne, généralement à ls plus de 40 miles d'un tel port. Les opérations de maintenance peuvent ainsi être effectuées rapidement, à proximité du site de production, dans de bonnes conditions de sécurité, sans nécessiter de transfert long, fastidieux et onéreux vers une zone portuaire. 20 Après réalisation d'opérations de maintenance, le procédé selon l'invention comprend - le retrait du dispositif d'éolienne hors du dispositif de maintenance, de sorte que ledit dispositif d'éolienne flotte à nouveau, - le remorquage du dispositif d'éolienne vers son site de 25 production, - la connexion du dispositif d'éolienne à son système de ligne d'ancrage et son câble électrique. Selon une particularité, ledit dispositif de maintenance des étapes b) et c) est non flottant, fixé au fond sous-marin, garantissant ainsi une 30 parfaite stabilité au dispositif d'éolienne lors des opérations de maintenance. A titre d'exemple, le parc éolien est installé à une profondeur de plus de 50 mètres (m), et le dispositif de maintenance est installé à côté du parc à une profondeur de moins de 50111, de préférence à une 35 profondeur de moins de 30 m. 4
Selon un mode de réalisation, l'étape c) de positionnement comprend une opération de levage du dispositif d'éolienne au moyen d'un système de levage du dispositif de maintenance. Selon un mode de réalisation, pour cette opération de levage, l'étape c) peut comprendre le s positionnement du dispositif d'éolienne au-dessus d'un support immergé mobile, et la montée dudit support immergé mobile par des moyens de levage pour soulever le dispositif d'éolienne. Avantageusement, l'étape c) de positionnement comprend - un déballastage du flotteur, io - le positionnement du dispositif d'éolienne au-dessus dudit support mobile immergé, - un éventuel ballastage du flotteur pour poser le dispositif d'éolienne sur ledit support mobile immergé, et - la montée dudit support mobile immergé avec un déballastage ls simultané, et progressif du flotteur. Ledit support mobile immergé peut être formé d'un cadre immergé manoeuvré par des systèmes de câble, treuil et/ou vérin, ou d'un caisson ballastable/déballastable pour lever le dispositif par la poussée d' Archimède. 20 En variante, l'opération de levage est réalisée au moyen de bras venant en prise avec des éléments de structure du flotteur, disposés par exemple au-dessus du niveau de la mer Selon un autre mode de réalisation, l'étape c) de positionnement comprend 25 - un déballastage du flotteur, - le positionnement du dispositif d'éolienne au-dessus d'un support immergé, de préférence fixe, du dispositif de maintenance, - le ballastage du flotteur pour poser le dispositif d'éolienne sur ledit support immergé. 30 L'étape c) de positionnement peut comprendre l'amarrage du dispositif d'éolienne au dispositif de maintenance préalablement à l'opération de levage et/ou l'opération de ballastage pour poser le dispositif d'éolienne sur le support immergé fixe. La présente invention a également pour objet un système de 35 production d'énergie éolienne offshore, pour la mise en oeuvre du procédé tel que décrit précédemment, comprenant un parc de dispositifs d'éolienne flottante offshore, chaque dispositif d'éolienne comportant un flotteur, de préférence de type serai-submersible, et au moins une éolienne montée sur ledit flotteur, un système de ligne d'ancrage, un câble électrique pour la connexion de l'éolienne à un réseau de 5 distribution électrique, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de maintenance, monté fixe sur le fond sous-marin, à proximité du parc de dispositifs d'éolienne flottante ou dans ledit parc, formé d'une ou plusieurs plateformes, et muni de moyens de support aptes à supporter au moins un dispositif d'éolienne flottante déconnecté de son système de ligne d'ancrage et, de préférence, de son câble électrique, ledit dispositif de maintenance étant de préférence équipé de moyens de maintenance pour effectuer des opérations de maintenance sur les dispositifs d'éolienne flottante, en particulier des zones de stockage de pièces, une plate-forme d'héliport ou des outils de maintenance, tels qu'une grue pour le retrait et le montage de pièces importantes du dispositif d'éolienne porté par le dispositif de maintenance, ou des systèmes de manipulation pour déplacer des pièces sur le dispositif de maintenance. La plate-forme d'héliport permet notamment de disposer d'une zone d'atterrissage et de ravitaillement à proximité du parc pour les hélicoptères chargés d'effectuer l'hélitreuillage des techniciens sur les dispositifs d'éolienne flottante. Le dispositif de maintenance est de préférence en outre équipé de moyens de production d'énergie nécessaire au fonctionnement des différents équipements, présents sur le dispositif de maintenance.
