FR2929638A1 - Dispositif d'extraction d'un materiau situe au fond d'une etendue d'eau, installation d'extraction, et procede associe - Google Patents

Abstract

Ce dispositif comprend un ensemble de fond (24) comprenant des moyens (50, 52) de prélèvement du matériau sur le fond (14) de l'étendue d'eau (12) et une conduite (26) de transport du matériau prélevé, raccordée en un premier point (60) sur l'ensemble de fond (24) et raccordée en un deuxième point (62) à un ensemble de surface (20).L'ensemble de fond (24) comprend des moyens d'ancrage (36) dans le fond (14) de l'étendue d'eau (12). Le dispositif d'extraction (18) comprend un ensemble de flottabilité (28) totalement immergé sous l'étendue d'eau (12). L'ensemble de flottabilité (28) est solidaire d'au moins une région supérieure de la conduite de transport (26) pour maintenir la conduite de transport (26) dans une configuration sensiblement verticale dans l'étendue d'eau (12) entre l'ensemble de fond (24) et la région supérieure lorsque le deuxième point (62) est déconnecté de l'ensemble de surface (20).

Description

Dispositif d'extraction d'un matériau situé au fond d'une étendue d'eau, installation d'extraction, et procédé associé. La présente invention concerne un dispositif d'extraction d'un matériau situé au fond d'une étendue d'eau, du type comprenant : - un ensemble de fond comprenant des moyens de prélèvement du matériau sur le fond de l'étendue d'eau ; - une conduite de transport du matériau prélevé, raccordée en un premier point sur l'ensemble de fond et destinée à être raccordée en un deuxième point à un ensemble de surface flottant sur l'étendue d'eau.

De tels dispositifs sont notamment destinés à l'exploitation minière des fonds sous-marins, ou aux travaux de terrassement des sols sous-marins en vue de la mise en place d'installations de production d'hydrocarbures. On connaît de FR-A-2 467 283 un dispositif du type précité. Ce dispositif comprend une installation de surface portée par un navire et un ensemble de fond.

L'ensemble de fond comprend une station de base et un véhicule d'extraction circulant sur le fond marin et raccordé à la station de base par un lien souple désigné par le terme anglais jumper . Pour descendre l'ensemble de fond dans l'eau, il est connu d'utiliser un train de tiges creuses rigides qui raccorde la station de base et l'installation de surface. Le train de tiges délimite intérieurement un passage de circulation du matériau prélevé au fond pour le convoyer jusqu'à la surface. Un tel dispositif est donc satisfaisant lors de l'exploitation normale, en eaux calmes, du dispositif d'extraction. Toutefois, en cas de tempête ou lorsque l'installation de surface sur le navire doit être temporairement déplacée, il est nécessaire de remonter l'ensemble du train de tiges constituant la conduite de transport dans le navire porteur, ainsi que le véhicule sous-marin de prélèvement du matériau sur le fond de l'étendue d'eau et les équipements de pompage. Une telle opération est fastidieuse et lente, ce qui nuit à la sécurité et au coût d'exploitation du dispositif. Un but de l'invention est donc d'obtenir un dispositif d'extraction d'un matériau situé au fond d'une étendue d'eau qui soit plus sûr et moins coûteux à exploiter.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif du type précité, caractérisé en ce que l'ensemble de fond comprend des moyens d'ancrage dans le fond de l'étendue d'eau, le dispositif d'extraction comprenant un ensemble de flottabilité destiné à être totalement immergé sous l'étendue d'eau, l'ensemble de flottabilité étant solidaire d'au moins une région supérieure de la conduite de transport pour maintenir la conduite de transport dans une configuration sensiblement verticale dans l'étendue d'eau entre l'ensemble de fond et la région supérieure lorsque le deuxième point est déconnecté de l'ensemble de surface. Le dispositif selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) : - l'ensemble de flottabilité comprend une pluralité de bouées montées autour de la région supérieure de la conduite de transport ; - la conduite de transport comprend une partie inférieure rigide raccordée à l'ensemble de fond et une partie supérieure flexible raccordée à la partie inférieure rigide, l'ensemble de flottabilité étant monté au moins partiellement sur la partie inférieure rigide ; - la conduite de transport est flexible sur sensiblement toute sa longueur pour être déployable entre une configuration enroulée sur un tambour d'enroulement porté par l'ensemble de surface et une configuration déployée dans l'étendue d'eau ; - l'ensemble de fond comprend un véhicule extracteur, raccordé à la conduite de transport, les moyens de prélèvement étant portés par le véhicule extracteur ; et - l'ensemble de fond comprend un support de collecte de matériau, raccordé à la conduite de transport, le support de collecte étant destiné à être posé sur le fond de l'étendue d'eau pour recueillir le matériau prélevé par des moyens de prélèvement, les moyens de prélèvement étant destinés à être manoeuvrés depuis l'ensemble de surface, indépendamment du support de collecte. L'invention a également pour objet une installation d'extraction d'un matériau situé au fond d'une étendue d'eau, caractérisée en ce qu'elle comprend : - un ensemble de surface destiné à s'étendre au moins partiellement au-dessus de la surface de l'étendue d'eau ; - un dispositif d'extraction tel que défini ci-dessus, le deuxième point de la conduite de transport étant déplaçable par rapport à l'ensemble de surface entre une configuration connectée dans laquelle le deuxième point est raccordé à l'ensemble de surface et une configuration démontée dans laquelle le deuxième point est situé totalement à l'écart de l'ensemble de surface, l'ensemble de flottabilité maintenant la conduite de transport dans une configuration sensiblement verticale dans l'étendue d'eau entre l'ensemble de fond et la région supérieure, dans la configuration connectée et dans la configuration démontée. L'invention a en outre pour objet un procédé d'extraction d'un matériau situé au fond d'une étendue d'eau à l'aide d'une installation telle que décrite précédemment, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - raccordement du deuxième point de la conduite de transport sur l'ensemble de surface ; - extraction du matériau à partir du fond de l'étendue d'eau par les moyens de prélèvement ; - convoyage du matériau extrait vers l'ensemble de surface à travers la conduite de transport ; puis - déconnexion du deuxième point de la conduite de transport à l'écart de l'ensemble de surface, l'ensemble de flottabilité maintenant la conduite de transport dans une configuration sensiblement verticale dans l'étendue d'eau entre l'ensemble de fond et la région supérieure après la déconnexion.

