FR3017179A1 - Troncon modulaire d'une conduite d'eau, conduite d'eau comprenant de tels troncons et systeme d'energie thermique des mers comprenant une telle conduite d'eau - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un tronçon modulaire (114) de conduite d'eau comprenant : - une membrane (130) déformable susceptible d'englober, dans un état opérationnel du tronçon, un espace tubulaire (132) définissant une direction axiale (AA') pour conduire de l'eau, et - une succession (135) d'anneaux (120, 140) s'étendant le long de la direction axiale (AA') dans l'espace tubulaire (132), et comprenant : o deux anneaux d'extrémité (120), chacun étant à une extrémité distincte (116, 118) du tronçon (114) suivant la direction axiale (AA'), la membrane (130) étant fixée aux anneaux d'extrémité (120), o au moins un anneau central (140), disposé entre les deux anneaux d'extrémité (120), et o des câbles (150, 160) reliant chaque anneau (120, 140) à l'anneau (120, 140) le plus proche selon la direction axiale (AA').

Description

Tronçon modulaire d'une conduite d'eau, conduite d'eau comprenant de tels tronçons et système d'énergie thermique des mers comprenant une telle conduite d'eau La présente invention concerne un tronçon modulaire de conduite d'eau comprenant une membrane déformable susceptible d'englober, dans un état opérationnel du tronçon, un espace tubulaire définissant une direction axiale pour conduire de l'eau, la membrane étant propre à séparer l'eau présente dans l'espace tubulaire de l'eau présente à l'extérieur de la membrane. En outre, la présente invention concerne une conduite d'eau comprenant une pluralité de tels tronçons. La présente invention concerne également un système d'énergie thermique des mers comprenant une telle conduite d'eau. Il existe des systèmes d'énergie thermique des mers (ETM) qui produisent de l'électricité, en exploitant la différence de températures entre les eaux superficielles et les eaux profondes pour entraîner un générateur. Par exemple, la température des eaux superficielles peut atteindre ou même dépasser 25 degrés Celsius, alors que les eaux profondes, qui sont privées du rayonnement solaire, restent autour de 2 ou 4 degrés Celsius. De tels systèmes ont besoin d'une conduite d'eau pour aspirer de l'eau froide. Des conduites d'eau froide ont une longueur importante, par exemple plus de 600 mètres, et peuvent avoir une longueur de plus de 1000 mètres. Mais de telles conduites d'eau, par exemple celles utilisées sur la centrale ETM « la Tunisie » en 1935, ont eu des problèmes du fait d'une déformation importante à la jonction avec la plateforme sur laquelle le système ETM était installé. La conduite d'eau froide était en acier avec un diamètre d'environ 2,5 mètres et une longueur de 700 mètres.

Des installations récentes utilisent du polyéthylène haute densité pour la conduite d'eau de mer froide. Cependant, le diamètre des conduites en polyéthylène haute densité est limité à quelques mètres. La conduite d'aspiration d'eau de mer froide peut être, par ailleurs, conçue de manière à résister aux conditions environnementales extrêmes, par exemple à la houle et/ou aux courants. Dans des conditions cycloniques, la houle et les courants forcissent localement. Le courant dû aux vents peut ainsi atteindre 3 noeuds sur la zone d'exploitation. Ce courant de surface provoqué par le vent décroît ensuite avec la profondeur pour atteindre une valeur nulle à environ -50 mètres. Les premiers mètres de la conduite ainsi que sa connexion avec la plateforme sont donc des points critiques.

Dans des systèmes antérieurs, les problèmes rencontrés proviennent d'une déformation accrue au niveau de la connexion de la conduite d'eau de mer froide à la plateforme, qui a entrainé la perte totale ou partielle de cette conduite. Pour pallier ce problème, le document FR-A-2 978 979 décrit une conduite souple qui comprend une pluralité de tronçon modulaire, chaque tronçon comprenant deux anneaux de raccordement, une membrane et des tirants. Le document EP-A-2 585 677 décrit une conduite formée par une pluralité d'éléments modulaires flexibles reliés par des bagues de liaison. Des tirants renforcent la structure de la membrane. Cependant, de tels dispositifs sont peu commodes à mettre en oeuvre, car les membranes de ces conduites peuvent être fragilisées par la tension des tirants.

