FR2612873A1 - Structure close flottante de service en mer - Google Patents

Abstract

CETTE STRUCTURE EST CONSTITUEE PAR UNE PLATE-FORME METALLIQUE QUI SE PRESENTE SOUS LA FORME D'UN CARRE INTERIEUREMENT OUVERT 10 QUI FLOTTE SUR L'OCEAN, QUI EST ANCREE AU FOND DE LA MER PAR UN ENSEMBLE DE CABLES ATTACHES A UN ENSEMBLE DE PIEUX ET QUI RETIENT EN SON INTERIEUR UNE PARTIE DE LA MER QUI COMMUNIQUE AVEC L'OCEAN EXTERIEUR PAR UNE OUVERTURE 11 DES PAROIS DE CETTE PLATE-FORME METALLIQUE 10 D'UNE MANIERE TELLE QUE, DANS CETTE PARTIE CONFINEE DE LA MER, LES BATEAUX DE SERVICE SERVANT AU TRAVAIL EN MERPEUVENT ETRE AMARRES ETANT DONNE QUE LA MER EST CALME PAR RAPPORT A LA FORTE MER SE TROUVANT A L'EXTERIEUR DE CETTE STRUCTURE 10, UNE CONTRIBUTION A CETTE POSSIBILITE D'OBTENIR UNE MASSE D'EAU CONFINEE CALME ETANT OFFERTE PAR LA RESISTANCE PRESENTEE A L'IMPACT DES VAGUES PAR LES PAROIS LATERALES 16, 19 DE LA STRUCTURE 10 QUI SONT IMMERGEES JUSQU'A UNE PROFONDEUR D'EAU D-3 DE PLUS DE 30 METRES, AINSI QUE PAR LE FAIT QUE LES FACES POSSEDENT DES ELEMENTS 20 DE DEVIATION DES EAUX ET DES CHAMBRES SPECIALES 21 PERMETTANT D'AMORTIR CET IMPACT DES VAGUES.

Description

La présente invention concerne les structures flottantes qui doivent être

ancrées en mer de manière à présenter une stabilité

convenable et résister à l'action de l'eau de mer et à être ainsi utili-

sées comme abri pour des navires et/ou pour supporter des équipements de service pour le travail en mer, comme par exemple un atelier d'entretien, un poste d'incendie, un volume de stockage pour le pétrole brut,

l'eau potable, etc..

Pour le travail en mer, par exemple dans le cas de plates-formes d'exploration et de production de pétrole, l'un des problèmes principaux o10 a résidé dans la manière dont elles doivent dépendre d'un soutien provenant de l'extérieur, qui arrive habituellement d'un rivage, et cela signifie que tout doit être transporté par mer ou, dans des cas particuliers, par air. Outre le coût du transport, cette manière de se procurer ce qui est nécessaire peut, par exemple dans le cas du transport par mer, être sérieusement perturbée par l'état de la mer, et ceci d'autant plus que l'on doit couvrir de longues distances de la côte

jusqu'à une plate-forme.

C'est pourquoi l'invention a pour but: - de fournir une structure d'une conception nouvelle qui puisse être remorquée jusqu'en mer et être disposée à proximité d'une plate-forme

ou, d'une manière stratégique, à égale distance de plusieurs plates-

formes se trouvant sur un gisement donné et o on exécute le travail d'exploration et de production, cette structure devant servir, à cet endroit, d'abri sûr pour des bateaux de ravitaillement, - de fournir une structure autoflottante qui puisse aussi être ancrée d'une manière convenable et sûre de façon à lui permettre de servir de moyen efficace de service, et ceci dans une mesure aussi large que cela peut être requis, de fournir, en un certain point de l'océan, un équipement flottant, ancré et stable, qui soit conçu sous forme d'un abri sûr pour des bateaux et à l'intérieur duquel une forte mer puisse être calmée ou totalement annulée grâce à des particularités techniques données qui font partie de la structure considérée, - et de fournir un équipement flottant de service, ancré sur l'océan lui-même et à proximité d'un forage pétrolier ou d'une plate-forme de

production, qui puisse supporter un volume de stockage pour l'appareil-

lage et les produits chimiques nécessaires au travail, du matériel anti-

incendie, un hotel flottant, une centrale électrique, un héliport, des emplacements o on puisse décharger des bateaux de service, etc. A cet effet, l'invention a pour objet une structure de service en mer, close et flottante, qui puisse 4tre stabilisée en tout point de l'océan grace à des lignes d'ancrage fixées au fond de la mer, cette structure étant caractérisée par le fait qu'elle est essentiellement constituée: A) d'une plate-forme métallique supérieure qui, vue de dessus, présente la forme d'un carré ouvert intérieurement et à l'intérieur duquel se trouve enfermée, par l'intermédiaire de moyens d'isolement, une masse d'eau de mer qui communique avec l'extérieur par une ouverture d'entrée 0lo ménagée dans l'une des parois et qui, vue de face de manière que l'on ne voie que la paroi de la structure qui est tournée en direction de l'arrivée des vagues, présente trois parties distinctes pour cette face, à savoir: a) une paroi verticale plane située à la partie supérieure de cette face, b) une face intermédiaire formée par la disposition alternée d'éléments en saillie conformés à la façon de la proue d'un bateau lorsqu'on regarde de face, et d'ouvertures délimitées sur les deux côtés par les parois latérales de deux éléments en saillie qui sont situés sur leurs côtés, ces ouvertures communiquant avec l'extérieur par un espace ouvert intérieur, correscondant à chaque ouverture et découpé