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) : - après l'étape de déconnexion, une étape additionnelle de raccordement du deuxième point de la conduite de transport à l'ensemble de surface ; et - l'installation comprend un premier navire et un deuxième navire, chaque navire portant un ensemble de surface, le procédé comprenant les étapes suivantes : - raccordement du deuxième point de la conduite de transport sur l'ensemble de surface du premier navire ; - extraction du matériau à partir du fond de l'étendue d'eau par les moyens de prélèvement, - convoyage du matériau extrait vers l'ensemble de surface du premier navire à travers la conduite de transport, puis - déconnexion du deuxième point de la conduite de transport à l'écart de l'ensemble de surface du premier navire, l'ensemble de flottabilité maintenant la conduite de transport dans une configuration sensiblement verticale dans l'étendue d'eau entre l'ensemble de fond et la région supérieure, - raccordement du deuxième point de la conduite de transport sur l'ensemble de surface du deuxième navire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue de côté d'une première installation d'extraction selon l'invention, le navire de surface étant raccordé au dispositif d'extraction ; - la Figure 2 est une vue schématique de côté d'une partie supérieure de la conduite de transport munie d'un ensemble de flottabilité ; - la Figure 3 est une vue analogue à la Figure 1 lors de la déconnexion du navire de surface ; - la Figure 4 est une vue analogue à la Figure 1 en l'absence de navire de surface ; - la Figure 5 est une vue de côté d'un détail de la première installation d'extraction dans une position contractée de la partie supérieure flexible de la conduite de transport ; - la Figure 6 est une vue analogue à la Figure 5 dans une position déployée de la partie supérieure flexible de la conduite ; - la Figure 7 est une vue de dessus illustrant schématiquement les configurations de la Figure 5 et de la Figure 6 ; et - la Figure 8 est une courbe représentant la fenêtre d'utilisation du dispositif d'extraction des Figures 5 à 7 en fonction de la profondeur et de la distance à l'axe vertical de la partie rigide.

Une installation 10 d'extraction selon l'invention est représentée sur les Figures 1 à 4. Cette installation est destinée à prélever des matériaux situés au fond d'une étendue d'eau 12 comme une mer, un océan, ou un lac. L'étendue d'eau 12 repose sur un fond 14 délimité par du matériau solide comprenant des roches et/ou des sédiments. Le dispositif 10 a pour objet de réaliser par exemple des travaux de terrassement sur le fond 14 en vue de la mise en place d'une installation d'exploitation d'hydrocarbures, ou de prélever des minerais déposés sur le fond 14 en vue de leur exploitation ultérieure à la surface 16 de l'étendue d'eau 12.