Il existe un besoin pour une conduite d'eau ayant un coût économiquement rentable, relativement commode à fabriquer, à mettre en place et à démonter, résistant aux conditions environnementales extrêmes et permettant de transférer des débits d'eau de mer importants. A cet effet, la présente invention a pour objet un tronçon modulaire de conduite d'eau du type précité, dans lequel le tronçon comprend en outre une succession d'anneaux s'étendant le long de la direction axiale dans l'espace tubulaire, la succession d'anneaux comprenant deux anneaux d'extrémité, chaque anneau d'extrémité étant à une extrémité distincte du tronçon suivant la direction axiale, la membrane déformable étant fixée aux anneaux d'extrémité, et au moins un anneau central, disposé entre les deux anneaux d'extrémité, et des câbles reliant chaque anneau à l'anneau le plus proche selon la direction axiale. Le tronçon, selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - chaque câble comporte une première extrémité et une deuxième extrémité reliées chacune à un anneau d'extrémité ou à un anneau central, les extrémités étant équiréparties angulairement sur chaque anneau. - chaque câble comporte une première extrémité reliée à un premier anneau central et une deuxième extrémité reliée à un anneau d'extrémité ou un deuxième anneau central et pour chaque câble, la première extrémité est décalée angulairement par rapport au projeté orthogonal de la deuxième extrémité sur le premier anneau central, d'un angle inférieur à 360°/n où n est le nombre de câbles reliant entre eux le même premier anneau central et le même deuxième anneau central ou le même anneau d'extrémité. - chaque anneau comporte une pluralité de points de fixation des câbles, à chaque point de fixation d'un anneau central et pour chaque extrémité, les extrémités de quatre câbles sont confondues, deux câbles étant reliés à un anneau central et deux autres câbles étant reliés à un autre anneau central ou à un anneau d'extrémité, et à chaque point de fixation d'un anneau d'extrémité, les extrémités de deux câbles sont confondues. - le tronçon est déformable entre une position de fonctionnement et une position de repos et les anneaux centraux sont agencés pour que, lorsque le tronçon est dans la position de fonctionnement, la membrane déformable est en contact avec au moins un anneau central, et lorsque le tronçon est dans la position de repos, au moins un anneau central délimite un espace annulaire avec la membrane. - les câbles sont déformables entre un état tendu et un état détendu et, chaque anneau central présente une surface extérieure et lorsque le tronçon est dans la position de fonctionnement, les câbles sont détendus, et chaque anneau central est en contact avec la membrane sur toute sa surface extérieure. - la succession d'anneaux comporte au moins deux anneaux centraux situés entre les deux anneaux d'extrémité et les câbles sont déformables entre un état tendu et un état détendu et, lorsque le tronçon est dans la position de repos du tronçon, les câbles reliant chaque anneau central à l'anneau central le plus proche selon la direction axiale sont tendus et les câbles reliant un anneau central à un des deux anneaux d'extrémité sont tendus. - le nombre de câbles reliant deux anneaux successifs est supérieur ou égal à six. - la succession d'anneaux comporte au moins deux anneaux centraux situés entre les deux anneaux d'extrémité, et les anneaux centraux sont identiques et les anneaux centraux présentent le même axe de symétrie, la direction de l'axe de symétrie étant la direction axiale du tronçon. L'invention a également pour objet une conduite d'eau comprenant une pluralité de tronçons tels que précédemment décrits, les anneaux d'extrémité des tronçons successifs étant accolés et fixés les uns aux autres. En outre, l'invention a également pour objet un système d'énergie thermique des mers comprenant au moins une conduite notamment de remontée d'eau telle que précédemment décrite, la conduite ayant un axe principal selon la direction axiale, l'axe de la conduite étant agencé verticalement.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un exemple de système ETM en cycle fermé ; - la figure 2 représente schématiquement, en vue latérale, une plateforme flottante d'un système ETM selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 représente schématiquement, en perspective, un tronçon de conduite d'eau de la plateforme de la figure 2 dans une position de repos; - la figure 4 représente schématiquement, en perspective, le tronçon de conduite d'eau de la figure 3 dans une position de fonctionnement; - la figure 5 représente schématiquement, en perspective, le tronçon de conduite d'eau de la figure 3 dans une position reployée pour stockage et transport, et - la figure 6 représente schématiquement, une portion du tronçon de conduite de la figure 3 vue de dessus. La figure 1 représente schématiquement un système ETM 1 à cycle fermé. La présente invention s'applique également pour des systèmes ETM à cycle ouvert ou à cycle hybride. Le système ETM 1 comprend un évaporateur 10 qui est alimenté par un fluide chaud, par exemple de l'eau de surface, par un tuyau d'alimentation 12. Le fluide chaud est utilisé dans l'évaporateur 10 pour évaporer un fluide de travail circulant dans un circuit fermé 20. Le fluide de travail, par exemple de l'ammoniac, est entraîné dans le circuit fermé 20 par une pompe de fluide de travail 22. Après avoir traversé l'évaporateur 10, le fluide chaud est refoulé dans la mer par un tuyau de refoulement 14. Le tuyau de refoulement 14 est parfois également appelé conduite de refoulement.