dans l'intérieur de la structure, à travers lequel l'eau pénètre vio-

lemment sous l'effet des vagues, cet espace étant délimité par une paroi intérieure spécialement conformée de façon à absorber et amortir la force de l'eau qui y arrive et à laisser s'écouler, par des ouvertures spéciales, l'eau qui a pénétré dans son intérieur,

c) et une face inférieure, plane et verticale, qui est située directe-

ment au-dessous de la face intermédiaire et qui se trouve entièrement immergée lorsque la structure est placée au milieu de l'océan, B) un dispositif de flottaison sur lequel la plate-forme est soutenue à

l'aide de piliers de façon que ces flotteurs demeurent totalement immer-

gés lorsque la structure flottante est stabilisée sur un point de l'océan, C) un ensemble de câbles reliant la structure flottante aux pieux d'ancrage fixés au fond de la mer, l'extrémité supérieure de ces câbles étant fixée en des points du fond de la structure flottante et l'extrémité inférieure de ces câbles étant attachée aux pieux d'ancrage, tout cet ensemble étant immergé lorsque la structure est fixée sur un point de l'océan, D) et un groupe d'installations auxiliaires destinées au travail en mer, telles que des magasins de pièces détachées, des quartiers d'habitation pour le personnel, des groupes électriques, des brigades anti-incendie,

des installations de déchargement des bateaux, un central de télécommu-

nications ou un héliport situé au-dessus de la partie supérieure de la

plate-forme métallique.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti-

ront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et

en regard des dessins annexés sur lesquels:

la figure 1 représente, en perspective et dans son ensemble, l'agence-

ment d'une structure flottante close de service conforme à l'invention, la figure 2 est une autre vue en perspective d'un mode avantageux de réalisation de cette structure, la figure 3 est une vue schématique de face de l'équipement supérieur de cette structure flottante close de service, représenté par le côté qui fait face à l'arrivée des vagues, les figures 4 et 5 sont des vues schématiques simplifiées du dispositif d'ancrage prévu pour l'équipement flottant clos à l'épreuve de la mer, afin d'illustrer les forces agissant sur le dispositif, les figures 6 et 7 représentent, par des agencements simplifiés, une conception possible d'ancrage sur le fond de la mer prévue pour

l'équipement flottant de service en mer.

la figure 8 est une vue en coupe transversale et à plus grande échelle de l'agencement d'une chambre d'amortissement des vagues, et

la figure 9 est une vue schématique en coupe d'une variante de concep-

tion de cette chambre qui est soumise à l'impact direct des vagues.

On va tout d'abord procéder à une description détaillée des

figures 1, 2 et 3 sur lesquelles des éléments offrant la même fonction portent les mêmes chiffres de référence afin de rendre plus claire la

conception envisagée.

Sur les figures mentionnées ci-dessus, la structure proposée

conformément à l'invention est représentée par ses éléments principaux.

Elle comporte tout d'abord une plate-forme métallique supérieure qui constitue le corps principal de cette structure flottante et qui, telle qu'elle est représentée dans la présente configuration à seul titre d'exemple, offre la forme d'un carré comportant un trou intérieur lorsqu'on regarde de dessus. La partie supérieure de cette plate-forme métallique est suffisamment étendue pour que les équipements de service soient installés sur elle, tout en permettant encore le déplacement du personnel pendant le fonctionnement normal. On remarquera sur la figure 1 que chaque face du "carré" offre une ouverture 12 qui est maintenue obturée par une porte Il qui ferme de temps en temps l'accès à l'intérieur 17 de la plate-forme. On voit sur la figure 2 que l'on n'a laissé qu'une seule ouverture 12 pour faire communiquer cette partie intérieure 17 avec l'océan extérieur. Comme on le verra plus loin, on

préfère cette configuration de la figure 2, la configuration de la figu-

re 1 n'étant représentée que pour donner une idée des nombreuses possi-

bilités permises pour la structure considérée.

o10 Cette plate-forme métallique supérieure 10 est soutenue par des piliers verticaux 14 se dressant à partir de flotteurs 13. Ces flotteurs 13 sont des corps métalliques creux allongés qui demeurent immergés dans l'eau, constituant ainsi des moyens permettant à l'ensemble de la structure constituée par la plate-forme supérieure 10, les jambes de

support 14 et ces flotteurs 13 eux-mêmes d'adopter une situation flot-

tante stable, en faisant abstraction de la possibilité d'un déplacement

horizontal comme on le verra plus loin dans le r6sent mémoire.

