FR2951694A1 - Systeme d'ancrage sous-marin, notamment pour une conduite sous-marine appliquee a l'exploitation de l'energie thermique des mers - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système d'ancrage sous-marin (44), comprenant des câbles de liaison (45) connectés à une plaque d'ancrage (39), un socle d'ancrage (37), un membre saillant (38) solidaire du socle d'ancrage (37), la plaque d'ancrage (39) étant adaptée pour être traversée par le membre saillant (38), un système de contrôle (40) adapté à faire coulisser la plaque d'ancrage (39) sur le membre saillant (38) et un système de blocage (41) actionnable à distance et adapté à empêcher le coulissement la plaque d'ancrage (39) sur le membre saillant (38). L'invention concerne également une conduite comprenant ledit système d'ancrage ainsi que l'utilisation de cette conduite dans le cadre de la production d'énergie thermique des mers (ETM).

Description

CONDUITE SOUS-MARINE APPLIQUEE A L'EXPLOITATION DE L'ENERGIE THERMIQUE DES MERS DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne une conduite sous-marine adaptée au pompage et au transport de fluides (gaz, liquide ou mélange de ceux-ci, par exemple de l'eau et/ou des hydrocarbures), et en particulier au pompage et au transport d'eau de mer, par exemple dans le contexte de la production d'énergie thermique des mers.

ARRIERE-PLAN TECHNIQUE La production d'énergie thermique des mers exploite la différence de température entre les eaux superficielles et les eaux profondes des océans. Elle repose sur l'utilisation d'une machine thermique alimentée par une source froide (l'eau des profondeurs) et une source chaude (l'eau de surface). Or, l'alimentation par la source froide, c'est-à-dire le pompage d'eau des profondeurs, nécessite une conduite de grande longueur et de grand diamètre raccordée à un flotteur en surface. Actuellement, de telles conduites sont généralement construites à terre, par un assemblage de segments de tuyaux qui sont soit reliés mécaniquement entre eux, soit collés s'il s'agit de polymères renforcés avec de la fibre de verre (GRP), soit soudés s'il s'agit de polyéthylène de haute densité (HDPE). D'autres matériaux tels que l'acier, l'aluminium, le béton ou un élastomère sont également employés.

La conduite peut être reliée soit directement au flotteur, soit indirectement. Dans ce cas, une première solution, de type « riser », consiste à relier l'extrémité supérieure de la conduite (qui est maintenue verticalement par une bouée) au flotteur via des tuyaux flexibles. La bouée supportant la conduite est immergée à environ 30 mètres sous la surface et maintenue sur le travers du flotteur par un ensemble de chaînes tendues par de petites bouées. R:A30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 Une seconde solution, de type « moon pool », consiste à rattacher l'extrémité supérieure de la conduite au flotteur par l'intermédiaire de câbles. Des treuils permettent de suivre les mouvements du flotteur tout en maintenant une tension constante sur la conduite. Des tuyaux flexibles, appelés « jumpers » relient la conduite au flotteur. Ces solutions permettent de découpler les mouvements du flotteur et de la conduite et donc de réduire les efforts mécaniques induits par le mouvement du flotteur sur la conduite principale. Néanmoins, de telles mesures ne permettent pas d'alléger les efforts de torsion et de flexion induits par des courants de direction variable qui agissent à différents niveaux sur la conduite. L'extrémité basse de la conduite se termine par un caisson et éventuellement un filtre pour l'eau de mer qui est aspirée. Un câble en acier relie le bas de la conduite à un système d'ancrage posé sur le fond, soit gravitaire, soit de type « cloche à succion ». Une fois construite, la conduite est remorquée jusqu'au lieu de mouillage. Des remorqueurs et un navire multifonction assurent la mise à l'eau progressive via le ballastage de la bouée de tête pour faire couler la conduite, le raccord avec le système d'ancrage disposé au fond, puis le déballastage de la bouée de tête pour amener la conduite à sa position verticale définitive. Alternativement, l'assemblage de la conduite directement en mer sur le site est possible grâce à un navire spécialisé sur lequel les différents segments sont fixés les uns aux autres au fur et à mesure que la conduite est filée. En pratique, la mise en oeuvre de conduites de grande longueur et de grand diamètre pour l'exploitation de l'énergie thermique des mers s'est avérée soit très coûteuse, soit peu robuste selon les solutions retenues. De telles conduites ne résistent parfois que quelques semaines avant de se rompre. Les causes de rupture sont dues d'une part aux fortes contraintes exercées sur la conduite par le tangage, le roulis et le pilonnement du flotteur et d'autre part par les efforts de flexion et de torsion induits sur la conduite par les courants de fond. Il existe donc un réel besoin de mettre au point une conduite de transport de fluide à usage sous-marin améliorée, c'est-à-dire de coût inférieur, plus facile à fabriquer et à installer, et résistante vis-à-vis des contraintes mécaniques imposées par le milieu extérieur, une telle conduite devant être à même de pouvoir transporter du fond vers la surface de grands R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 débits d'eau de mer (plusieurs dizaines de m3 par seconde) avec des pertes de charge et un réchauffement minimum.

RESUME DE L'INVENTION Un premier objet de l'invention est une conduite de transport de fluide comprenant une partie tubulaire principale connectée de part et d'autre à un dispositif de tête et un dispositif de pied, la partie tubulaire principale comprenant une pluralité de segments tubulaires le long d'un axe principal et une pluralité de cadres de maintien entre les segments tubulaires consécutifs, la conduite comprenant en outre une pluralité de câbles de maintien disposés parallèlement à l'axe principal et traversant les cadres de maintien. Selon un mode de réalisation particulier, la conduite comprend un système de tension de tête, de préférence dans le dispositif de tête, et un système de tension de pied, de préférence dans le dispositif de pied, lesdits systèmes de tension de tête et de pied étant adaptés à mettre sous tension les câbles de maintien, de préférence par l'intermédiaire de ridoirs, et à comprimer entre eux les segments tubulaires situés entre le dispositif de tension de tête et le dispositif de tension de pied ; les câbles de maintien étant de préférence situés à l'extérieur à la partie tubulaire principale. Selon un mode de réalisation particulier, au moins une partie (par exemple une partie seulement, ou la totalité) des cadres de maintien sont fixés d'une part aux câbles de maintien, et d'autre part à deux segments tubulaires consécutifs, les segments tubulaires étant ainsi suspendus aux câbles de maintien et les câbles de maintien étant de préférence situés à l'intérieur de la partie tubulaire principale. Selon un mode de réalisation particulier : - au moins une partie (par exemple une partie seulement, ou la totalité) des segments tubulaires sont de section essentiellement circulaire ; et / ou - au moins une partie (par exemple une partie seulement, ou la totalité) des segments tubulaires sont de section essentiellement polygonale. Selon un mode de réalisation particulier, au moins une partie (par exemple une partie seulement, ou la totalité) des cadres de maintien comprennent une partie interne adaptée à être connectée à deux segments tubulaires consécutifs, une partie externe adaptée à loger les câbles de maintien et des moyens de serrage adaptés à solidariser la partie interne R:A30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 avec la partie externe ; la partie interne comprenant de préférence une gorge supérieure et une gorge inférieure adaptées à assurer une connexion étanche avec deux segments tubulaires consécutifs. Selon un mode de réalisation particulier, la conduite comprend des segments tubulaires flexibles et des segments tubulaires rigides. Selon un mode de réalisation particulier, au moins une partie (par exemple une partie seulement, ou la totalité) des segments tubulaires rigides comprennent au moins deux portions pouvant pivoter l'une par rapport à l'autre autour de l'axe principal.

Selon un mode de réalisation particulier, au moins une partie (par exemple une partie seulement, ou la totalité) des cadres de maintien comprennent chacun un raidisseur central doté de colliers de serrage adaptés à fixer le raidisseur central aux câbles de maintien, et des éléments de liaison fixés de part et d'autre du raidisseur central et respectivement fixés à deux segments tubulaires consécutifs. Selon un mode de réalisation particulier, au moins une partie (par exemple une partie seulement, ou la totalité) des segments tubulaires comprennent une enveloppe souple, les câbles de maintien soutenant de préférence l'enveloppe souple.

Selon un mode de réalisation particulier, au moins une partie (par exemple une partie seulement, ou la totalité) des segments tubulaires comprennent une couche d'isolation thermique, formée de préférence par des plaques d'isolation thermique ou par un ensemble de deux enveloppes souples ménageant une enceinte remplie d'une garniture, de préférence de billes creuses. Selon un mode de réalisation particulier, la partie tubulaire principale présente une dimension supérieure à 100 mètres, ou supérieure à 200 mètres, ou supérieure à 500 mètres, ou supérieure à 800 mètres, selon l'axe principal ; et / ou dans laquelle les segments tubulaires présentent une dimension interne maximale supérieure à 1 mètre, ou supérieure à 2 mètres, ou supérieure à 5 mètres, ou supérieure à 8 mètres, perpendiculairement à l'axe principal. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de tête comprend des moyens de pompage de fluide.

