EP2470723A1 - Fondation support pour une hydrolienne, dispositif subaquatique et procédé de mise en place associés - Google Patents

Fondation support pour une hydrolienne, dispositif subaquatique et procédé de mise en place associés

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Publication number
EP2470723A1
EP2470723A1 EP10763752A EP10763752A EP2470723A1 EP 2470723 A1 EP2470723 A1 EP 2470723A1 EP 10763752 A EP10763752 A EP 10763752A EP 10763752 A EP10763752 A EP 10763752A EP 2470723 A1 EP2470723 A1 EP 2470723A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
foundation
support
box
support foundation
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10763752A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ange Luppi
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 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 France SAS filed Critical Technip France SAS
Publication of EP2470723A1 publication Critical patent/EP2470723A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/52—Submerged foundations, i.e. submerged in open water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
    • E02D27/425—Foundations for poles, masts or chimneys specially adapted for wind motors masts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/52—Submerged foundations, i.e. submerged in open water
    • E02D27/525—Submerged foundations, i.e. submerged in open water using elements penetrating the underwater ground
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/06—Constructions, or methods of constructing, in water

Definitions

  • the present invention relates to a support foundation for a tidal turbine, intended to be placed on the bottom of a body of water, the support foundation comprising:
  • each support leg On the bottom of the body of water, connected to each other by the base, each support leg having a hollow box.
  • Such a support foundation is intended to be placed in abutment on the bottom of a body of water, in which hydraulic or marine currents are present.
  • This body of water may be for example an ocean, or a sea, in which case the hydraulic or marine currents result in particular tides or swell.
  • the body of water is a river or river, in which the hydraulic or marine currents result in particular from the flow between the source and the mouth of the body of water.
  • the support foundation carries and fixes on the bottom of the body of water a tidal turbine comprising a turbine and an alternator.
  • the tidal turbine is able to collect the hydraulic energy resulting from the circulation of water into a mechanical energy of rotation using the turbine, then to transform the mechanical energy into electrical energy using the alternator .
  • the support foundation maintains the tidal turbine very firmly in position on the bottom of the body of water, keeping as much as possible the orientation tidal turbine to optimize its energy production.
  • These support foundations include a central base carrying the tidal turbine and three vertical legs for sinking into the bottom of the body of water. Each leg includes a box open down which sinks into the bottom of the body of water, once the foundation support placed on the bottom.
  • the box is further ballasted to stabilize the support foundation on the bottom of the body of water.
  • Such support foundations are well suited for substantially flat bottoms and having sufficient rigidity to prevent too much depression of the support foundation in the bottom.
  • An object of the invention is to obtain a tidal turbine support foundation that can be arranged simply and inexpensively on any type of seabed, including those having a bottom provided with reliefs and / or soft areas.
  • each support leg further comprises:
  • the support foundation according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken in isolation or according to any combination (s) technically possible (s):
  • each adjusting member comprises a deployable element towards the bottom of the body of water with respect to the box before the installation of the support foundation on the bottom of the body of water;
  • each adjusting member comprises a fixed element relative to the caisson, the deployable element being mounted movable relative to the fixed element before the installation of the support foundation on the bottom of the body of water, the fixed element and the deployable element being in particular formed by telescopic tubes;
  • Each box comprises at least one bottom wall and a side wall defining an internal volume to be filled with gas to ensure proper buoyancy to the support foundation on the body of water;
  • the box comprises an upper wall closing up the internal volume, the box having at least one injection nozzle and / or purge fluid in the interior volume.
  • the internal volume opens constantly upwards above the lateral wall
  • one of the cooperation members delimits a cavity opening downwards, intended to be inserted into the bottom of the body of water;
  • the cavity is delimited by a hollow receptacle opening downwards and presenting an upper closing wall towards the top of the cavity;
  • one of the cooperation members comprises a totally solid bottom surface, in particular a convex surface, to oppose the penetration of the cooperation member into the bottom of the body of water.
  • the invention also relates to an underwater device for generating electric power, characterized in that it comprises:
  • a tidal turbine mounted on the tidal turbine support.
  • the invention also relates to a method of setting up a support foundation as defined above comprising the following steps:
  • the method according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken alone or in any combination (s) technically possible (s):
  • the transport step is performed by maintaining the support foundation partially immersed in the body of water under the effect of its own buoyancy.
  • FIG. 1 is a partially exploded top perspective view of a first electric power generating device comprising a support foundation according to the invention placed on the bottom of a body of water;
  • Figure 2 is a side view of the device of Figure 1;
  • FIG. 3 is a view similar to Figure 2, before its installation on the bottom of the body of water;
  • Figure 4 is a sectional view along a median vertical plane of a leg of the support foundation of Figure 1;
  • FIG. 5 to 9 are views similar to FIG. 4 of variants of support foundation legs according to the invention.
  • FIG. 10 is a front view of a tidal turbine clean to be carried by the support foundation of Figure 1;
  • FIG. 1 1 is a perspective view of three-quarter face of another clean water turbine to be carried by the support foundation of Figure 1;
  • FIG. 12 is a side view showing a laying ship and a support foundation according to the invention, in a first step of a first method of placing the support foundation according to the invention;
  • FIG. 13 is a view similar to Figure 12, in a second step of the first implementation method
  • FIG. 14 is a side view of a laying ship and a support foundation in a first step of a second implementation method according to the invention
  • Figure 15 is a view similar to Figure 14 in a second step of the second implementation method.
  • Figure 16 is a view similar to Figure 14 in a third step of the second implementation method.
  • This device 10 is intended to be placed on the bottom 12 of a body of water
  • the body of water 14 is for example a body of salt water having hydraulic or marine currents, such as an ocean or a sea, or a body of fresh water in circulation, such as a river or a river.
  • the minimum depth of the water body 14 in the region where the device 10 is placed is greater than 5 m and is generally between 20 m and 60 m.
  • the bottom 12 of the body of water is delimited by solid material such as rocks or sediments. It has an upper surface which, in the example shown in FIG. 2, is provided with asperities such as steps
  • 16A, 16B, 16C extending at different depths relative to the surface of the body of water 14.
  • the bottom 12 of the body of water 14 may also have relatively more rigid areas and relatively more flexible areas facing the underwater device 10.
  • the underwater device 10 is totally immersed under the surface of the body of water 14. It comprises a support foundation 20 fixed in support on the bottom 12 of the body of water 14 and a tidal turbine 22, sometimes referred to as
  • the tidal turbine 22 comprises a base body 24 fixed on the support foundation 20 by means of a fixing stud 26.
  • It comprises a hydraulic turbine 28 rotatably mounted about an axis
  • A-A substantially horizontal on the base body 24 to transform the hydraulic energy present in the body of water 14 into a mechanical energy rotation.
  • the tidal turbine 22 further comprises an alternator 30 adapted to convert the mechanical energy resulting from the rotation of the turbine 28 into an electric power.
  • the base body 24 comprises a fairing 32 capable of guiding the flow of water towards the turbine 28 along its axis of rotation AA 'and a turbine support. 34 disposed in the fairing 32.
  • the turbine 28 comprises a hub 36 rotatably mounted about the axis A-A 'in the turbine support 34 and a plurality of blades 38 which protrude radially into the shroud 24 from the hub 36.