Il conviendra de noter que l'ensemble du volume apparent de

cette plate-forme supérieure de la structure n'émerge que partiellement.

On verra plus loin, tout au long du présent mémoire, qu'une partie de

cette plate-forme (considérée en ce qui concerne l'ensemble de son volu-

me apparent) va demeurer immergée de façon à constituer des moyens d'amortissment du mouvement des vagues d'une forte mer, ce qui rend ainsi minimale l'action des courants océaniques et permet que les eaux intérieure à la structure puissent constituer une marina sOre et calme

pour abriter des bateaux.

Dans le but de constituer seulement une partie d'un agencement structurel nécessaire à la stabilité de la structure en flottaison, les flotteurs sont réunis entre eux par des poutres horizontales 15. Cette

réalisation n'est toutefois qu'une solution évidente pour les spécia-

listes en la matière, et on ne devra pas la considérer comme impérative, étant donné qu'on peut mettre en place d'autres types de renforcement

sans sortir du cadre de l'invention.

En ce qui concerne les parois extérieures de la structure qui sont soumises à l'impact de la mer, on voit, de la manière représentée d'une façon générale sur les figure 1 et 2 et avec plus de détails sur la figure 3, qu'elles sont constituées par trois parties distinctes qui

remplissent des fonctions différentes. C'est ainsi que la partie supé-

rieure est verticale et plate et qu'elle se dresse entièrement au-dessus -

du niveau de la mer, tandis que, comme on le verra, il n'est pas essen-

tiel que les quatre faces de'la structure flottante soient formées des trois parties distinctes considérées, étant donné que, dans le cas le

plus courant, il suffit que cette division n'existe que sur la face sup-

portant l'impact frontal des vagues. Toutefois, afin de donner une vision d'ensemble de la manière dont la structure serait réalisée, plus particulièrement pour la partie intérieure de la paroi, ou une face 18 vue sous deux angles, la figure 1 représente cette division portant sur

deux faces situées à angle droit. On observera par conséquent, en exa-

minant les figures 1, 2 et 3, que cette paroi 18 est quelque peu incli-

née par rapport à la verticale, ce qui fait se situer la paroi 19 légè-

rement en arrière par rapport à la paroi 16. Sur la paroi 18 considérée,

on peut clairement voir des éléments ayant la forme d'une proue de ba-

teau 20 qui, suivant la définition, a ses parois latérales tournées vers l'avant suivant la forme d'une coque lorsqu'on regarde de face, tandis qu'il est toutefois acceptable, pour simplifier la construction, que les deux parois se rencontrant adoptent la forme de deux faces contiguës d'un tétraèdre. Afin d'aider à la compréhension, la partie supérieure et la partie arrière de cet élément 20 constitueraient les deux autres faces de ce tétraèdre, ce que l'on ne peut pas voir, étant donné que la face supérieure se trouve enveloppée à l'intérieur de la structure, juste audessous du point d'intersection avec la paroi supérieure 16 et

que la partie arrière est tournée vers l'intérieur de la structure flot-

tante. Comme on le voit, l'élément que l'on décrit maintenant comme étant un tétraèdre sera un corps solide, creux et rendu étanche à l'eau

à l'intérieur, qui servira aussi d'élément supplémentaire de flottaison.

Entre deux éléments en forme de proue 20, il existe une ouverture 21 qui conduit à la "chambre de traitement" déjà mentionnée (aussi désignée par la référence 21) qui est une ouverture située à

l'intérieur de la structure flottante et dont la description et la

définition du fonctionnement seront données plus loin dans le présent mémoire. Il sera toutefois clair que le nombre des éléments représentés sur les figures indiquées et leurs formes et emplacements ne sont donnés qu'à titre d'exemple, leurs taille, nombre et emplacement exacts ne pouvant être donnés, même sous une représentation schématique, que dans

un dessin d'exécution réel.

La figure 3 représente un détail à plus grande échelle des parois latérales 16, 18 et 19 o l'on peut voir que la paroi 18 est réalisée avec l'agencement spécial qui comporte les éléments en forme de a- proue 20 déjà mentionnés lorsqu'on a décrit les figures 1 et 2, et les ouvertures prévues pour ce qui est appelé "chambre de traitement". Ainsi que cela a déjà été dit, les éléments en forme de proue 20 devraient présenter des parois latérales conformées comme la partie avant d'un bateau classique lorsquton le voit exactement de face. Dans une variante d'exécution, visant à faciliter la construction, au lieu d'avoir une forme analogue à un bateau, on peut avoir des éléments en saillie déjà indiqués présentant la forme d'une ligne avant résultant de l'intersection de deux plans, provenant des faces d'un tétraèdre, d'une manière telle que la fonction de chacune des parois latérales (l'un des deux plans se recoupant) est de constituer un élément divisant les

vagues qui parviennent sur la paroi 18.