Le fluide de travail évaporé dans l'évaporateur 10 sous haute pression est amené vers une turbine de détente 30 qui est reliée à un générateur de courant 32 par un arbre 34. Dans la turbine 30, le fluide de travail est détendu. Ensuite, le fluide de travail est amené vers un condenseur 40 pour être refroidi et condensé et ensuite amené par la pompe de fluide de travail 22 de nouveau vers l'évaporateur 10. Le condenseur 40 est alimenté par un fluide froid, qui est de l'eau de mer de grande profondeur remontée par une conduite d'eau de mer froide 41. Le fluide froid est entraîné par une pompe de fluide froid 42 qui amène le fluide vers le condenseur 40. Ensuite, le fluide réchauffé est refoulé dans la mer par un tuyau de refoulement 44. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, la pompe de fluide froid 42 est agencée à la partie supérieure de la conduite d'eau de mer froide 41, soit en aval de la conduite d'eau de mer froide 41. Dans ce cas la conduite d'eau de mer froide 41 fonctionne en dépression. La figure 2 montre une plateforme flottante 100 dans l'eau 102 de mer. La plateforme 100 flotte dans l'eau 102 de mer ayant une surface 104. Un système ETM 106 est agencé sur la plateforme 100. Dans une variante, la plateforme 100 a une autre forme, par exemple la forme d'une barge. La plateforme 100 est maintenue approximativement au même endroit par des moyens d'ancrage 108, 110, qui relient la plateforme au fond de la mer. Une conduite d'eau de mer froide 112 est fixée au fond 111 de la plateforme 100. La conduite d'eau de mer froide 112 est composée d'une pluralité des tronçons 114 modulaires qui sont fixés l'un à l'autre suivant une direction axiale AA'. En fonction du site d'exploitation, la longueur de la conduite d'eau de mer froide 112 atteint une profondeur d'environ 1100 mètres. Dans une variante, le système ETM 106 comprend plusieurs conduites d'eau froide 112 au lieu d'une seule. Dans l'hypothèse où il n'y a qu'une seule conduite d'eau de mer froide 112, le diamètre de la conduite d'eau de mer froide 112 est compris entre 1 mètre et 15 mètres. Le diamètre de la conduite d'eau de mer froide 112 dépend de la puissance du système ETM 106.

Comme illustré sur la figure 2, la conduite d'eau de mer froide 112 est conçue de façon modulaire. Les tronçons 114 de la conduite d'eau de mer froide 112 sont fabriqués séparément sur la terre ferme, transportés à l'endroit de l'exploitation, et assemblés et déployés à partir de la plateforme 100 ou d'une autre plateforme, barge ou bateau. Les tronçons 114 de la conduite d'eau de mer froide 112 seront décrits plus précisément en référence aux figures 3 à 6. La conduite d'eau de mer froide 112 est fixée directement sous la plateforme 100 et maintenue avec une tension verticale minimale pour éviter les risques de détente en comportement dynamique suivant la direction axiale. De plus, dans un mode de réalisation, il convient de lester la conduite d'eau de mer froide 112 à son extrémité inférieure pour limiter la déformation de la conduite d'eau de mer froide 112 causée par la dépression et pour limiter l'impact du courant sur le déplacement de la conduite d'eau de mer froide 112. Dans un mode de réalisation, la conduite d'eau de mer froide 112 est libre à son extrémité en partie basse. Dans tout ce qui suit, les termes « supérieur » et « inférieur » s'entendent par rapport au sens de circulation de l'eau dans la conduite formée par les tronçons modulaires lorsqu'elle est montée sur la plateforme ETM. Les figures 3 à 6 illustrent un exemple de tronçon modulaire 114 de conduite d'eau suivant l'invention. Le tronçon 114 comprend deux anneaux d'extrémité 120, une membrane 130 et une succession 135 d'anneaux centraux 140 reliés par des câbles 150, 160. Dans la suite de la description, les deux anneaux d'extrémité 120 sont appelés des brides. Le tronçon 114 est modulaire. Cela signifie que l'agencement de plusieurs tronçons 114 est propre à former une conduite comme la conduite d'eau de mer froide 112 de la figure 2. Le tronçon 114 est de forme générale cylindrique à base circulaire. Sa génératrice est selon la direction axiale AA'. Le tronçon 114 s'étend entre une extrémité supérieure 116 et une extrémité inférieure 118.

Le tronçon 114, est pliable suivant la direction AA'. Le tronçon 114 est déformable entre une position déployée au repos, dite position de repos visible sur la figure 3, une position déployée en fonctionnement, dite position de fonctionnement visible sur la figure 4 et une position reployée pour stockage, visible sur la figure 5. Les différentes positions du tronçon 114 seront détaillées plus loin dans la description. Chaque bride 120 est à une extrémité distincte 116, 118 du tronçon 114 suivant la direction axiale AA'. La bride 120 se trouvant à l'extrémité supérieur 116 du tronçon 114 est appelée bride supérieure. La bride 120 se trouvant à l'extrémité inférieure 118 du tronçon 114 est appelée bride inférieure.