  • the base body 24 is devoid of fairing and the turbine 28 is mounted at one end of the turbine support 34.
  • the axis A-A 'of rotation of the turbine 28 is vertical.
  • the fixing stud 26 comprises a substantially cylindrical upper portion 40 carrying the base body 24, an intermediate guiding portion 42 of convergent shape downwards, and a substantially cylindrical lower portion 44 for to be inserted in the support foundation 20.
  • the lower portion 44 has a transverse dimension, taken perpendicularly to a vertical axis, less than the transverse dimension of the upper portion 40.
  • the fixing stud 26 comprises, along a generatrix of the lower portion 44, a vertical guide rib 46 for indexing angularly the tidal turbine 22 on the support foundation 20 as will be seen below.
  • the tidal turbine 22 is removably mounted on the support foundation 20 so that it can be raised to the surface of the body of water 14, for its periodic maintenance, without having to go up the foundation. 20.
  • the tidal turbine 22 is fixed permanently on the support foundation 20.
  • the support foundation 20 comprises a perforated base 50, at least three substantially vertical legs 52 of support on the bottom 12 of the body of water 14, interconnected by the base 50, and a Turbine support 54 carried by the base 50.
  • the base 50 has a substantially polygonal outer contour, the legs 52 being arranged at the vertices of the polygon.
  • the base 50 has a triangle shape advantageously equilateral or isosceles and the support foundation 20 has three legs arranged at the top of the base 50.
  • the number of legs 52 is greater than three to further increase the stability of the support foundation 20.
  • the base 50 is formed by a plurality of ribs 6OA, connecting the tug support 54 to each leg 52, and a plurality of ribs 6OB connecting each leg 52 to two adjacent legs 52.
  • the base 50 comprises at least two inclined ribs 6OA, connecting the base 54 to each leg 52 and at least two substantially horizontal ribs 6OB connecting one leg 52 to an adjacent leg 52.
  • the ribs 6OA, 6OB delimit between them water circulation spaces to minimize the resistance of the support foundation 20 to the hydraulic or marine currents.
  • each leg 52 comprises a hollow upper box
  • Each leg 52 further comprises an element 76 for attachment to a line of descent of the supporting foundation 20 in the body of water 14.
  • each box 70 delimits an internal volume 78 of buoyancy and ballasting, intended to be filled selectively with a gas to ensure the buoyancy of the support foundation 20 during its transport and by a solid or a liquid of ballast to ensure the stability of the support foundation 20 on the bottom 12 of the body of water 14 after the laying of the support foundation.
  • Each box 70 has a substantially cylindrical shape with a vertical axis B-B '. It thus comprises a bottom wall 80, a peripheral lateral wall 82 and an upper wall 84, the walls 80, 82 and 84 internally defining the volume 78.
  • each box 70 is for example between
  • the casing 70 further comprises a nozzle 85A for injecting liquid or solid into the volume 78 and a purge tap 85B of the volume 78 opening into the internal volume 78 above the injection nozzle 85A.
  • the taps 85A, 85B are provided with valves to selectively block the access to the volume 78.
  • the adjusting member 72 is fixed on the casing 70.
  • the member 72 comprises in this example a first tubular element 86 fixedly mounted in the casing 70 through the internal volume 78 between the bottom wall 80 and the upper wall 84 and a lower tubular element 88, deployable from the fixed element 86 before or during the installation of the support foundation 20, to adjust the vertical position of the box 70 above the bottom 12 of the body of water.
  • the fixed element 86 and the movable element 88 are formed by telescopic tubes mounted sliding one inside the other along a vertical axis.
  • the deployable member 88 is movable relative to the fixed member 86 to protrude downwardly beyond the housing 70 between a retracted position in the well 70, shown in FIG. 3, and a plurality of deployed positions under the box 70 at a chosen height.
  • the deployable element 88 is temporarily or permanently immobilized in a deployed position chosen relative to the fixed element 86 and relative to the box 70, to maintain the box 70 at a fixed position. vertical position chosen relative to the bottom 12 of the body of water.
  • This vertical position is for example between 0.5 m and 5 m above the bottom 12.
  • the immobilization of the fixed element 86 relative to the deployable element 88 is for example provided by welding, screwing, riveting, or by plastic deformation.
  • the boxes 70 can be held with their bottom walls 80 substantially at a vertical position chosen so that the base 50 and the support 56 have a determined orientation in a horizontal plane and in a vertical plane.
  • the base 50 is kept substantially horizontal, the boxes 70 being all arranged substantially at the same depth with respect to the surface of the body of water 14.
  • the projecting height of the adjusting members 72 between the box 70 and the cooperation member 74 may be different from one leg 52 to the other. This height is for example between 1/10 times and 1 times the height of the box 70.
  • the support foundation 20 comprises at least two adjustment members
  • the cooperation member 74 has a maximum transverse dimension, taken horizontally in FIG. 2, greater than the maximum transverse dimension of the rigid adjustment member 72.
  • the cooperation member 74 is formed by a shoe 90 fixed to the lower end of the adjustment member 72.
  • the shoe 90 is placed in abutment on the bottom 12 of the body of water. It has a bottom surface 92, convex and convex, directed downwards to prevent or at least limit the depression of the leg 52 in the bottom 12, especially if the bottom 12 is movable.
  • the pad 90 is formed by a cone pointing downwards, delimiting a bottom surface 92 full.
  • a conical shoe 90 is particularly adapted to a bottom 12 constituted or comprising a large amount of rocks 94.
  • the cooperation member 74 is formed by a hollow receptacle 94 turned downwards delimiting a cavity 96 for receiving the bottom 12.
  • the cavity 96 opens out downwards to allow the receptacle 94 to sink into the bottom 12.
  • the height of the receptacle 94 is advantageously relatively small, for example less than the height of the box 70.
  • the hollow wall delimiting the receptacle 94 is solid facing the volume 98 delimited between the receptacle 94 and the bottom 12 in the cavity 96.
  • the receptacle 94 comprises a tapping 100 opening into the volume 98 through an upper region of the hollow wall forming the receptacle 94.
  • the tapping 100 is intended to be connected to a pump for sucking up the fluid present in the volume 98 and drive the receptacle 94 into the bottom 12, which forms a suction anchor.
  • the height of the receptacle 94 is then advantageously greater than that of the box 70.
  • the cooperation member 74 is formed by a mass 102 of cement which is injected through the upper tubular element 86 and through the lower tubular element 88 whose end is first introduced. by drilling into the bottom 12 of the body of water 14.
  • the mass 102 extends around the lower tubular element 88 between its lower end and the mass of water 14.
  • a cooperation member 74 adapted to the nature of the soil below the leg 52 is used.
  • the support foundation 20 may therefore comprise legs 52 having cooperation members 74 of distinct structures. This makes it possible to ensure good stability, in particular horizontal stability, of the support foundation 20 on the bottom 12 of the mass of water 14.
  • the box 70 is open upwards along the upper edge of the side wall 82. It thus has no upper wall 84 above the side wall 82.
  • the interior volume 78 can be filled with liquid and / or solid ballast through the opening of the box 70 located above the side wall 82.
