1 Dispositif pour la prise d'empreinte d'éléments de structures immergées et procédé mettant en oeuvre un tel dispositif 1 Device for taking the impression of elements of submerged structures and method using such a device
L'invention se rapporte à un dispositif pour la prise d'empreinte d'éléments de structures immergées tels des noeuds de ramificationspar exemple, et à un procédé de prise d'empreinte de tels éléments mettant en oeuvre ce dispositif.The invention relates to a device for taking the impression of elements of submerged structures such as branching nodes for example, and to a method for taking the impression of such elements using this device.
Tous les ouvrages d'art immergés, piliers de ponts, digues, barrages ou plates-formes de forage "off¬ shore" par exemple, sont soumis à plus ou moins longue échéance aux effets de la corrosion. De tels effets se font notamment sentir sur toutes les parties métalliques immer¬ gées en milieu marin et, fonction de l'importance de la corrosion, il en résulte souvent un affaiblissement mécani¬ que de toute la structure de l'ouvrage.All submerged engineering structures, pillars of bridges, dikes, dams or "offshore" drilling platforms, for example, are subject to the effects of corrosion sooner or later. Such effects are particularly felt on all metallic parts immersed in the marine environment and, depending on the extent of the corrosion, this often results in a mechanical weakening of the entire structure of the structure.
En plus des effets néfastes dus à la corrosion, de telles structures immergées subissent les conséquences de contraintes mécaniques diverses, telles la pesanteur, le choc répété des vagues, la pression de courants sous-marins ou la traction sur des points d'ancrage par exemple. Les plates-formes de forage "off-shore" sont des ouvrages d'art relativement sensibles à cet égard, tant par leur construc¬ tion que par leur exposition aux éléments naturels. Sous l'effet de la houle, et cela sur de longues périodes, des éléments constitutifs tels des noeuds de ramifications sont soumis continuellement à des efforts de traction, compres¬ sion, voire cisaillement ou torsion. Présentant le plus souvent de nombreuses soudures, ces noeuds de ramifications constituent des points d'affaiblissement qu'il convient de contrôler régulièrement, renforcer, voire remplacer si nécessaire.In addition to the harmful effects due to corrosion, such submerged structures are subject to the consequences of various mechanical stresses, such as gravity, repeated wave shock, pressure from underwater currents or traction on anchor points for example . "Off-shore" drilling platforms are relatively sensitive structures in this respect, both by their construction and by their exposure to natural elements. Under the effect of the swell, and this over long periods, constituent elements such as branch nodes are continuously subjected to tensile, compressive, even shear or twist forces. Most often having many welds, these branching nodes constitute weak points which should be checked regularly, reinforced, or even replaced if necessary.
Lorsque le problème du renforcement mécanique ou du remplacement de tels éléments de structure se pose, on rencontre très souvent la difficulté suivante: après un temps d'immersion plus ou moins prolongé, ce type d'élément structurel a subi des déformations qu'il convient cependant
de respecter pour ne pas compromettre la stabilité de l'en¬ semble. Il nrest pas rare, en effet, que des flexions de plusieurs centimètres soient constatées sur des barres ou des tubes; en outre, lorsqu'il s'agit de très gros ouvrages, la construction ne peut être exécutée fidèlement par rapport aux plans de construction élaborés. Il s'ensuit que l'on ne peut pas se référer, ou tout au moins dans une mesure suffi¬ sante, à l'exactitude des plans de coristruction initiaux pour reconstruire des éléments de structures à remplacer, ou tout simplement pour y adapter certains dispositifs de ren¬ forcement.When the problem of mechanical reinforcement or replacement of such structural elements arises, the following difficulty is very often encountered: after a more or less prolonged immersion time, this type of structural element has undergone deformations which it is appropriate however to respect so as not to compromise the stability of the whole. It n r is not uncommon, in fact, that several centimeters inflections are observed on bars or tubes; moreover, in the case of very large structures, construction cannot be carried out faithfully in relation to the construction plans drawn up. It follows that one cannot refer, or at least to a sufficient extent, to the accuracy of the initial co-construction plans for reconstructing structural elements to be replaced, or quite simply for adapting certain reinforcement devices.