Selon un mode de réalisation particulier : une partie des segments tubulaires sont situés entre un système de tension de tête et un système de tension de pied, lesdits systèmes de tension de tête et de pied étant adaptés à mettre R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 sous tension les câbles de maintien, de préférence par l'intermédiaire de ridoirs, et à comprimer entre eux les segments tubulaires situés entre le dispositif de tension de tête et le dispositif de tension de pied ; et une partie des segments tubulaires ne sont pas situés entre le système de tension de tête et le système de tension de pied et sont suspendus aux câbles de maintien par l'intermédiaire de cadres de maintien ; et/ou : ù une partie des segments tubulaires comprennent une couche d'isolation thermique, de préférence telle que décrite ci-dessus ; et une partie des segments tubulaires sont dépourvus de couche d'isolation thermique ; et/ou : une partie des segments tubulaires comprennent une enveloppe souple ; et une partie des segments tubulaires sont dépourvus d'enveloppe souple. Un deuxième objet de l'invention est une conduite qui comprend une partie tubulaire principale connectée de part et d'autre à un dispositif de tête et un dispositif de pied, le dispositif de tête comprenant un caisson de tête, le caisson de tête délimitant une enceinte de tête communiquant avec l'intérieur de la partie tubulaire principale et le caisson de tête comprenant des moyens d'injection de gaz dans l'enceinte de tête, un système supérieur de purge et un système inférieur de purge, le système inférieur de purge étant plus proche de la partie tubulaire principale que le système supérieur de purge. Selon un mode de réalisation particulier, le caisson de tête est pourvu de trappes adaptées pour accéder à l'enceinte de tête. Selon un mode de réalisation particulier, le caisson de tête est pourvu de moyens de pompage débouchant dans l'enceinte de tête. Selon un mode de réalisation particulier, la conduite est à la fois selon le premier objet de l'invention et selon le deuxième objet de l'invention. Un troisième objet de l'invention est une conduite de transport de fluide comprenant une partie tubulaire principale connectée de part et d'autre à un dispositif de tête et un dispositif de pied, le dispositif de tête comprenant un système de liaison à un flotteur, qui comprend un système de suspension à cardan. R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 Selon un mode de réalisation particulier, le système de liaison comprend en outre : des câbles de suspension adaptés à suspendre le système de suspension à cardan à un flotteur ; ou une bague d'amortissement adaptée à être fixée à un flotteur directement ou par l'intermédiaire de câbles, le système de suspension à cardan étant relié à la bague d'amortissement par l'intermédiaire de câbles, d'amortisseurs hydrauliques et / ou d'amortisseurs mécaniques.

Selon un mode de réalisation particulier, la conduite est à la fois selon le premier objet de l'invention (et / ou selon le deuxième objet de l'invention), et selon le troisième objet de l'invention. Un quatrième objet de l'invention est un système d'ancrage sous-marin, comprenant des câbles de liaison connectés à une plaque d'ancrage, un socle d'ancrage, un membre saillant solidaire du socle d'ancrage, la plaque d'ancrage étant adaptée pour être traversée par le membre saillant, un système de contrôle adapté à faire coulisser la plaque d'ancrage sur le membre saillant et un système de blocage actionnable à distance et adapté à empêcher le coulissement la plaque d'ancrage sur le membre saillant.

Selon un mode de réalisation particulier, le membre saillant est évidé ; et le système de blocage comprend : des bras pivotants autour d'axes disposés dans le membre saillant, les bras pouvant partiellement sortir du membre saillant et rentrer dans celui-ci par pivotement ; et des câbles de manoeuvre traversant le membre saillant et adaptés à faire pivoter les bras. Selon un mode de réalisation particulier, l'invention concerne une conduite selon le premier objet de l'invention et / ou selon le deuxième objet de l'invention et / ou selon le troisième objet de l'invention, qui comprend des moyens de lest, ou dans laquelle le dispositif de pied comprend des moyens d'ancrage, et de préférence le système d'ancrage conforme au quatrième objet de l'invention. L'invention concerne par ailleurs l'utilisation d'une quelconque des conduites décrites ci-dessus pour le transport de fluides en milieu sous- marin, de préférence pour le pompage d'eau de mer. L'invention concerne par ailleurs un procédé de production d'énergie thermique des mers, comprenant le pompage d'eau de mer dans une R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 quelconque des conduites décrites ci-dessus et l'alimentation d'un cycle thermique avec l'eau de mer pompée. L'invention concerne par ailleurs un procédé de fabrication d'une quelconque des conduites décrites ci-dessus, comprenant : a) la fourniture des câbles de maintien ; b) la fourniture de segments tubulaires séparés ; c) l'assemblage des segments tubulaires entre eux et la liaison des cadres de maintien aux câbles de maintien. Selon un mode de réalisation particulier, l'étape c) est effectuée en mer. Selon un mode de réalisation particulier, au moins une partie (par exemple une partie seulement, ou la totalité) des cadres de maintien comprennent une gorge supérieure et une gorge inférieure respectivement adaptées à assurer une connexion étanche avec un segment tubulaire, ainsi que des anneaux de guidage, de préférence pourvus d'un système d'ouverture ; et l'étape c) comprend : l'assemblage des segments tubulaires entre eux par engagement d'une extrémité de chaque segment tubulaire dans la gorge inférieure d'un cadre de maintien et engagement d'une extrémité du segment tubulaire suivant dans la gorge supérieure dudit cadre de maintien ; et le passage des câbles de maintien dans les anneaux de guidage. Selon un mode de réalisation particulier, au moins une partie (par exemple une partie seulement, ou la totalité) des segments tubulaires séparés comprennent chacun une enveloppe souple fixée de part et d'autre à des éléments de liaison respectifs, et l'étape c) comprend : l'assemblage des segments tubulaires entre eux par fixation d'un élément de liaison de chaque segment tubulaire à un raidisseur central, et d'un élément de liaison du segment tubulaire suivant au dit raidisseur central ; la fixation des raidisseurs centraux sur les câbles de maintien, de préférence au moyen de colliers de serrage. La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l'état de la technique. Elle fournit plus particulièrement une conduite de transport de fluide à usage sous-marin améliorée par rapport à l'état de la technique, et notamment de coût inférieur, facile à mettre en oeuvre et robuste. Elle présente une bonne tenue mécanique, en particulier lorsqu'elle est utilisée R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 en milieu sous-marin, en présence de contraintes mécaniques multiples liées aux courants marins. Elle est adaptée au transport de grands débits d'eau de mer avec des pertes de charge et un réchauffement minimum. Ceci est accompli grâce à une structure modulaire, selon laquelle les segments tubulaires formant le corps de la conduite sont assemblés et maintenus en position au moyen de cadres de maintien intercalaires et d'un ensemble de câbles de maintien parallèles à l'axe principal de la conduite et traversant les cadres de maintien. Selon certains modes de réalisation particuliers, l'invention présente également une ou de préférence plusieurs des caractéristiques avantageuses énumérées ci-dessous. De par le choix des matériaux composant la conduite, celle-ci présente de préférence une résistance importante à la corrosion ; et / ou un faible transfert thermique entre l'eau froide qu'elle est susceptible de transporter et l'eau environnante plus chaude ; et / ou une faible rugosité dans sa partie interne de façon à minimiser les pertes de charge. Ces deux derniers critères s'avèrent particulièrement importants pour le bon fonctionnement et la rentabilité économique de l'énergie thermique des mers.

Le faisceau de câbles de la conduite permet de maintenir entre eux les différents segments de la conduite, d'assurer l'étanchéité (selon certains modes de réalisation), et donne également à l'ensemble une certaine flexibilité par rapport à l'axe vertical. L'assemblage final de la conduite selon l'invention est facile, et en particulier ne nécessite pas de soudure. L'invention permet de fabriquer des conduites de grand diamètre. Lorsque la conduite est de type cylindrique circulaire et est relativement rigide, les segments peuvent éventuellement pivoter les uns par rapport aux autres et amortir ainsi les efforts de torsion. Lorsque la conduite est selon la variante « suspendue » et est relativement souple, l'assemblage en mer (« offshore ») est particulièrement simple, rapide et peu onéreux. L'utilisation d'une paroi souple et d'une géométrie de section essentiellement polygonale permet de fabriquer plus facilement des conduites de grand diamètre. Le système d'ancrage spécifique proposé par l'invention permet un ancrage efficace d'un objet en mer, et permet de commander à R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 distance soit la connexion de l'objet avec l'ancre, soit sa déconnexion. En outre, ce système d'ancrage est capable de pivoter et donc d'accommoder des contraintes de torsion induites par les courants. Ce système d'ancrage spécifique peut être utilisé avec tout type d'objet, notamment des conduites de transport de fluide, et plus particulièrement des conduites de transport de fluide selon l'invention. Le caisson de tête proposé par l'invention peut être facilement rempli d'eau ou rempli d'air. Ainsi, il est possible de le transformer en bouée à volonté, ce qui est particulièrement utile pour les phases de maintenance ou de déconnexion du système. Ce caisson de tête peut être utilisé avec tout type de conduite de transport de fluide, et notamment avec des conduites de transport de fluide selon l'invention.