  • the tidal turbine support 54 comprises a nacelle 1 10 substantially cylindrical, and a sleeve 1 12 for guiding the attachment stud 26 inserted into the nacelle 1 10
  • the nacelle 1 10 is formed by a hollow wall opening upwards. It extends along a nacelle axis C-C which, in this example, is vertical and passes substantially in the vicinity of the center of gravity of the base 50.
  • the members 6OA connecting the support 54 to each leg 52 are fixed on the outer surface of the nacelle 1 10 being angularly distributed around the axis of the nacelle.
  • the guide sleeve 1 12 is disposed in the nacelle 1 10. It comprises a lower region 1 14 for receiving the lower portion 44 of the stud 26 and an upper region 1 16 divergent upwards for the support of the converging intermediate portion 42 of the pad 26.
  • the sleeve 1 12 further delimits a vertical slot 1 18 for receiving the indexing rib 46, the slot 1 18 opening upwards through a diverging cavity 120 for guiding the groove 46 towards the slot 118.
  • the lower region 114 delimits a central cylindrical cavity of cross section substantially conjugated to the cross section of the lower portion 44.
  • the upper region 116 also delimits a central cavity diverging upwards and having a shape complementary to the shape of the intermediate portion 42.
  • the slot 1 18 extends through the lower region 1 14 and partially through the upper region 1 16. It has a width conjugate to that of the rib 46 to lock the stud 26 in rotation about the axis CC when the rib 46 is received in the slot 1 18.
  • the divergent cavity 120 is formed in the upper region 1 16 at the upper end of the slot 1 18.
  • the stud 26 has been partially introduced into the nacelle 1 10.
  • the lower portion 44 is housed in the lower region 14 and the intermediate portion 42 rests on the upper region 16. .
  • the rib 46 is immobilized angularly in the slot 1 18 providing an angular indexing of the tidal turbine 22 in a determined position around the axis C-C.
  • FIGS. 12 and 13 A first method of setting up a device 10 for generating electrical power according to the invention is illustrated in FIGS. 12 and 13.
  • This method is implemented using a laying ship 130 provided with lifting gear 132, such as cranes.
  • the machines 132 have deployable lines 133 capable of lowering the device 10 in the body of water 14.
  • This method comprises a step of transporting the support foundation 20 to the surface of the body of water 14 to a point situated opposite a laying region 134 of this foundation on the bottom 12 of the body of water 14.
  • the method then comprises a step of total immersion of the support foundation 20 in the body of water 14 from the laying ship 130, and a step of placing the support foundation 20 resting on the bottom 12 of the mass of water. water 14.
  • the support foundation 20 is loaded on the ship 130.
  • the adjustment members 72 of the legs 52 are retracted into the caissons 70, so that the vertical space requirement of the support foundation 20 is minimal.
  • the lower tubular elements 88 are held in the retracted position in the upper tubular elements 86.
  • the cooperation members 74 are kept close to the boxes 70.
  • the topography of the laying region 134 is determined before the establishment of the support foundation 20.
  • each adjusting member 72 projecting under the box 70 is calculated for each leg 52 as a function of the topography determined to maintain the base 50 in a given orientation with respect to a vertical plane and with respect to a horizontal plane on the bottom 12 of the body of water 14.
  • the adjustment members 72 are then deployed at the surface for each leg 52, by adjusting their height as a function of the height values calculated for each leg 52.
  • the lower tubular elements 88 are immobilized at the height determined on the upper tubular elements 86 by welding or by plastic deformation on the surface of the body of water, for example on the laying ship 130.
  • the actuating lines 133 are then fixed on the hook members 76 and the cranes 132 are operated to extract the support foundation 20 from the ship 130 and place it facing the laying region 134 above or partially immersed in the water body 14.
  • a selected quantity of solid and / or liquid ballast is then introduced into the interior volume 78 of each box 70 and the support foundation 20 is lowered into the body of water 14.
  • the tidal turbine 22 is previously mounted on its support 54 by introducing the attachment stud 26 in the nacelle 1 10 as described above.
  • the support foundation 20 is lowered and placed on the bottom 12 before the tidal turbine 22, the tidal turbine 22 then being lowered into the body of water 14 after the support foundation 20 has been placed on the bottom 12.
  • the support foundation 20 is totally immersed in the body of water 14, then descends to the region 134 while being hung on the lines 133 to have the cooperation members 74 in contact with the bottom 12 of the body of water.
  • the support foundation 20 is positioned very precisely and robust on the bottom 12 of the body of water 14.
  • the cost of laying the support foundation 20 and the device 10 is reduced and the laying operation is facilitated.
  • the support foundation 20 is lowered while keeping the adjustment members 72 retracted.
  • the support foundation 20 reaches a chosen position with at least one leg 52 located away from the bottom 12 of the body of water, the lower tubular elements 88 are released to deploy towards the bottom 12 of the mass of water. until the cooperating member 74 comes into contact with the bottom 12.
  • the lower elements 88 are immobilized relative to the upper elements 86, for example by plastic deformation and lines 133 are raised.
  • the interior volume 78 of the buoyancy chambers 70 is filled with a sufficient amount of gas to provide sufficient buoyancy to the support foundation 20 to keep it partially immersed in the surface of the body of water 14, under the effect of its own buoyancy.
  • this own buoyancy is also sufficient to maintain the tidal turbine 22 above the surface of the mass. of water when this tidal turbine 22 is initially carried by the support foundation
  • the laying ship 130 then pulls the support foundation 20 partially immersed in the body of water 14 by means of a traction line 140 to a point situated in look at the region of implantation 134.
  • the ship 130 be equipped with lifting gear 132 of high capacity, capable of allowing the lifting of the support foundation 20.
  • the fluid injection taps 85A of each box 70 are open to inject liquid or solid ballast into the interior volume 78, replacing at least part of the gas present in this volume 78.
  • the buoyancy of the support foundation 20 decreases, causing its total immersion in the vicinity of the surface.
  • the ship 130 is then placed above the support foundation 20.
  • a down line 146 deployed with the aid of a winch from the ship 130, is then connected to the control members. hung 76 and the water lines 142 can be detached hooks 76.
  • the support foundation 20 is then gradually lowered by the line of descent 146 to the region 134, to arrange the legs 52 resting on the bottom 12 of the body of water as described above.
  • the immersion of the support foundation 20 and its removal on the bottom 12 are carried out exclusively using the water lines 142, without using a line of descent 146 from the ship 130.
  • the immersion of the support foundation 20 is then automatically controlled by the buoys 144 present on the water lines 142.
  • the adjustment members 72 may be deployed either before the lowering of the support foundation 20 in the water mass 14, if the topography of the region 134 has been previously studied, or alternatively, when the support foundation 20 is disposed in the mass of water 14 in the vicinity of the region 134 with at least one leg at the distance from the bottom 12.