Comme illustré par la Figure 1, l'installation 10 comprend un dispositif immergé d'extraction 18 et un ensemble de surface 20 destiné à collecter, à traiter et à stocker le matériau prélevé et remonté à la surface par le dispositif d'extraction 18. Dans cet exemple, l'ensemble de surface 20 est porté par un navire 22 flottant sur l'étendue d'eau. Le dispositif d'extraction 18 comprend un ensemble de fond 24 pour le prélèvement du matériau sur le fond 14 de l'étendue d'eau 12, une conduite de transport 26 raccordant l'ensemble de fond 24 à l'ensemble de surface 20 et, selon l'invention, un ensemble de flottabilité 28 monté autour d'au moins une région supérieure de la conduite de transport 26 pour assurer son maintien dans une configuration sensiblement verticale dans l'étendue d'eau 12. Le dispositif d'extraction 18 comprend en outre des lignes fonctionnelles 30 d'alimentation électrique de l'ensemble de fond 24 et d'injection de gaz dans la conduite 26.

L'ensemble de fond 24 comprend une station de base 32, des moyens 34A, 34B d'excavation, déplaçables par rapport à la station de base 32, et une ancre 36 de fixation de la station de base 32 sur le fond 14 de l'étendue d'eau 12. La station de base 32 est destinée à être placée au voisinage du fond 14, à l'écart de celui-ci lors de l'exploitation des matériaux.

La station de base 32 comprend des équipements (non représentés) de pompage et de traitement du matériau prélevé, comme par exemple des pompes ou des filtres, et des moyens de commande des moyens d'excavation 34A, 34B.

Elle peut comprendre aussi des moyens de stockage temporaire du matériau prélevé par les moyens d'excavation 34A, 34B. Dans l'exemple représenté sur la Figure 1, les moyens d'excavation 34A, 34B comprennent, à gauche sur le dessin, un véhicule excavateur 38 et un lien flexible 40 raccordant le véhicule excavateur 38 à la station de base 32, et à droite sur le dessin, une grue d'excavation 42, associée à des moyens 44 de réception et de traitement du matériau, posés sur le fond 14 de l'étendue d'eau 12 et reliés à la station de base 32 par un deuxième lien flexible 46. Le véhicule excavateur 38 est destiné à se déplacer sur le fond 14 pour y prélever du matériau. Il comprend des moyens 48 de déplacement autonome sur le fond 14, et des moyens 50 de prélèvement du matériau aptes à creuser, racler ou forer le matériau constituant le fond 14 et à le transporter jusqu'au lien flexible 40. Un exemple de véhicule excavateur est décrit dans la demande française FR-A-2 467 283. Le lien flexible 42 est parfois désigné par le terme anglais jumper . Il est formé d'un tuyau souple présentant une extrémité supérieure raccordée sur la station de base 32 et une extrémité inférieure raccordée sur le véhicule 38 pour prélever le matériau issu des moyens de prélèvement 50. Il délimite intérieurement une lumière de circulation de matériau débouchant en regard des moyens de prélèvement 50 et dans la station de base 32 pour se raccorder à la conduite de transport 26. La grue 42 est déployable et actionnable depuis le navire 22 en surface. Elle comprend une pince 52 de prélèvement du matériau sur le fond 14, et un câble 53 de déploiement et de déplacement de la pince 52 pour la descendre depuis le navire 22 vers le fond 14 et pour la déplacer par rapport au fond 14. Dans une variante, les moyens d'excavation 34B comprennent en outre un marteau piqueur solidaire de la pince 52 ou un marteau piqueur déployé depuis le navire 22 en surface par un câble additionnel de déploiement et de déplacement.

Les moyens de réception 44 sont décrits par exemple dans la demande française n ° 07 56579 de la Demanderesse.