Les techniques actuelles de métrologie sous-marihe sont pour l'instant difficilement applicables à la mesure de structures aussi complexes que des noeuds de ramifications, notamment lorsqu'il s'agit de la reconstitution des structu¬ res tridimensionnelles. De telles techniques exigent en outre le séjour prolongé de plongeurs, le plus souvent à de grandes profondeurs, ce qui se révèle fort dangereux et fort coûteux; en outre, l'exactitude requise par les construc¬ teurs ne peut être assurée à l'aide des relevés ainsi prati¬ qués.Current underwater metrology techniques are currently difficult to apply to the measurement of structures as complex as branch nodes, especially when it comes to the reconstruction of three-dimensional structures. Such techniques also require the prolonged stay of divers, most often at great depths, which proves to be very dangerous and very expensive; furthermore, the accuracy required by the builders cannot be ensured with the aid of the readings thus practiced.
Pour procéder à la mesure et à la reconstitution d'éléments de structures immergées tels des noeuds de rami¬ fications, il importe à l'homme du métier de disposer de solutions techniques aisément applicables, non dangereuses et sûres. On y parvient avantageusement.à l'aide du disposi¬ tif selon la revendication 1, en procédant comme indiqué à la revendication 5.To carry out the measurement and the reconstruction of elements of submerged structures such as branching nodes, it is important for those skilled in the art to have readily applicable, non-dangerous and safe technical solutions. This is advantageously achieved using the device according to claim 1, by proceeding as indicated in claim 5.
Il a été en effet trouvé qu'un tel dispositif, mis en oeuvre selon le procédé de la présente invention, conve¬ nait avantageusement à la mensuration d'éléments de structu¬ res immergées fort complexes, tels des noeuds de ramifica¬ tions d'éléments de soutien, poutres ou tubes, supportant des plates-formes de forage "off-shore" par exemple.It has in fact been found that such a device, implemented according to the method of the present invention, is advantageously suitable for the measurement of highly complex submerged structural elements, such as branching nodes of support elements, beams or tubes, supporting "off-shore" drilling platforms for example.
. Les figures en annexe illustrent, à titre d'exem¬ ple uniquement, une exécution du dispositif selon l'inven¬ tion.
3. The appended figures illustrate, by way of example only, an embodiment of the device according to the invention. 3
Pig. 1 est une vue éclatée représentant le dispo¬ sitif en cours d'assemblage autour d'un noeud de ramifica¬ tions .Pig. 1 is an exploded view showing the device in the process of being assembled around a ramifications node.
Fig. 2 représente le dispositif assemblé autour dudit noeud de ramifications.Fig. 2 shows the device assembled around said branch node.
Fig. 3 est une vue éclatée représentant les élé¬ ments de matière polymérisée obtenus à l'aide du dispositif selon l'invention et utilisés pour la 'reconstitution du noeud d ramifications.Fig. 3 is an exploded view showing the elements of polymerized material obtained using the device according to the invention and used for the 'reconstruction of the branch node.
Selon l'invention, le dispositif comprend des éléments de coffrage préformés rigides 7,8,9... coopérant deux à deux par leurs arêtes 7a/8a, 8b/9b, 9c/10c... et dont l'une des parois 11,12,13... formant cloison est agencée pour prendre appui par sa tranche sur la surface d'un ou de plusieurs éléments 1,2,3,4... selon leur axe longitudinal. Une fois assemblés autour de l'élément de structure concer¬ né, lesdits éléments de coffrage constituent une enceinte compartimentée 15 présentant des passages 16,17,18... épou¬ sant le pourtour desdits éléments 1,2,3,4....According to the invention, the device comprises rigid preformed formwork elements 7,8,9 ... cooperating in pairs by their edges 7a / 8a, 8b / 9b, 9c / 10c ... and one of the walls of which 11,12,13 ... forming a partition is arranged to bear by its edge on the surface of one or more elements 1,2,3,4 ... along their longitudinal axis. Once assembled around the structural element concerned, said shuttering elements constitute a compartmentalized enclosure 15 having passages 16,17,18 ... spanning the periphery of said elements 1,2,3,4 .. ..