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Abstract

La fondation support (20) comprend une base (50), un support d'hydrolienne (54) porté par la base (50) et au moins trois jambes d'appui (52) sur le fond de la masse d'eau (14), raccordées entre elles par la base (50). Chaque jambe d'appui (52) comporte un caisson creux (70), un organe rigide (72) de réglage de la position verticale du caisson creux (70) par rapport au fond (12) de la masse d'eau. L'organe rigide de réglage (72) est immobilisé en saillie verticale sous le caisson (70). Chaque jambe d'appui (52) comprend en outre un organe (74) de coopération avec le fond de la masse d'eau (14), solidaire de l'extrémité inférieure de l'organe rigide de réglage (72).

Description

Fondation support pour une hydrolienne, dispositif subaquatique et procédé de mise en place associés
La présente invention concerne une fondation support pour une hydrolienne, destinée à être posée sur le fond d'une masse d'eau, la fondation support comprenant:
- une base ;
- un support d'hydrolienne porté par la base ;
- au moins trois jambes d'appui sur le fond de la masse d'eau, raccordées entre elles par la base, chaque jambe d'appui comportant un caisson creux.
Une telle fondation support est destinée à être placée en appui sur le fond d'une masse d'eau, dans laquelle des courants hydrauliques ou marins sont présents.
Cette masse d'eau peut être par exemple un océan, ou une mer, auquel cas les courants hydrauliques ou marins résultent en particulier des marées ou de la houle. En variante, la masse d'eau est un fleuve ou une rivière, dans laquelle les courants hydrauliques ou marins résultent notamment de l'écoulement entre la source et l'embouchure de la masse d'eau.
La fondation support porte et fixe sur le fond de la masse d'eau une hydrolienne comportant une turbine et un alternateur. L'hydrolienne est apte à recueillir l'énergie hydraulique résultant de la circulation d'eau en une énergie mécanique de rotation à l'aide de la turbine, puis à transformer l'énergie mécanique en énergie électrique à l'aide de l'alternateur.
Compte tenu de la force potentielle des courants pouvant s'exercer sur l'hydrolienne, il est important que la fondation support maintienne l'hydrolienne très solidement en position sur le fond de la masse d'eau, en conservant autant que possible l'orientation de l'hydrolienne pour optimiser sa production énergétique.
Pour assurer une bonne stabilité à l'hydrolienne, il est connu d'utiliser une fondation support de type tripode, telle que décrite par exemple dans WO 2008/11081 1 et EP 1 992 741.
Ces fondations support comprennent une base centrale portant l'hydrolienne et trois jambes verticales destinées à s'enfoncer dans le fond de la masse d'eau. Chaque jambe comprend un caisson ouvert vers le bas qui s'enfonce dans le fond de la masse d'eau, une fois la fondation support posée sur ce fond.
Dans WO 2008/110811 , le caisson est en outre ballasté, afin de stabiliser la fondation support sur le fond de la masse d'eau.
De telles fondations support sont bien adaptées pour des fonds sensiblement plats et présentant une rigidité suffisante pour empêcher l'enfoncement trop important de la fondation support dans le fond.
Si le fond n'est pas plat, il est nécessaire de préparer le fond de la masse d'eau, à la fois pour assurer une certaine planéité, et pour garantir que le fond n'est pas trop meuble.
Ceci évite que la fondation support ne s'enfonce de manière incontrôlée dans le sous-sol et garantit l'orientation de l'hydrolienne dans un plan horizontal et dans un plan vertical.
Une telle préparation du fond de la masse d'eau est consommatrice en temps et en moyens lourds, puisqu'il est nécessaire de mobiliser des navires spécialisés dans le terrassement subaquatique.
Un but de l'invention est d'obtenir une fondation support d'hydrolienne qui peut être disposée de manière simple et peu coûteuse sur tout type de fond marin, notamment ceux présentant un fond muni de reliefs et/ou de zones meubles.
A cet effet, l'invention a pour objet une fondation support du type précité, caractérisée en ce que chaque jambe d'appui comprend en outre :
* un organe rigide de réglage de la position verticale du caisson par rapport au fond de la masse d'eau, l'organe rigide de réglage étant immobilisé en saillie verticale sous le caisson ;
* un organe de coopération avec le fond de la masse d'eau, solidaire de l'extrémité inférieure de l'organe rigide de réglage.
La fondation support selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :
- au moins deux des organes de réglage présentent des hauteurs différentes, prises entre le caisson et l'organe de coopération ; - chaque organe de réglage comprend un élément déployable vers le fond de la masse d'eau par rapport au caisson avant l'installation de la fondation support sur le fond de la masse d'eau ;
- chaque organe de réglage comprend un élément fixe par rapport au caisson, l'élément déployable étant monté mobile par rapport à l'élément fixe avant l'installation de la fondation support sur le fond de la masse d'eau, l'élément fixe et l'élément déployable étant notamment formés par des tubes télescopiques ;
- chaque caisson comprend au moins une paroi de fond et une paroi latérale délimitant un volume intérieur propre à être rempli de gaz pour assurer une flottabilité propre à la fondation support sur la masse d'eau ;
- le caisson comprend une paroi supérieure obturant vers le haut le volume intérieur, le caisson comportant au moins un piquage d'injection et/ou de purge de fluide dans le volume intérieur.
- le volume intérieur débouche en permanence vers le haut au dessus de la paroi latérale ;
- un des organes de coopération délimite une cavité s'ouvrant vers le bas, destinée à être insérée dans le fond de la masse d'eau ;
- la cavité est délimitée par un réceptacle creux s'ouvrant vers le bas et présentant une paroi supérieure d'obturation vers le haut de la cavité ;
- un des organes de coopération comprend une surface inférieure totalement pleine, notamment convexe, pour s'opposer à la pénétration de l'organe de coopération dans le fond de la masse d'eau.
L'invention a également pour objet un dispositif subaquatique de génération puissance électrique caractérisé en ce qu'il comprend :
- une fondation support telle que définie plus haut ;
- une hydrolienne montée sur le support d'hydrolienne.
L'invention a également pour objet un procédé de mise en place d'une fondation support telle que définie plus haut comprenant les étapes suivantes :
- transport de la fondation support au moins partiellement au dessus de la surface de la masse d'eau jusqu'à un point situé en regard d'une région de pose de la fondation support sur le fond de la masse d'eau ;
- immersion totale de la fondation support dans la masse d'eau ; - disposition des jambes de la fondation support en appui sur la région de pose, chaque organe de coopération étant placé en contact avec le fond de la masse d'eau.
Le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :
- il comprend une étape de réglage de la hauteur en saillie de chaque organe rigide de réglage sous le caisson, puis une étape d'immobilisation de chaque organe rigide de réglage par rapport au caisson.
- l'étape de réglage de la hauteur de chaque organe rigide de réglage en saillie sous le caisson est effectuée avant l'immersion totale de la fondation support dans la masse d'eau.
- l'étape de transport est réalisée en maintenant la fondation support partiellement immergée dans la masse d'eau sous l'effet de sa propre flottabilité.