Ils comprennent un support d'appui réglable 54 posé sur le fond de l'étendue d'eau, muni d'un broyeur/concasseur et d'un entonnoir de réception du matériau prélevé. La pince 52 de la grue 42 est déplaçable par rapport au support 54 entre une position de prélèvement de matériau au contact du fond 14 d'étendue d'eau, et une position de déversement du matériau dans le support 54. Le deuxième lien flexible 46 est de structure analogue à celle du premier lien flexible 40. L'ancre 36 comprend un plot de fixation dans le fond de l'étendue d'eau et un câble de liaison à la station de base 32. La station 32 est ainsi maintenue au-dessus du plot de fixation à quelques mètres à l'écart du fond 14. La conduite de transport 26 s'étend sensiblement verticalement dans l'étendue d'eau 12 entre un premier point 60, situé à son extrémité inférieure et raccordé sur la station de base 32, et un deuxième point 62 situé à son extrémité supérieure et raccordé de manière amovible sur l'ensemble de surface 20. La conduite 26 comprend, en référence à la Figure 1, une partie inférieure rigide 64, une partie supérieure flexible 66 et un raccord de liaison 68 entre la partie rigide et la partie flexible. La conduite de transport 26 définit intérieurement, sur toute sa longueur prise entre le premier point 60 et le deuxième point 62, une lumière intérieure 70 continue de circulation du matériau, destinée à convoyer le matériau prélevé sur le fond 14 de l'étendue d'eau depuis la station de base 32 jusqu'à l'ensemble de surface 20. Dans l'exemple illustré par la Figure 1, la partie inférieure rigide 64 comprend un assemblage bout à bout de tronçons 72 de tubes métalliques rigides. Le rayon de courbure maximal de la conduite rigide est inférieur à 12 m et notamment inférieur à 10 m. Comme on le verra plus bas, et selon l'invention, grâce à l'ensemble de flottabilité 28 et à l'ancre 36, la partie inférieure 64 s'étend suivant un axe A-A' sensiblement vertical entre le raccord 68 et la station de base 32 quelle que soit la configuration de la partie supérieure flexible 66.

La partie inférieure 64 est en outre munie de deux raidisseurs 73 situés au voisinage du raccord 68. Le raccord 68 est situé à une profondeur comprise entre 1 m et 200 m sous la surface 16.

La partie supérieure flexible 66 est réalisée à base d'un conduit flexible 74 ayant un rayon de courbure minimal supérieur à 12 m. La partie supérieure flexible 66 est ainsi apte à se déformer entre une configuration connectée en S, dans laquelle elle est raccordée à l'ensemble de surface 20, telle que représentée sur la Figure 1, et une configuration démontée en U retourné dans laquelle elle est déconnectée de l'ensemble de surface 20 et elle s'étend vers le bas parallèlement à la partie rigide 64, telle que représentée sur la Figure 4. Dans la configuration connectée en S, le deuxième point 62 est maintenu raccordé sur l'ensemble de surface 20 au-dessus du raccord 68. La conduite flexible 74 forme depuis le raccord 68 vers le deuxième point 62, un coude 75A dirigé vers le haut, un coude 75B dirigé vers le bas, puis un tronçon sensiblement vertical 75C. La partie supérieure flexible 66 est munie, au voisinage du premier point 62, d'un câble de repêchage 80 présentant une bouée 82 flottant en surface à l'extrémité supérieure du câble 80. En variante, la partie supérieure flexible 66 est dépourvue de câble 80 et de bouée 82. Le premier point 62 est alors propre à reposer dans l'étendue d'eau 12 ou sur le fond 14 de l'étendue d'eau lorsqu'il est déconnecté de l'ensemble de surface 20.

Les lignes fonctionnelles 30 comprennent des lignes 90 de transport de puissance électrique et/ou hydraulique, et de transport d'informations pour l'alimentation des dispositifs d'excavation 34A, 34B et de la station de base 32, et au moins une ligne 92 d'injection de gaz dans la lumière intérieure 70 de la conduite de transport 26 pour le convoyage du matériau depuis la station de base vers l'ensemble de surface 20. Les lignes de transport 90 sont réalisées par exemple sous la forme d'ombilicaux avec un tronçon supérieur libre par rapport à la conduite 26, un tronçon intermédiaire fixé le long de la conduite 26 en regard de la partie rigide 64 et un tronçon inférieur libre par rapport à la conduite 26 raccordant le tronçon intermédiaire respectivement au véhicule excavateur 38 et au support 54. Selon l'invention, l'ensemble de flottabilité 28 comprend une pluralité de bouées 96, 98 réparties axialement le long de la conduite de transport 26.

