FR3008764A1 - Embout de connexion d'une conduite flexible, et conduite flexible associee - Google Patents

Abstract

La conduite comprend au moins une gaine tubulaire (20) et au moins une couche (24, 25) d'armures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire (20). La couche d'armures (24, 25) comprend une pluralité d'éléments d'armure (29) filiformes, et l'embout (14) comporte une pluralité de tronçons d'extrémité (34) de chaque élément d'armure (29), une voûte d'extrémité (50) et un capot (51) fixé sur la voûte d'extrémité (50), la voûte d'extrémité (50) et le capot (51) délimitant entre eux une chambre (52) de réception du tronçon d'extrémité et au moins un support d'ancrage (62, 64) de chaque couche d'armures (24, 25), monté fixe suivant un axe (A-A') de la conduite par rapport à la voûte d'extrémité (50) et/ou par rapport au capot (51). Chaque tronçon d'extrémité (34) est ancré sur le support d'ancrage (62, 64) par une liaison pivot ou une liaison rotule.

Description

Embout de connexion d'une conduite flexible, et conduite flexible associée La présente invention concerne un embout de connexion d'une conduite flexible de transport de fluide, la conduite flexible comprenant au moins une gaine tubulaire et au moins une couche d'armures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire, la couche d'armures comprenant une pluralité d'éléments d'armure filiformes, l'embout comportant : - une pluralité de tronçons d'extrémité de chaque élément d'armure, - une voûte d'extrémité et un capot fixé sur la voûte d'extrémité, la voûte d'extrémité et le capot délimitant entre eux une chambre de réception du tronçon d'extrémité ; - au moins un support d'ancrage de chaque couche d'armures, monté fixe suivant un axe de la conduite par rapport à la voûte d'extrémité et/ou par rapport au capot. La conduite est en particulier une conduite flexible de type non liée (« unbonded ») destinée au transport d'hydrocarbures à travers une étendue d'eau, tel qu'un océan, une mer, un lac ou une rivière. Une telle conduite flexible est par exemple réalisée suivant les documents normatifs API 17J (Specification for Unbonded Flexible Pipe) et API RP 17B (Recommended Practice for Flexible Pipe) établis par l'American Petroleum Institute. La conduite est généralement formée d'un ensemble de couches concentriques et superposées. Elle est considérée comme « non liée » au sens de la présente invention dès lors qu'au moins une des couches de la conduite est apte à se déplacer longitudinalement par rapport aux couches adjacentes lors d'une flexion de la conduite. En particulier, une conduite non liée est une conduite dépourvue de matériaux liants raccordant des couches formant la conduite.

La conduite est généralement disposée à travers une étendue d'eau, entre un ensemble de fond, destiné à recueillir le fluide exploité dans le fond de l'étendue d'eau et un ensemble de surface flottant ou fixe, destiné à collecter et à distribuer le fluide. L'ensemble de surface peut être une plateforme semi-submersible, un FPSO ou un autre ensemble flottant.

Dans certains cas, pour l'exploitation de fluides en eaux profondes, la conduite flexible présente une longueur supérieure à 800 m. Les extrémités de la conduite présentent des embouts pour le raccordement à l'ensemble de fond et à l'ensemble de surface et les raccordements intermédiaires. Ces conduites subissent des efforts très élevés en traction axiale, notamment lorsque l'étendue d'eau dans laquelle est disposée la conduite est très profonde.

Dans ce cas, l'embout supérieur reliant la conduite à l'ensemble de surface doit reprendre une tension axiale très importante, qui peut atteindre plusieurs centaines de tonnes. Ces efforts sont transmis à l'embout par l'intermédiaire des couches d'armures de traction s'étendant le long de la conduite.

La tension axiale présente non seulement une valeur moyenne élevée, mais aussi des variations permanentes en fonction des mouvements verticaux de l'ensemble de surface et de la conduite, sous l'effet de l'agitation de l'étendue d'eau provoquée par la houle ou par les vagues. Les variations de tension axiale peuvent atteindre plusieurs dizaines de tonnes et se répéter continuellement durant la durée de service de la conduite. En 20 ans, le nombre de cycles peut ainsi atteindre plus de 20 millions. Il est donc nécessaire d'assurer une fixation particulièrement robuste entre les couches d'armures de traction et le corps de l'embout. À cet effet, dans les embouts connus, l'ancrage des armures est assuré généralement par les frottements entre les fils d'armure et la résine époxy coulée dans la chambre délimitée par la voûte et le capot. Par ailleurs, l'effet cabestan lié à la trajectoire en hélice des fils d'armure contribue également à l'ancrage des armures, cet effet pouvant être augmenté en modifiant le diamètre de l'hélice décrite par les des fils dans l'embout par rapport au diamètre de cette hélice en longueur courante, par exemple en augmentant progressivement ce diamètre en suivant sur un cône ascendant, puis en le diminuant le long d'un cône descendant. En outre, des déformations en forme de crochet, ou de vague ou de torsade peuvent être formées à l'extrémité de chaque fil d'armure pour être mises en prise dans la résine époxy, afin de réaliser un blocage mécanique s'opposant à la tension appliquée.

Ces déformations initient l'effort nécessaire à la mise en place de l'effet cabestan. Parfois, au cours du temps, l'ancrage des armures de traction devient défaillant en fatigue. En particulier, cette défaillance apparaît au niveau des déformations en forme de vague, où les fils formant les armures ont été fortement déformés.