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 :
- la Figure 1 est une vue en perspective de dessus partiellement éclatée d'un premier dispositif de génération de puissance électrique comprenant une fondation support selon l'invention posée sur le fond d'une masse d'eau ;
- la Figure 2 est une vue de côté du dispositif de la Figure 1 ;
- la Figure 3 est une vue analogue à la Figure 2, avant son installation sur le fond de la masse d'eau ;
- la Figure 4 est une vue prise en coupe suivant un plan vertical médian d'une jambe de la fondation support de la Figure 1 ;
- les Figures 5 à 9 sont des vues analogues à la Figure 4 de variantes de jambes de fondations support selon l'invention ;
- la Figure 10 est une vue de face d'une hydrolienne propre à être portée par la fondation support de la Figure 1 ;
- la Figure 1 1 est une vue en perspective de trois-quarts face d'une autre hydrolienne propre à être portée par la fondation support de la Figure 1 ; - la Figure 12 est une vue de côté représentant un navire de pose et une fondation support selon l'invention, lors d'une première étape d'un premier procédé de mise en place de la fondation support selon l'invention ;
- la Figure 13 est une vue analogue à la Figure 12, lors d'une deuxième étape du premier procédé de mise en place ;
- la Figure 14 est une vue de côté d'un navire de pose et d'une fondation support lors d'une première étape d'un deuxième procédé de mise en place selon l'invention ;
- la Figure 15 est une vue analogue à la Figure 14 lors d'une deuxième étape du deuxième procédé de mise en place ; et
- la Figure 16 est une vue analogue à la Figure 14 lors d'une troisième étape du deuxième procédé de mise en place.
Un premier dispositif subaquatique 10 de génération de puissance électrique selon l'invention est représenté sur les Figures 1 à 4.
Ce dispositif 10 est destiné à être posé sur le fond 12 d'une masse d'eau
14, afin de produire une puissance électrique à partir des courants hydrauliques ou marins présents dans la masse d'eau 14.
La masse d'eau 14 est par exemple une masse d'eau salée présentant des courants hydrauliques ou marins, telle qu'un océan ou une mer, ou une masse d'eau douce en circulation, telle qu'une rivière ou un fleuve.
La profondeur minimale de la masse d'eau 14, dans la région où est posé le dispositif 10 est supérieure à 5 m et est généralement comprise entre 20 m et 60 m.
Le fond 12 de la masse d'eau est délimité par du matériau solide tel que des roches ou des sédiments. Il présente une surface supérieure qui, dans l'exemple représenté sur la Figure 2, est munie d'aspérités telles que des marches
16A, 16B, 16C s'étendant à des profondeurs différentes par rapport à la surface de la masse d'eau 14.
Le fond 12 de la masse d'eau 14 peut présenter en outre des zones relativement plus rigides et des zones relativement plus meubles en regard du dispositif subaquatique 10.
Le dispositif subaquatique 10 est totalement immergé sous la surface de la masse d'eau 14. Il comprend une fondation support 20 fixée en appui sur le fond 12 de la masse d'eau 14 et une hydrolienne 22, parfois désignée par le terme
« turbine hydroélectrique », montée en saillie sur la fondation support 20.
De manière connue, l'hydrolienne 22 comprend un corps de base 24 fixé sur la fondation support 20 par l'intermédiaire d'un plot de fixation 26.
Elle comporte une turbine hydraulique 28 montée rotative autour d'un axe
A-A' sensiblement horizontal sur le corps de base 24 pour transformer l'énergie hydraulique présente dans la masse d'eau 14 en une énergie mécanique de rotation.
L'hydrolienne 22 comprend en outre un alternateur 30 propre à convertir l'énergie mécanique résultant de la rotation de la turbine 28 en une puissance électrique.
Dans l'exemple d'hydrolienne 22 représentée sur la Figure 10, le corps de base 24 comprend un carénage 32 propre à guider l'écoulement d'eau vers la turbine 28 le long de son axe de rotation A-A' et un support de turbine 34 disposé dans le carénage 32.
La turbine 28 comprend un moyeu 36 monté rotatif autour de l'axe A-A' dans le support de turbine 34 et une pluralité de pales 38 qui font saillie radialement dans le carénage 24 à partir du moyeu 36.
Dans la variante d'hydrolienne 22 représentée sur la Figure 1 1 , le corps de base 24 est dépourvu de carénage et la turbine 28 est montée à une extrémité du support de turbine 34.
En variante encore, l'axe A-A' de rotation de la turbine 28 est vertical.
Dans l'exemple représenté sur la Figure 1 , le plot de fixation 26 comprend une partie supérieure 40 sensiblement cylindrique portant le corps de base 24, une partie intermédiaire de guidage 42 de forme convergente vers le bas, et une partie inférieure 44 sensiblement cylindrique destinée à être insérée dans la fondation support 20.
La partie inférieure 44 présente une dimension transversale, prise perpendiculairement à un axe vertical, inférieure à la dimension transversale de la partie supérieure 40.
Le plot de fixation 26 comprend, le long d'une génératrice de la partie inférieure 44, une nervure verticale 46 de guidage destinée à indexer angulairement l'hydrolienne 22 sur la fondation support 20 comme on le verra plus bas.
Dans l'exemple représenté sur les Figures, l'hydrolienne 22 est montée de manière amovible sur la fondation support 20 afin de pouvoir être remontée à la surface de la masse d'eau 14, pour sa maintenance périodique, sans avoir à remonter la fondation support 20. En variante, l'hydrolienne 22 est fixée à demeure sur la fondation support 20.
En référence aux Figures 1 à 4, la fondation support 20 comprend une base ajourée 50, au moins trois jambes 52 sensiblement verticales d'appui sur le fond 12 de la masse d'eau 14, raccordées entre elles par la base 50, et un support d'hydrolienne 54 porté par la base 50.
Dans l'exemple représenté sur la Figure 1 , la base 50 présente un contour extérieur sensiblement en forme de polygone, les jambes 52 étant disposées aux sommets du polygone.
Plus précisément, la base 50 présente une forme de triangle avantageusement équilatéral ou isocèle et la fondation support 20 présente trois jambes disposées au sommet de la base 50.
En variante, le nombre de jambes 52 est supérieur à trois pour augmenter encore la stabilité de la fondation support 20.
La base 50 est formée par une pluralité de membrures 6OA, raccordant le support d'hydrolienne 54 à chaque jambe 52, et une pluralité de membrures 6OB raccordant chaque jambe 52 à deux jambes adjacentes 52.
Ainsi, dans l'exemple représenté sur la Figure 1 , la base 50 comprend au moins deux membrures 6OA inclinées, raccordant la base 54 à chaque jambe 52 et au moins deux membrures 6OB sensiblement horizontales raccordant une jambe 52 à une jambe adjacente 52.
Les membrures 6OA, 6OB délimitent entre elles des espaces de circulation d'eau pour minimiser la résistance de la fondation support 20 aux courants hydrauliques ou marins.
Selon l'invention, chaque jambe 52 comporte un caisson supérieur creux
70, un organe 72 de réglage de la position verticale du caisson 70 par rapport au fond 12 de la masse d'eau, rapporté sur le caisson 70 pour faire saillie verticalement sous le caisson 70, et un organe de coopération 74 avec le fond 12 de la masse d'eau 14, disposé à l'extrémité inférieure de l'organe de réglage 72, en contact avec le fond 12.
Chaque jambe 52 comprend en outre un élément 76 d'accrochage à une ligne de descente de la fondation support 20 dans la masse d'eau 14.