Comme déjà indiqué, ce que l'on appelle "chambre de traitement" 21 est une ouverture ménagée dans la "coque" 18 de la structure flottante et située sur la paroi 18 qui reçoit l'impact direct des vagues. La paroi de l'un des éléments en formne deproue de bateau 20 forme à cette occasion avec l'élément suivant un "couloir" 23 servant à conduire l'eau des vagues et qui constitue précisément la "chambre de traitement" 21. Il doit être clair, et il s'agit là d'un fait bien connu, que, tout en exerçant son impact sur une surface qui sert de plaque déflectrice, la vague rejette normalement vers le haut une colonne d'eau qui tend à revenir en arrière après avoir heurté l'obstacle, en retombant à nouveau sur la surface de l'océan. Or, tout en exerçant cet impact, la paroi frappée par la vague aura reçu le coup et, par un principe physique élémentaire, y aura réagi en faisant s'élever l'eau et la faisant revenir en arrière, tandis qu'en même temps cette paroi vibre sous le coup. Suivant son intensité, cet impact peut provoquer une vibration si intense que, lorsque la plaque déflectrice est de grandes dimensions et constitue en outre un élément flottant,

l'intégrité de l'ensemble de la structure peut s'en trouver affectée.

Comme on le sait, dans le cas d'une coque de navire, les parois latérales qui constituent une intersection vive ont tendance à dévier les vagues vers les flancs du bateau et à compenser l'impact, le plus fréquemment, par un léger déplacement du navire, à savoir tant que celui-ci reçoit les vagues par la proue. Dans le cas de la présente invention toutefois, étant donné que l'impact des vagues contre la paroi de la structure flottante sera toujours de face, l'eau n'aura pas le moyen d'être déviée vers les côtés de cette structure. Par contre, grâce à la forme spéciale de la paroi qui reçoit l'impact direct des vagues et que l'on appellera ici "face de combat", la vague sera dirigée en direction de la "chambre de traitement" 21 dont les parties inférieures de la paroi intérieure 22 ont, comme le montre la figure 8, une forme arrondie afin de diminuer l'impact et d'orienter vers les couloirs verticaux 23 la colonne d'eau qui s'élève, de façon que cette colonne soit conduite suivant un trajet o, après déviation dans la "chambre de traitement", elle sera évacuée vers l'océan en passant par des couloirs secondaires 24. Pour faciliter la compréhension, on appellera le trajet

vers le haut "conduit principal" 23.

La figure 8 représente une vue en élévation d'une coupe d'une "chambre de traitement" 21 schématique présentant une configuration préférée. Comme on peut le voir sur cette figure 8, l'élément en forme de proue 20 n'est vu qu'en trait interrompu étant donné qu'il se trouve en arrière-plan par rapport au plan du schéma et il n'est ici représenté que pour montrer qu'il limite l'ouverture d'entrée à la "chambre de traitement" 21 et qu'il oriente le courant d'eau provenant de la vague, vers une direction donnée qui est le "conduit principal" 23, ce qui fera subir à la vague un amortissement sous l'effet de l'agencement des

parois intérieures 28 et une expulsion par les orifices de sortie 24.

Comme on l'a déjà vu, la partie intérieure de la paroi intérieure 28, qui est constituée par la partie 22 qui reçoit d'abord l'impact de la vague, présente une courbure spéciale offrant sa concavité tournée vers le c8té extérieur de la paroi 18 de la "face de combat". Par contre, si on souhaitait d'une manière quelconque que cette partie soit agencée de façon à conférer dans une certaine mesure un amortissement à l'impact de la vague, elle pourrait être constituée comme cela est représenté sur la figure 9 pour une variante d'exécution dans laquelle cette partie inférieure 23 de la partie intérieure 28 de la "chambre de traitement" 21 peut être un élément ayant la forme d'une plaque légèrement incurvée qui est articulée en un point d'articulation 29 sur sa partie supérieure et est en appui, dans sa partie médiane, sur un ressort 30 agencé de façon à se rétracter lorsque cette plaque 22 reçoit, comme le montre la

figure 9, le coup direct de la vague.

Outre le fait d'avoir été conçue, en raison de sa forme

intérieure, pour absorber l'énergie des vagues, la "chambre de traite-

ment" 21 est équipée d'un piston 25 qui est intérieurement creux et dont le poids peut être compensé par une certaine quantité de liquide 26 placée en son intérieur. Les spécialistes en la matière comprendront aisément que la forme de la partie inférieure de ce piston 25 n'a pas besoin d'être régulière, mais qu'elle sera au contraire conçue pour coopérer avec une forme de la paroi intérieure 28 qui facilitera le guidage du courant d'eau qui se précipite violemment vers la chambre 21, tandis qu'une certaine quantité de liquide 26 sert de lest intérieur permettant de maîtriser le déplacement de ce piston 25 afin d'empêcher un choc violent contre la paroi supérieure 28 et afin de permettre une meilleure utilisation de l'impact considéré pour produire de l'énergie,

comme cela sera expliqué par la suite.