Comme illustré par la Figure 2, la conduite de transport 26 comprend ainsi un premier groupe de bouées 96 montées coaxialement autour de la partie inférieure 64 et un deuxième groupe de bouées 98 montées autour de la partie supérieure flexible 66. Les bouées 96, 98 sont par exemple réalisées en mousse étanche et sont fixées axialement autour de la conduite 26 par l'intermédiaire de pinces, telles que décrites dans la demande de brevet GB 2 288 205 de la société anglaise CRP. Dans l'exemple représenté, les bouées 96, 98 sont réparties sur sensiblement toute la longueur de la conduite 26. En variante, les bouées 96, 98 sont disposées uniquement sur une région supérieure de la conduite 26 au voisinage du raccord 68, en définissant sur la partie inférieure rigide 64 et sur la partie supérieure flexible 66 des régions dépourvues de bouées 96, 98 de longueur supérieure à 50% de la longueur de la conduite 26. Dans ce cas, la région supérieure munie de bouées 96, 98 présente une flottabilité supérieure à la flottabilité des autres régions de la conduite 26. Les bouées 96, 98 sont dimensionnées pour maintenir la partie rigide 64 sensiblement verticale dans l'étendue d'eau 12 en compensation du poids de la conduite 26 et du fluide éventuellement contenu dans cette conduite, dans le cas où le deuxième point 62 est raccordé à l'ensemble de surface 20 ou lorsque le deuxième point 62 est déconnecté de l'ensemble de surface 20, en absence de traction verticale sur le deuxième point 62. Les bouées 96, 98 exercent ainsi sur la conduite 26 une force dirigée vers le haut supérieure à la force résultant de la différence entre d'une part, le poids de la conduite 26 et de son contenu, et d'autre part, la poussée d'Archimède s'exerçant sur la conduite 26. Dans une autre variante, l'ensemble de flottabilité 28 comprend une bouée 96 unique réalisée à partir d'une coque creuse totalement immergée dans l'étendue d'eau. La bouée unique est disposée verticalement au dessus du raccord 68 et est reliée au raccord 68 par une chaîne. L'ensemble de surface 20 comprend des moyens 100 de réception, de décantation et de traitement du matériau reçu de la conduite de transport 28, des moyens 102 d'alimentation électrique et/ou hydraulique et de commande ou des moyens d'excavation 34A, 34B et des moyens 104 d'injection de gaz dans la ligne 92. Le montage et fonctionnement de l'installation d'extraction 10 selon l'invention vont maintenant être décrit.

Initialement, le dispositif d'extraction 18 est assemblé séquentiellement et est descendu vers le fond 14 de l'étendue d'eau. A cet effet, la station de base 32 et les moyens d'excavation 34A, 34B sont descendus progressivement vers le fond 14 de l'étendue d'eau 12 à partir du navire 22 par assemblage successif des tronçons de tube 72 formant la partie inférieure rigide 64 de la conduite de transport 26. Lors du montage de la partie rigide 64, des bouées 96 sont montées régulièrement autour des tronçons de tube 72 et sont calées axialement autour de ces tubes 72 pour former l'ensemble de flottabilité 28. Puis, le raccord 68 est monté à l'extrémité supérieure de la partie inférieure rigide 64. La conduite flexible 74 munie des bouées 98 est alors assemblée et descendue dans l'étendue d'eau 12 pour former la partie supérieure flexible 66 de la conduite de transport 26, qui occupe sa configuration connectée à l'ensemble de surface 20. Par ailleurs, les lignes fonctionnelles 30 sont déroulées depuis des tambours rotatifs placés sur le navire 22 et sont descendues simultanément avec la conduite de transport 26. Lorsque la station de base 32 est située à quelques mètres au-dessus du fond 14 de l'étendue d'eau 12, l'ancre 36 est mise en place et son plot de fixation est immobilisé dans le fond 14 de l'étendue d'eau.

Les bouées 96, 98 et l'ensemble de flottabilité 28 engendrant une force de traction vers le haut sur la région supérieure de la conduite de transport 26 munie des bouées 96, 98, et l'ancre 36 engendrant une force de retenue de l'extrémité inférieure 60 de la conduite de transport 26 au voisinage du fond 14 de l'étendue d'eau 12, la partie inférieure rigide 64 de la conduite de transport 26 s'aligne spontanément et de manière permanente suivant un axe A-A' sensiblement vertical entre l'ancre 36 et le raccord 68. En outre, la partie supérieure flexible 66 adopte une conformation en forme de vague qui absorbe les déplacements locaux du navire 20 par rapport à la partie rigide 64. Les moyens d'excavation 34A, 34B sont alors activés pour prélever du matériau sur le fond 14 de l'étendue d'eau 12 et pour amener le matériau prélevé à travers les lignes flexibles respectives 40, 46 jusqu'à la station de base 32.