Comme illustré par la Figure 4, chaque caisson 70 délimite un volume intérieur 78 de flottabilité et de ballastage, destiné à être rempli sélectivement par un gaz pour assurer la flottabilité de la fondation support 20 lors de son transport et par un solide ou un liquide de ballast pour assurer la stabilité de la fondation support 20 sur le fond 12 de la masse d'eau 14 après la pose de la fondation support.
Chaque caisson 70 présente une forme sensiblement cylindrique d'axe vertical B-B'. Il comprend ainsi une paroi de fond 80, une paroi latérale périphérique 82 et une paroi supérieure 84, les parois 80, 82 et 84 délimitant intérieurement le volume 78.
Le volume intérieur de chaque caisson 70 est par exemple compris entre
300 m3 et 500 m3.
Le caisson 70 comprend en outre un piquage 85A d'injection de liquide ou de solide dans le volume 78 et un piquage 85B de purge du volume 78 débouchant dans le volume intérieur 78 au dessus du piquage d'injection 85A
Les piquages 85A, 85B sont munis de vannes pour obturer sélectivement l'accès au volume 78.
L'organe de réglage 72 est fixé sur le caisson 70.
Il présente une dimension transversale maximale, prise horizontalement sur la Figure 2, inférieure à la dimension transversale minimale du caisson 70.
L'organe 72 comporte dans cet exemple un premier élément tubulaire 86 monté fixe dans le caisson 70 à travers le volume intérieur 78 entre la paroi inférieure 80 et la paroi supérieure 84 et un élément tubulaire inférieur 88, déployable à partir de l'élément fixe 86 avant ou lors de l'installation de la fondation support 20, pour régler la position verticale du caisson 70 au dessus du fond 12 de la masse d'eau.
Dans cet exemple, l'élément fixe 86 et l'élément mobile 88 sont formés par des tubes télescopiques montés coulissants l'un dans l'autre le long d'un axe vertical. L'élément déployable 88 est déplaçable par rapport à l'élément fixe 86 pour faire saillie vers le bas au-delà du caisson 70 entre une position rétractée dans le caisson 70, représenté sur la Figure 3, et une pluralité de positions déployées sous le caisson 70 à une hauteur choisie.
Lors de l'installation de la fondation support 20, l'élément déployable 88 est immobilisé de manière temporaire ou permanente dans une position déployée choisie par rapport à l'élément fixe 86 et par rapport au caisson 70, pour maintenir le caisson 70 à une position verticale choisie par rapport au fond 12 de la masse d'eau.
Cette position verticale est par exemple comprise entre 0,5 m et 5 m au- dessus du fond 12.
L'immobilisation de l'élément fixe 86 par rapport à l'élément déployable 88 est par exemple assurée par soudure, par vissage, par rivetage, ou par déformation plastique.
La présence des organes de réglage 72 sur les différentes jambes 52 permet de régler la hauteur de chaque organe de réglage 72 qui fait saillie en dessous du caisson 70 entre la paroi inférieure 80 et l'organe de coopération 74 en fonction de la profondeur du fond 12 en regard de la jambe 52.
Ainsi, quelque soit la topographie du fond 12 de la masse d'eau 14, les caissons 70 peuvent être maintenus avec leurs parois de fond 80 sensiblement à une position verticale choisie pour que la base 50 et le support 56 présentent une orientation déterminée dans un plan horizontal et dans un plan vertical.
Dans l'exemple représenté sur les Figures, la base 50 est maintenue sensiblement horizontale, les caissons 70 étant tous disposés sensiblement à la même profondeur par rapport à la surface de la masse d'eau 14.
A cet effet, comme représenté sur la Figure 2, la hauteur en saillie des organes de réglage 72 entre le caisson 70 et l'organe de coopération 74 peut être différente d'une jambe 52 à l'autre. Cette hauteur est par exemple comprise entre 1 /10 fois et 1 fois la hauteur du caisson 70.
Ainsi, la fondation support 20 comprend au moins deux organes de réglage
72 qui présentent des hauteurs en saillie différentes sous leur caisson 70. L'organe de coopération 74 présente une dimension transversale maximale, prise horizontalement sur la figure 2, supérieure à la dimension transversale maximale de l'organe rigide de réglage 72.
Dans l'exemple représenté sur les Figures 1 à 4, l'organe de coopération 74 est formé par un patin 90 fixé à l'extrémité inférieure de l'organe de réglage 72.
Le patin 90 est disposé en appui sur le fond 12 de la masse d'eau. Il présente une surface inférieure 92 pleine et convexe, de convexité dirigée vers le bas pour empêcher ou au moins limiter l'enfoncement de la jambe 52 dans le fond 12, notamment si ce fond 12 est meuble.
Dans une variante, représentée sur la Figure 5, le patin 90 est formé par un cône pointant vers le bas, délimitant une surface inférieure 92 pleine. Un tel patin 90 conique est notamment adapté à un fond 12 constitué ou comprenant une grande quantité de roches 94.
Dans les variantes représentées sur les Figures 6 et 7, l'organe de coopération 74 est formé par un réceptacle creux 94 retourné vers le bas délimitant une cavité 96 de réception du fond 12.
La cavité 96 débouche vers le bas pour permettre l'enfoncement du réceptacle 94 dans le fond 12. Dans l'exemple représenté sur la Figure 6, la hauteur du réceptacle 94 est avantageusement relativement faible, par exemple inférieure à la hauteur du caisson 70.
En outre, la paroi creuse délimitant le réceptacle 94 est pleine en regard du volume 98 délimité entre le réceptacle 94 et le fond 12 dans la cavité 96.
Dans la variante représentée dans la Figure 7, le réceptacle 94 comprend un piquage 100 débouchant dans le volume 98 à travers une région supérieure de la paroi creuse formant le réceptacle 94. Le piquage 100 est destiné à être relié à une pompe pour aspirer le fluide présent dans le volume 98 et enfoncer le réceptacle 94 dans le fond 12, ce qui forme une ancre à succion.
La hauteur du réceptacle 94 est alors avantageusement supérieure à celle du caisson 70.
Dans la variante représentée sur la Figure 8, l'organe de coopération 74 est formé par une masse 102 de ciment qui est injectée à travers l'élément tubulaire supérieur 86 et à travers l'élément tubulaire inférieur 88 dont l'extrémité est préalablement introduite par forage dans le fond 12 de la masse d'eau 14. La masse 102 s'étend autour de l'élément tubulaire inférieur 88 entre son extrémité inférieure et la masse d'eau 14.
En fonction des différentes compositions de sol formant le fond 12 en regard des jambes 52, un organe de coopération 74 adapté à la nature du sol en dessous de la jambe 52 est donc utilisé.
La fondation support 20 peut donc comprendre des jambes 52 présentant des organes de coopération 74 de structures distinctes. Ceci permet d'assurer une bonne stabilité, notamment horizontale, de la fondation support 20 sur le fond 12 de la masse d'eau 14.
Dans une variante représentée sur la Figure 9, le caisson 70 est ouvert vers le haut le long du bord supérieur de la paroi latérale 82. Il est ainsi dépourvu de paroi supérieure 84 au dessus de la paroi latérale 82. Le volume intérieur 78 peut être rempli de ballast liquide et/ou solide par l'intermédiaire de l'ouverture du caisson 70 située au-dessus de la paroi latérale 82.