Pour cette raison, comme le montre la figure 8, le piston 25 est maintenu par une tige 27 qui s'étend au-delà de la partie supérieure de la paroi 28 et peut s'articuler, d'une manière qui n'est pas déterminée dans la présente invention, avec un certain dispositif mécanique servant

à utiliser l'énergie ou à la transmettre à un fluide actif qui inter-

vient dans un type quelconque d'utilisation perfectionnée de l'énergie,

en plus de la simple transmission mécanique de cette énergie.

Toutefois, hormis l'utilisation possible de l'énergie de la

vague heurtant les parois, il est important que l'agencement décrit ci-

dessus empêche que l'action provenant de l'impact violent des vagues ne

soit que réfléchie par la paroi de la structure flottante, ce qui, si-

non, ne ferait que provoquer une vibration préjudiciable à la structure.

Si l'on examine à nouveau avec une attention particulière les figures 1, 2 et 3, on verra que la hauteur totale des parois latérales de la structure formées par les faces 16, 18 et 19 se divisent en une

partie émergée et une partie immergée. Comme on le voit, la partie émer-

gée est constituée par l'ensemble du plan vertical 16 et par une partie (approximativement la moitié) de la face intermédiaire 18. La partie immergée est constituée par une partie de cette face intermédiaire 18 (également approximativement la moitié de celle-ci) et par l'ensemble de

la face verticale inférieure plate 19. Si on appelle D-2 la partie émer-

gée, D-3 la partie immergée et D-1 la hauteur totale, on verra que la relation existant entre ces hauteurs constitue un paramètre important pour la définition du degré d'amortissement que la structure peut offrir à l'impulsion des vagues lorsque la mer est forte. On examinera plus loin ce point de vue et on tirera d'une manière analogue des conclusions

intéressant plus particulièrement la conception de la structure.

Si on examine maintenant les figures 4 et 5, on y verra une analogie statique pour l'ensemble du dispositif d'ancrage de la structure flottante en un point donné de l'océan. En premier lieu, il est nécessaire d'attirer l'attention des spécialistes en la matière sur le fait que cette analogie est relativement simplifiée par rapport à une forme d'exécution de l'invention à l'échelle opérationnelle et qu'elle

ne sert qu'à mieux faire comprendre les principes impliqués.

Sur la figure 4, on a une vue d'ensemble d'un système de trois pieux attachés à des cables qui convergent vers la surface, jsuqu'à un point d'attache du corps flottant F. Comme cela est évident pour les spécialistes, en raison de sa densité apparemment réduite lorsqu'il est immergé dans l'eau, ce corps flottant F sera soumis à une poussée verticale vers le haut E qui lui

donnera une tendance à flotter. S'opposent à cette tendance les compo-

santes de force E1, E2 et E3 provenant des trois pieux et agissant vers le bas dans la direction verticale. Il en résulte que les câbles C1, C2 et C3 sont soumis à une traction qui croîtra lorsque la poussée E croit, bien qu'il soit connu que, dans un tel système simplifié, rien n'empêche

que le poids des cables eux-mêmes leur donne des profils en chaînette.

La figure 5 représente une vue de dessus de la disposition du corps flottant par rapport aux pieux d'ancrage. Il est important de remarquer que ce qu'on souhaite souligner sur cette figure est la nécessité de maintenir le corps flottant dans une position voisine du

centre du cercle qui passe par les trois pieux et que ces pieux de-

vraient être suffisamment éloignés l'un de l'autre pour que le cercle tracé par les pieux soit divisé en des secteurs approximativement égaux

par les rayons passant par ces pieux.

La figure 6 représente un schéma relativement plus complexe du dispositif d'ancrage de l'unité flottante sur le fond de l'océan. Ce dispositif se trouve compliqué par la forme de la grille de câbles dans laquelle la disposition des câbles, attachés suivant des "noeuds" formés par des sphères flottantes, a pour rôle de rendre minimal, si ce n'est

d'éliminer, l'effet de profil en chaînette sur les cablesd'ancrage.

La figure 7 est une vue schématique, vue de dessus, des cables de l'agencement de la figure 6, qui illustre l'importance qu'a, pour la stabilité du dispositif d'ancrage, une disposition globale conforme à un

modèle à polygones étoilés réguliers.

Afin d'aider à la compréhension, on va maintenant discuter les

résultats obtenus à partir d'une série d'essais hydrauliques de labora-

toire qui seront extrapolés pour des valeurs que l'on trouvera à l'échelle réelle. On appellera "prototypes" ces configurations, tandis qu'on appellera "modèles" les configurations présentant des valeurs de laboratoire. Il ne rentre pas dans le cadre de l'invention de présenter de manière détaillée les essais multiples de laboratoire réalisés pour lesquels des ondes ont été produites artificiellement avec des périodes variables dans un couloir hydraulique convenable, une plaqué déflectrice ou une plaque d'épaisseur variable, immergée à des profondeurs croissan-

tes, simulant les parois de la structure afin de conduire à des conclu-

sions sur les dimensions du "prototype" permettant un amortissement

efficace des vagues de la mer.