Puis, le matériau prélevé est remonté à travers la lumière intérieure 70 de la conduite de transport 26 entre la station de base 32 et les moyens de réception et de traitement 100 sur l'ensemble de surface 20, notamment sous l'effet du gaz injecté par la ligne d'injection de gaz 92 dans la lumière 70, ou/et par des pompes centrifuges montées sur la station de base 32 ou sur l'embase de l'ancre 36.

En cas de tempête ou en cas d'urgence, le premier point 62 peut être déconnecté très rapidement de l'ensemble de surface 20 pour être placé à l'écart du navire 22 dans l'étendue d'eau 12, de sorte que la partie supérieure 66 occupe sa configuration démontée illustrée par la Figure 3. Une fois déconnecté, le navire 22 peut rapidement s'éloigner du dispositif d'extraction 18, notamment lorsqu'une tempête agite l'étendue d'eau 12. Toutefois, même lorsque le deuxième point 62 est déconnecté, la conduite de transport 26 reste sensiblement verticale dans l'étendue d'eau 12, notamment dans la partie inférieure rigide 64 entre la station de base 32 et le raccord 68, comme illustré par la Figure 4.

Par ailleurs, lorsque le deuxième point 62 de la conduite doit être reconnecté à un ensemble de surface 20, il peut être tracté sur un navire 22 vers la surface 16 par l'intermédiaire du câble de repêchage 80 qui peut être saisi à l'aide de la bouée 82. Le dispositif d'extraction 18 selon l'invention peut donc être laissé en permanence immergé dans l'étendue d'eau 12 dans une configuration sensiblement verticale, sans avoir à le remonter dans un navire 22 lorsqu'il n'est pas utilisé.

Comme illustré par les Figures 4 à 8, le dispositif d'extraction 18 selon l'invention, lorsqu'il est équipé de moyens d'excavation 34B comprenant une grue 42 solidaire du navire associée à des moyens 44 de réception de traitement du matériau posé sur le fond de l'étendue d'eau, présente un grand rayon d'intervention sur le fond 14 de l'étendue d'eau, même lorsque le deuxième point 62 est maintenu raccordé sur l'ensemble de surface 20, et lorsque l'ancre 36 est maintenue immobile sur le fond 14 de l'étendue d'eau. Ainsi, en référence à la Figure 7, pour chaque position du navire 22, la pince 52 située à l'extrémité inférieure de la grue 42 est propre à traiter, en projection sur le fond 14, une surface 130 en forme de disque centrée sur le navire 22. En outre, le navire 22 peut tourner de 360° autour de l'axe A-A', autorisant un traitement d'une surface annulaire 132 centrée sur l'axe A-A', en déplaçant de manière correspondante le support d'appui 54 pour le placer dans la surface en forme de disque 130.

Comme illustré par les Figures 5, 6 et 7, l'étendue de la surface annulaire de traitement 132 autour de l'axe A-A' est définie par la configuration en S de la partie supérieure flexible 66. Ainsi, lorsque la partie supérieure flexible 66 occupe sa configuration en S, elle est apte à être déplacée par le navire 22 entre une position contractée radialement, représentée sur la Figure 5, dans laquelle le deuxième point 62 raccordé sur l'ensemble de surface 20 est positionné au voisinage de l'axe vertical A-A' de la partie inférieure rigide 64, et une position déployée radialement, représentée sur la Figure 5, dans laquelle le deuxième point 62 est plus éloigné de l'axe vertical A-A' de la partie inférieure 64.

Comme illustré par la Figure 5, dans la position contractée radialement, l'angle 8 formé par un axe vertical B-B' qui passe par le deuxième point 62 et le tronçon supérieur de la partie supérieure flexible 66 est inférieur à û 10° et est par exemple compris entre û 15 ° et û 20°. Comme représenté à gauche sur la Figure 7, le navire 22 est alors placé au voisinage de l'axe A-A' et définit avec la grue 42, le rayon minimal Dmin de la surface annulaire d'intervention 132.