Pour pallier ce problème, WO 2004/051131 décrit un embout du type précité, dans lequel les fils d'armure s'écartent de manière hélicoïdale de l'axe de la conduite pour s'insérer dans un support d'extrémité de diamètre supérieur au diamètre de l'enveloppe définie par les fils d'armure dans la longueur courante de la conduite. L'extrémité de chaque fil d'amure est de plus insérée dans une rainure inclinée définie sur le support et est fixée dans la rainure en introduisant un coin à travers le fil pour augmenter localement son diamètre.

Une résine est ensuite coulée dans la rainure pour immobiliser totalement l'extrémité du fil, en lui évitant tout degré de liberté. Un tel embout ne donne pas entière satisfaction. La fixation du fil d'armure par l'insertion d'un coin dans son épaisseur, et l'immobilisation totale de l'extrémité du fil sont susceptibles de créer des défaillances en fatigue à l'extrémité avant de chaque fil. La défaillance est susceptible d'apparaître également dans la partie arrière, au niveau de la zone de décollement des armures par rapport au diamètre de la longueur courante, cette partie étant de plus fragilisée lors du montage en raison d'un pliage des armures, nécessaire à la mise en place de l'embout.

Un but de l'invention est donc d'obtenir un embout d'une conduite flexible présentant une reprise en tension axiale efficace, dans lequel le risque de défaillance en fatigue, notamment dans les tronçons d'extrémité des armures est fortement diminué, et qui reste néanmoins simple à assembler. A cet effet, l'invention a pour objet un embout du type précité, caractérisé en ce que chaque tronçon d'extrémité est ancré sur le support d'ancrage par une liaison pivot ou une liaison rotule. L'embout selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : - les tronçons d'extrémité des éléments d'armure de chaque couche d'armures définissent une enveloppe cylindrique de diamètre sensiblement constant sur toute la longueur de l'embout ; - la chambre de réception est dépourvue de matériau de remplissage noyant les tronçons d'extrémité ; - le support d'ancrage comporte, pour chaque tronçon d'extrémité, un organe de liaison en saillie radiale, le tronçon d'extrémité étant monté sur l'organe de liaison ; - le support d'ancrage comporte une bride circonférentielle, et au moins une chape faisant saillie axialement à partir de la bride circonférentielle, chaque organe de liaison étant monté sur la chape ; - le support d'ancrage comporte une première chape interne et une deuxième chape externe disposée autour de la première chape interne, chaque organe de liaison étant monté sur la première chape interne et sur la deuxième chape externe ; - chaque tronçon d'extrémité comporte une partie longiligne et une pièce d'accrochage rapportée transversalement sur la partie longiligne, la pièce d'accrochage étant engagée sur l'organe de liaison ; - la pièce d'accrochage comprend une base fixée sur la partie longiligne et une tête faisant saillie axialement au-delà de l'extrémité libre de la partie longiligne ; - la largeur maximale de la pièce d'accrochage, prise perpendiculairement à un axe de la partie longiligne, est inférieure ou égale à la largeur maximale de la partie longiligne sur la longueur de la partie longiligne recevant la pièce d'accrochage ; - la partie longiligne est aplatie, la partie longiligne présentant une première face, et une deuxième face opposée à la première face, la pièce d'accrochage étant rapportée sur la première face, sans être rapportée sur la deuxième face ; - l'organe de liaison et/ou la pièce d'accrochage comporte une goupille ; - l'organe de liaison et/ou la pièce d'accrochage comporte une rotule ; - il comporte un ensemble de réalisation d'une étanchéité autour de la gaine tubulaire, décalé axialement à l'avant du ou de chaque support d'ancrage ; - il comporte une pluralité de tronçons d'extrémité des éléments d'armure d'une première couche d'armures définissant une première enveloppe cylindrique de diamètre sensiblement constant sur toute la longueur de l'embout et une pluralité de tronçons d'extrémité des éléments d'armure d'une deuxième couche d'armures définissant une deuxième enveloppe cylindrique de diamètre sensiblement constant sur toute la longueur de l'embout et de diamètre supérieur au diamètre de la première enveloppe cylindrique, et l'embout comporte un premier support d'ancrage de la première couche d'armures, monté fixe suivant un axe de la conduite par rapport à la voûte d'extrémité et/ou par rapport au capot, chaque tronçon d'extrémité d'une élément d'armure de la première couche d'armures étant ancré sur le premier support d'ancrage par une liaison pivot ou rotule, l'embout comportant un deuxième support d'ancrage de la deuxième couche d'armures, monté fixe suivant un axe de la conduite par rapport à la voûte d'extrémité et/ou par rapport au capot, chaque tronçon d'extrémité d'un élément d'armure de la deuxième couche d'armures étant ancré sur le deuxième support d'ancrage par une liaison pivot ou rotule. L'invention a également pour objet une conduite flexible de transport de fluide, caractérisée en ce qu'elle comporte : - une gaine tubulaire ; - au moins une couche d'armures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire, la couche d'armures de traction comprenant une pluralité d'éléments d'armure filiformes, - un embout tel que décrit plus haut, monté à l'extrémité de la gaine tubulaire. La conduite selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : - chaque couche d'armures définit, dans le tronçon central adjacent à l'embout une enveloppe cylindrique intermédiaire de diamètre sensiblement constant, les tronçons d'extrémité des éléments d'armure de chaque couche d'armures définissant une enveloppe cylindrique de diamètre sensiblement égal au diamètre de l'enveloppe cylindrique intermédiaire, sur toute la longueur de l'embout. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective partiellement écorchée d'une première conduite flexible selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective partiellement écorchée d'un embout de la conduite flexible de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue partielle en perspective de la fixation d'un tronçon d'extrémité d'un élément d'armure dans l'embout de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en perspective de trois quarts face de l'extrémité d'un élément d'armure dans l'embout de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 3 de l'embout d'une deuxième conduite flexible selon l'invention ; - la figure 6 est une vue analogue à la figure 4 de l'extrémité d'un élément d'armure dans l'embout d'une troisième conduite flexible selon l'invention. Dans tout ce qui suit, les termes « extérieur » et « intérieur » s'entendent généralement de manière radiale par rapport à un axe A-A' de la conduite, le terme « extérieur » s'entendant comme relativement plus éloigné radialement de l'axe A-A' et le terme « intérieur » s'étendant comme relativement plus proche radialement de l'axe A-A' de la conduite. Les termes « avant » et « arrière » s'entendent de manière axiale par rapport à un axe A-A' de la conduite, le terme « avant » s'entendant comme relativement plus éloigné du milieu de la conduite et plus proche d'une de ses extrémités, le terme « arrière » s'entendant comme relativement plus proche du milieu de la conduite et plus éloigné d'une de ses extrémités. Le milieu de la conduite est le point de la conduite situé à égale distance des deux extrémités de cette dernière. Une première conduite flexible 10 selon l'invention est illustrée partiellement par la figure 1. La conduite flexible 10 comporte un tronçon central 12 illustré en partie sur la figure 1. Elle comporte, à chacune des extrémités axiales du tronçon central 12, un embout d'extrémité 14 (non visible sur la figure 1) dont les parties pertinentes sont représentées sur la figure 2. En référence à la figure 1, la conduite 10 délimite un passage central 16 de circulation d'un fluide, avantageusement d'un fluide pétrolier. Le passage central 16 s'étend suivant un axe A-A', entre l'extrémité amont et l'extrémité aval de la conduite 10. Il débouche à travers les embouts 14. La conduite flexible 10 est destinée à être disposée à travers une étendue d'eau (non représentée) dans une installation d'exploitation de fluide, notamment d'hydrocarbures.