Pour des raisons pratiques évidentes, la construc¬ tion du dispositif sera de préférence conçue de façon telle que la surface supérieure de l'enceinte soit entièrement dégagée. Afin d'assurer la meilleure tenue possible des éléments assemblés, les arêtes 7a,8a,8b,9b... seront con¬ formées de façon appropriée: elles pourront présenter des profils mâles, respectivement femelles, coopérant avec le profil correspondant de l'arête de l'élément voisin, comme illustré par les fig. 1 et 2.For obvious practical reasons, the construction of the device will preferably be designed in such a way that the upper surface of the enclosure is entirely free. In order to ensure the best possible resistance of the assembled elements, the edges 7a, 8a, 8b, 9b ... will be suitably shaped: they may have male profiles, respectively female profiles, cooperating with the corresponding profile of the edge of the neighboring element, as illustrated in FIGS. 1 and 2.
Selon l'invention, l'une au moins des parois cons¬ titutives des éléments de coffrage forme cloison, découpant l'enceinte 15 en autant de compartiments distincts que nécessaire. A de telles fins, lesdites parois (11,12,13... dans l'exécution particulière illustrée par les fig. 1 et 2) sont agencées pour prendre appui par leur tranche sur la surface d'un ou. plusieurs éléments de l'ensemble immergé considéré. Afin de permettre un démoulage aisé et une reconstitution fidèle du modèle spatial à reproduire, lesdites parois seront également agencées de façon à prendre appui selon l'axe longitudinal des éléments 1,2,3...
Selon l'invention, chacun desdits éléments de coffrage présente, sur une partie au moins de ses arêtes, un ou plusieurs évidements disposés de façon à coïncider avec un ou plusieurs évidements correspondants de l'élément de coffrage voisin, formant ainsi des passages 16,17,18... dont l'axe de symétrie est le plus généralement représenté par l'arête commune à deux éléments assemblés. Lesdits passages 16,17,18... sont conformés de façon à -épouser le pourtour d'un ou plusieurs éléments 1,2,3,4..., tubes ou poutres par exemple, de la structure immergée.According to the invention, at least one of the walls constitutive of the shuttering formwork elements, dividing the enclosure 15 into as many separate compartments as necessary. For such purposes, said walls (11,12,13 ... in the particular embodiment illustrated by FIGS. 1 and 2) are arranged to bear by their edges on the surface of an or. several elements of the submerged assembly considered. In order to allow easy demolding and a faithful reconstruction of the spatial model to be reproduced, said walls will also be arranged so as to bear along the longitudinal axis of the elements 1,2,3 ... According to the invention, each of said formwork elements has, on at least part of its edges, one or more recesses arranged so as to coincide with one or more corresponding recesses of the neighboring formwork element, thus forming passages 16, 17,18 ... whose axis of symmetry is most generally represented by the edge common to two assembled elements. Said passages 16,17,18 ... are shaped so as to marry the periphery of one or more elements 1,2,3,4 ..., tubes or beams for example, of the submerged structure.
La construction de tels éléments de coffrage ne pose pas de problèmes particuliers; elle s'effectue aisément à l'aide des techniques usuelles. Le pr formage, en outre, s'exécute aisément à partir des plans de construction des éléments de structure concernés, tout au moins avec une exactitude suffisante pour que leur mise en place se fasse sans difficultés.The construction of such formwork elements poses no particular problems; it is easily carried out using the usual techniques. Pre-forming, moreover, is easily carried out from the construction plans of the structural elements concerned, at least with sufficient accuracy so that their installation is done without difficulty.