De préférence, le dispositif de maintenance est monté fixe sur le fond sous-marin. Selon un mode de réalisation, ledit dispositif de maintenance comprend au moins un système de levage comprenant un support immergé mobile, constituant lesdits moyens de support, apte à être déplacé par des moyens de levage entre une position basse dans laquelle au moins un dispositif d'éolienne est apte à être disposé au-dessus dudit support immergé mobile, sensiblement sans contact avec ce dernier, et une position haute dans laquelle ledit dispositif d'éolienne est apte à être porté par ledit support immergé mobile. Ledit support immergé mobile peut comprendre un cadre, lesdits moyens de levage comprenant des systèmes de câbles et/ou des systèmes de treuils et/ou des systèmes de 6 vérins, de préférence comprenant des câbles reliant ledit cadre à des systèmes de treuil et/ou de vérins, avec éventuellement un système de poulies. De préférence, lesdits moyens de levage comprennent des systèmes de vérins de type vérins traction de câbles. s Dans une variante de réalisation, ledit support immergé mobile comprend un caisson ou bouée ballastable, lesdits moyens de levage comprenant un système de pompe pour ballaster/déballaster ledit caisson. Selon un mode de réalisation, le flotteur du dispositif d'éolienne io flottante est de type serai-submersible, comprenant de préférence au moins trois colonnes. Selon un mode de réalisation, le flotteur des dispositifs d'éolienne comprend un système de ballast, ledit flotteur comprenant par exemple au moins trois colonnes externes reliées les unes aux autres par ls des éléments de liaison, lesdites colonnes formant des ballasts. Selon un autre mode de réalisation, les moyens de support comprennent un support immergé fixe sur lequel au moins un dispositif d'éolienne est apte à se poser par déballastage puis ballastage dudit flotteur. 20 Selon un autre mode de réalisation, ledit dispositif de maintenance comprend en outre une sous-station électrique à laquelle les câbles électriques des dispositifs d'éolienne sont raccordés, de préférence via un ou plusieurs câbles de puissance disposés sur le fond sous-marin, ladite sous-station électrique comprenant des moyens de 25 transformation pour transformer l'énergie électrique délivrée par les éoliennes, en particulier l'amener à une tension plus élevée, pour son transport vers le réseau de distribution. Selon un mode de réalisation, le système comprend en outre une barge de travail comportant au moins un point de fixation pour la 30 fixation de lignes d'ancrage d'un dispositif d'éolienne, lors de la déconnexion dudit dispositif d'éolienne desdites lignes d'ancrage sur le site de production, ladite barge comprenant de préférence au moins un point de fixation pour la fixation du câble électrique. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, 35 caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre de modes de réalisation particuliers actuellement préférés de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels : - la figure 1 est un schéma illustrant un système de production d'énergie éolienne comprenant plusieurs dispositifs d'éolienne flottante s et un dispositif de maintenance ; - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un dispositif d'éolienne flottante ; - la figure 3 est une vue schématique de côté d'un dispositif d'éolienne flottante et d'un dispositif de maintenance selon un premier io mode de réalisation ; - la figure 4 est une vue schématique de dessus du dispositif de maintenance de la figure 3 ; - les figures 5A et 5B sont des vues de côté du dispositif de maintenance, respectivement avec le système de levage en position basse ls et le système de levage en position haute ; - les figures 6A à 6D sont des vues schématiques de côté d'un dispositif d'éolienne flottante illustrant différentes opérations de l'étape de déconnexion ou débranchement électrique ; - la figure 7 est une vue schématique de dessus du dispositif 20 d'éolienne flottante illustrant l'étape de déconnexion des lignes d' amarrage ; - la figure 8 est une vue schématique de dessus du dispositif d'éolienne flottante illustrant l'étape de transfert par remorquage ; - la figure 9 est une vue schématique de dessus du dispositif 25 d'éolienne flottante illustrant le positionnement du dispositif d'éolienne sur le dispositif de maintenance et son amarrage ; - la figure 10 est une vue schématique de côté d'un dispositif d'éolienne flottante et d'un dispositif de maintenance selon un deuxième mode de réalisation ; 30 - la figure 11 est une vue schématique de dessus du dispositif de maintenance de la figure 10 ; - la figure 12 est une vue schématique de côté d'un dispositif de maintenance selon un troisième mode de réalisation ; - la figure 13 est une vue schématique de côté d'un dispositif 35 d'éolienne flottante selon un quatrième mode de réalisation ;