Au contraire, dans la position déployée radialement, l'angle 8 formé par la verticale passant par deuxième point 62 et le tronçon vertical est supérieur à 10°, est par exemple compris entre 12° et 20°. Comme représenté à droite sur la Figure 7, le navire 22 est alors placé plus à l'écart de l'axe A-A' et définit avec la grue 42, le rayon maximal Dmax de la surface annulaire d'intervention 132. En outre, la hauteur intermédiaire h de la partie supérieure flexible 66 de la conduite 26, prise entre le sommet 134 du coude dirigé vers le haut 75A et le point le plus bas 136 du coude dirigé vers le bas 75B, s'adapte à la profondeur du fond 14 de l'étendue d'eau, pour une longueur donnée de la conduite de transport 26. Pour une conduite de transport 26 présentant une partie inférieure rigide 64 de longueur 11 donnée, par exemple comprise entre 700 m et 1000 m et une partie supérieure flexible 66 de longueur 12 donnée, par exemple comprise entre 400 m et 450 m, il est ainsi possible d'extraire du matériau sur une surface annulaire 132 du fond 14 de l'étendue d'eau définie dans la fenêtre de profondeur P et de distance D à l'axe A-A' située à l'intérieur de la courbe fermée 140 sensiblement trapézoïdale de la Figure 8, sans avoir à modifier la longueur de la conduite 26, et sans avoir à la déplacer. Dans une première variante d'utilisation du dispositif 18, l'ensemble de surface 20 d'un premier navire 22 est utilisé pour collecter le matériau issu de la conduite de transport 26 jusqu'à ce qu'une quantité donnée de matériau soit reçue par les moyens de réception et de traitement 100 du premier navire 22. Puis, le premier point 62 de la conduite 26 est déconnecté de l'ensemble de surface 20 de ce premier navire 22 et le premier navire 22 s'éloigne du dispositif 18. Un deuxième navire (non représenté), qui comporte des moyens de stockage de matériau disponibles est alors amené en regard du dispositif d'extraction 18 et le premier point 62 de la conduite est alors raccordé sur l'ensemble de surface 20 de ce deuxième navire.

Dans encore une autre variante, la conduite de transport 26 est flexible sur sensiblement toute sa longueur et chaque ligne fonctionnelle 30 est disposée autour de la conduite de transport 26 pour former un conduit flexible comme décrit dans la demande française n°07 56579 de la Demanderesse.

Dans cette variante, la conduite de transport 26 et chaque ligne fonctionnelle 30 sont déployables conjointement entre une configuration de repos enroulée sur un tambour d'enroulement placé sur le navire de pose 22 et une configuration déployée vers le fond 14 de l'étendue d'eau 12.

Dans une autre variante d'utilisation, le dispositif d'extraction 18 est déplacé dans son ensemble, après la déconnexion du deuxième point 62 à l'écart de l'ensemble de surface 20, depuis un premier point d'ancrage de l'ancre 36 sur le fond 14 de l'étendue d'eau vers un deuxième point d'ancrage de l'ancre 36 sur le fond 14 de l'étendue d'eau, sans remonter la conduite 26 et l'ensemble de fond 24 sur l'ensemble de surface 20. A cet effet, un navire (non représenté) portant une grue est utilisé pour soulever partiellement la conduite 26 et l'ancre 36 à l'écart du fond 14 au premier point d'ancrage, en saisissant la conduite 26 par exemple au niveau du raccord 68. Puis, le navire convoie le dispositif d'extraction 18 vers le deuxième point d'ancrage, où la conduite 26 et l'ancre 36 sont redescendus pour placer l'ancre 36 au contact du fond 14. La conduite 26 et l'ancre 36 restent immergés sous la surface 16 de l'étendue d'eau 12 pendant le transport entre le premier point d'ancrage et le deuxième point d'ancrage. La flottabilité apportée par l'ensemble de flottabilité 28 facilite le soulèvement du dispositif d'extraction 18 et autorise son transport en maintenant la partie inférieure rigide 64 sensiblement verticale.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1.- Dispositif d'extraction (18) d'un matériau situé au fond (14) d'une étendue d'eau (12), du type comprenant : - un ensemble de fond (24) comprenant des moyens (50, 52) de prélèvement du matériau sur le fond (14) de l'étendue d'eau (12) ; - une conduite (26) de transport du matériau prélevé, raccordée en un premier point (60) sur l'ensemble de fond (24) et destinée à être raccordée en un deuxième point (62) à un ensemble de surface (20) flottant sur l'étendue d'eau (12) ; caractérisé en ce que l'ensemble de fond (24) comprend des moyens d'ancrage (36) dans le fond (14) de l'étendue d'eau (12), le dispositif d'extraction (18) comprenant un ensemble de flottabilité (28) destiné à être totalement immergé sous l'étendue d'eau (12), l'ensemble de flottabilité (28) étant solidaire d'au moins une région supérieure de la conduite de transport (26) pour maintenir la conduite de transport (26) dans une configuration sensiblement verticale dans l'étendue d'eau (12) entre l'ensemble de fond (24) et la région supérieure lorsque le deuxième point (62) est déconnecté de l'ensemble de surface (20).