Selon l'invention également, le pourtour des passages 16,17,18..., la tranche des parois 11,12,13... des éléments de coffrage prenant appui sur les éléments 1,2,3,4... et, le cas échéant, les arêtes 7a,8a,8b,9b... par lesquelles coopèrent lesdits éléments de coffrage, sont pourvus de joints d'étanchéité élastiques 23.According to the invention also, the periphery of the passages 16,17,18 ..., the edge of the walls 11,12,13 ... of the formwork elements bearing on the elements 1,2,3,4 ... and, where appropriate, the edges 7a, 8a, 8b, 9b ... through which said formwork elements cooperate, are provided with elastic seals 23.
De tels joints ont pour effet d'absorber les inévita¬ bles disparités de la construction d'après des plans et de la situation réelle rencontrée sur place. La pratique déter¬ minera l'amplitude des variations à ainsi absorber, par conséquent l'épaisseur des joints 23 à disposer. De tels joints sont le plus généralement constitués de matière polymérisée élastique, telle une mousse de polyuréthane, du polypropylène, du pol butadiène, du caoutchouc naturel ou synthétique par exemple.Such seals have the effect of absorbing the inevitable disparities in construction according to plans and the real situation encountered on the spot. The practice will determine the amplitude of the variations to be thus absorbed, consequently the thickness of the seals 23 to be placed. Such seals are most generally made of elastic polymerized material, such as polyurethane foam, polypropylene, pol butadiene, natural or synthetic rubber for example.
Pour en faciliter la manipulation en milieu liquide, les éléments de coffrage seront de préférence faits d'une matière présentant une densité sensiblement voisine de celle du milieu liquide ambiant: il peut s'agir de matériaux simples ou composites, tel le bois aggloméré, le polyester renforcé à l'aide de fibres de verre par exemple, convena¬ blement lesté si nécessaire par des éléments métalliques.
Selon le cas, on peut également utiliser des élé¬ ments de coffrage en acier, ces derniers étant alors main¬ tenus en suspension à l'aide de flotteurs ou, dans la mesure du possible, retenus à partir de la surface par des câbles ou tout autre moyen approprié.To facilitate handling in a liquid medium, the formwork elements will preferably be made of a material having a density substantially close to that of the ambient liquid medium: it may be simple or composite materials, such as agglomerated wood, polyester reinforced with glass fibers for example, suitably ballasted if necessary with metallic elements. Depending on the case, steel formwork elements can also be used, the latter then being maintained in suspension using floats or, as far as possible, retained from the surface by cables or any other appropriate means.
Pour en assurer la mise en place aussi bien que leur évacuation du lieu de travail, lesdits éléments pour¬ ront être en outre pourvus de moyens annexes d'accrochage ou de préhension 24, disposés par exemple à leur- extrémité supé¬ rieure.To ensure the establishment as well as their evacuation from the workplace, said elements pour¬ ront be further provided with additional attachment or gripping means 24, arranged for example at their upper end superior.
Selon l'invention, le dispositif comprend des moyens 20 permettant de fixer entre eux les éléments de coffrage 7,8,9... assemblés. Tout moyen connu approprié tel que loquet, "clip", système à vis ou boulon par exemple, peut être utilisé à de telles fins. Ces moyens seront conçus pour assurer un assemblage temporaire des éléments de coffrage.According to the invention, the device comprises means 20 making it possible to fix together the formwork elements 7,8,9 ... assembled. Any suitable known means such as a latch, "clip", screw system or bolt for example, can be used for such purposes. These means will be designed to temporarily assemble the formwork elements.
Selon l'invention en outre, le dispositif comprend des moyens 21 permettant d'amener à la zone inférieure de chacun des compartiments ainsi délimités une composition liquide poly érisable 22. A titre de moyen 21, on peut par exemple utiliser une pompe à injection raccordée à un con¬ duit dont l'extrémité inférieure débouche près du fond de l'enceinte 15, à l'intérieur de cette dernière. La solution la plus simple consiste en l'emploi d'un tuyau souple, de diamètre suffisant, amenant la composition liquide 22 depuis la surface.According to the invention further, the device comprises means 21 making it possible to bring to the lower zone of each of the compartments thus delimited a poly erisable liquid composition 22. As means 21, it is possible for example to use a connected injection pump to a conduit whose lower end opens out near the bottom of the enclosure 15, inside the latter. The simplest solution consists in using a flexible hose, of sufficient diameter, bringing the liquid composition 22 from the surface.