8 - la figure 14 est une vue schématique de dessus d'un dispositif d'éolienne flottante selon un cinquième mode de réalisation, comprenant un système de levage à bras rétractable, lesdits bras étant en position rétractée ; et, - la figure 15 est une vue analogue de celle de la figure 14, les bras étant en position déployée. En référence à la figure 1, le système de production d'énergie éolienne offshore comprend un parc de plusieurs dispositifs 1 d'éolienne flottante et un dispositif 5 de plateforme de maintenance, disposé en mer à proximité du parc. En référence à la figure 2, le dispositif 1 d'éolienne flottante comprend une éolienne 10 et une coque ou flotteur 20 de type semi-submersible. L'éolienne 10 comprend de manière connue des pales 11, un moyeu ou rotor 12 à axe de rotation horizontal, une nacelle 13 et un mât 14. L'éolienne comprend en outre une génératrice, placée dans la nacelle pour produire de l'énergie électrique à partir du mouvement de rotation des pales, des moyens de conversion électrique pour convertir l'énergie électrique produite par la génératrice en une énergie électrique ayant une fréquence donnée, et des moyens de transformation électrique pour transformer la tension entre les phases de l'énergie électrique délivrée par les moyens de conversion pour l'amener à une tension plus élevée, par exemple de l'ordre de 33 000 volts. Les moyens de conversion électrique et les moyens de transformation électrique sont disposés dans la nacelle ou le mât, ou sur le flotteur à l'intérieur d'un contenant, tel que décrit dans la demande de brevet français, déposée au nom de la demanderesse, le 27 décembre 2010, sous le n °1061260, et intitulée « Eolienne flottante offshore avec disposition particulière des moyens de conversion et/ou de transformation électrique », ledit contenant pouvant être sur un élément constitutif du flotteur au dessus de la ligne de flottaison, par exemple sur le haut d'une des colonnes ou sur un élément de liaison supérieur du flotteur, disposé dans un élément du flotteur, par exemple dans une des colonnes, ou bien être formé par l'un des éléments constitutifs du flotteur ou par une partie d'un élément constitutif du flotteur, par exemple par la partie supérieure d'une colonne. 9 Dans le présent mode de réalisation illustré, le flotteur 20 comprend trois colonnes 21a, 21b, 21c verticales externes, de forme cylindrique, disposées à espaces angulaires réguliers autour de l'axe central vertical du flotteur, et reliées entre elles par des éléments de s liaison. Le flotteur est par exemple celui décrit dans la demande de brevet français, déposée au nom de la demanderesse le 22 novembre 2010, sous le n °1059603, et intitulée « Dispositif d'éolienne offshore avec flotteur serai-submersible particulier ». Les éléments de liaison comprennent des poutres inférieures ou pontons 22 horizontaux io entièrement immergés, des poutres 23 supérieures, appelées également passerelles ou ponts, et une pièce de jonction 24 centrale. Les pontons 22 inférieurs, par exemple de section rectangulaire, relient les colonnes deux à deux en partie inférieure, en particulier au niveau de portions 211 inférieures dite de stabilisation, de section plus importante. Les poutres ls 23 supérieures, par exemple de section rectangulaire sont disposées en partie supérieure des colonnes. Chaque poutre supérieure s'étend radialement depuis l'axe central du flotteur vers l'une des colonnes. Les trois poutres 23 sont reliées au niveau de l'axe central à la pièce de jonction 24. Une pièce intermédiaire 27 verticale est assemblée à la pièce 20 de jonction 24 pour le support du mât 14 de l'éolienne. Pour une meilleure résistance structurelle et une meilleure rigidité, les colonnes 21a, 21b, 21c, les pontons 22, les poutres 23 et la pièce intermédiaire 27 sont interconnectés avec une structure en treillis comprenant des entretoises 25 primaires et des entretoises 26 secondaires. 