   2.- Dispositif (18) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de flottabilité (20) comprend une pluralité de bouées (96, 98) montées autour de la région supérieure de la conduite de transport (26).

   3.- Dispositif (18) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la conduite de transport (26) comprend une partie inférieure rigide (64) raccordée à l'ensemble de fond (24) et une partie supérieure flexible (66) raccordée à la partie inférieure rigide (64), l'ensemble de flottabilité (28) étant monté au moins partiellement sur la partie inférieure rigide (64).

   4.- Dispositif (18) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la conduite de transport (26) est flexible sur sensiblement toute sa longueur pour être déployable entre une configuration enroulée sur un tambour d'enroulement porté par l'ensemble de surface (20) et une configuration déployée dans l'étendue d'eau (12).

   5.- Dispositif (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de fond (24) comprend un véhicule extracteur(38), raccordé à la conduite de transport (26), les moyens de prélèvement (50) étant portés par le véhicule extracteur (38).

   6.- Dispositif (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de fond (24) comprend un support (54) de collecte de matériau, raccordé à la conduite de transport (26), le support de collecte (54) étant destiné à être posé sur le fond (14) de l'étendue d'eau (12) pour recueillir le matériau prélevé par des moyens de prélèvement (52), les moyens de prélèvement (52) étant destinés à être manoeuvrés depuis l'ensemble de surface (20), indépendamment du support de collecte (54).

   7.- Installation (10) d'extraction d'un matériau situé au fond (14) d'une étendue d'eau (12), caractérisée en ce qu'elle comprend : - un ensemble de surface (20) destiné à s'étendre au moins partiellement au-dessus de la surface (16) de l'étendue d'eau (12) ; - un dispositif d'extraction (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le deuxième point (62) de la conduite de transport (26) étant déplaçable par rapport à l'ensemble de surface (20) entre une configuration connectée dans laquelle le deuxième point (62) est raccordé à l'ensemble de surface (20) et une configuration démontée dans laquelle le deuxième point (62) est situé totalement à l'écart de l'ensemble de surface (20), l'ensemble de flottabilité (28) maintenant la conduite de transport (26) dans une configuration sensiblement verticale dans l'étendue d'eau (12) entre l'ensemble de fond (24) et la région supérieure, dans la configuration connectée et dans la configuration démontée.

   8.- Procédé d'extraction d'un matériau situé au fond (14) d'une étendue d'eau (12) à l'aide d'une installation (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - raccordement du deuxième point (62) de la conduite de transport (26) sur l'ensemble de surface (20) ; - extraction du matériau à partir du fond (14) de l'étendue d'eau (12) par les moyens de prélèvement (50, 52) ; - convoyage du matériau extrait vers l'ensemble de surface (20) à travers la conduite de transport (26) ; puis- déconnexion du deuxième point (62) de la conduite de transport (26) à l'écart de l'ensemble de surface (20), l'ensemble de flottabilité (28) maintenant la conduite de transport (26) dans une configuration sensiblement verticale dans l'étendue d'eau (12) entre l'ensemble de fond (24) et la région supérieure après la déconnexion.

   9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend, après l'étape de déconnexion, une étape additionnelle de raccordement du deuxième point (62) de la conduite de transport (26) à l'ensemble de surface (20).

   10.- Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'installation (10) comprend un premier navire (22) et un deuxième navire, chaque navire portant un ensemble de surface (20), le procédé comprenant les étapes suivantes : - raccordement du deuxième point (62) de la conduite de transport (26) sur l'ensemble de surface (20) du premier navire (22) ; - extraction du matériau à partir du fond (14) de l'étendue d'eau (12) par les moyens de prélèvement (50, 52), - convoyage du matériau extrait vers l'ensemble de surface (20) du premier navire (22) à travers la conduite de transport (26), puis - déconnexion du deuxième point (62) de la conduite de transport (26) à l'écart de l'ensemble de surface (20) du premier navire (22), l'ensemble de flottabilité (20) maintenant la conduite de transport (26) dans une configuration sensiblement verticale dans l'étendue d'eau (12) entre l'ensemble de fond (24) et la région supérieure, - raccordement du deuxième point (62) de la conduite de transport (26) sur l'ensemble de surface (20) du deuxième navire.