Le système de liaison de type cardan proposé par l'invention permet d'amortir efficacement les contraintes de roulis, de tangage et de pilonnement imposées par les mouvements du flotteur. Ainsi, ce système de liaison peut permettre de se dispenser d'un accrochage de type « riser » ou « moon pool », ce qui peut ainsi permettre de supprimer l'ancrage de la conduite, qui est alors remplacé par un lest situé dans la partie basse de la conduite. Ce système de liaison peut être utilisé avec tout type de conduite de transport de fluide, et notamment avec des conduites de transport de fluide selon l'invention.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 représente de manière schématique, en perspective, une partie tubulaire principale d'une conduite selon l'invention, et plus précisément selon la variante « tendue » et selon une géométrie de type cylindrique à section circulaire. La figure 2 représente de manière schématique, en perspective, l'extrémité de pied de ladite conduite, comprenant le dispositif de pied de la conduite. La figure 3 représente de manière schématique, en perspective, l'extrémité de tête de ladite conduite, comprenant le dispositif de tête de la conduite. R:A30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 La figure 4 représente de manière schématique, en coupe, l'emboîtement entre des portions d'un segment tubulaire, au sein de ladite conduite. La figure 5 représente de manière schématique, en coupe et en perspective, un détail d'un segment tubulaire de ladite conduite. La figure 6 représente de manière schématique, en coupe, un cadre de maintien de ladite conduite. La figure 7 représente de manière schématique, en perspective, la partie interne dudit cadre de maintien.

La Figure 8a représente de manière schématique, en perspective, une partie tubulaire principale d'une conduite selon l'invention, et plus précisément selon la variante « suspendue » et selon une géométrie de type cylindrique à section polygonale. La Figure 8b représente de manière schématique, en perspective, l'espace intérieur de ladite conduite. Les Figures 9 et 10 représentent de manière schématique, en perspective et en coupe, des détails d'un cadre de maintien de ladite conduite, ainsi que de la liaison entre ce cadre de maintien et un segment tubulaire adjacent.

La Figure 11 représente de manière schématique, en coupe perspective, un mode de réalisation d'une conduite selon la variante « suspendue » et selon une géométrie de type cylindrique à section polygonale, ladite conduite étant dotée de plaques d'isolation thermique. La Figure 12 représente de manière schématique, en coupe perspective, un mode de réalisation d'une conduite selon la variante « suspendue » et selon une géométrie de type cylindrique à section polygonale, ladite conduite comprenant une double enveloppe remplie de billes creuses assurant l'isolation thermique. La Figure 13 représente de manière schématique, en coupe perspective, un mode de réalisation d'une conduite selon la variante « tendue » et selon une géométrie de type cylindrique à section circulaire, ladite conduite comprenant une double enveloppe remplie de billes creuses assurant l'isolation thermique. La Figure 14 représente de manière schématique, en coupe, un mode de réalisation d'une conduite dotée d'un caisson de tête selon l'invention. La Figure 15 représente de manière schématique, en coupe, un mode de réalisation d'un système d'ancrage selon l'invention. R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 Les Figures 16 et 17 représentent de manière schématique, en perspective, un mode de réalisation d'une conduite doté d'un système de liaison par cardan selon l'invention. La Figure 18 représente de manière schématique, en coupe, un mode de réalisation d'une conduite selon l'invention, dotée d'un système d'ancrage selon l'invention, et attachée à un flotteur par un système de type « moon pool ».

DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.

Généralités La présente description est effectuée en relation avec le mode de réalisation préféré selon lequel la conduite est placée en milieu marin, en position essentiellement verticale, et est utilisée pour pomper et transporter de l'eau de mer depuis les profondeurs vers la surface. Toutefois, il est entendu que la conduite selon l'invention peut éventuellement être utilisée dans d'autres contextes et / ou d'autres positions, pour le transport et éventuellement le pompage de tout fluide, par exemple dans le cadre de l'extraction ou du transport des hydrocarbures. En faisant référence à la Figure 18, la conduite selon l'invention comprend de la façon la plus générale possible un dispositif de tête 100, une partie tubulaire principale 101 et un dispositif de pied 102.

Un premier aspect de l'invention concerne principalement un arrangement particulier de la partie tubulaire principale 101. Cet arrangement particulier se décline selon deux variantes principales, à savoir une conduite de type tendue, et une conduite de type suspendue. Ces deux variantes sont décrites dans deux sections suivantes. Dans les deux cas, la conduite peut avoir une forme cylindrique circulaire, ou encore une forme cylindrique polygonale (dite encore polyédrique). Dans ces deux variantes, il est avantageux de prévoir une isolation thermique de la conduite. De préférence, les moyens utilisés pour assurer l'isolation thermique contribuent également à la tenue mécanique de la conduite. Des modes de réalisation possibles de cette isolation thermique sont décrits dans une section suivante. Un autre aspect de l'invention concerne un dispositif de tête particulier, comprenant un caisson de tête spécifique. Ce caisson de tête R:A30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 spécifique est particulièrement approprié pour être utilisé avec des conduites dont la partie tubulaire principale est propre à l'invention, mais il peut également être utilisé avec d'autres types de parties tubulaires principales. Les conduites dotées de ce caisson de tête spécifique sont décrites dans une section suivante. Un autre aspect de l'invention concerne un autre dispositif de tête particulier, comprenant un système de liaison spécifique à un flotteur. Ce système de liaison spécifique est particulièrement approprié pour être utilisé avec des conduites dont la partie tubulaire principale est propre à l'invention, mais il peut également être utilisé avec d'autres types de parties tubulaires principales. Les conduites dotées de ce système de liaison spécifique sont décrites dans une section suivante. Un autre aspect de l'invention concerne un système d'ancrage particulier. Ce système d'ancrage spécifique est particulièrement approprié pour être utilisé avec des conduites dont la partie tubulaire principale est propre à l'invention, mais il peut également être utilisé avec d'autres types de parties tubulaires principales. Les conduites dont le dispositif de pied comporte ce système d'ancrage particulier sont décrites dans une section suivante.