25 En variante le flotteur comprend plus de trois colonnes extérieures, et/ou une colonne centrale sur laquelle repose le mât de l'éolienne. Tel qu'illustré schématiquement à la figure 3, les colonnes forment des ballasts. De préférence, le volume intérieur des colonnes est 30 compartimenté afin de former des compartiments de ballast séparés. Chaque ponton peut également constituer un compartiment de ballast séparé. Des systèmes de canalisation et de pompes sont prévus pour le chargement et le déchargement des eaux de ballast, ainsi que des systèmes de contrôle et de surveillance pour contrôler les systèmes de 35 canalisation. Ces systèmes sont installés sur le dispositif d'éolienne et/ou 2970748 io sur un navire, en particulier un remorqueur servant aux transferts des dispositifs d'éolienne. Le dispositif comprend également un système d'ancrage caténaire ou système de lignes d'ancrage, pour le positionnement de chaque s dispositif d'éolienne flottante sur le site de production, ledit système étant par exemple conçu pour une plage de profondeurs entre 50 et 300 m. Dans le mode de réalisation illustré, ce système d'ancrage comprend trois lignes d'ancrage 3a, 3b, 3c. Les lignes d'ancrage peuvent comprendre des chaînes et/ou des câbles souples, éventuellement équipés io de poids disposés de façon discrète le long de la ligne d'ancrage, et des ancres. Chaque ligne d'ancrage est ancrée au fond F sous marin via une ancre, et est reliée à une colonne, l'angle de déploiement de chaque ligne d'ancrage étant d'environ 120°. Le système d'ancrage caténaire doit empêcher l'éolienne flottante de s'écarter de sa position nominale en ls contrecarrant l'action combinée des efforts moyens induits par l'éolienne, des efforts constants induits par le vent agissant sur le mât et le flotteur, des efforts constants induits par le courant agissant sur le flotteur et des efforts moyens de dérive dus à la houle. D'autre part, le système d'ancrage doit autoriser, sans les contraindre, les mouvements du premier 20 ordre induits par la houle et l'éolienne, et ceci même dans les conditions extrêmes. Le dispositif d'éolienne est relié par un câble électrique, dit câble 40 ombilical ou câble dynamique, à un câble 41 de puissance sous marin destiné à acheminer l'énergie électrique produite par l'éolienne vers le 25 réseau de distribution électrique. Le câble ombilical est relié par une extrémité 40a, par exemple au niveau d'une colonne, à un câble électrique qui est relié aux moyens de transformation de l'éolienne. Les câbles dynamiques des dispositifs du parc sont reliés au fond à un ou plusieurs câbles de puissance 41. 30 Le dispositif 5 de maintenance comprend une ou plusieurs superstructures reposant sur le fond F marin servant aux opérations de maintenance. En référence aux figures 3, 4 et 5A, le dispositif 5 de maintenance comprend une première plateforme 50a dite principale 35 reposant sur le fond marin F, et deux plateformes secondaires 50b, 50c, reposant sur le fond marin, disposées à côté de la première plateforme, et ii sur lesquelles sont montés un système 6 de levage. Les deux plateformes secondaires définissent entre elles une zone de réception 56, cette zone de réception étant ouverte d'un côté pour recevoir un dispositif d'éolienne et fermée de l'autre côté par la plateforme principale 50a. s Le système de levage comprend un cadre 61 immergé, rectangulaire, disposé entre les deux plateformes secondaires, relié par ses côtés latéraux 61a à des moyens 60 de levage disposés sur les plateformes secondaires 50b, 50c. A titre d'exemple, les moyens de levage du cadre comprennent une pluralité de câbles 62 reliés aux côtés io latéraux et des systèmes de vérins hydrauliques 63a, 63b montés en partie supérieure des plateformes secondaires 50b, 50c et agissant sur lesdits câbles pour monter/descendre le cadre. Les systèmes de vérins hydrauliques sont en particulier de type vérins traction de câbles, classiquement appelés système de traction hydraulique « Strand jacks ». ls Des faisceaux de câbles sont fixés au cadre et chaque faisceau de câbles est pris entre des mâchoires, dites mobiles, montées aux extrémités de tige(s) de vérin. Pour le levage, le faisceau de câbles est serré entre les mâchoires mobiles, les mâchoires mobiles sont déplacées vers le haut par les vérins, le faisceau de câbles est pris entre des mâchoires dites fixes, 20 les mâchoires mobiles sont desserrées du faisceau de câbles, descendues par les vérins, et serrées sur le faisceau de câbles, puis les mâchoires fixes sont desserrées. Ce cycle peut être réitéré autant de fois que nécessaire pour lever le cadre à la hauteur souhaitée. Le cadre 61 est défini de sorte qu'un dispositif d'éolienne 25 flottante soit apte à reposer par