En référence à la Figure 1 , le support d'hydrolienne 54 comprend une nacelle 1 10 sensiblement cylindrique, et un manchon 1 12 de guidage du plot de fixation 26 inséré dans la nacelle 1 10
La nacelle 1 10 est formée par une paroi creuse débouchant vers le haut. Elle s'étend suivant un axe de nacelle C-C qui, dans cet exemple, est vertical et passe sensiblement au voisinage du barycentre de la base 50.
Les membrures 6OA raccordant le support 54 à chaque jambe 52 sont fixées sur la surface extérieure de la nacelle 1 10 en étant réparties angulairement autour de l'axe de la nacelle.
Le manchon de guidage 1 12 est disposé dans la nacelle 1 10. Il comporte une région inférieure 1 14 destinée à recevoir la partie inférieure 44 du plot 26 et une région supérieure 1 16 divergente vers le haut pour l'appui de la partie intermédiaire convergente 42 du plot 26.
Le manchon 1 12 délimite en outre une fente verticale 1 18 de réception de la nervure d'indexation 46, la fente 1 18 débouchant vers le haut par une cavité divergente 120 de guidage de la rainure 46 vers la fente 118.
La région inférieure 114 délimite une cavité centrale cylindrique de section transversale sensiblement conjuguée à la section transversale de la partie inférieure 44. La région supérieure 116 délimite également une cavité centrale divergeant vers le haut, et présentant une forme complémentaire à la forme de la partie intermédiaire 42.
La fente 1 18 s'étend à travers la région inférieure 1 14 et partiellement à travers la région supérieure 1 16. Elle présente une largeur conjuguée à celle de la nervure 46 pour bloquer en rotation le plot 26 autour de l'axe C-C lorsque la nervure 46 est reçue dans la fente 1 18.
La cavité divergente 120 est ménagée dans la région supérieure 1 16 à l'extrémité supérieure de la fente 1 18.
Lorsque l'hydrolienne 22 est fixée sur la fondation support 20, le plot 26 a été partiellement introduit dans la nacelle 1 10. La partie inférieure 44 est logée dans la région inférieure 1 14 et la partie intermédiaire 42 repose sur la région supérieure 1 16.
La nervure 46 est immobilisée angulairement dans la fente 1 18 assurant une indexation angulaire de l'hydrolienne 22 dans une position déterminée autour de l'axe C-C.
Un premier procédé de mise en place d'un dispositif 10 de génération de puissance électrique selon l'invention est illustré par les Figures 12 et 13.
Ce procédé est mis en œuvre à l'aide d'un navire de pose 130 muni d'engins de levage 132, tels que des grues. Les engins 132 présentent des lignes déployables 133 propres à descendre le dispositif 10 dans la masse d'eau 14.
Ce procédé comprend une étape de transport de la fondation support 20 à la surface de la masse d'eau 14 jusqu'à un point situé en regard d'une région de pose 134 de cette fondation sur le fond 12 de la masse d'eau 14.
Le procédé comprend ensuite une étape d'immersion totale de la fondation support 20 dans la masse d'eau 14 à partir du navire de pose 130, et une étape de disposition de la fondation support 20 en appui sur le fond 12 de la masse d'eau 14.
Initialement, à l'étape de transport, la fondation support 20 est chargée sur le navire 130. Comme illustré par la Figure 3, les organes de réglage 72 des jambes 52 sont rétractés dans les caissons 70, de sorte que l'encombrement vertical de la fondation support 20 est minimal. A cet effet, les éléments tubulaires inférieurs 88 sont maintenus dans la position rétractée dans les éléments tubulaires supérieurs 86. Les organes de coopération 74 sont maintenus proches des caissons 70.
Dans une première variante du procédé, la topographie de la région de pose 134 est déterminée avant la mise en place de la fondation support 20.
Ainsi, la hauteur de chaque organe de réglage 72 en saillie sous le caisson 70 est calculée pour chaque jambe 52 en fonction de la topographie déterminée pour maintenir la base 50 dans une orientation déterminée par rapport à un plan vertical et par rapport un plan horizontal sur le fond 12 de l'étendue d'eau 14.
Les organes de réglage 72 sont alors déployés en surface pour chaque jambe 52, en réglant leur hauteur en fonction des valeurs de hauteur calculées pour chaque jambe 52.
Puis, les éléments tubulaires inférieurs 88 sont immobilisés à la hauteur déterminée sur les éléments tubulaires supérieurs 86 par soudage ou par déformation plastique à la surface de la masse d'eau, par exemple sur le navire de pose 130.
Les lignes d'actionnement 133 sont alors fixées sur les organes d'accroché 76 et les grues 132 sont manœuvrées pour extraire la fondation support 20 hors du navire 130 et la placer en regard de la région de pose 134 au dessus ou partiellement immergée dans la masse d'eau 14.
Une quantité choisie de ballast solide et/ou liquide est ensuite introduite dans le volume intérieur 78 de chaque caisson 70 et la fondation support 20 est descendue dans la masse d'eau 14.
Dans l'exemple représenté sur la Figure 12, l'hydrolienne 22 est préalablement montée sur son support 54 en introduisant le plot de fixation 26 dans la nacelle 1 10 comme décrit précédemment.
En variante, la fondation support 20 est descendue et posée sur le fond 12 avant l'hydrolienne 22, l'hydrolienne 22 étant ensuite descendue dans la masse d'eau 14 après que la fondation support 20 a été disposée sur le fond 12.
Ensuite, à l'étape d'immersion, la fondation support 20 est totalement immergée dans la masse d'eau 14, puis est descendue jusqu'à la région 134 en étant pendue sur les lignes 133 pour disposer des organes de coopération 74 en contact avec le fond 12 de la masse d'eau. Compte tenu de la présence d'organes de réglage 72 de hauteurs adéquates pour chaque jambe 52 et d'organes de coopération 74 présélectionnés pour s'adapter à la nature du sol constituant le fond 12, la fondation support 20 est positionnée de manière très précise et robuste sur le fond 12 de la masse d'eau 14.
Ceci est obtenu sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des travaux importants de terrassement, et par un procédé de pose très simple à mettre en oeuvre.
Le coût de la pose de la fondation support 20 et du dispositif 10 est donc réduit et l'opération de pose est facilitée.
Ensuite, les lignes 133 sont détachées des organes d'accroché 76 et sont remontées vers le navire de pose 130. L'hydrolienne 22 est alors apte à fonctionner et à produire de la puissance électrique sous l'effet de la rotation de la turbine 28, par l'intermédiaire de l'alternateur 30.
Dans une variante du procédé, la fondation support 20 est descendue en maintenant les organes de réglage 72 rétractés.
Puis, lorsque la fondation support 20 atteint une position choisie avec au moins une jambe 52 située à l'écart du fond 12 de la masse d'eau, les éléments tubulaires inférieurs 88 sont libérés pour se déployer vers le fond 12 de la masse d'eau jusqu'à ce que l'organe de coopération 74 entre en contact avec le fond 12.
Lorsque le positionnement de la fondation support 20 est satisfaisant, les éléments inférieurs 88 sont immobilisés par rapport aux éléments supérieurs 86, par exemple par déformation plastique et les lignes 133 sont remontées.