L'étendue d'eau est par exemple, une mer, un lac ou un océan. La profondeur de l'étendue d'eau au droit de l'installation d'exploitation de fluide est par exemple comprise entre 500 m et 3000 m. L'installation d'exploitation de fluide comporte un ensemble de surface notamment flottant et un ensemble de fond (non représentés) qui sont généralement raccordés entre eux par la conduite flexible 10. La conduite flexible 10 est de préférence une conduite « non liée » (désignée par le terme anglais « unbonded »). Au moins deux couches adjacentes de la conduite flexible 10 sont libres de se déplacer longitudinalement l'une par rapport à l'autre lors d'une flexion de la conduite.

Avantageusement, toutes les couches de la conduite flexible sont libres de se déplacer l'une par rapport à l'autre. Une telle conduite est par exemple décrite dans les documents normatifs publiés par l'American Petroleum Institute (API), API 17J, et API RP17B. Comme illustré par la figure 1, la conduite 10 délimite une pluralité de couches concentriques autour de l'axe A-A', qui s'étendent continûment le long du tronçon central 12 jusqu'aux embouts 14 situés aux extrémités de la conduite. Selon l'invention, la conduite 10 comporte au moins une première gaine tubulaire 20 à base de matériau polymère constituant avantageusement une gaine de pression. La conduite 10 comporte en outre au moins une couche d'armures de traction 24, 25 disposée extérieurement par rapport à la première gaine 20. Avantageusement, et selon l'utilisation souhaitée, la conduite 10 comporte en outre une carcasse interne 26 disposée à l'intérieur de la gaine de pression 20, une voûte de pression 28 intercalée entre la gaine de pression 20 et la ou les couches d'armures de traction 24, 25 et une gaine externe 30, destinée à la protection de la conduite 10.

De manière connue, la gaine de pression 20 est destinée à confiner de manière étanche le fluide transporté dans le passage 16. Elle est formée en matériau polymère, par exemple à base d'un polyoléfine tel que du polyéthylène, à base d'un polyamide tel que du PA11 ou du PA12, ou à base d'un polymère fluoré tel que du polyfluorure de vinylidène (PVDF). L'épaisseur de la gaine de pression 20 est par exemple comprise entre 5 mm et 20 mm. La carcasse 26, lorsqu'elle est présente, est formée par exemple d'un feuillard métallique profilé, enroulé en spirale. Les spires du feuillard sont avantageusement agrafées les unes aux autres, ce qui permet de reprendre les efforts radiaux d'écrasement.

Dans cet exemple, la carcasse 26 est disposée à l'intérieur de la gaine de pression 20. La conduite est alors désignée par le terme anglais « rough bore » en raison de la géométrie de la carcasse 26 En variante (non représentée), la conduite flexible 10 est dépourvue de carcasse interne 26, elle est alors désignée par le terme anglais « smooth bore ».