Les brides 120 sont de forme annulaire. Avantageusement, les brides 120 ont un diamètre entre 1 et 15 mètres. Les brides 120 présentent le même axe de symétrie, la direction de l'axe de symétrie étant la direction axiale AA' du tronçon 114. Les brides 120 présentent, dans un mode de réalisation, un profil Poutrelles en I à profil normal (IPN). Par exemple, les brides 120 ont un profil IPN de 800 millimètres par 400 millimètres. Les brides 120 de deux tronçons 114 différents sont accrochables entre elles. L'assemblage de la bride inférieure 120 d'un tronçon 114 avec une bride supérieure 120 d'un autre tronçon 114 permet la formation d'une conduite composée des deux tronçons 114. Il est ainsi possible de choisir le nombre de tronçons 114 à assembler pour obtenir la longueur de conduite d'eau de mer froide 112 désirée selon l'application. L'assemblage de deux brides 120 est réalisé de manière à conserver une étanchéité entre l'intérieur des deux tronçons 114 assemblés et l'eau extérieure. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, toutes les brides 120 d'une conduite d'eau de mer froide 112 ont les mêmes caractéristiques quelle que soit leur profondeur.

Dans un autre mode de réalisation, la forme des brides 120 est optimisée, en particulier leur profil, en fonction de leur position dans la conduite d'eau de mer froide 112. Cela signifie que pour chaque bride 120, la forme de la bride 120 est adaptée à la dépression dans la conduite d'eau de mer froide 112 qui diminue avec la profondeur. Les brides 120 sont infiniment rigides par rapport à la membrane 130.

Les brides 120 sont réalisées en béton. En variante, les brides 120 sont réalisées dans un matériau tel que de l'acier, du titane, un matériau composite ou autre. La membrane 130 s'étend entre la bride inférieure 120 et la bride supérieure 120. La membrane 130 est fixée aux brides 120, par exemple de façon étanche. La membrane 130 est de forme générale cylindrique à base circulaire. Sa génératrice est selon la direction axiale AA' du tronçon 114. La membrane 130 englobe un espace tubulaire 132 suivant la direction AA'. L'espace tubulaire 132 est, de préférence, un espace de révolution autour de la direction axiale AA'. La membrane 130 est propre à conduire de l'eau à l'intérieur de l'espace tubulaire 132.

La membrane 130 est déformable. La membrane 130 est propre à résister aux efforts verticaux liés à la masse de la conduite d'eau de mer froide 112. La membrane 130 est propre à séparer l'eau présente dans l'espace tubulaire 132 de l'eau présente à l'extérieur de la membrane 130. La membrane 130 assure une fonction d'étanchéité. La membrane 130 est imperméable à l'eau. Le matériau de la membrane 130 est un textile, par exemple un textile synthétique. La succession d'anneaux 135 s'étend le long de la direction axiale AA' dans l'espace tubulaire 132. Dans l'exemple représenté, la succession d'anneaux 135 comprend deux brides 120, quatre anneaux centraux 140, des câbles d'extrémité 150 et des câbles intermédiaires 160. Les anneaux centraux 140 sont situés dans l'espace tubulaire 132 entre les deux brides 120 du tronçon 114. Les anneaux centraux 140 présentent le même axe de symétrie, la direction de l'axe de symétrie étant la direction axiale AA' du tronçon 114.

Les anneaux centraux 140 sont de formes circulaires. Le diamètre des anneaux centraux 140 est, de préférence, compris entre 1 et 15 mètres. Dans l'exemple, les anneaux centraux 140 sont identiques. Chaque anneau central 140 présente une surface extérieure sous forme d'une surface annulaire. Les anneaux centraux 140 sont infiniment rigides par rapport à la membrane 130.

La distance entre deux anneaux centraux 140 est définie comme la distance entre un point de l'anneau central 140 et son projeté selon la direction axiale AA' dans le plan de l'autre anneau central 140. De même, la distance entre un anneau central 140 et une bride 120 est définie comme la distance la plus courte entre un point de l'anneau central 140 et son projeté selon la direction axiale AA' dans le plan de la bride 120. Dans l'exemple, la distance entre deux anneaux centraux 140 successifs de la succession d'anneaux 135 et la distance entre une bride 120 et l'anneau central 140 le plus proche est la même sur tout la longueur du tronçon 114. La distance entre deux anneaux 120, 140 successifs est avantageusement comprise entre 0,5 et 8 mètres. Les anneaux centraux 140 sont agencés pour que lorsque le tronçon 114 est dans la position de fonctionnement, la membrane 130 déformable soit en contact avec au moins un anneau central 140, et lorsque le tronçon 114 est dans la position de repos, au moins un anneau central 140 délimite un espace annulaire 170 avec la membrane 130. Cela signifie que la forme et la distance entre les anneaux centraux 140 est adaptée aux dimensions du tronçon 114 et à la déformation de la membrane 130 en fonctionnement. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, le tronçon 114 est dans la position de repos, chaque anneau central 140 délimitant un espace annulaire 170 avec la membrane 130. Chaque espace annulaire 170 entoure entièrement un anneau central 140. La dimension de l'espace annulaire 170, c'est-à-dire la distance radiale la plus courte entre un point de la surface extérieure de l'anneau central 140 et la membrane 130 est comprise entre 10 et 200 mm. Dans une telle situation, il est à noter l'absence de liens directs entre la membrane 130 et les anneaux centraux 140. Lorsque le tronçon 114 est dans la position de fonctionnement, tous les anneaux centraux 140 sont en contact avec la membrane 130 sur toute leur surface extérieure selon l'exemple de la figure 4. Pour chaque bride 120, l'anneau central 140 le plus proche de la bride 120 est défini comme l'anneau central 140 pour lequel la distance entre l'anneau central 140 et la bride 120 selon la direction axiale AA' est la plus faible. De même, pour chaque anneau central 140, l'anneau central 140 le plus proche est l'anneau central 140 pour lequel la distance avec l'anneau central 140 considéré selon la direction axiale AA' est la plus faible.