Selon l'invention, ladite composition liquide possède une densité^supérieure à celle du milieu liquide ambiant. A l'aide des moyens décrits ci-dessus, elle est amenée à la zone inférieure de chacun des compartiments de l'enceinte 15, ceux-ci étant alors progressivement remplis par le fond, la composition liquide 22 chassant l'eau vers le haut, au fur et à mesure de son arrivée. En procédant de la sorte, on évite un brassage non souhaité des liquides présents pouvant conduire à la formation d'émulsions, le cas échéant à des défauts d'homogénéité de la masse 22 une fois polymérisée. L'ajustement de la densité s'effectue de façonAccording to the invention, said liquid composition has a density ^ higher than the surrounding liquid medium. Using the means described above, it is brought to the lower zone of each of the compartments of the enclosure 15, these then being gradually filled by the bottom, the liquid composition 22 driving the water upwards. , as it arrives. By proceeding in this way, an undesired mixing of the liquids present can be avoided, which can lead to the formation of emulsions, if necessary, homogeneity defects of the mass 22 once polymerized. The density is adjusted in a way
β usuelle, à. l'aide de produits du commerce. Ladite composi¬ tion liquide présente en outre la caractéristique de poly- ériser, dans les conditions du milieu ambiant, sans retrait: c'est à cette condition que l'on peut garantir la fidélité du moulage ainsi pratiqué, par conséquent l'exac¬ titude des mesures des éléments de structure considérés. La composition liquide doit en outre avoir la caractéris¬ tique de générer une masse polymériséé 22 n'adhérant pas au métal ou au béton constituant la masse des éléments 1,2,3,4... Cette particularité ne pose aucun problème, car elle se retrouve en fait dans un grand nombre de composi¬ tions génératrices de matière polymériséé. β usual, at. using commercial products. Said liquid composition also has the characteristic of polyerizing, under the conditions of the ambient environment, without shrinkage: it is on this condition that the fidelity of the molding thus practiced can be guaranteed, consequently the exac¬ titude of the measurements of the structural elements considered. The liquid composition must also have the characteristic of generating a polymerized mass 22 which does not adhere to the metal or to the concrete constituting the mass of the elements 1,2,3,4 ... This characteristic poses no problem, because it is in fact found in a large number of compositions generating polymerized material.
A titre de composition liquide selon l'invention, on peut avantageusement utiliser des mélanges à deux compo¬ sants, générateurs de résines époxy ou de polyuréthanes, le cas échéant mélangés à divers additifs tels que substances de lest, retardateurs de polymérisation ou colorants par exemple. L'essentiel est d'obtenir une composition liquide polymérisant sous l'eau et dont les caractéristiques peuvent être adaptées en tout temps aux nécessités exposées précé¬ demment: l'homme du métier peut y parvenir aisément, à l'aide des produits du commerce spécialisé.As a liquid composition according to the invention, it is advantageously possible to use mixtures with two components, generating epoxy resins or polyurethanes, optionally mixed with various additives such as ballast substances, polymerization retardants or dyes for example . The main thing is to obtain a liquid composition which polymerizes under water and whose characteristics can be adapted at any time to the requirements set out previously: the skilled person can easily do this, using commercial products. specialized.