Les tableaux II et III résument les résultats d'une série de 1O mesures de laboratoire et leur extrapolation à un "prototype" ayant des dimensions réelles que l'on a appliqué à la structure de la présente invention. Les données des tableaux II et III se complètent les unes les autres. Pour que l'on puisse s'y reporter, le tableau I fournit: a) les

périodes des vagues considérées à l'endroit du "prototype" et qui repro-

duisent des situations réelles en mer à l'intérieur de la bande accep-

table considérée et b).les hauteurs des vagues et une profondeur prati-

que de l'endroit o la structure sera installée.

On compare ces valeurs aux valeurs des modèles qui permettent des mesures suffisamment précises et qu'on utilise pour le calcul des

tableaux II et III.

TABLEAU I

Prototype Modèle 8,0 s 0,60 s Période 10,0 s 0,71 s 12,0 s 0,85 s 2,0 m 1, 0 cm Hauteur de la vague 4,0 m 2,0 cm 6,0 m 3,0 cm Profondeur 150 m 75 cm Les variables présentées dans les tableaux II et III sont les suivantes: a) niveau inférieur de la plaque ou plaque déflectrice, en prenant pour valeur zéro le niveau de la mer, ce niveau inférieur étant l'expression de la hauteur immergée de la plaque et représentant, en étant extrapolé au prototype, la dimension D3 de la plate-forme principale lorsqu'on regarde les figures 2 et 3, b) période - c'est la période attribuée à la vague provoquée dans le couloir du laboratoire hydraulique et qui tombe sur la plaque d'essai, en étant convertie d'une manière convenable pour donner la vague réelle qui frappe le prototype, c) épaisseur de la plaque: comme on le voit sur le tableau III, elle est convertie d'une manière convenable en l'épaisseur du prototype qui sera à son tour prise comme étant l'épaisseur utile d'une plaque déflectrice réelle comme par exemple les parois de la structure, d) Hi - hauteur de la vague incidente qui heurte la plaque à partir du côté de la pleine mer, e) Ht - hauteur de la vague transmise, prise sur la plaque ou le côté protégé de la paroi (dans le cas présent, ce serait la marina intérieure de la structure), g) Ht/Hi - c'est le taux d'amortissement: plus ce taux est proche de zéro, plus sera importante l'efficacité de l'amortissement de la vague provoqué par la plaque ou par la paroi de la structure située sur les

piliers (dans les tableaux, cette valeur est portée en pour cent.

Le tableau II présente en fait les valeurs que l'on peut obtenir dans la pratique, tandis que le tableau III est un résumé de ces valeurs

à des fins plus pratiques de comparaison.

Comme on peut le voir, plus la paroi servant de plaque déflec-

trice pour les vagues qui arrivent est étendue, plus la partie immergée de cette plaque déflectrice est importante et plus l'amortissement est

élevé. C'est pourquoi, dans des conditions déterminées, on peut s'atten-

dre à une mer parfaitement calme à l'intérieur de la marina, même si

l'on a une forte mer dans l'océan, à l'extérieur de la structure.

A partir des tableauxprésentés ci-dessus, il est possible de dé-

duire les limites souhaitables que l'on a choisies pour construire les parois de la structure flottante de service en mer de la présente inven-

tion, limites qui sont: largeur: 20 m ou plus profondeur immergée (D-3): 30 m ou plus Compte tenu des dimensions importantes d'une structure construite conformément à l'invention, l'espace supérieur de ses parois,

c'est-à-dire sa surface libre supérieure peut être occupée par des ins-

tallations de service pour des travaux maritimes, comme des magasins

pour stocker des tuyaux, des vannes, des produits chimiques, des machi-

s.-- nes et leurs pièces détachées, des hôtels pour le personnel de service sur des plates-formes voisines de forage, un équipement auxiliaire de grande dimension pour combattre l'incendie (brigades de maîtrise du feu), et même, dans certains cas, une structure flottante peut servir de base pour un forage opérationnel. En se reportant à la figure 2, si l'on part du principe bien connu des spécialistes en la matière, selon lequel la variation de la propagation des ondes océaniques est d'environ 90 degrés, l'ouverture 12 qui donne accès à l'intérieur 17 de la structure flottante sera disposée sur l'une des parois dont la direction reçoit l'impact des vagues. Il est évident que pour recouvrir tous les emplacements pratiques possibles, la configuration représentée sur la figure 1 offre la possibilité de disposer l'ouverture 12 de la paroi latérale sur n'importe laquelle des quatre parois simplement en retirant la porte adéquate 11, comme on le voit sur le dessin. Commpe moyen d'actionnement qui est donné à titre d'exemple et tel que représenté sur la figure 1, le déplacement des portes 11 en vue d'ouvrir l'espace 12 s'obtiendra en faisant varier le lest de ces portes, étant donné que, avec une augmentation de poids, la porte sera immergée, ouvrant ainsi l'accès de la porte 12 à l'intérieur 17 de la structure, alors que, d'une manière inverse, l'extraction du lest fera flotter la porte, en la faisant

glisser dans ses guides, pour fermer l'ouverture.