son flotteur sur ledit cadre. Les moyens de levage permettent de déplacer le cadre dans une position basse illustrée à la figure 5A, dans laquelle un dispositif d'éolienne peut être positionné entre les deux plateformes secondaires, au-dessus dudit cadre, sans contact avec ce dernier, et une position haute illustrée à la figure 5B 30 dans laquelle le dispositif d'éolienne est porté par le cadre, ledit dispositif d'éolienne reposant sur le cadre par les pontons 22 et les parties 211 de stabilisation du flotteur. En variante, les moyens de levage du cadre comprennent - des systèmes de câbles poulies reliant le cadre à des systèmes 35 de treuil montés en partie supérieure des plateformes secondaires, - des vérins hydrauliques agissant directement sur le cadre, et/ou 12
- des systèmes de pignons, crémaillère et moteurs électriques. Tel qu'illustré à la figure 4, la plateforme principale peut être reliée aux plateformes secondaires par des passerelles 51, et le côté 52 de la plateforme principale disposé en vis-à-vis des plateformes secondaires s peut être équipé de deux éléments 57 d'appui et de guidage contre lesquels deux colonnes du flotteur peuvent venir en appui et coulisser lors de la montée/descente du cadre. La plateforme principale supporte des outils de maintenance, tels qu'une grue 53, ainsi qu'une base 54 de vie pour le personnel chargé de 10 la maintenance du système de production d'électricité éolienne. Par ailleurs, la plateforme centrale peut être équipée d'une sous-station électrique 55, à laquelle est connecté le ou les câbles 41 de puissance, comprenant des moyens de transformation pour transformer l'énergie électrique délivrée par le câble de puissance et l'amener à une tension 15 plus élevée pour son transport vers le réseau de distribution via un câble sous marin 42. Le procédé de réalisation d'opérations de maintenance selon l'invention est le suivant. Dans une première étape, le câble 40 dynamique puis les lignes 20 d'ancrage sont déconnectés du dispositif d'éolienne. Les figures 6A à 6D illustrent l'étape de déconnexion du câble dynamique au moyen d'un premier remorqueur 9a. Si besoin, le tirant d'eau du dispositif 1 d'éolienne est réduit en effectuant un déballastage du flotteur, afin d'accéder à l'extrémité 40a du câble dynamique, au- 25 dessus du niveau N de la mer, tel qu'illustré à la figure 6A. Préférentiellement, l'extrémité 40a du câble dynamique est toujours située au dessus du niveau N de la mer. L'extrémité du câble dynamique connecté au flotteur est équipée d'une douille ou chaussette 81 pour permettre sa connexion à l'extrémité du câble d'un treuil 91a d'un 30 premier remorqueur 9a tel qu'illustré à la figure 6B. Le treuil 91a du remorqueur reprend la tension du câble dynamique et le câble est déconnecté du flotteur. L'extrémité 40a du câble dynamique est ramené sur le pont du remorqueur 9a, via son treuil 91a, pour permettre la mise en place d'une bouée 82 sur le câble dynamique, et l'extrémité du câble 35 dynamique équipée de la bouée spécifique 82 est alors libérée dans la 13 mer, tel qu'illustré aux figures 6C et 6D. La bouée est spécialement conçue pour maintenir une tension du câble dynamique adéquate. En référence à la figure 7, la déconnexion des lignes d'ancrage est réalisée au moyen de trois remorqueurs 9a, 9b et 9c, et d'une barge s 83 de travail comprenant trois points de fixation 83a, 83b, 83c pour la fixation des trois lignes d'ancrage. Une douille est mise en place à l'extrémité d'une première ligne d'ancrage 3a pour permettre sa connexion à l'extrémité du câble d'un treuil 91a d'un premier remorqueur 9a. La tension de la ligne d'ancrage 10 est reprise par le treuil afin de déconnecter la ligne d'ancrage du flotteur. L'extrémité de la ligne d'ancrage 3a est amenée sur le pont du remorqueur via son treuil 91a pour la connecter au câble du treuil 831 de la barge. L'extrémité de la ligne est alors déconnectée du câble du treuil du remorqueur, et ramenée sur le pont de la barge via son treuil 831 pour 15 être fixée à ladite barge en un point de fixation 83a. Lors de cette opération, un deuxième remorqueur 9b maintient la barge 83 en position. La même opération est effectuée pour la deuxième ligne d'ancrage 3b, puis pour la troisième ligne d'ancrage 3c. Au moins avant la déconnexion de la troisième ligne 3c d'ancrage, le câble du treuil du 20 troisième remorqueur 9c est connecté à une ligne 84c de remorquage qui est fixée à la troisième colonne 3c du flotteur. Le troisième remorqueur reste en position d'attente, sa ligne de remorquage non tendue, et sert à repositionner le dispositif d'éolienne si nécessaire. La barge peut présenter en outre un point de fixation 832 pour 25 fixer l'extrémité du câble 40 dynamique ou la bouée 82 précitée assemblée à ladite extrémité. En variante, la déconnexion des lignes d'ancrage peut consister à relever les ancres et rembobiner les lignes d'ancrage au moyen de treuils placés sur le flotteur. 