Conduite tendue Selon une première variante, et en faisant référence aux Figures 1 à 3, la partie tubulaire principale (ou partie centrale) de la conduite comprend une pluralité de segments tubulaires consécutifs la, 1 b, 1c, 1d, le le long de l'axe principal de la conduite (non représenté), ces segments tubulaires la, 1 b, 1c, 1d, le délimitant un espace intérieur disponible pour le transport de fluide. La connexion entre les segments tubulaires consécutifs la, 1 b, 1c, 1d, le est assurée par des cadres de maintien 2. Une pluralité de câbles de maintien 3 sont disposés parallèlement à l'axe principal de la conduite ; répartis de préférence sur la circonférence de ladite conduite, ils traversent les cadres de maintien 2. Les caractéristiques principales de la conduite dite « tendue » sont les suivantes : ù les câbles de maintien 3 traversent les cadres de maintien 2 sans que ces cadres de maintien 2 soient attachés à une position fixe le long des câbles de maintien 3 ; R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 les câbles sont tendus aux deux extrémités de la conduite, de sorte à comprimer les segments tubulaires la, lb, 1c, 1d, le entre eux et avec les cadres de maintien 2. Cette conduite de type tendu peut présenter de préférence une géométrie cylindrique à section circulaire ou une géométrie cylindrique à section polygonale. De préférence, et ainsi que cela est illustré, la paroi est de section essentiellement circulaire ; corrélativement, les cadres de maintien 2 sont alors des bagues de géométrie essentiellement circulaire. Les câbles de maintien 3 peuvent être situés à l'intérieur de la partie tubulaire principale 101 ou à l'extérieur de celle-ci, de préférence à l'extérieur. Chaque segment tubulaire 1c (entre deux cadres de maintien 2 consécutifs) peut éventuellement comprendre plusieurs portions 4a, 4b, 4c successives le long de l'axe principal de la conduite, qui sont de préférence emboîtées les unes dans les autres. Typiquement, une portion de segment tubulaire pourra présenter une longueur comprise entre 10 et 50 mètres, par exemple d'environ 30 mètres, selon l'axe principal de la conduite, et un diamètre interne maximal d'au moins 2 mètres, par exemple d'environ 3 mètres. Dans certains cas, le diamètre interne maximal peut être d'au moins 5 mètres, voire d'au moins 8 mètres et par exemple d'environ 10 mètres. Les matériaux constituant les segments tubulaires la, lb, 1c, 1d, le sont choisis de telle sorte que la conduite présente une certaine flexibilité par rapport à l'axe vertical afin d'amortir les contraintes extérieures typiques du milieu sous-marin. Selon un mode de réalisation, les segments tubulaires la, lb, 1c, 1d, le ne présentent pas tous la même rigidité (c'est-à-dire ne présentant pas tous une même déformabilité angulaire par rapport à l'axe principal de la conduite). Par exemple, on peut prévoir deux types de segments tubulaires, 3o à savoir des segments tubulaires rigides la, 1c, le et des segments tubulaires flexibles lb, 1d. Néanmoins, dans ce cas, les segments tubulaires rigides la, 1c, le et les segments tubulaires flexibles lb, 1d doivent présenter une faible déformabilité en compression selon l'axe de la conduite, afin de ne pas compromettre la mise sous tension de la conduite au moyen 35 des câbles de maintien 3. En prévoyant des segments tubulaires rigides la, 1c, le et des segments tubulaires flexibles lb, 1d, on permet à la conduite de se déformer sous l'effet des contraintes extérieures, tout en conservant une bonne tenue R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 mécanique. Il est possible de prévoir une répartition (régulière ou irrégulière) des segments tubulaires rigides la, 1c, le et des segments tubulaires flexibles lb, 1d le long de la conduite, qui soit adaptée à la répartition des contraintes in situ. Il est encore possible de prévoir plus de deux types de rigidité pour les segments tubulaires la, lb, 1c, 1d, le. Selon un mode de réalisation, les segments tubulaires rigides 1c comprennent plusieurs portions 4a, 4b, 4c successives, mais pas les segments tubulaires flexibles lb, 1d. Les segments tubulaires rigides la, 1c, le peuvent être par exemple en polyéthylène haute densité, en fibre de verre renforcée, en aluminium, en acier ou en béton. Les segments tubulaires flexibles lb, 1d peuvent être par exemple en matériau élastomère, notamment en caoutchouc naturel ou synthétique. Un revêtement spécial peut être prévu sur la surface interne des segments tubulaires la, lb, 1c, 1d, le afin de réduire la rugosité de cette surface. Un matériau spécifique peut également être intégré à l'intérieur des segments tubulaires la, lb, 1c, 1d, le en tant qu'isolant interne. Si nécessaire pour renforcer la tenue mécanique des segments tubulaires la, lb, 1c, 1d, le ou des portions 4a, 4b, 4c de ceux-ci, on peut prévoir des renforts verticaux (par exemple des barres métalliques) insérés à l'intérieur ou sur la périphérie de ceux-ci. Aux deux extrémités de la conduite, c'est-à-dire respectivement au niveau du dispositif de pied 102 et du dispositif de tête 100, un dispositif de tension de pied 5 et un dispositif de tension de tête 6 sont prévus. Les extrémités respectives des câbles de maintien 3 sont fixées à ces dispositifs de tension 5, 6. Le dispositif de tension de pied 5 peut simplement consister en une plaque à laquelle sont fixés les câbles de maintien 3. Le dispositif de tension de tête 6 peut comprendre une plaque à laquelle sont fixés les câbles de maintien 3, ces câbles de maintien 3 étant mis sous tension grâce a un ensemble de ridoirs 7 disposés entre cette plaque et le reste de la conduite. Lorsque le dispositif de tête 100 comprend un caisson de tête 29 en plus du dispositif de tension de tête 6 (voir ci-dessous), les ridoirs 7 sont disposés entre la plaque du dispositif de tension de tête 6 et la partie supérieure du caisson de tête 29 (voir la Figure 3).

Ces ridoirs 7 permettent d'écarter la plaque du dispositif de tension de tête 6 du reste de la conduite, et ainsi de tendre les câbles et de maintenir l'ensemble des différents segments tubulaires la, lb, 1c, 1d, le compressés les uns contre les autres. R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 Par conséquent la conduite est auto-tendue (c'est-à-dire comporte un système de tension autonome), sans liaison des câbles de maintien 3 à un quelconque élément extérieur (flotteur et / ou fond marin par exemple, dans le cas d'une conduite sous-marine).

La tension des ridoirs 7 peut être contrôlée par des plongeurs, ou directement depuis la surface par un système de serrage pneumatique ou hydraulique. Cela permet, au fil du temps, de reprendre d'éventuelles pertes de tension induites par la résilience des matériaux. Dans cette configuration, les câbles de maintien 3 sous tension permettent de maintenir entre eux les segments tubulaires la, 1 b, 1c, 1d, le et d'assurer l'étanchéité, tout en permettant à l'ensemble de rester relativement flexible grâce au choix judicieux des matériaux employés pour les différents segments et de leur longueur. Les câbles de maintien 3 sont de préférence constitués en acier ou en un matériau synthétique tel que le polyester ou le polypropylène. Le dispositif de tension de pied 5 (plaque de pied) est avantageusement muni d'un filtre (par exemple une grille) qui empêche les corps dépassant une certaine taille de pénétrer dans la conduite. Ce filtre peut être nettoyé par un contre-flux.

En faisant référence à la Figure 4, et selon un mode de réalisation particulier, les portions 4a, 4b successives d'un segment tubulaire (et notamment d'un segment tubulaire rigide) à section circulaire sont emboîtées de telle sorte qu'elles peuvent librement pivoter l'une par rapport à l'autre, selon l'axe principal de la conduite. L'emboîtement peut présenter une géométrie en Z (partie gauche de la figure) ou en U (partie droite de la figure) ou toute autre géométrie appropriée. Des joints de matériau anti-friction 8 (par exemple celui connu sous le nom de « téflon »®) peuvent être prévus sur les surfaces de contact entre les portions 4a, 4b respectives. Les segments tubulaires la, 1 b, 1c, 1d, le, ou les portions 4a, 4b, 4c de segment tubulaire 1c, peuvent être fabriqués en une seule pièce, ou bien fabriqués en plusieurs pièces, de préférence deux, qui sont emboîtées. Cette deuxième possibilité permet de fabriquer facilement des segments tubulaires de plus grand diamètre. Dans ce cas, et en faisant référence à la Figure 5, le segment tubulaire ou la portion de segment tubulaire comprend un premier élément 17a et un deuxième élément 17b, essentiellement semi-cylindriques. La forme de ces deux éléments 17a, 17b est adaptée à leur emboîtement. Optionnellement, des bandes de cerclage 18 peuvent être prévues pour renforcer la tenue mécanique des éléments 17a, 17b entre eux, mais cette R:A30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 fonction peut également être assurée directement par les cadres de maintien 2. En faisant référence à la Figure 6, et selon un mode de réalisation particulier, un cadre de maintien 2 comprend une partie interne 9a et une partie externe 9b. La partie interne 9a est adaptée à recevoir les extrémités des segments tubulaires situés de part et d'autre du cadre de maintien 2, tandis que la partie externe 9b est adaptée à recevoir les câbles de maintien 3. La partie interne 9a comprend une gorge supérieure 15a et une gorge inférieure 15b, adaptées à recevoir les extrémités des segments tubulaires. De préférence, les gorges 15a, 15b ont une forme évasée (c'est-à-dire conique dans le cas d'une géométrie à section circulaire), comme un raccord olive, afin d'assurer l'étanchéité lorsque les segments tubulaires respectifs sont pressés dans ces gorges 15a, 15b.

La partie interne 9a peut être réalisée en une seule pièce ou en deux pièces. Dans ce dernier cas, représenté sur la Figure 7, la partie interne 9a comprend une bague interne supérieure 13a et une bague interne inférieure 13b, entre lesquelles est disposé un joint d'étanchéité 14. Cette disposition permet aux segments tubulaires situés de part et d'autre du cadre de maintien 2 d'accommoder des efforts de torsion différents. La partie interne 9a comprend également une projection 16 (dans le cas où la partie interne 9a est réalisée en deux pièces, cette projection 16 est obtenue à partir de projections respectives sur la bague interne supérieure 13a et la bague interne inférieure 13b). Cette projection 16 est adaptée à assurer la liaison avec la partie externe 9b. La partie externe 9b comprend de préférence une bague externe supérieure 10a et une bague externe inférieure 10b dont la forme est adaptée à épouser de part et d'autre la projection 16 de la partie interne 9a. Des moyens de serrage 11 (par exemple un système de vis) sont prévus sur la partie externe 9b afin de rendre solidaire les deux bagues externes 10a, 10b ainsi que la partie interne 9a. La bague externe supérieure 10a et la bague externe inférieure 10b sont chacune pourvues d'anneaux de guidage 12 respectivement alignés (de préférence à la périphérie du cadre de maintien 2), afin de recevoir les câbles de maintien 3.