Pour toute la suite et pour faciliter la compréhension, les anneaux centraux 140 de la succession 135 sont ordonnés. Le premier anneau 141 est l'anneau central 140 le plus proche de la bride 120 supérieure. Le deuxième anneau 142 est l'anneau central 140 inférieur le plus proche du premier anneau 141. Le troisième anneau 143 est l'anneau central 140 inférieur le plus proche du deuxième anneau 142. Le quatrième anneau 144 est l'anneau central 140 le plus proche de la bride 120 inférieure. Les câbles intermédiaires 150 relient les anneaux centraux 140 voisins dans la succession 135 entre eux. La disposition des câbles intermédiaires 150 est visible sur la figure 3. Six câbles intermédiaires 150 relient le premier anneau 141 au deuxième anneau 142, six câbles intermédiaires 150 relient le deuxième anneau 142 au troisième anneau 143, et six câbles intermédiaires 150 relient le troisième anneau 143 au quatrième anneau 144. Chaque câble intermédiaire 150 comporte une première extrémité 151 relié à un anneau central supérieur 140 et une deuxième extrémité 152 reliée à un anneau central inférieur 140.

Les câbles intermédiaires 150 sont flexibles. Les câbles intermédiaires 150 sont déformables entre un état tendu et un état détendus. Dans un mode de réalisation, les câbles intermédiaires 150 sont fabriqués en un matériau synthétique, comprenant par exemple du polyéthylène haute ténacité, de l'aramide, du polyamide ou autre. Les câbles d'extrémité 160 ont des propriétés semblables aux câbles intermédiaires 150, seules les différences vont être détaillées. Six câbles d'extrémité 160 relient la bride 120 supérieure au premier anneau 141 et six câbles d'extrémité 160 relient la bride 120 inférieure au quatrième anneau 144. Les câbles d'extrémité 160 diffèrent des câbles intermédiaires en ce qu'une de leurs extrémités est reliée à une bride 120 au lieu d'un anneau central 140. Sur chaque anneau central 140, les extrémités 151, 152 des câbles intermédiaires 152 sont équiréparties angulairement. Pour chaque câble intermédiaire 150, la première extrémité 151 est décalée angulairement par rapport au projeté orthogonal de la deuxième extrémité 152 sur l'anneau central supérieur 140. Dans l'exemple représenté, le décalage angulaire est de 60° (60 degrés). Cette valeur de décalage d'angle e st égale à 3607n où n est le nombre de câbles 150 reliant entre eux l'anneau inférieur 140 à l'anneau supérieur 140. Chaque anneau central 140 comporte trois points de fixation des câbles 150, 160.

Ce nombre de points de fixation est égale à n/2 où n est le nombre de câbles 150 reliant entre eux l'anneau central 140 à l'anneau central inférieur ou supérieur 140. À chaque point de fixation d'un anneau central 140, les extrémités 151, 152 de quatre câbles 150, 160 sont confondues, deux câbles 150 étant reliés à un anneau 120, 140 et deux autres câbles 150, 160 étant reliés à un autre anneau 120, 140.

La figure 6 illustre la disposition des points de fixation de deux anneaux centraux successifs 142, 143. La figure 6 représente le deuxième anneau 142 avec ces trois points de fixation représentés par des ronds ainsi que les projetés orthogonaux des trois points de fixation du troisième anneau 143 sur le deuxième anneau 142 représentés par des triangles. Les points de fixation du deuxième anneau 142 sont équirépartis angulairement sur le deuxième anneau 142 et espacé de 120°. Le dé calage angulaire des points de fixation du deuxième anneau 142 et du projeté orthogonal des points de fixation du troisième anneau 143 est de 60°. Ceci est conforme à ce qu'illustre la figure 3, à savoir que de chaque point de fixation du deuxième anneau 142 partent deux câbles intermédiaires 150 reliés au troisième anneau 143 en des points de fixation adjacents et deux câbles intermédiaires 150 reliés au premier anneau. De chaque point de fixation du deuxième anneau 142 partent deux câbles vers deux points adjacents du troisième anneau 143 et réciproquement. La disposition des extrémités des câbles d'extrémité 160 sur chaque bride 120 est similaire à la disposition sur un anneau central 140.