30 Après déconnexion des lignes d'ancrage, le dispositif 1 d'éolienne est remorqué du site de production jusqu'au dispositif de maintenance. Afin de faciliter ce transfert, le dispositif peut être déballasté. Le remorquage est effectué par un remorqueur, par exemple le troisième remorqueur 9c. Les premier et deuxième remorqueurs 9a, 9b 35 sont connectés par les lignes 84a, 84b de remorquage aux deux autres 14 colonnes 21a, 21b afin d'aider au positionnement correct du dispositif lors du transfert, tel qu'illustré à la figure 8. La figure 9 illustre le positionnement du dispositif d'éolienne au-dessus du cadre en position basse au moyen des trois remorqueurs. Les s lignes de remorquage du premier remorqueur 9a et du second remorqueur 9b sont décrochées de leurs treuils respectifs, et les deux remorqueurs 9a, 9b viennent de part et d'autre du troisième remorqueur 9c pour pousser le dispositif 1 entre les deux plateformes secondaires 50b, 50c. Le flotteur est amené en appui par ses deux colonnes 21a, 21b 10 contre les deux éléments d'appui et de guidage disposés sur le côté de la plateforme principale, et est amarré au dispositif de plateforme. Le guidage de la plateforme à l'intérieur de la zone de levage peut également être aidé via l'utilisation des lignes d'amarrages. Chacune des colonnes 21a, 21b en appui contre la plateforme principale est amarrée 1s par une première ligne d'amarrage 85 à la plateforme principale 50a et par une deuxième ligne 86 d' amarrage à une plateforme secondaire 50b, 50c. La troisième colonne 21c du flotteur est amarrée par une ligne d'amarrage 87 à chacune des plateformes secondaires. Cet amarrage est réalisé au moyen de systèmes de treuil disposés sur les plateformes 20 secondaires et/ou le dispositif d'éolienne. Une fois l'amarrage effectué, la ligne 84c de remorquage du troisième remorqueur 9c est retirée. Le dispositif d'éolienne peut alors être soulevé en levant le cadre immergé via les deux systèmes 63a, 63b de vérins commandés en synchronisme. Avant de lever le cadre 61 immergé, le dispositif 25 d'éolienne peut être re-ballasté afin de le poser sur le cadre immergé en position basse, et s'assurer que le positionnement du flotteur sur le cadre immergé est correct. Des points de levage spécifiques, renforcés, peuvent être prévus sous les pontons. Le cadre immergé est alors levé par les moyens de levage. Au cours de l'opération de levage, le flotteur 30 est progressivement déballasté. Le cadre est levé dans une position haute illustrée à la figure 5B pour soulever le dispositif d'éolienne jusqu'à une position dans laquelle les vagues n'ont pas d'impact sur le flotteur, de sorte que le dispositif d'éolienne soit stable et immobile pour la réalisation des opérations de maintenance. La figure 3 illustre le système 35 de levage en cours de levage, le cadre 61 étant entre sa position basse et sa position haute.
15 Des opérations de maintenance peuvent alors être réalisées sur le dispositif d'éolienne, par exemple des réparations ou changements de pale, de rotor, de génératrice, de mât, de moyens de conversion, et/ou de moyens de transformation, de colonnes ou d'éléments de liaison du flotteur. Le rotor est maintenue bloqué pendant l'ensemble des opérations de déconnexion, de transfert et de positionnement sur le dispositif de maintenance. Les figures 10 et 11 illustrent un deuxième mode de réalisation dans lequel le dispositif 105 de maintenance comprend une seule plateforme 150 comportant en partie supérieure une zone de réception 156 rectangulaire, ouverte sur l'extérieur, définie entre deux portions latérales 151a, 151b de la plateforme, pour la réception d'un dispositif d'éolienne. Le système de levage 106 comprend un cadre immergé 161 installé entre les deux portions latérales 151a, 151b, et apte à être soulevé par des moyens de levage 160 installés sur les portions latérales, comme décrit précédemment. Le dispositif d'éolienne vient en appui par deux colonnes contre des éléments 157 d'appui et de guidage montés sur la plateforme, dans la zone de réception, à l'opposé de son côté ouvert.