Les anneaux de guidage 12 peuvent être munis d'un système d'ouverture (par exemple à charnière) pour permettre un montage séquentiel des segments tubulaires et des cadres de maintien. R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 Les cadres de maintien 2 peuvent être par exemple fabriqués avec de la fibre de verre renforcée, du polyéthylène haute densité, de l'aluminium, de l'acier ou du béton. Des flotteurs peuvent être fixés sur tous les cadres de maintien 2 ou sur une partie de ceux-ci, afin de diminuer les contraintes de poids, notamment sur les tronçons inférieurs. En ce qui concerne la fabrication de la conduite, les segments tubulaires la, 1 b, 1c, 1d, le (rigides ou flexibles) peuvent être fabriqués en atelier, soit par fonte ou par cintrage et soudage dans le cas de matériaux métalliques, soit par moulage dans le cas de matériaux organiques (polymères) ou du béton, ou encore par enroulement de fibres polymères le cas échéant. La longueur de chaque segment tubulaire la, lb, 1c, 1d, le et / ou de chaque portion 4a, 4b, 4c est optimisée en fonction du site, en particulier vis- à-vis des efforts mécaniques induits par les courants en profondeur. Le type de cadre de maintien 2 (bague simple fixe ou bague double mobile) doit également être déterminé en fonction des contraintes mécaniques. Les dispositifs de tension de pied 5 et de tête 6 peuvent être réalisés en inox.

Les différents composants, en particulier les segments tubulaires la, 1 b, 1c, 1d, le, peuvent alors être avantageusement transportés par cargo jusqu'au lieu d'assemblage. L'assemblage de l'ensemble de la conduite peut être fait à partir d'une cale de lancement (« slipway »), la conduite étant remorquée dans un avant- port ou une rade abritée au fur et à mesure. Le cas échéant, elle est soutenue par des flotteurs. Elle est alors remorquée jusqu'au site d'installation et mise en place à l'aide de remorqueurs et d'un navire multifonctions dédié aux travaux maritimes.

Alternativement, l'ensemble de la conduite peut également être assemblé directement en mer, à la verticale du site, grâce à un navire dédié. Une fois mise en position, la conduite selon l'invention est reliée par son dispositif de tête 100 à un flotteur (le terme de flotteur devant, dans le cadre de la présente demande, être entendu dans son sens le plus large, comme recouvrant tous les appareils flottants du type bouée, plate-forme ou navire).

Conduite suspendue R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 Selon une deuxième variante, et en faisant référence aux Figures 8a et 8b, la partie tubulaire principale (ou partie centrale) de la conduite comprend encore une pluralité de segments tubulaires consécutifs la, 1 b le long de l'axe principal de la conduite (non représenté), ces segments tubulaires la, 1b délimitant un espace intérieur disponible pour le transport de fluide. La connexion entre les segments tubulaires consécutifs la, 1 b est encore assurée par des cadres de maintien 2. Une pluralité de câbles de maintien 3 sont encore disposés parallèlement à l'axe principal de la conduite ; de préférence répartis sur la circonférence de ladite conduite, ils traversent encore les cadres de maintien 2. Les caractéristiques principales de la conduite dite « suspendue » sont les suivantes : les cadres de maintien 2 sont fixés aux câbles de maintien 3, à une position fixe le long de ceux-ci ; les cadres de maintien 2 sont également fixés aux deux segments tubulaires la, 1 b adjacents ; ainsi, les segments tubulaires la, lb sont suspendus aux câbles de maintien 3, qui ne sont pas tendus.

Il en découle que les câbles de maintien 3 ont pour fonction principale de soutenir les différents segments tubulaires la, 1 b. En utilisation, les câbles de maintien 3 sont lestés ou ancrés mais il n'est pas prévu de système de tension autonome pour les câbles de maintien 3, qui soit intégré à la conduite elle-même.

Cette conduite de type suspendu peut présenter de préférence une géométrie cylindrique à section circulaire ou une géométrie cylindrique à section polygonale. De manière plus particulièrement préférée, et ainsi que cela est illustré, la paroi est de section essentiellement polygonale (hexagonale dans l'exemple des figures) ; corrélativement, les cadres de maintien 2 sont alors des cadres de géométrie essentiellement polygonale. De préférence, les câbles de maintien 3 passent à l'intérieur des segments tubulaires la, 1 b (mais il est éventuellement possible de les faire passer à l'extérieur de ceux-ci). Lorsque la conduite est relativement souple et à géométrie cylindrique à section polygonale, les câbles de maintien 3 contribuent alors à maintenir la forme générale de la conduite, particulièrement lorsqu'ils passent à l'intérieur des segments tubulaires la, 1 b au voisinage des sommets du polygone de la section. R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 Il est possible de prévoir que les segments tubulaires la, 1 b soient de type rigide. Cependant, de préférence, les segments tubulaires la, 1 b sont en un seul tenant et comprennent une enveloppe souple 19. Cette enveloppe souple 19 peut être par exemple en polyéthylène armé « Kevlar »® (typiquement d'une épaisseur de 5 mm environ), ou encore en un autre matériau approprié tel que le PVC ou l'élastomère connu sous le nom de « néoprène »®. L'enveloppe souple 19 peut être soit préformée en usine, et épouser ainsi déjà les dimensions du polyèdre souhaité (elle est alors enfilée comme une gaine lors de l'assemblage de la conduite), soit découpée pour obtenir le périmètre souhaité, auquel cas la fermeture est assurée soit par un système de type « fermeture Eclair »®, soit par une barre de fermeture. Par conséquent, la variante de la conduite suspendue peut être réalisée en matériaux plus légers que la variante de la conduite tendue, ce qui amoindrit le coût total de la conduite et facilite sa mise en oeuvre. Par ailleurs, cette variante permet de construire une conduite de grand diamètre interne (par exemple d'environ 10 mètres). Typiquement, chaque segment tubulaire 1 a, 1 b peut présenter une longueur comprise entre 5 et 50 mètres, par exemple d'environ 10 mètres, selon l'axe principal de la conduite, et un diamètre interne maximal d'au moins 2 mètres, de préférence d'au moins 5 mètres, voire d'au moins 8 mètres et par exemple d'environ 10 mètres. Le diamètre interne maximal est la dimension interne maximale du segment tubulaire, dans le plan perpendiculaire à l'axe de la conduite. En tout état de cause, la longueur des segments tubulaires la, 1 b n'est pas forcément constante le long de la conduite ; celle-ci est optimisée en fonction du site, en particulier vis-à-vis des efforts mécaniques induits par les courants. En faisant référence aux Figures 9 et 10, chaque cadre de maintien 2 comprend de préférence un raidisseur central 20. Le raidisseur central 20 est composé de barres rigides assemblées pour fournir un profil polygonal approprié (hexagonal dans le cas illustré). Le raidisseur central 20 comprend de préférence des colliers de serrage 22 (non représentés sur la Figure 9) adaptés à fixer le raidisseur central 20 aux câbles de maintien 3 respectifs. De part et d'autre du raidisseur central 20 (selon l'axe principal de la conduite) sont prévus des éléments de liaison 21 ayant essentiellement la même forme polygonale que le raidisseur central 20. Les éléments de liaison 21 sont adaptés à être fixés aux segments tubulaires présents respectivement de part et d'autre du cadre de maintien 2 R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 considéré, et en particulier sont adaptés à fixer l'enveloppe souple 19. Des moyens de fixation du raidisseur central 20 avec les éléments de liaison 21 (typiquement des moyens de vissage) sont également prévus de sorte à solidariser l'ensemble du cadre de maintien 2. Grâce à ce principe, l'enveloppe souple 19 peut être fixée en atelier aux éléments de liaison 21 qui l'entourent, et les éléments de liaison 21 peuvent ensuite être fixés aux raidisseurs centraux 20 lors de l'assemblage final de la conduite, typiquement en offshore. Si nécessaire, pour renforcer le cadre de maintien 2 (notamment vis-à-vis de la pression dite de collapse due à la dépression à l'intérieur de la conduite lorsque le fluide circule), on peut prévoir une ou plusieurs barres de renfort 23 en travers du raidisseur central 20. De telles barres de renfort 23 sont de préférence profilées dans la direction de l'axe principal de la conduite, afin de limiter les pertes de charge dans la conduite. 15 Selon l'axe principal de la conduite, autour des câbles de maintien 3, des tubes anti-friction (non représentés) peuvent également être ajoutés afin de limiter l'usure de l'enveloppe souple 19 par frottement contre les câbles de maintien 3. L'assemblage de la conduite selon la variante suspendue est effectué 20 par analogie à celui de la conduite selon la variante cylindrique circulaire. Les segments tubulaires 1 a, 1 b ainsi que les cadres de maintien 2 (ou les parties de ceux-ci) peuvent être préparés en atelier. Ils peuvent être amenés par barge le long du flotteur (ou d'un navire dédié). Les câbles de maintien 3 sont fixés sur une potence au niveau du flotteur et le bas de la conduite est soit 25 lesté, soit relié a une poulie de renvoi du système d'ancrage, de sorte que l'on puisse contrôler sa descente. Au fur et à mesure que la conduite est filée, on assemble les segments tubulaires la, 1b (initialement pliés en accordéon) les uns après les autres. 30 Isolation thermique de la conduite Selon un mode de réalisation préféré, la conduite selon l'invention est pourvue d'une isolation thermique, afin de limiter les transferts de chaleur entre le fluide transporté et l'environnement. Les moyens employés pour 35 assurer l'isolation thermique contribuent aussi de préférence à assurer la tenue mécanique de la conduite. R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 En particulier, un matériau isolant peut être disposé dans l'épaisseur de la paroi des segments tubulaires, ou à la surface (interne et / ou externe) des segments tubulaires. En faisant référence à la Figure 11, selon un mode de réalisation particulier, et notamment selon la variante suspendue et pour une géométrie cylindrique polygonale, on peut prévoir des plaques d'isolation thermique 24, disposées de préférence du côté extérieur de la conduite, par rapport à l'enveloppe 19. Ces plaques d'isolation thermique 24 peuvent être constituées par exemple de mousse syntactique (résine combinée avec des microsphères en verre). Elles peuvent être également remplies de gel d'isolation. En contexte sous-marin, la partie flexible de la conduite (c'est-à-dire les câbles de maintien 3 et l'enveloppe souple 19) se déforme dans le flux du courant, notamment à proximité de la surface où il est généralement plus fort. Il est donc préférable que les plaques d'isolation 24 (qui elles ne peuvent généralement pas être considérées comme flexibles) ne soient pas rigidement fixées aux cadres de maintien 2. Par conséquent, il est utile de positionner les plaques d'isolation 24 dans des goulottes 25 (par exemple en inox) fixées (par exemple par vissage) sur les éléments de liaison 21. Les goulottes 25 peuvent être conçues de sorte à ménager un jeu entre les plaques d'isolation thermique 24 et elles, afin de ne pas compromettre la flexibilité d'ensemble de la conduite. Un cerclage (optionnel) des plaques d'isolation thermique 24 au moyen de bandes de cerclage 26 assure une bonne tenue des plaques d'isolation thermique 24 les unes contre les autres. En faisant référence à la Figure 12, selon un autre mode de réalisation particulier, et notamment selon la variante suspendue et pour une géométrie cylindrique polygonale, on prévoit que chaque segment tubulaire comprend, en plus de l'enveloppe souple 19, une deuxième enveloppe souple 27, également fixée aux éléments de liaison 21 des cadres de maintien 2 situés de part et d'autre du segment tubulaire. Entre les deux enveloppes souples 19, 27 est ainsi ménagée une enceinte 28, qui est de préférence en partie vidée d'air et remplie d'éléments de garniture, par exemple des billes creuses (typiquement en plastique). Le diamètre des billes peut être sélectionné selon la souplesse finale souhaitée. En ce qui concerne la fabrication de segments tubulaires de ce type, les deux enveloppes souples 19, 27 peuvent être par exemple moulées en R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 atelier, et serties sur les éléments de liaison 21, de part et d'autre, toujours en atelier. Les segments tubulaires ainsi obtenus sont pliables (selon une forme en accordéon). Dans un contexte sous-marin, juste avant l'assemblage de la conduite en mer (« offshore »), on peut injecter les billes dans l'enceinte 28 via un ou plusieurs orifices filetés prévus à cet effet. Une fois que l'enceinte 28 est remplie par ces billes, un appareil connecté au niveau des orifices permet de faire le vide ; éventuellement, à ce stade, le segment tubulaire concerné est enfilé sur un gabarit intérieur de forme polyédrique adaptée, de façon à mieux contrôler la forme finale du segment tubulaire. Les orifices sont ensuite obstrués par un système adéquat (par exemple vis et / ou colle) de façon à garantir une excellente tenue du vide. L'air étant chassé dans l'enceinte 28, les billes se serrent les unes contre les autres, ce qui fournit une certaine rigidité au segment tubulaire qui tient alors droit, tout en conservant une certaine flexibilité (réglable en fonction du diamètre choisi pour les billes). Les billes creuses, pleines d'air, assurent en outre l'étanchéité thermique nécessaire. En faisant référence à la Figure 13, il est également possible de mettre en oeuvre un mode de réalisation du même type avec une conduite selon la variante tendue, et par exemple avec une géométrie de type cylindrique circulaire. Dans ce cas, chaque segment tubulaire la, 1 b comprend deux enveloppes souples 19, 27 cylindriques et concentriques, serties de part et d'autre sur un cadre de maintien 2. Des billes creuses (de préférence en plastique) sont injectées dans l'enceinte 28 ménagée entre les deux enveloppes souples 19, 27, et un vide est créé afin de fournir de la rigidité au segment tubulaire. Selon ce mode de réalisation, le cadre de maintien 2 comprend encore une partie interne 9a et une partie externe 9b. La partie interne 9a est formée d'une bague interne supérieure et d'une bague interne inférieure qui sont fixées (par exemple vissées) l'une à l'autre, tandis que la partie externe 9b est formée d'une bague (externe) prise en sandwich entre les deux bagues internes, ladite bague externe étant pourvue de moyens de fixation (par exemple des colliers de serrage) aux câbles de maintien 3.