L'enroulement hélicoïdal du feuillard métallique profilé formant la carcasse 26 est à pas court, c'est-à-dire qu'il présente un angle d'hélice de valeur absolue proche de 90°, typiquement compris entre 75° et 90°. Dans cet exemple, la voûte de pression 28 est destinée à reprendre les efforts liés à la pression régnant à l'intérieur de la gaine de pression 20. Elle est par exemple formée d'un fil profilé métallique entouré en hélice autour de la gaine 20. Le fil profilé présente généralement une géométrie complexe, notamment en forme de Z, de T, de U, de K, de X ou de I. La voûte de pression 28 est enroulée en hélice à pas court autour de la gaine de pression 20, c'est-à-dire avec un angle d'hélice de valeur absolue proche de 90°, typiquement compris entre 75° et 90°. La conduite flexible 10 selon l'invention comprend au moins une couche d'armures 24, 25 formée d'un enroulement hélicoïdal d'au moins un élément d'armure 29 allongé. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, la conduite flexible 10 comporte une pluralité de couches d'armures 24, 25, notamment une couche d'armures intérieure 24, appliquée sur la voûte de pression 28 (ou sur la gaine 20 lorsque la voûte 28 est absente) et une couche d'armures extérieure 25 autour de laquelle est disposée la gaine extérieure 30. Chaque couche d'armures 24, 25 comporte des éléments d'armure 29 longitudinaux enroulés à pas long autour de l'axe A-A' de la conduite.

Par « enroulé à pas long », on entend que la valeur absolue de l'angle d'hélice est inférieure à 60°, et est typiquement comprise entre25° et 55°.

Les éléments d'armure 29 d'une première couche 24 sont enroulés généralement suivant un angle opposé par rapport aux éléments d'armure 29 d'une deuxième couche 25. Ainsi, si l'angle d'enroulement des éléments d'armure 29 de la première couche 24 est égal à + a, a étant compris entre 25° et 55°, l'angle d'enroulerent des éléments d'armure 29 de la deuxième couche d'armures 25 disposée au contact de la première couche d'armures 24 est par exemple égal à - a°. Les éléments d'armure 29 sont par exemple formés par des fils métalliques, notamment des fils en acier, ou par des rubans en matériau composite, par exemple des rubans renforcés de fibres de carbone.

Comme on le verra plus bas, les éléments d'armure 29 présentent chacun un tronçon d'extrémité 34 introduit dans l'embout 14. Le tronçon d'extrémité 34 s'étend jusqu'à une extrémité libre disposée dans l'embout 14. Il présente avantageusement une trajectoire hélicoïdale ou pseudo-hélicoïdale d'axe A-A' dans l'embout 14. Comme illustre par la figure 4, chaque tronçon d'extrémité 34 comporte une partie 35 longiligne de renfort, et une pièce d'accrochage 36 rapportée transversalement sur la partie longiligne 35. Dans l'exemple représente sur la figure 4, la partie longiligne 35 s'étend sur toute la longueur de l'élément d'armure 29. Elle présente une forme sensiblement aplatie. Elle définit une face extérieure 37, sur laquelle est rapportée la pièce d'accrochage 36, et une face intérieure 38 opposée à la face extérieure 37. La pièce d'accrochage 36 est fixée sur la partie longiligne 35, sans perçage de la partie longiligne 35, par exemple par soudure, par brasure, par sertissage ou par collage. La pièce d'accrochage 36 s'étend le long de l'axe B-B' de la partie longiligne 35. Elle présente une largeur maximale, prise perpendiculairement à cet axe B-B', avantageusement inférieure ou égale à la largeur de la partie longiligne 35. Cependant, dans le cas où les jeux latéraux entre les tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 sont importants, il est possible que la largeur maximale de la pièce d'accrochage soit supérieure à celle de la partie longiligne 35. La pièce d'accrochage 36 comporte une base 39 appliquée transversalement sur la partie longiligne 35 et une tête d'accrochage 40 faisant saillie longitudinalement au-delà de l'extrémité de la partie longiligne 35. La base 39 présente une hauteur maximale, prise à partir de la face extérieure 37, perpendiculairement à l'axe B-B', supérieure à l'épaisseur de la base 39. La hauteur de la base 39 décroît depuis la tête 40 à l'avant, vers l'arrière.

La tête d'accrochage 40 s'étend parallèlement et à l'écart de l'axe B-B'. Elle définit, avec la base 39, une encoche 41 de calage du tronçon d'extrémité 34.

Elle définit intérieurement un passage transversal 42 radial d'insertion d'un organe de fixation, comme on le verra plus bas. En référence à la figure 1, la gaine externe 30 est destinée à empêcher la perméation de fluide depuis l'extérieur de la conduite flexible 10 vers l'intérieur. Elle est avantageusement réalisée en matériau polymère, notamment à base d'un polyoléfine, tel que du polyéthylène, à base d'un polyamide, tel que du PA11 ou du PA12, ou à base d'un polymère fluoré tel que du polyfluorure de vinylidène (PVDF). L'épaisseur de la gaine externe 30 est par exemple comprise entre 5 mm et 15 mm.