Chaque bride 120 comporte ainsi trois points de fixation des câbles 160 équirépartis angulairement. Les points de fixation sont décalés angulairement de 60'par rapport au projeté orthogonal des points de fixation de l'anneau central le plus proche 141, 144 de la bride 120 considérée. De chaque point de fixation de la bride supérieure 120 partent deux câbles 160 la reliant au premier anneau 141. De même la bride inférieure 120 comporte trois points de fixation d'où partent deux câbles 160 la reliant au quatrième anneau 144. Cette disposition des câbles 150, 160 permet d'éviter tout contact entre les câbles 150, 160 de la succession d'anneaux 135 et la membrane 130 lorsque le tronçon 114 est dans la position de repos ou dans la position de fonctionnement. L'absence de contact entre la membrane 130 et les câbles 150, 160 permet d'éviter l'usure de la membrane 130 ou des câbles 150, 160 par frottements. Dans un mode de réalisation, plusieurs câbles 150, 160 sont réalisés par un même câble ou fil qui s'étend de la bride supérieure 120 à la bride inférieure 120 en passant par les points de fixation des différents anneaux centraux de la succession d'anneau 135. Le câble ou fil présente alors une forme en zigzag autour de la circonférence du tronçon 114 de conduite 112. Le fonctionnement du tronçon 114 va maintenant être décrit en détaillant les différentes positions du tronçon 114, illustrées sur les figures 3 à 5. La figure 3 montre schématiquement, en vue latérale, un tronçon 114 dans la position de repos. La position de repos correspond à la position du tronçon 114 lorsque la conduite d'eau de mer froide 112 est à l'arrêt, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas de circulation d'eau dans la conduite d'eau de mer froide 112. Dans la position de repos du tronçon 114, les câbles intermédiaires 150 sont tendus et les câbles d'extrémité 160 reliés à une des deux brides 120 sont tendus. Par exemple, lorsque le tronçon 114 est un module d'une conduite montée sur la plateforme, les câbles d'extrémité 160 de la bride 120 supérieure et les câbles intermédiaires 150 sont en tension. Les câbles d'extrémité 160 de la bride supérieure et les câbles intermédiaires 150 supportent le poids de la succession d'anneau 135. La tension dans les câbles dépend uniquement du poids des anneaux 120, 140. Il n'y a ainsi aucun effort externe des autres éléments du tronçon 114 sur les anneaux 120, 140 dans cette situation.

Dans un mode de réalisation, lorsque le tronçon 114 est dans la position de repos, les câbles d'extrémité 160 de la bride inférieure 120 sont détendus pour faciliter la mise en place de la succession d'anneaux 135 dans la position prévue pour le fonctionnement. Dans cette position de repos du tronçon 114, la membrane 130 est tendue entre les deux brides 120 et l'espace tubulaire 122 défini par la membrane 130 est cylindrique. Dans cette position de repos du tronçon 114, il existe un espace 170 entre les anneaux centraux 140 et la membrane 130. En variante, la force de frottement liée au contact entre les anneaux centraux 140 et la membrane 130 est faible devant le poids des anneaux centraux 140 lorsque le tronçon 114 est dans la position de repos. La figure 4 montre schématiquement, en vue latérale, un tronçon 114 dans la position de fonctionnement. La position de fonctionnement est par exemple la position du tronçon 114 lorsque la conduite d'eau de mer froide 112 travaille en dépression. Dans ce cas, la pompe de fluide froid 42 est implantée dans la plateforme 100. La pompe est disposée en haut de la conduite 112 et fonctionne en aspiration. L'aspiration induit une dépression dans la conduite 112. La hauteur du tronçon 114 dans la position de fonctionnement est moins importante que la hauteur du tronçon 114 dans la position de repos. Dans cette position de fonctionnement du tronçon 114, la membrane 130 est déformée sous l'effet de la différence de pression entre l'eau à l'intérieure de l'espace tubulaire 122 et l'eau extérieure au tronçon 114. La membrane 130 est alors en contact avec les anneaux centraux 140. Le contact entre les anneaux centraux 140 et la membrane 130 est par exemple sur toute la surface extérieure des anneaux centraux 140.

Dans cette position de fonctionnement du tronçon 114, les anneaux centraux 140 sont maintenus en position par la membrane 130. De sorte que le poids des anneaux centraux 140 est supporté par la membrane 130. Dans cette position de fonctionnement du tronçon 114, les câbles d'extrémité 160 et les câbles intermédiaires 150 sont tous détendus.