Caisson de tête L'invention concerne par ailleurs une conduite de transport de fluide comprenant une partie tubulaire principale 101 connectée de part et d'autre à R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 un dispositif de tête 100 et un dispositif de pied 102 (voir Figure 18), dans laquelle le dispositif de tête 100 comprend un caisson de tête spécifique. Selon un mode de réalisation préféré (illustré sur les Figures 3 et 14), cette conduite de transport est telle que décrite ci-dessus dans les sections « conduite tendue », « conduite suspendue » et / ou « isolation thermique de la conduite ». Toutefois, il est également possible d'utiliser le caisson de tête selon l'invention avec une conduite d'un autre type, par exemple une conduite dont la partie tubulaire principale est d'un seul tenant et ne présente pas de segments tubulaires distincts.

En faisant référence à la Figure 14, le caisson de tête 29 selon l'invention délimite une enceinte de tête 36 qui communique avec l'intérieur de la partie tubulaire principale 101 de la conduite. De préférence, des moyens de pompage 32 (en général une ou plusieurs pompes) débouchent dans l'enceinte de tête 36. Un filtre fin (crépine) est de préférence disposé au niveau de ces moyens de pompage 32. Dans un contexte de prélèvement d'eau marine, au refoulement des moyens de pompage 32, des conduites flexibles ou « jumpers » 106 (voir Figure 18) permettent de transporter le fluide vers le flotteur 103 situé en surface.

Avantageusement, on prévoit des soupapes du côté du caisson de tête 29 opposé à la partie tubulaire principale 101, qui s'ouvrent automatiquement en cas de surpression, notamment en cas de coup de bélier provoqué par l'arrêt brutal de l'ensemble des moyens de pompage. Le caisson de tête 29 est de préférence doté de trappes d'accès 34.

Dans un contexte d'utilisation sous-marine, ces trappes d'accès 34 permettent l'accès de plongeurs, notamment pour nettoyer les crépines des moyens de pompage 32. Cela facilite grandement les opérations de maintenance. De préférence, le caisson de tête 29 est pourvu de buses (non représentées) pour injecter des produits de traitement visant par exemple à limiter les salissures biologiques (« bio-fouling »). Le caisson de tête 29 comprend en outre un système supérieur de purge 30, de préférence situé du côté du caisson de tête 29 opposé à la partie tubulaire principale 101, qui est adapté pour mettre en eau le caisson de tête 29, dans un contexte d'utilisation sous-marine. Le caisson de tête 29 comprend en outre des moyens d'injection de gaz 31 (notamment d'injection d'air comprimé) et un système inférieur de purge 33. Les moyens d'injection de gaz 31 sont de préférence situés du R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 côté du caisson de tête 29 opposé à la partie tubulaire principale 101, tandis que le système inférieur de purge 33 est de préférence situé à proximité de la partie tubulaire principale 101. Ainsi, dans un contexte d'utilisation sous-marine, en injectant un gaz (généralement de l'air) sous pression dans l'enceinte de tête 36 grâce aux moyens d'injection de gaz 31, on chasse l'eau contenue dans le caisson de tête 29. Dès lors, le caisson de tête 29 assure une fonction de bouée. Cela permet le cas échéant de pouvoir déconnecter aisément le flotteur, par exemple en cas de tempête, de façon à mettre le flotteur à l'abri tout en maintenant la conduite en position verticale. Lorsque le dispositif de tête 100 de la conduite comprend un dispositif de tension de tête 6, il est approprié de placer le caisson de tête 29 entre ce dispositif de tension de tête 6 et la partie tubulaire principale 101 de la conduite (voir Figure 3).