La plateforme est équipée comme précédemment d'une grue 153, une sous station électrique 155 et d'une station 154 pour le personnel. La figure 12 illustre un troisième mode de réalisation dans lequel le dispositif de maintenance 205 comprend une plateforme 250 comprenant une zone de réception 256 définie entre deux portions latérales 251a, 251b de la plateforme. Le système de levage 206 est formé ici d'un caisson ou bouée 261 ballastable montée coulissante par ses côtés latéraux le long de rails de guidage 264 verticaux montés sur lesdites portions latérales. La bouée est ballastée, via un système de pompe 265 monté sur la plateforme, pour être amenée dans la position basse illustrée à la figure 12. Après positionnement d'un dispositif 1 de d'éolienne au-dessus de ladite bouée ballastée, la bouée est déballastée. Le déballastage de la bouée entraîne la montée de la bouée sur laquelle repose le dispositif d'éolienne. La figure 13 illustre un autre mode de réalisation dans lequel le dispositif 305 de maintenance comprend une plateforme 350 comportant une structure immergée 359 fixe, sur laquelle un dispositif 1 d'éolienne 16 est apte à venir se poser. Le dispositif d'éolienne est déballasté de sorte que son flotteur soit disposé au dessus du niveau de la structure immergée 359, tel qu'illustré par le dispositif référencé 1b. Le dispositif d'éolienne est ensuite amené au-dessus de la structure immergée 359, s puis le dispositif d'éolienne est ballasté, de sorte que le dispositif d'éolienne repose sur la structure immergée, en venant en appui par ses pontons et ses portions de stabilisation sur la structure immergée, tel qu'illustré par le dispositif référencé 1c. Le dispositif d'éolienne est ballasté de sorte que le dispositif repose de manière stable sur la io structure immergée, cette stabilité suffisant à contrecarrer l'impact des vagues sur le flotteur. Selon un autre mode de réalisation illustré aux figures 14 et 15, le dispositif de maintenance 405 comprend un système de levage 406 comportant au moins un bras rétractable et levable, par exemple deux ls bras 461a, 461b rétractables et levables. La plateforme 450 comprend une zone 456 de réception, par exemple de forme triangulaire ou rectangulaire, définie entre deux portions 451a, 451b latérales de la plateforme, pour recevoir un dispositif 1 d'éolienne. Chaque portion latérale est équipée d'un bras 461a, 461b déplaçable, par exemple par un 20 déplacement en translation, entre une position rétractée basse dans laquelle le bras est en retrait par rapport à ladite zone de réception, tel qu'illustré à la figure 14, et une position déployée basse dans laquelle le bras est en saillie dans la zone de réception, tel qu'illustré à la figure 15. Un dispositif d'éolienne est amené dans la zone de réception, les bras 25 étant en position rétractée basse. Après amarrage du dispositif d'éolienne, chaque bras est manoeuvré en position déployée basse de manière à s'étendre entre le ponton 22 reliant deux colonnes 21a, 21c et 21b, 21c, et les poutres s'étendant depuis lesdites colonnes. Les bras en position déployée sont alors manoeuvrés dans une position déployée 30 haute, via des moyens de levage appropriés, pour soulever le dispositif d'éolienne, chaque bras venant en appui de préférence contre la face inférieure de deux poutres 23 du flotteur. Au cours du levage, le flotteur est déballasté progressivement. Des points de levage spécifiques sont avantageusement prévus sous les poutres.
35 Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec différents modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé pour la réalisation d'opérations de maintenance sur un dispositif d'éolienne flottante appartenant à un parc de dispositifs s d'éolienne flottante, ledit dispositif (1) d'éolienne flottante comportant un flotteur (20), au moins une éolienne (10) montée sur ledit flotteur, un système de lignes d'ancrage (3a, 3b, 3c) pour l'ancrage du flotteur au fond (F) sous-marin sur un site de production, et au moins un câble (40) électrique pour la connexion de l'éolienne à un réseau de distribution Io électrique, caractérisé en ce qu'il comprend a) la déconnexion dudit flotteur (20) du système de ligne d'ancrage (3a, 3b, 3c), et du câble (40) électrique, b) le transfert par remorquage du dispositif (1) d'éolienne flottante de son site de production vers un dispositif de maintenance (5, ls 105, 205, 305, 405), c) le positionnement du dispositif d'éolienne sur le dispositif de maintenance, de sorte que le dispositif d'éolienne soit supporté par le dispositif de maintenance.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit 20 dispositif de maintenance des étapes b) et c) est fixé au fond (F) sous-marin.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape c) de positionnement comprend une opération de levage du dispositif (1) d'éolienne au moyen d'un système de levage (6, 106, 206, 25 406) du dispositif de maintenance (5, 105, 205, 405).