La mise en oeuvre du dispositif selon l'invention s'effectue de la façon suivante:The implementation of the device according to the invention is carried out as follows:
- on amène, à l'aide de tout moyen approprié, des éléments de coffrage préformés rigides 7,8,9,... à la hauteur de l'élément de structure concerné;- We bring, using any appropriate means, rigid preformed formwork elements 7,8,9, ... at the height of the structural element concerned;
- on les assemble deux à deux par leurs arêtes- they are assembled two by two by their edges
7a,8a,8b,9b, c... pour former une enceinte compartimentée 15 ouverte vers le haut, dont les parois 11,12,13... formant cloison prennent appui par leur tranche sur la surface d'un ou de plusieurs éléments 1,2,3,4... selon leur axe longitu¬ dinal et dont certaines des faces laissent passer lesdits éléments 1,2,3,4... au travers de passages 16,17,18...;7a, 8a, 8b, 9b, c ... to form a compartmentalized enclosure 15 open upwards, the walls 11,12,13 ... forming a partition being supported by their edges on the surface of one or more elements 1,2,3,4 ... along their longitudinal axis and some of the faces of which allow said elements 1,2,3,4 ... to pass through passages 16,17,18 ...;
- on remplit ensuite chacun des compartiments de l'enceinte 15 ainsi délimités à l'aide d'une composition liquide 22 polymérisant' sans retrait, à partir de leur zone inférieure;- Then each of the compartments of the enclosure 15 thus delimited is filled with a liquid composition 22 polymerizing ' without shrinkage, from their lower zone;
- on dégage finalement la masse polymériséé 22 des éléments 1,2,3,4... avec lesquels elle était en contact.
Pour que ladite masse polymériséé soit séparée en autant de parties qu'il y a de compartiments, on fera en sorte que le niveau de remplissage maximum desdits comparti¬ ments soit situé au-dessous de la surface supérieure de l'enceinte 15.- Finally, the polymerized mass 22 is released from the elements 1,2,3,4 ... with which it was in contact. In order for said polymerized mass to be separated into as many parts as there are compartments, it will be ensured that the maximum filling level of said compartments is located below the upper surface of the enclosure 15.
Afin de faciliter le dégagement de la masse 22 des éléments de structure ainsi moulés, on peut enduire préala¬ blement ceux-ci d'un film liquide antiadhërent, telle une huile de silicone par exemple. On peut en faire de même en ce qui concerne la face interne des éléments de coffrage ou tapisser celle-ci d'un film polymère présentant une faible adhérence vis-à-vis de la masse polymériséé 22, une feuille de polyester par exemple. De telles opérations ne sont cependant pas indispensables à la bonne mise en oeuvre de l'invention.In order to facilitate the release of the mass 22 from the structural elements thus molded, the latter can be coated beforehand with a non-stick liquid film, such as a silicone oil for example. The same can be done with regard to the internal face of the shuttering elements or cover the latter with a polymer film having a weak adhesion with respect to the polymerized mass 22, a polyester sheet for example. Such operations are however not essential for the proper implementation of the invention.
Dans un même but, on peut munir le dispositif selon l'invention, chacun des compartiments de l'enceinte 15 à la rigueur, de moyens 25 permettant d'amener un fluide sous pression, de l'air comprimé par exemple, au contact de la surface des éléments de structure destinés à être pris dans la masse polymérisé 22. L'emploi de tels moyens annexes peut se justifier à de grandes profondeurs.For the same purpose, the device according to the invention, each of the compartments of the enclosure 15 may be provided, with means 25 allowing a pressurized fluid, compressed air for example, to be brought into contact with the surface of the structural elements intended to be taken from the polymerized mass 22. The use of such additional means can be justified at great depths.
Une fois les portions de masse polymériséé 22 remontées en surface et assemblées conformément à l'arrange¬ ment spatial déterminé par l'enceinte compartimentée 15, on peut aisément reproduire à l'identique l'élément de struc¬ ture considéré. Il a en outre été constaté qu'à l'aide des¬ dites portions de masse 22, on pouvait également contrôler l'état de surface des éléments de la structure immergée, et tout particulièrement la qualité des soudures métalliques.
Once the portions of polymerized mass 22 have risen to the surface and assembled in accordance with the spatial arrangement determined by the compartmentalized enclosure 15, it is easy to reproduce the identical structural element considered. It has also been found that with the aid of said mass portions 22, it was also possible to control the surface condition of the elements of the submerged structure, and in particular the quality of the metal welds.