Comme illustré par la figure 2, chaque embout 14 comporte une voûte d'extrémité 50 et un capot extérieur de liaison 51 faisant saillie axialement vers l'arrière à partir de la voûte 50. Le capot 51 délimite, avec la voûte d'extrémité 50, une chambre 52 de réception des tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29. L'embout 14 comporte en outre un ensemble avant 54 d'étanchéité autour de la gaine tubulaire 20, partiellement visible sur la figure 2, et un ensemble arrière 56 d'étanchéité autour de la gaine extérieure 30. Selon l'invention, l'embout 14 comporte en outre, pour chaque couche d'armures 24, 25, un support 62, 64 d'ancrage de chaque tronçon d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 de la couche 24, 25, propre à ancrer chaque tronçon d'extrémité 34 avec au moins un degré de liberté en rotation autour d'un axe radial C-C'. L'embout 14 est avantageusement dépourvu de matériau de remplissage solide remplissant la chambre 52. De la sorte, les tronçons d'extrémité 34 sont libres de se déplacer latéralement au niveau de la partie arrière de l'embout 14, ce qui réduit les contraintes mécaniques qu'ils doivent endurer lorsque la conduite 10 est soumise à de fortes variations de tension et/ou de courbure. Dans cet exemple, la voûte d'extrémité 50 est destinée à raccorder la conduite 10 à un autre embout de connexion 14 ou à des équipements terminaux, avantageusement par l'intermédiaire d'une bride d'extrémité (non représentée). La voûte d'extrémité 50 présente un alésage central destiné à recevoir l'extrémité de la première gaine 20 et à permettre l'écoulement du fluide circulant à travers le passage central 16 vers l'extérieur de la conduite 10. Le capot 51 comporte une paroi périphérique 70 tubulaire s'étendant autour de l'axe A-A'. La paroi périphérique 70 présente un bord avant 71 fixé sur la voûte d'extrémité 50, à l'écart radialement des couches d'armures 24, 25 et un bord arrière 72 s'étendant axialement vers l'arrière au-delà de la voûte d'extrémité 50.

Le capot 51 délimite la chambre 52 radialement vers l'extérieur. Une face arrière 73 de la voûte d'extrémité 50 délimite axialement la chambre 52 vers l'avant. L'ensemble avant d'étanchéité 54 est avantageusement situé à l'avant de l'embout 14, en contact avec la voûte 50. Dans le mode de réalisation de la figure 2, l'ensemble avant d'étanchéité 54 est décalé axialement vers l'avant par rapport à chaque support d'ancrage 62, 64. De manière connue, il comporte une bague avant de sertissage (non visible), destinée à venir en prise sur la gaine de pression 20, et un collier de serrage 76. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, dans lequel la conduite 10 comporte une voûte de pression 28, l'ensemble avant 54 comporte en outre une bague intermédiaire d'arrêt (non visible) de la voûte de pression 28. La bague intermédiaire d'arrêt est interposée entre la bague avant de sertissage et le collier de serrage 76 L'ensemble arrière d'étanchéité 56 est disposé à l'arrière de l'embout 14. Il comporte au moins une bague arrière de sertissage 80 sertissant la gaine externe 30, et un collier arrière 82 de serrage de la bague arrière 80, fixé sur le capot 51, avantageusement au niveau du bord arrière 72 de la paroi périphérique 70. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, dans lequel la conduite flexible 10 comporte une couche d'armures intérieure 24 et une couche d'armures extérieure 25, l'embout 14 comporte un support avant 62 d'ancrage des tronçons d'extrémité 34 de la couche d'armures intérieure 24 et un support arrière 64 d'ancrage des tronçons d'extrémité 34 de la couche d'armures extérieure 25, décalé axialement par rapport au support avant 62. Chaque support d'ancrage 62, 64 est fixé axialement par rapport au capot 51 et par rapport à la voûte 50, au moins depuis l'avant vers l'arrière, par exemple par coopération avec une butée 88 circonférentielle définie par le capot 51. En référence aux figures 2 et 3, chaque support d'ancrage 62, 64 comporte une bride circonférentielle 90, une chape périphérique 92 faisant saillie par rapport à la bride circonférentielle 90, et une pluralité d'organes de fixation radiaux 94, montés fixes le long de l'axe A-A' sur la chape 92.

Chaque bride 90 s'étend autour de l'axe A-A'. Elle délimite une lumière interne 96 de passage de la première gaine 20 et de la voûte de pression 28, lorsqu'elle est présente. Une face arrière 98 de la bride 90 est calée contre la butée 88 ménagée dans le capot 51 pour fixer le support d'ancrage 62, 64 en translation vers l'arrière le long de l'axe A-A'.

La chape périphérique 92 fait saillie vers l'arrière à partir de la bride 90, avantageusement autour de la lumière interne 96. Elle définit un épaulement externe 100 de calage de chaque tronçon d'extrémité 34. Comme on le verra plus bas, l'épaulement externe 100 est configuré pour maintenir chaque tronçon d'extrémité 34 monté sur le support d'ancrage 62, 64 sur une enveloppe cylindrique de diamètre sensiblement constant sur toute la longueur de l'embout 14. Par « diamètre sensiblement constant », on entend avantageusement que la trajectoire de chaque tronçon d'extrémité 34 au sein de l'embout 14 est comprise entre deux cylindres de diamètre 24, 25 respectivement égaux à 0,9 x D et 1,2 x D, D étant le diamètre moyen de la couche d'armures 24, 25 correspondant au tronçon d'extrémité 34 en longueur courante, c'est-à-dire dans le tronçon central 12 de la conduite, hors de l'embout 14. De préférence, la trajectoire de chaque tronçon d'extrémité 34 au sein de l'embout 14 est comprise entre deux cylindres de diamètre 24, 25 respectivement égaux à D et 1,15 x D, D étant le diamètre moyen de la couche d'armures 24, 25 correspondant au tronçon d'extrémité 34 en longueur courante. Avantageusement, la distance séparant chaque tronçon d'extrémité 34 de l'axe A- A' reste constante ou augmente de façon monotone entre la partie arrière de l'embout 10 et la pièce 36 d'accrochage, en restant comprise entre les deux cylindres définis plus haut. Le support 62, 64 comporte, pour chaque tronçon d'extrémité 34 ancré sur le support 62, 64, un organe de fixation 94 correspondant au tronçon d'extrémité 34. Ainsi, le nombre d'organes de fixation 94 correspond avantageusement au nombre de tronçons d'extrémité 34 ancrés sur le support 62, 64. Chaque organe de fixation 94 est monté sur la chape 92. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, chaque organe de fixation 94 traverse la chape 92 et fait saillie de part et d'autre de celle-ci. Chaque organe de fixation 94 s'étend sensiblement radialement par rapport à l'axe A-A' de la conduite 10. L'espacement circonférentiel entre deux organes de fixation 94 adjacents est supérieur à la largeur maximale de chaque tête 40 d'une pièce d'accrochage 36, et est avantageusement supérieur à la largeur de la partie longiligne 35 du tronçon d'extrémité 34.