Sous l'effet de la dépression en fonctionnement, la membrane 130 appuie sur les anneaux centraux 140. Les forces de frottement entre la membrane 130 et chaque anneau central 140 sont supérieures au poids des anneaux centraux 140 et aux autres sollicitations externes (courant, flexion de la conduite...). La hauteur du tronçon 114 et la distance entre les anneaux 120, 140 diminuent. Les câbles 150, 160 sont ainsi détendus.

La figure 5 montre schématiquement, en vue latérale, un tronçon 114 dans la position reployée pour stockage. La position reployée pour stockage correspond à la position de stockage du tronçon 114. La hauteur du tronçon 114 dans la position reployée pour stockage est inférieure à la hauteur du tronçon 114 dans la position de fonctionnement. Le volume du tronçon 114 est réduit afin de faciliter son transport et son stockage. Lorsque les tronçons 114 sont stockés pour transport ou en prévision de rechange, ils sont compactés au maximum. Les câbles 150, 160 sont détendus. La distance entre les anneaux 120, 140 est réduite de 1% à 10% par rapport à la distance entre les anneaux 120, 140 lorsque le tronçon 114 est dans la position de fonctionnement. En variante, l'ajout d'entretoises entre les brides 120 du tronçon 114 dans la position reployée pour stockage du tronçon 114 permet de maintenir la structure et d'éviter l'écrasement du module. Les entretoises sont placées entre la bride inférieure 120 et la bride supérieure 120 de chaque tronçon 114. Les tronçons 114 selon l'invention sont renforcés par la présence d'anneaux centraux 140 dans l'espace tubulaire 132 formé par la membrane 130. La succession d'anneaux 135 permet de rigidifier la structure membranaire soumise à une pression externe. Les anneaux centraux 140 sont maintenus en place dans le tronçon 114, soit par des câbles 150, 160 si le tronçon 114 est en position de repos soit par la membrane 130 si le tronçon 114 est en position de fonctionnement ou reployée pour stockage. La membrane 130 est intacte au niveau des anneaux centraux 140. Il est entendu par « intacte » que la membrane 130 n'est pas altérée par une couture, une soudure ou un percement permettant le maintien des anneaux centraux 140 en position. Un tel tronçon 114 a une tenue efficace à la surpression car la contrainte locale entre les anneaux centraux 140 et la membrane 130 est faible dans la position de repos du tronçon 114. Cela signifie que la contrainte est faible par rapport à une situation où les anneaux seraient intégrés dans la membrane au travers de fourreaux. En résumé, l'invention qui vient d'être décrite permet d'obtenir une conduite d'eau à un coût économiquement rentable, relativement commode à fabriquer, à mettre en place et à démonter, et résistant aux conditions environnementales extrêmes. De plus, cette conduite permet de transférer des débits d'eau de mer importants. Le haut débit d'eau de mer permet de compenser le faible rendement et de limiter les pertes de charge des installations ETM comprenant de telles conduites. Une telle conduite suivant l'invention est utilisable dans le domaine des centrales ETM offshore. L'invention est également applicable à d'autres domaines industriels nécessitant le pompage ou le transport de grand débit de fluides. Par exemple, l'invention est applicable aux centrales de liquéfaction de gaz, à l' «upwelling» artificiel. Une telle conduite est également utilisable pour remonter de l'eau froide dans le but de procéder à l'aquaculture et notamment à la culture d'algues en surface pour produire de la nourriture, des cosmétiques ou des bio-carburants. En plus de modes de réalisations cités, l'invention autorise toutes les variations accessibles à l'homme du métier. En particulier, l'invention s'applique à un nombre d'anneaux centraux 140 différent, à un nombre de câbles 150, 160 plus importants et à une disposition différente des câbles 150, 160 sur les anneaux centraux 140 ou les brides 120. Avantageusement, le nombre d'anneaux centraux 140 par tronçon 114 est compris entre 1 et 20.

Avantageusement, le nombre de câbles 150, 160 entre deux anneaux centraux 140 successifs ou entre une bride 120 et un anneau central 140 est de six afin d'avoir un compromis entre une optimisation de l'équilibrage de la succession d'anneau 35 et une diminution des risques de contacts entre les câbles 150, 160 et la membrane 130. En variante, le nombre de câbles est supérieur à six.15