Un deuxième procédé de mise en place selon l'invention est représenté sur les Figures 14 à 16.
A la différence du premier procédé décrit sur les Figures 12 et 13, le volume intérieur 78 des caissons de flottabilité 70 est rempli d'une quantité de gaz suffisante pour assurer une flottabilité suffisante à la fondation support 20 afin de la maintenir partiellement immergée à la surface de la masse d'eau 14, sous l'effet de sa propre flottabilité.
Comme illustré sur la Figure 14, cette flottabilité propre est également suffisante pour maintenir l'hydrolienne 22 au-dessus de la surface de la masse d'eau lorsque cette hydrolienne 22 est portée initialement par la fondation support
20.
A l'étape de transport représentée sur la Figure 14, le navire de pose 130 tracte alors la fondation support 20 partiellement immergée dans la masse d'eau 14 à l'aide d'une ligne de traction 140 jusqu'à un point situé en regard de la région d'implantation 134.
Il n'est donc pas nécessaire que le navire 130 soit muni d'engins de levage 132 de forte capacité, propres à permettre le soulèvement de la fondation support 20.
Puis, lorsque la fondation support 20 atteint le point précité, situé en regard de la région d'implantation 134, des lignes de flottaison 142 munies de bouées 144 réparties sur leur longueur sont accrochées sur chaque élément d'accroché 74, afin de maintenir la position horizontale de la fondation support 20 au début de son immersion.
Les piquages d'injection de fluide 85A de chaque caisson 70 sont ouverts pour injecter du ballast liquide ou solide dans le volume intérieur 78, en remplacement d'au moins une partie du gaz présent dans ce volume 78.
La flottabilité de la fondation support 20 diminue, ce qui provoque son immersion totale au voisinage de la surface.
Comme illustré par la Figure 16, le navire 130 se place alors au dessus de la fondation support 20. Une ligne de descente 146, déployée à l'aide d'un treuil à partir du navire 130, est alors raccordée sur les organes d'accroché 76 et les lignes de flottaison 142 peuvent être décrochées des organes d'accroché 76.
La fondation support 20 est alors descendue progressivement par la ligne de descente 146 jusqu'à la région 134, pour disposer les jambes 52 en appui sur le fond 12 de la masse d'eau comme décrit précédemment.
Dans une variante, l'immersion de la fondation support 20 et sa dépose sur le fond 12 sont effectuées exclusivement à l'aide des lignes de flottaison 142, sans utiliser une ligne de descente 146 provenant du navire 130.
L'immersion de la fondation support 20 est alors automatiquement contrôlée par les bouées 144 présentes sur les lignes de flottaison 142.
Dans tous les cas, comme décrit précédemment, les organes de réglage 72 peuvent être déployés soit avant la descente de la fondation support 20 dans la masse d'eau 14, si la topographie de la région 134 a été préalablement étudiée, ou en variante, lorsque la fondation support 20 est disposée dans la masse d'eau 14 au voisinage de la région 134 avec au moins une jambe à l'écart du fond 12.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Fondation support (20) pour une hydrolienne (22), destinée à être posée sur le fond (12) d'une masse d'eau (14), la fondation support (20) comprenant :
- une base (50) ;
- un support d'hydrolienne (54) porté par la base (50),
- au moins trois jambes (52) d'appui sur le fond (12) de la masse d'eau, raccordées entre elles par la base (50), chaque jambe d'appui (52) comportant un caisson creux (70),
caractérisé en ce que chaque jambe d'appui (52) comprend en outre :
* un organe rigide (72) de réglage de la position verticale du caisson (70) par rapport au fond (12) de la masse d'eau, l'organe rigide de réglage (72) étant immobilisé en saillie verticale sous le caisson ;
* un organe (74) de coopération avec le fond (12) de la masse d'eau, solidaire de l'extrémité inférieure de l'organe rigide de réglage (72).
2.- Fondation support (20) selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'au moins deux des organes de réglage (72) présentent des hauteurs différentes, prises entre le caisson et l'organe de coopération (74).
3.- Fondation support (20) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque organe de réglage (72) comprend un élément (88) déployable vers le fond (12) de la masse d'eau par rapport au caisson (70) avant l'installation de la fondation support (20) sur le fond (12) de la masse d'eau.
4.- Fondation support (20) selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque organe de réglage (72) comprend un élément fixe (86) par rapport au caisson (70), l'élément déployable (88) étant monté mobile par rapport à l'élément fixe (70) avant l'installation de la fondation support (20) sur le fond (12) de la masse d'eau, l'élément fixe (86) et l'élément déployable (88) étant notamment formés par des tubes télescopiques.
5.- Fondation support (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque caisson (70) comprend au moins une paroi de fond (80) et une paroi latérale (82) délimitant un volume intérieur (78) propre à être rempli de gaz pour assurer une flottabilité propre à la fondation support (20) sur la masse d'eau (14).
6.- Fondation support (20) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le caisson (70) comprend une paroi supérieure (84) obturant vers le haut le volume intérieur (78), le caisson (70) comportant au moins un piquage (85A, 85B) d'injection et/ou de purge de fluide dans le volume intérieur (78).
7.- Fondation support (20) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le volume intérieur (78) débouche en permanence vers le haut au dessus de la paroi latérale (82).
8.- Fondation support (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un des organes de coopération délimite une cavité (96) s'ouvrant vers le bas, destinée à être insérée dans le fond (12) de la masse d'eau.
9.- Fondation support (20) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la cavité (96) est délimitée par un réceptacle creux (94) s'ouvrant vers le bas et présentant une paroi supérieure d'obturation vers le haut de la cavité (96).
10.- Fondation support (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un des organes de coopération (74) comprend une surface inférieure (92) totalement pleine, notamment convexe, pour s'opposer à la pénétration de l'organe de coopération (74) dans le fond (12) de la masse d'eau (14).
1 1.- Dispositif subaquatique (10) de génération de puissance électrique, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une fondation support (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
- une hydrolienne (22) montée sur le support d'hydrolienne (54).
12.- Procédé de mise en place d'une fondation support (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- transport de la fondation support (20) au moins partiellement au dessus de la surface de la masse d'eau (14) jusqu'à un point situé en regard d'une région de pose (134) de la fondation support (20) sur le fond (12) de la masse d'eau ;
- immersion totale de la fondation support dans la masse d'eau (14) ; - disposition des jambes (52) de la fondation support (20) en appui sur la région de pose (134), chaque organe de coopération (74) étant placé en contact avec le fond (12) de la masse d'eau.
13.- Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de réglage de la hauteur en saillie de chaque organe rigide de réglage (72) sous le caisson, puis une étape d'immobilisation de chaque organe rigide de réglage (72) par rapport au caisson (70).
14.- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'étape de réglage de la hauteur de chaque organe rigide de réglage (72) en saillie sous le caisson (70) est effectuée avant l'immersion totale de la fondation support (20) dans la masse d'eau (14).
15.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que l'étape de transport est réalisée en maintenant la fondation support (20) partiellement immergée dans la masse d'eau (14) sous l'effet de sa propre flottabilité.
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