Comme visible sur la figure 3, chaque pièce d'accrochage 36 d'un tronçon d'extrémité 34 est engagée sur un organe de fixation 94.

En particulier, l'organe de fixation 94 est reçu dans le passage transversal 42 ménagé à travers la tête 40. La tête 40 prend appui sur l'épaulement 100. L'épaulement 100 est reçu dans l'encoche 41. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, chaque pièce d'accrochage 36 est montée libre en rotation autour de l'axe C-C' radial défini par l'organe de fixation 94. Ainsi, lorsque le tronçon d'extrémité 34 est ancré sur le support d'ancrage 62, 64, il est libre de pivoter autour d'au moins un axe radial C-C' dans la chambre 52. Ceci permet de reprendre la tension appliquée par les éléments d'armure 29, sans créer d'encastrement au niveau des tronçons d'extrémité 34 dans la zone d'ancrage. La tenue en fatigue de l'embout 14 est donc améliorée. En outre, chaque organe de fixation 94 étant associé à un tronçon d'extrémité 34 unique, le positionnement des tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 39 est parfaitement organisé dans la zone d'ancrage. Suivant cette organisation, pour chaque couche d'armures 24, 25, les tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 sont disposés en hélice, parallèlement les uns aux autres, sensiblement suivant le même pas et le même diamètre d'hélice que celui qu'ils occupent dans le tronçon central 12 de la conduite 10. Ainsi, les tronçons d'extrémité 34 définissent une enveloppe cylindrique de diamètre sensiblement constant sur toute la longueur de l'embout 14.

Pour chaque couche d'armures 24, 25, le diamètre de cette enveloppe cylindrique est sensiblement identique au diamètre de l'enveloppe cylindrique intermédiaire définie par les éléments d'armure 29 dans le tronçon central 12 de la conduite 10. Par « sensiblement identique », on entend avantageusement que la différence entre le diamètre moyen de l'enveloppe cylindrique définie par les tronçons d'extrémité 34 et le diamètre de l'enveloppe cylindrique intermédiaire est inférieure à 15 % du diamètre moyen de l'enveloppe cylindrique définie par les tronçons d'extrémité 34. De la sorte, le risque d'enroulage et/ou de déroulage des éléments d'armure 29 est limité lors d'une forte variation de tension, puisqu'aucun cône n'est présent dans l'embout pour augmenter ou diminuer le diamètre de l'enveloppe définie par les tronçons d'extrémité 34. Les éléments d'armure 29, et leurs tronçons d'extrémité 34 sont donc conservés dans leur état initial, sans modification géométrique, et donc, sans modification de leur état de contrainte. Le pliage/dépliage des éléments d'armure 29 n'est donc plus nécessaire, un simple soulèvement des éléments d'armure 29 étant nécessaire pour introduire le support d'ancrage 62, 64.

Par ailleurs, l'ancrage s'effectuant par la coopération entre les pièces d'accrochage 36 et les organes de fixation 94 sur chaque support d'ancrage 62, 64, il n'est plus nécessaire de former des crochets, des torsades ou des ondulations sur les tronçons d'extrémité 34, ce qui améliore la tenue en fatigue de l'embout 14.

A l'emplacement de l'organe arrière de serrage, les éléments d'armure 29 des couches d'armures 24, 25 sont enroulés hélicoïdalement avec le même rayon d'hélice que celui qu'ils ont au niveau du tronçon central 12. L'assemblage de l'embout 14 selon l'invention est réalisé comme suit. Initialement, les différentes couches de la conduite 10 sont coupées à la bonne longueur pour faire apparaître, sur la voûte 28, un tronçon d'extrémité libre 34 de chaque élément d'armure 29 des couches d'armures 24, 25. Chaque tronçon d'extrémité libre 34 est dépourvu de déformation radiale, notamment de déformation en forme de vague ou de crochet. Puis, les différentes pièces composant l'ensemble arrière d'étanchéité 56 sont introduites autour de la gaine externe 30. Chaque tronçon d'extrémité 34 est ensuite muni d'une pièce d'accrochage 36, qui est rapportée sur sa partie longiligne 35 à son extrémité libre 34, par soudure, par brasure, par collage ou par sertissage. Ensuite, chaque support d'ancrage 62, 64 est engagé autour de la première gaine 20. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, l'ensemble formé par la bride circonférentielle 90 et la chape 92 du support arrière 64 est tout d'abord introduit autour des tronçons d'extrémité 34 de la couche d'armures intérieure 24. Puis, les tronçons d'extrémité 34 de la couche d'armures extérieure 25 sont légèrement soulevés à l'écart de l'axe A-A', avantageusement sans les replier vers l'arrière, pour introduire la chape 92 sous les têtes 40 des tronçons d'extrémité 34. Ensuite, pour chaque tronçon d'extrémité 34, l'organe de fixation 94 est introduit à travers le passage transversal 42 ménagé dans la pièce d'accrochage 36, et à travers la chape 92.