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1.- Tronçon modulaire (114) de conduite (112) d'eau, le tronçon (114) comprenant : une membrane (130) déformable susceptible d'englober, dans un état opérationnel du tronçon (114), un espace tubulaire (132) définissant une direction axiale (AA') pour conduire de l'eau, la membrane (130) étant propre à séparer l'eau présente dans l'espace tubulaire (132) de l'eau présente à l'extérieur de la membrane (130), et le tronçon (114) étant caractérisé en ce que le tronçon (114) comprend en outre : une succession (135) d'anneaux (120, 140 ; 141, 142, 143, 144) s'étendant le long de la direction axiale (AA') dans l'espace tubulaire (132), la succession (135) d'anneaux (120, 140 ; 141, 142, 143, 144) comprenant : o deux anneaux d'extrémité (120), chaque anneau d'extrémité (120) étant à une extrémité distincte (116, 118) du tronçon (114) suivant la direction axiale (AA'), la membrane (130) déformable étant fixée aux anneaux d'extrémité (120) , et o au moins un anneau central (140, 141, 142, 143, 144), disposé entre les deux anneaux d'extrémité (120), et o des câbles (150, 160) reliant chaque anneau (120, 140 ; 141, 142, 143, 144) à l'anneau (120, 140 ; 141, 142, 143, 144) le plus proche selon la direction axiale (AA').
2. 2.- Tronçon (114) selon la revendication 1, dans lequel chaque câble (150, 160) comporte une première extrémité (151) et une deuxième extrémité (152) reliées chacune à un anneau d'extrémité (120) ou à un anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144), les extrémités (151, 152) étant équiréparties angulairement sur chaque anneau (120, 140 ; 141, 142, 143, 144).
3. 3.- Tronçon (114) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel : - chaque câble (150, 160) comporte une première extrémité (151) reliée à un premier anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144) et une deuxième extrémité (152) reliée à un anneau d'extrémité (120) ou un deuxième anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144), et- pour chaque câble (150, 160), la première extrémité (151) est décalée angulairement par rapport au projeté orthogonal de la deuxième extrémité (152) sur le premier anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144), d'un angle inférieur à 3607n où n est le nombre de câbles (150, 160) reliant entre eux le même premier anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144) et le même deuxième anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144) ou le même anneau d'extrémité (120).
4. 4.- Tronçon (114) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel : - chaque anneau (120, 140 ; 141, 142, 143, 144) comporte une pluralité de points de fixation des câbles (150, 160), - à chaque point de fixation d'un anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144), et pour chaque extrémité, les extrémités de quatre câbles (150, 160) sont confondues, deux câbles (160) étant reliés à un anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144) et deux autres câbles (150, 160) étant reliés à un autre anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144) ou à un anneau d'extrémité (120), et - à chaque point de fixation d'un anneau d'extrémité (120), les extrémités de deux câbles (150) sont confondues.
5. 5.- Tronçon (114) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le tronçon (114) est déformable entre une position de fonctionnement et une position de repos et les anneaux centraux (140 ; 141, 142, 143, 144) sont agencés pour que : - lorsque le tronçon (114) est dans la position de fonctionnement, la membrane (130) déformable est en contact avec au moins un anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144), et - lorsque le tronçon (114) est dans la position de repos, au moins un anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144) délimite un espace annulaire (170) avec la membrane (130).
6. 6. Tronçon (114) selon la revendication 5, dans lequel les câbles (150, 160) sont déformables entre un état tendu et un état détendu et, chaque anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144) présente une surface extérieure et lorsque le tronçon (114) est dans la position de fonctionnement, les câbles (150, 160) sont détendus, et chaque anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144) est en contact avec la membrane (130) sur toute sa surface extérieure.35
7. 7.- Tronçon (114) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel, la succession (135) d'anneaux comporte au moins deux anneaux centraux (140 ; 141, 142, 143, 144) situés entre les deux anneaux d'extrémité (120), et les câbles (150, 160) sont déformables entre un état tendu et un état détendu et, lorsque le tronçon (114) est dans la position de repos du tronçon (114), les câbles (150) reliant chaque anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144) à l'anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144) le plus proche selon la direction axiale (AA'), sont tendus et les câbles (160) reliant un anneau central (140 ; 141, 142, 143, 144) à un des deux anneaux d'extrémité (120) sont tendus.
8. 8.- Tronçon (114) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le nombre de câbles (150) reliant deux anneaux (120, 140 ; 141, 142, 143, 144) successifs est supérieur ou égal à six.
9. 9.- Tronçon (114) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel, la succession (135) d'anneaux comporte au moins deux anneaux centraux (140 ; 141, 142, 143, 144) situés entre les deux anneaux d'extrémité (120), et les anneaux centraux (140 ; 141, 142, 143, 144) sont identiques et les anneaux centraux (140 ; 141, 142, 143, 144) présentent le même axe de symétrie, la direction de l'axe de symétrie étant la direction axiale (AA') du tronçon (114).
10. 10.- Conduite d'eau (112) comprenant une pluralité de tronçons (114) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, les anneaux d'extrémité (120) des tronçons (114) successifs étant accolés et fixés les uns aux autres.
11. 11.- Système d'énergie thermique des mers (1, 106) comprenant au moins une conduite (112) notamment de remontée d'eau selon la revendication 10, la conduite ayant un axe principal selon la direction axiale (AA'), l'axe de la conduite (112) étant agencé verticalement.