Ancraqe de la conduite La conduite selon l'invention peut être ancrée par un ancrage classique (ancrage de type gravitaire ou de type à « succion »). Elle peut également être dépourvue d'ancrage et être lestée (c'est-à-dire pourvue de moyens de lest). Par ailleurs, la conduite selon l'invention peut encore être ancrée grâce à un système d'ancrage spécifique, qui est également un objet à part entière de l'invention. L'invention concerne en effet aussi un système d'ancrage spécifique, pour un objet disposé à la surface de l'eau et / ou dans l'eau. Cet objet peut notamment être une conduite de transport de fluide, et selon un mode de réalisation préféré, cette conduite de transport est telle que décrite ci-dessus dans les sections « conduite tendue », « conduite suspendue », « isolation thermique de la conduite » et / ou « caisson de tête ». Toutefois, il est également possible d'utiliser le système d'ancrage selon l'invention avec une conduite d'un autre type, par exemple une conduite dont la partie tubulaire principale est d'un seul tenant et ne présente pas de segments tubulaires distincts. En faisant référence à la Figure 15 et à la Figure 18, le système d'ancrage 44 comprend un socle d'ancrage 37. Il peut s'agir d'un système gravitaire ou d'une ancre à succion. Le socle d'ancrage 37 a pour fonction principale de lester et maintenir en position le système d'ancrage 44 au fond de l'eau. R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 Un membre saillant 38 est fixé sur le socle d'ancrage 37, de préférence en position verticale. Ce membre saillant 38 est de forme cylindrique (par exemple à section circulaire) ou conique ou encore il peut comprendre une partie inférieure cylindrique (la partie en contact avec le socle d'ancrage 37) et une partie supérieure conique. Une plaque d'ancrage 39 est adaptée pour être traversée par le membre saillant 38, grâce à un orifice ménagé dans celle-ci, adapté à la forme du membre saillant 38. La plaque d'ancrage 39 est connectée à des câbles de liaison 45 qui sont eux-mêmes destinés à être connectés à l'objet à ancrer. Dans le cas où l'objet à ancrer est une conduite telle que décrite ci-dessus, les câbles de liaison 45 sont reliés à une partie quelconque de la conduite. Par exemple, pour une conduite dotée d'un système autonome de tension, telle que représentée dans les Figures 1 à 3, il est avantageux de relier les câbles de liaison 45 au dispositif de tension de pied 5 (typiquement la plaque de pied). Alternativement, pour une conduite telle que représentée dans les Figures 8a et 8b, qui est dépourvue de système autonome de tension, les câbles de liaison 45 peuvent se confondre avec les câbles de maintien 3.

Le système d'ancrage 44 est également pourvu d'un système de contrôle 40 adapté à faire coulisser la plaque d'ancrage 39 sur le membre saillant 38. Ce système de contrôle 40 peut typiquement comprendre une pluralité de câbles de contrôle reliés à la plaque d'ancrage 39 et passant par des poulies de renvoi. De la sorte, en actionnant les câbles de contrôle à distance (par exemple depuis la surface), on peut déplacer la plaque d'ancrage 39, notamment vers le bas. Le système d'ancrage 44 comprend encore un système de blocage 41 actionnable à distance et adapté à bloquer la plaque d'ancrage 39 sur le membre saillant 38, c'est-à-dire à empêcher son coulissement.

Selon un mode de réalisation particulier, le membre saillant 38 est évidé et le système de blocage 41 comprend des bras 42 pivotants dont l'axe pivot est disposé dans le membre saillant 38. Ainsi, les bras 42, selon leur position autour de l'axe pivot, sont soit disposés à l'intérieur du membre saillant 38, soit disposés partiellement à l'extérieur de celui-ci. Le système de blocage 41 comprend encore des câbles de manoeuvre 43 traversant le membre saillant 38 et adaptés à actionner le pivotement des bras 42. Les câbles de manoeuvre 43 peuvent typiquement comprendre au moins un R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 câble de fermeture et au moins un câble d'ouverture, attachés aux bras 42 et actionnables à distance (notamment depuis la surface). Le câble de fermeture peut par exemple être relié à une partie centrale (vis-à-vis de l'axe principal du membre saillant 38) des bras 42, par le haut.

La mise sous tension du câble de fermeture permet alors de faire pivoter la partie périphérique des bras 42 vers le bas, et donc de faire sortir partiellement les bras 42 du membre saillant 38. De la sorte, on bloque la plaque d'ancrage 39 sur le socle d'ancrage 37. Le câble d'ouverture peut par exemple être relié à une partie centrale (vis-à-vis de l'axe principal du membre saillant 38) des bras 42, par le bas. La mise sous tension du câble d'ouverture (via une poulie de renvoi) permet alors de faire pivoter la partie périphérique des bras 42 vers le haut, et donc de faire rentrer les bras 42 à l'intérieur du membre saillant 38. Selon un mode de réalisation particulier, la conduite comprend un caisson de tête 29 tel que décrit ci-dessus en relation avec la Figure 14. Dans ce cas, il est avantageux de prévoir un ridoir 46 sur le caisson de tête 29 afin de maintenir tendu le câble de fermeture. Pour découpler la conduite du socle d'ancrage 37, il faut libérer le câble de fermeture et mettre sous tension le câble d'ouverture, ce qui a pour effet de faire pivoter vers le haut la partie périphérique des bras 42, libérant ainsi la plaque d'ancrage 39. Le système d'ancrage 44 présente l'avantage d'autoriser la rotation de la conduite, la plaque d'ancrage 39 pouvant tourner autour du membre saillant 38.

Liaison de la conduite à un flotteur La conduite selon l'invention est connectée, par l'intermédiaire de son dispositif de tête 100 à un flotteur. On peut également prévoir de relier plusieurs conduites, par l'intermédiaire de leurs dispositifs de tête 100 respectifs, à un même flotteur. Selon un premier mode de réalisation, cette connexion est effectuée au moyen d'un système dit « moon pool ». En faisant référence à la Figure 18, dans un système de type « moon pool », le flotteur 103 est surmonté par une potence 104 qui sous-tend des câbles de traction 105 qui, via des poulies, relient le dispositif de tête 100 de la conduite à des treuils à tension constante. Ainsi, les mouvements du flotteur 103 à la surface sont compensés par les treuils de sorte que la conduite n'en subisse pas les effets et que les R:A30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 tensions soient maintenues constantes. Des tuyaux flexibles 106 (ou «jumpers ») absorbent les mouvements de pilonnement notamment. Dans ce cas, la conduite est fixée au fond par un système d'ancrage. Dans le mode de réalisation illustré, le système d'ancrage 44 est le système d'ancrage propre à l'invention, décrit ci-dessus Selon un deuxième mode de réalisation, la connexion au flotteur est effectuée au moyen d'un système de type « riser ». Selon ce mode de réalisation (non représenté), l'extrémité supérieure de la conduite (maintenue en position essentiellement verticale par une bouée) est reliée au flotteur via des tuyaux flexibles. La bouée supportant la conduite est immergée sous la surface (typiquement environ 30 mètres sous la surface) et est maintenue sur le travers du flotteur par un ensemble de chaînes tendues par de petites bouées. Dans ce cas également, la conduite est fixée au fond par un système d'ancrage.

Selon un troisième mode de réalisation, la connexion au flotteur est effectuée au moyen d'un système de liaison spécifique à l'invention. C'est ainsi que l'invention concerne également une conduite de transport de fluide comprenant une partie tubulaire principale 101 connectée de part et d'autre à un dispositif de tête 100 et un dispositif de pied 102, dans laquelle le dispositif de tête 100 comprend un système spécifique de liaison à un flotteur. Selon un mode de réalisation préféré (illustré sur les Figures 16 et 17), cette conduite de transport est telle que décrite ci-dessus dans les sections « conduite tendue », « conduite suspendue », « isolation thermique de la conduite » et / ou « caisson de tête ». Toutefois, il est également possible d'utiliser le système de liaison selon l'invention avec une conduite d'un autre type, par exemple une conduite dont la partie tubulaire principale 101 est d'un seul tenant et ne présente pas de segments tubulaires distincts. En faisant référence à la Figure 16, le système de liaison 50 à un flotteur selon l'invention présente la particularité de comprendre un système de suspension à cardan 47 (c'est-à-dire un cardan à deux axes). Le système de suspension à cardan 47 est relié au flotteur (non représenté) par l'intermédiaire de câbles de suspension 48. Alternativement, on peut prévoir une bague d'amortissement 49 adaptée à être fixée au flotteur (soit directement, par exemple par soudage au flotteur, soit par suspension au moyen de câbles), le système de suspension à cardan 47 étant alors relié à la bague d'amortissement 49 par l'intermédiaire de câbles, d'amortisseurs hydrauliques et / ou d'amortisseurs mécaniques. R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 Lorsque la conduite comprend un caisson de tête 29 tel que décrit ci-dessus, le système de liaison 50 est disposé au-dessus du caisson de tête 29 (c'est-à-dire du côté opposé à la partie tubulaire principale 101 de la conduite, par rapport au caisson de tête 29, ou encore entre le caisson de tête 29 et le flotteur). Il est particulièrement avantageux d'utiliser ce type de système de liaison dans l'hypothèse où la conduite, dans le contexte d'une utilisation sous-marine, est lestée et suspendue au flotteur, sans être ancrée (le maintien en un point fixe de la partie inférieure de la conduite n'étant pas indispensable dans le cadre de l'exploitation de l'énergie thermique des mers). En effet, cela permet d'éviter d'utiliser un système de type « moon pool » ou « riser », qui exige un ancrage multiple du flotteur (classiquement 4 x 2 ancrages) et de la conduite pour les maintenir sur un point fixe ce qui est coûteux, surtout par grande profondeur.