Chaque tronçon d'extrémité 34 est alors fixé axialement sur le support d'ancrage 64, avec un degré de liberté en rotation autour d'un axe radial C-C'. Puis, l'ensemble formé par la bride circonférentielle 90 et la chape 92 du support avant 62 est introduit autour de la première gaine 20 et de la voûte de pression 28 lorsqu'elle est présente.

Les tronçons d'extrémité 34 de la couche d'armures intérieure 24 sont légèrement soulevés à l'écart de l'axe A-A', avantageusement sans les replier vers l'arrière, pour introduire la chape 92 sous les têtes 40 des tronçons d'extrémité 34. Les opérations de fixation de chaque organe 94 décrites ci-dessus sont alors répétées pour les tronçons d'extrémité 34 de la couche d'armure intérieure 24. Ensuite, les pièces de l'ensemble avant d'étanchéité 54, la voûte 50 et le capot extérieur de liaison 51 sont mis en place, afin de caler chaque support d'ancrage 62, 64 en translation le long de l'axe A-A'. Avantageusement, aucun matériau de remplissage n'est introduit dans la chambre 52. Le temps de montage de l'embout 14 est donc réduit. En fonctionnement, lorsque l'embout 14 est raccordé à un autre embout ou à un ensemble de surface, la tension axiale transmise par les couches d'armures 24, 25 résultant du poids de la conduite 10 est reprise par les tronçons 34, puis par les supports d'ancrage 62, 64 par la coopération entre les organes de fixation 94 et les pièces d'accrochage 36 autorisant un degré de liberté en rotation autour d'un axe radial C-C'. L'ancrage réalisé est très efficace, avec une longueur d'ancrage faible, réduite à l'encombrement longitudinal des supports 62, 64 et à celui des pièces d'accrochage 36. L'embout 14 d'une deuxième conduite flexible 120 selon l'invention est illustré par la figure 5. À la différence de l'embout 14 illustré sur la figure 3, l'embout 14 décrit sur cette figure comporte une chape périphérique additionnelle 122 disposée à l'extérieur de la chape périphérique 92. Les chapes 92, 122 définissent entre elles un espace annulaire intermédiaire 124 d'introduction des pièces d'accrochage 36.

Chaque organe de fixation 94 est introduit successivement à travers la chape périphérique additionnelle 122, le passage transversal 42 de la pièce d'accrochage 36, et chape périphérique 92. Une telle structure permet d'accommoder des tensions encore plus élevées, en limitant les contraintes de cisaillement au niveau de chaque organe de fixation 94.

Dans une variante, représentée sur la figure 6, une liaison rotule est créée entre chaque tronçon d'extrémité 34 et le support d'ancrage 62, 64. À cet effet, chaque tête 40 est munie d'une rotule 130 destinée à s'engager sur un organe de fixation 94. Par rapport un système de pivot, la présence d'une liaison rotule entre chaque tronçon d'extrémité 34 et le support d'ancrage 62, 64 autorise des variations de tuile dans la zone d'ancrage.

Les tronçons d'extrémité 34 des éléments d'armure 29 introduits dans l'embout 14 sont donc libres d'occuper une configuration la plus proche possible de celle des longueurs courantes des éléments d'armure 29 présents dans le tronçon central 12. Seul le déplacement axial des éléments d'armure 29 est donc bloqué.

L'assemblage entre chaque pièce d'accrochage 36 et la partie longiligne 35 est en outre plus performant en fatigue, puisqu'il sera soumis à des alternées en tension pure. Dans une autre variante, un matériau de remplissage souple est disposé dans la chambre 52, avantageusement pour protéger les tronçons d'extrémité 34 de la corrosion. Le matériau de remplissage autorise des déplacements des tronçons d'extrémité 34 en rotation autour de chaque axe C-C' dans la zone d'ancrage. Ce matériau de remplissage est par exemple un polyuréthane souple introduit sous forme liquide dans la chambre 52, et se solidifiant in situ. Dans une autre variante, chaque support d'ancrage 62, 64 est directement vissé sur la voûte d'extrémité 50.15

Claims (16)