Des dimensions préférées ne sont pas définies pour la structure étant donné qu'elles dépendront de la configuration particulière appropriée à l'utilisation spécifique qui lui sera donnée, en fonction de la profondeur locale o elle fonctionnera, en fonction de l'état de la mer (ce qui comprend la variation de fréquence de l'impact des vagues) et en fonction du nombre et de la taille des bateaux à abriter à

l'intérieur 17 de la structure.

D'une manière générale, en se reportant aux données des tableaux II et III, une hauteur sore pour la paroi immergée sera d'au moins 30 m (dimension D-3), tandis que la dimension D-2 et par conséquent la dimension totale D-1 dépendront fortement du type de travail sur la surface de la structure flottante, mais il s'agit là d'un problème

particulier à chaque type de configuration.

D'une manière analogue, si on fixe une largeur minimale de 20 m pour la paroi de la plate-forme comme déjà indiqué, cela commandera l'ensemble des dimensions de la structure en prenant en considération

l'estimation de la sécurité et le bilan économique des matériaux consti-

tuant le bâtiment.

Il sera évident pour les spécialistes en la matière que, à l'exception de certains éléments essentiels (tels que l'existence et la configuration des flotteurs, les dimensions minimales, etc.), la

description ici donnée ne l'est qu'à titre d'exemple de mise en oeuvre

de l'invention, sans limiter autrement la portée de l'invention définie

par les revendications annexées.

i1-. TABLEAUII NIVEAU | EP A DEP L F: 5,0 qn EPAISl LE FJf!E 10.0 an EPAJEIR DE R'Â:Q. 15.0 cman 1NFmuafp T E 1 (A PLA E.E) H (cm) Ht (cman) Hlt/i (%) Hi (cman) Ht (can) Ht/Hi (%) Hi (Cm) Ht (an) Ht/Hi (%)

(CM) (s c.

0.60 1.76 0.93 53 2.15 0.71 33 2.05 0.40 20

-5.0 0.71 1.93 1.26 65 1.81 1.00 55 1.68 0.66 39

0.85 2.08 1.61 77 1.95 1.45 74 1.91 1.08 57

0.60 1.95 0.43 22 2.00 0.29 15 1.98 0.08 4

-10.0 0.71 1.90 0.67 35 1.91 0.43 23 1.80 0.30 17

0.85 2.11 1.16 55 2.28 0.85 37 2.28 0.61 27

0.60 2.04 0.08 4 1.96 0.00 0 2.01 0.00 0

-15.0 0.71 2.72 0.23 8 2.23 0.12 5 1.82 0.04 2

0.85 3.21 0.58 18 2.76 - - 2.15 0.33 15

0.60 2.40 0.00 0 _. - - -

-30.0 0.71 2.34 0.00 0

0.85 2.96 0.00 0 - - - - - -

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Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Structure de service en mer, close et flottante, qui puisse être stabilisée en tout pout de l'océan grâce à des lignes d'ancrage fixées au fond de la mer, cette structure étant caractérisée par le fait qu'elle est essentiellement constituée: A) d'une plate-forme métallique supérieure (10) qui, vue de dessus, présente la forme d'un carré ouvert intérieurement et à l'intérieur (17) duquel se trouve enfermée, par l'intermédiaire de moyens d'isolement, une masse d'eau de mer qui communique avec l'extérieur par une ouverture d'entrée (12) ménagée dans l'une des parois et qui, vue de face de manière que l'on ne voie que la paroi de la structure qui est tournée en direction de l'arrivée des vagues, présente trois parties distinctes pour cette face, à savoir: a) une paroi verticale plane (16) située à la partie supérieure de cette face, b) une face intermédiaire (18) formée par la disposition alternée d'éléments en saillie (20) conformés à la façon de la proue d'un bateau lorsqu'on regarde de face, et d'ouvertures (21) délimitées sur les deux côtés par les parois latérales de deux éléments en saillie (20) qui sont situés sur leurs côtés, ces ouvertures communiquant avec l'extérieur par un espace ouvert intérieur c o r r e s p o n d a n t à chaque

ouverture et découpe dans l'intérieur de la structure, à travers le-

quel l'eau pénètre violemment sous l'effet des vagues, cet espace étant délimité par une paroi intérieure spécialement conformée de façon à absorber et amortir la force de l'eau qui y arrive et à laisser s'écouler, par des ouvertures spéciales (24), l'eau qui a pénétré dans son intérieur, c) et une face inférieure, (19) plane et verticale, qui est située directement au-dessous de la face intermédiaire (18) et qui se trouve entièrement immergée lorsque la structure est placée au milieu de l'océan, B) un dispositif de flottaison (13) sur lequel la plate-forme (10) est soutenue à l'aide de piliers (14) de façon que ces flotteurs demeurent totalement immergés lorsque la structure flottante (10) est stabilisée sur un point de l'océan, 3 C) un ensemble de câbles (C1, C2, C3... Cn) reliant la structure flottante aux pieux d'ancrage (E1, E2, E3.. . En) fixés au fond de la mer, l'extrémité supérieure de ces câbles étant fixée en des points du fond de la structure flottante et l'extrémité inférieure de ces câbles