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape c) comprend le positionnement du dispositif (1) d'éolienne au-dessus d'un support (61, 161, 261) immergé mobile, et la montée dudit support immergé mobile pour soulever le dispositif d'éolienne. 30
  5. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape c) de positionnement comprend - un déballastage du flotteur (20), - le positionnement du dispositif (1) d'éolienne au-dessus dudit support mobile immergé (61, 161, 261), 35 - la montée dudit support mobile immergé avec un déballastage simultané du flotteur.19
  6. 6. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape c) de positionnement comprend - un déballastage du flotteur (20), - le positionnement du dispositif (1) d'éolienne au-dessus d'un s support immergé (359) fixe, du dispositif de maintenance, - le ballastage du flotteur pour poser le dispositif d'éolienne sur ledit support immergé.
  7. 7. Système de production d'énergie éolienne offshore, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, 10 comprenant un parc de dispositifs (1) d'éolienne flottante offshore, chaque dispositif d'éolienne comportant un flotteur (20) et au moins une éolienne (10) montée sur ledit flotteur, un système de ligne d'ancrage (3a, 3b, 3c), un câble électrique (40) pour la connexion de l'éolienne à un réseau de distribution électrique, caractérisé en ce qu'il comprend en 15 outre un dispositif (5, 105, 205, 305, 405) de maintenance muni de moyens de support (61, 161, 261, 359, 461a, 461b) aptes à supporter au moins un dispositif (1) d'éolienne flottante déconnecté de son système de ligne d'ancrage et de son câble électrique, ledit dispositif de maintenance étant équipé de moyens (53, 153) de maintenance pour 20 effectuer des opérations de maintenance sur les dispositifs d'éolienne flottante.
  8. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif (5, 105, 205, 305, 405) de maintenance est monté fixe sur le fond (F) sous-marin. 25
  9. 9. Système selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit dispositif (5, 105, 205) de maintenance comprend au moins un système de levage (6, 106, 206, 406) comprenant un support immergé mobile (61, 161, 261), constituant lesdits moyens de support, apte à être déplacé par des moyens de levage (60, 160, 265) entre une position basse 30 dans laquelle au moins un dispositif d'éolienne est apte à être disposé au-dessus dudit support immergé mobile, et une position haute dans laquelle ledit dispositif d'éolienne est apte à être porté par ledit support immergé mobile.
  10. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit 35 support immergé mobile comprend un cadre (61, 161), lesdits moyens de20 levage comprenant des systèmes de câbles (62) et/ou des systèmes de treuils et/ou des systèmes (63a, 63b) de vérins.
  11. 11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de levage comprennent des systèmes de vérins de type s vérins traction de câbles.
  12. 12. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit support immergé mobile comprend un caisson (261) ou bouée ballastable, lesdits moyens de levage comprenant un système de pompe (265) pour ballaster/déballaster ledit caisson. io
  13. 13. Système selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que le flotteur (20) du dispositif (1) d'éolienne flottante est de type serai-submersible.
  14. 14. Système selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que le flotteur (20) des dispositifs d'éolienne comprend un système de ls ballast.
  15. 15. Système selon la revendication 7 et 14, caractérisé en ce que les moyens de support comprennent un support immergé fixe (359) sur lequel au moins un dispositif (1) d'éolienne est apte à se poser par déballastage puis ballastage dudit flotteur. 20
  16. 16. Système selon l'une des revendications 7 à 15, caractérisé en ce que ledit dispositif de maintenance (5, 105, 205, 305) comprend en outre une sous-station électrique (55) à laquelle les câbles électriques (40) des dispositifs (1) d'éolienne sont raccordés, ladite sous-station électrique comprenant des moyens de transformation pour transformer 25 l'énergie électrique délivrée par les éoliennes.
  17. 17. Système selon l'une des revendications 7 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une barge (83) de travail comportant au moins un point de fixation (83a, 83b, 83c) pour la fixation de lignes d'ancrage (3a, 3b, 3c) d'un dispositif (1) d'éolienne.
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