1. REVENDICATIONS1.- Embout (14) de connexion d'une conduite flexible (10) de transport de fluide, la conduite flexible (10) comprenant au moins une gaine tubulaire (20) et au moins une couche (24, 25) d'armures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire (20), la couche d'armures (24, 25) comprenant une pluralité d'éléments d'armure (29) filiformes, l'embout (14) comportant : - une pluralité de tronçons d'extrémité (34) de chaque élément d'armure (29), - une voûte d'extrémité (50) et un capot (51) fixé sur la voûte d'extrémité (50), la voûte d'extrémité (50) et le capot (51) délimitant entre eux une chambre (52) de réception du tronçon d'extrémité ; - au moins un support d'ancrage (62, 64) de chaque couche d'armures (24, 25), monté fixe suivant un axe (A-A') de la conduite (10) par rapport à la voûte d'extrémité (50) et/ou par rapport au capot (51), caractérisé en ce que chaque tronçon d'extrémité (34) est ancré sur le support d'ancrage (62, 64) par une liaison pivot ou une liaison rotule.
2. 2. - Embout (14) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tronçons d'extrémité (34) des éléments d'armure (29) de chaque couche d'armures (24, 25) définissent une enveloppe cylindrique de diamètre sensiblement constant sur toute la longueur de l'embout (14),
3. 3. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la chambre de réception (52) est dépourvue de matériau de remplissage noyant les tronçons d'extrémité (34).
4. 4. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support d'ancrage (62, 64) comporte, pour chaque tronçon d'extrémité (34), un organe de liaison (94) en saillie radiale, le tronçon d'extrémité (34) étant monté sur l'organe de liaison (94).
5. 5. - Embout (14) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support d'ancrage (62, 64) comporte une bride circonférentielle (90), et au moins une chape (92) faisant saillie axialement à partir de la bride circonférentielle (90), chaque organe de liaison (94) étant monté sur la chape (92).
6. 6. - Embout (14) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le support d'ancrage (62, 64) comporte une première chape interne (92) et une deuxième chape externe (122) disposée autour de la première chape interne (92), chaque organe de liaison (94) étant monté sur la première chape interne (92) et sur la deuxième chape externe (122).
7. 7. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque tronçon d'extrémité (34) comporte une partie longiligne (35) et une pièce d'accrochage (36) rapportée transversalement sur la partie longiligne (35), la pièce d'accrochage (36) étant engagée sur l'organe de liaison (94).
8. 8. - Embout (14) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce d'accrochage (36) comprend une base (39) fixée sur la partie longiligne (35) et une tête (40) faisant saillie axialement au-delà de l'extrémité libre de la partie longiligne (35).
9. 9. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que la largeur maximale de la pièce d'accrochage (36), prise perpendiculairement à un axe (B-B') de la partie longiligne (35), est inférieure ou égale à la largeur maximale de la partie longiligne (35) sur la longueur de la partie longiligne (35) recevant la pièce d'accrochage (36).
10. 10. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la partie longiligne (35) est aplatie, la partie longiligne (35) présentant une première face (37), et une deuxième face (38) opposée à la première face (37), la pièce d'accrochage (36) étant rapportée sur la première face (37), sans être rapportée sur la deuxième face (38).
11. 11. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que l'organe de liaison (94) et/ou la pièce d'accrochage (36) comporte une goupille.
12. 12. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que l'organe de liaison (94) et/ou la pièce d'accrochage (36) comporte une rotule (130).
13. 13. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble (54) de réalisation d'une étanchéité autour de la gaine tubulaire (20), décalé axialement à l'avant du ou de chaque support d'ancrage (62, 64).
14. 14. - Embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de tronçons d'extrémité (34) des éléments d'armure (29) d'une première couche d'armures (24) définissant une première enveloppe cylindrique de diamètre sensiblement constant sur toute la longueur de l'embout (14) et une pluralité de tronçons d'extrémité (34) des éléments d'armure (29) d'une deuxième couche d'armures (25) définissant une deuxième enveloppe cylindrique de diamètre sensiblement constant sur toute la longueur de l'embout (14) et de diamètre supérieur au diamètre de la première enveloppe cylindrique, et en ce que l'embout (14) comporte un premier support d'ancrage (62) de la première couche d'armures (24), monté fixe suivant un axe (A-A') de la conduite (10) parrapport à la voûte d'extrémité (50) et/ou par rapport au capot (51), chaque tronçon d'extrémité (34) d'une élément d'armure (29) de la première couche d'armures étant ancré sur le premier support d'ancrage (62) par une liaison pivot ou rotule, l'embout comportant un deuxième support d'ancrage (64) de la deuxième couche d'armures (25), monté fixe suivant un axe (A-A') de la conduite (10) par rapport à la voûte d'extrémité (50) et/ou par rapport au capot (51), chaque tronçon d'extrémité (34) d'un élément d'armure (29) de la deuxième couche d'armures (25) étant ancré sur le deuxième support d'ancrage (64) par une liaison pivot ou rotule.
15. 15. - Conduite flexible (10 ; 120 ; 130) de transport de fluide, caractérisée en ce qu'elle comporte : - une gaine tubulaire (20) ; - au moins une couche (24, 25) d'armures de traction disposée extérieurement par rapport à la gaine tubulaire (20), la couche d'armures de traction (24, 25) comprenant une pluralité d'éléments d'armure (29) filiformes, - un embout (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, monté à l'extrémité de la gaine tubulaire (20).
16. 16. - Conduite selon la revendication 15, caractérisée en ce que chaque couche d'armures (24, 25) définit, dans le tronçon central (12) adjacent à l'embout (14) une enveloppe cylindrique intermédiaire de diamètre sensiblement constant, les tronçons d'extrémité (34) des éléments d'armure (29) de chaque couche d'armures (24, 25) définissant une enveloppe cylindrique de diamètre sensiblement égal au diamètre de l'enveloppe cylindrique intermédiaire, sur toute la longueur de l'embout (14).25