17 2612873

étant attachée aux pieux d'ancrage, tout cet ensemble étant immergé lorsque la structure est fixée sur un point de l'océan, D) et un groupe d'installations auxiliaires destinées au travail en mer, telles que des magasins de pièces détachées, des quartiers d'habitation pour le personnel, des groupes électriques, des brigades anti-incendie,

des installations de déchargement des bateaux, un central de télécommu-

nications ou un héliport situé au-dessus de la partie supérieure de la

plate-forme métallique.

2. Structure close flottante de service en mer suivant la

o10 revendication 1, caractérisée en ce que l'espace vide intérieur commu-

nique avec l'océan par l'intermédiaire d'une ouverture (21) dont les parois intérieures sont spécialement arrondies de façon à dévier les eaux, qui sont amenées de manière forcée par l'impact des vagues, à travers un couloir intérieur (23) à partir duquel elles sont amenées de

manière forcée à travers des ouvertures les faisant retourner à la mer.

3. Structure close flottante de service en mer suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l'espace intérieur ménagé à l'intérieur de cette structure communique avec la mer par une ouverture

(21) et possède un piston lesté de manière convenable (25) qui est spé-

cialement adapté à son intérieur et qui communique lui-même, par l'intermédiaire d'une tige verticale disposée dans le corps (10) de la plate-forme, avec un dispositif de transmission qui utilise le travail

produit par la force des vagues.

4. Structure close flottante de service en mer suivant la revendication 1, caractérisée en ce que, lorsque cette structure est fixée au-dessus d'un point déterminé de l'océan, les parois latérales de la plate-forme métallique supérieure sont immergées dans une profondeur

d'eau d'approximativement 30 mètres ou plus.

5. Structure close flottante de service en mer suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la largeur des parois latérales

de la plate-forme métallique supérieure est d'environ 20 mètres ou plus.

6. Structure close flottante de service en mer suivant l'une

quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'intérieur

(17) de cette structure qui est limité extérieurement par les parois de la plate-forme métallique supérieure sert d'abri pour bateaux et en ce

qu'aussi les eaux retenues dans cet intérieur (17) ont des vagues forte-

ment amorties par comparaison avec la forte mer se trouvant à l'exté-

rieur de cette structure.

7. Structure close flottante de service en mer suivant la a revendication 4, caractérisée en ce que l'amortissement du caractère de forte mer existant à l'extérieur de cette structure, par comparaison avec les eaux situées dans l'intérieur (17) de cette même structure, amortissement défini par l'expression (Ht/Hi) x 100, est d'au nxianum 55, de préférence inférieur à 18, et de façon encore plus préférentielle inférieur à 4, dans le cas de périodes des vagues de 8,0 à 12,0 secondes

et de hauteurs des vagues extérieures de 2,0 à 6,0 mètres.

8. Structure close flottante de service en mer suivant la reven-

dication 4, caractérisée en ce qu'elle permet un amortissement total des vagues extérieures à cette structure, si l'on considère les eaux

retenues dans l'intérieur (17) de la plate-forme métallique supérieure.

9. Structure close flottante de service en mer suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les câbles (C1, C2, C3... Cn)

qui attachent cette structure aux pieux (E1, E2, E3... En) sont distri-

bués suivant un système réticulé dans lequel chaque noeud est occupé par une élément flottant secondaire, d'une manière permettant de faire

alterner l'effet de chatnette sur tout le dispositif de câbles.

10. Structure close flottante de service en mer suivant la re-

vendication 1, caractérisée en ce que la plate-forme métallique su-

périeure est pourvue d'au moins une ouverture latérale (12) sur chaque face carrée, ces ouvertures étant équipées de portes d'obturation (11) qui sont actionnées à la fermeture et à l'ouverture en faisant varier le lest, en ne permettant ainsi qu'à une seule de ces ouvertures (12)

d'être maintenue ouverte, en fonction du fonctionnement approprié.

s

11. Structure close flottante de service en mer suivant la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle est immobilisée sur l'océan à l'aide de cibles, l'ouverture (12) d'entrée vers l'intérieur (17) étant située sur une paroi latérale, avec une direction principale qui est à 90 par rapport à la paroi latérale extérieure qui reçoit l'impact

direct des vagues de la forte mer.