Ainsi, on peut réduire le nombre de points d'ancrage, ce qui réduit les coûts (par exemple le flotteur peut être mouillé en 1 x 2, comme un cargo au mouillage, et la conduite simplement suspendue essentiellement à la verticale du flotteur). Dans cette configuration, le flotteur est libre d'éviter en fonction de la direction du vent et du courant et la conduite rattachée au flotteur est libre de mouvement. Toujours selon ce mode de réalisation, le système de suspension à cardan 47 permet d'éviter que la conduite subisse directement les mouvements du flotteur en surface ; les efforts mécaniques de roulis et tangage sont ainsi amortis par le système de suspension à cardan à deux axes. Par ailleurs, le pilonnement du flotteur est amorti par les câbles de suspension 48, qui peuvent être reliés à des treuils à tension constante ou maintenus fixes directement sur des chaumards (il est possible de basculer d'un mode à l'autre en fonction de l'état de la mer) ; ou encore par la bague d'amortissement 49, lorsque celle-ci est présente. Dans ce dernier cas, la bague d'amortissement 49 est destinée à être directement fixée au flotteur. De la sorte, on fait transiter plus facilement des masses d'eau importantes de la conduite vers le flotteur.

Un soufflet intérieur (non représenté) peut permettre d'éviter des pertes de charge supplémentaires au niveau du système de suspension à cardan 47. R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 Par ailleurs, une enveloppe à soufflet extérieure (non représentée) peut assurer l'étanchéité hydraulique entre le caisson de tête 29 et le flotteur sur lequel sont alors situées les pompes d'aspiration (sous la flottaison, dans un caisson étanche, une sorte de traverse d'eau de mer). Les efforts de pression sur l'enveloppe sont faibles. L'enveloppe peut être renforcée par des anneaux rigides et / ou être épaisse. Le système de liaison 50 est destiné à être situé à quelques mètres sous la surface, si bien que les maintenances peuvent être assurées par des plongeurs. Lorsque le dispositif de tête 100 de la conduite comprend en outre le caisson de tête 29, une purge d'air peut permettre d'accéder directement « à pied sec » à la partie supérieure du caisson de tête 29, notamment pour inspecter et maintenir les rotules du cardan (graissage) ou les amortisseurs hydrauliques, s'ils sont en contact direct avec l'eau de mer (ce qui n'est pas le cas s'il y a un soufflet intérieur).

Différentes conduites fournies par la présente invention Selon des modes de réalisation avantageux, l'invention combine plusieurs des aspects décrits ci-dessus. Ainsi, l'invention concerne en particulier : 1) Une conduite sous-marine selon la variante tendue ou suspendue, présentant un caisson de tête 29 tel que décrit ci-dessus, liée à un flotteur selon un mode de liaison de type « riser » ou « moon pool », et ancrée par un ancrage classique ou de préférence selon le système d'ancrage spécifique 44 décrit ci-dessus. 2) Une conduite sous-marine selon la variante tendue ou suspendue, présentant un caisson de tête 29 tel que décrit ci-dessus, dotée d'un système de suspension à cardan 47 tel que décrit ci-dessus, et présentant des moyens de lest (et donc dépourvue d'ancrage au fond marin).

Par ailleurs, il faut noter qu'une conduite selon l'invention peut éventuellement combiner la variante tendue et la variante suspendue ; et / ou combiner la géométrie cylindrique circulaire et la géométrie cylindrique polygonale. Par exemple, une portion en tête la conduite peut être selon la variante tendue (notamment à géométrie cylindrique circulaire), et une portion en pied de la conduite peut être selon la variante suspendue (notamment à géométrie cylindrique polygonale). R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 Dans le cas d'une telle configuration hybride, une jonction dédiée est prévue entre la portion de tête et la portion de pied. Les câbles de maintien 3 peuvent être les mêmes dans la portion de pied et la portion de tête ; alternativement on peut prévoir deux faisceaux de câbles distincts, un pour la portion de tête et l'autre pour la portion de pied. La tension des câbles de maintien 3 dans la portion (ici, de tête) selon la variante tendue est alors assurée par deux dispositifs de tension, analogues à ceux décrits ci-dessus, mais situés aux extrémités respectives de la portion considérée (ici, au niveau du dispositif de tête 100 d'une part, et au niveau de la jonction entre les deux portions d'autre part). Une telle configuration hybride peut être avantageuse dans le contexte sous-marin, dans la mesure où les fortes contraintes de courant et gradient de température que l'on rencontre surtout au niveau de la surface (typiquement dans les 100 premiers mètres) peuvent rendre le mode de réalisation de la conduite tendue, à forme cylindrique circulaire, plus intéressant ; alors qu'en revanche, au-delà de cette zone, le mode de réalisation de la conduite suspendue, à forme cylindrique polygonale, plus légère et plus simple à déployer, apparaît plus approprié. De même, différents modes d'isolation thermique peuvent être prévus le long de la conduite. En effet, en eau profonde, l'isolation thermique est relativement inutile, puisque la température de l'eau circulant dans la conduite est pratiquement égale à la température de l'eau environnante. En revanche, au voisinage de la surface, il est important d'optimiser l'isolation thermique.

L'homme du métier saura donc combiner les différents aspects de l'invention afin d'optimiser la conduite en fonction des contraintes environnementales. Par exemple, on peut fabriquer une conduite dont la partie tubulaire principale comprend : une portion de tête selon la variante tendue, comportant des segments tubulaires qui sont en matériau rigide (ou une alternance de segments tubulaires en matériau rigide et en matériau plus flexible) et qui sont pourvus d'isolation thermique ; une portion médiane selon la variante tendue ou suspendue, comportant des segments tubulaires pourvus de deux enveloppes souples ménageant une enceinte vidée d'air et contenant des éléments de garniture, de tels segments étant plus flexibles que ceux de la portion de tête et présentant une bonne isolation thermique ; R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 5 une portion de pied selon la variante suspendue, comportant des segments tubulaires pourvus d'une seule enveloppe souple, de tels segments étant plus flexibles que ceux de la portion médiane et ne présentant pas d'isolation thermique particulière. R:\30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1. Système d'ancrage sous-marin (44), comprenant des câbles de liaison (45) connectés à une plaque d'ancrage (39), un socle d'ancrage (37), un membre saillant (38) solidaire du socle d'ancrage (37), la plaque d'ancrage (39) étant adaptée pour être traversée par le membre saillant (38), un système de contrôle (40) adapté à faire coulisser la plaque d'ancrage (39) sur le membre saillant (38) et un système de blocage (41) actionnable à distance et adapté à empêcher le coulissement la ~o plaque d'ancrage (39) sur le membre saillant (38).
2. 2. Système d'ancrage (44) selon la revendication 1, dans lequel le membre saillant (38) est évidé ; et le système de blocage (41) comprend : 15 û des bras (42) pivotants autour d'axes disposés dans le membre saillant (38), les bras (42) pouvant partiellement sortir du membre saillant (38) et rentrer dans celui-ci par pivotement ; et des câbles de manoeuvre (43) traversant le membre saillant (38) et adaptés à faire pivoter les bras (42). 20
3. 3. Conduite de transport de fluide comprenant une partie tubulaire principale (101) connectée de part et d'autre à un dispositif de tête (100) et un dispositif de pied (102), la partie tubulaire principale (101) comprenant une pluralité de segments tubulaires (la, lb, 1c, 1d, le) le 25 long d'un axe principal et une pluralité de cadres de maintien (2) entre les segments tubulaires (la, 1 b, 1c, 1d, le) consécutifs, la conduite comprenant en outre une pluralité de câbles de maintien (3) disposés parallèlement à l'axe principal et traversant les cadres de maintien (2), et le dispositif de pied (102) comprenant un système d'ancrage selon la 30 revendication 1 ou 2.
4. 4. Utilisation d'une conduite selon la revendication 3 pour le transport de fluides en milieu sous-marin, de préférence pour le pompage d'eau de mer.
5. 5. Procédé de production d'énergie thermique des mers, comprenant le pompage d'eau de mer dans une conduite selon la revendication 3 et l'alimentation d'un cycle thermique avec l'eau de mer pompée. R:A30900\30906 TGEN\30906--100215-Div3 texte_depot.doc- 22 février 2010 35