WO2004087495A2 - Dispositif et procede de stabilisation et de controle de la descente ou remontee d’une structure lourde entre la surface et le fond de la mer - Google Patents

Dispositif et procede de stabilisation et de controle de la descente ou remontee d’une structure lourde entre la surface et le fond de la mer Download PDF

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WO2004087495A2
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Michel Baylot
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
    • E21B43/0122—Collecting oil or the like from a submerged leakage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B27/00—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
    • B63B27/08—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers of winches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C7/00—Salvaging of disabled, stranded, or sunken vessels; Salvaging of vessel parts or furnishings, e.g. of safes; Salvaging of other underwater objects
    • B63C7/006—Emptying the contents of sunken, stranded, or disabled vessels, e.g. by engaging the vessel; Underwater collecting of buoyant contents, such as liquid, particulate or gaseous contents, escaping from sunken vessels, e.g. using funnels, or tents for recovery of escaping hydrocarbons
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04—Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/08—Devices for reducing the polluted area with or without additional devices for removing the material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B2015/005—Tent-like structures for dealing with pollutant emissions below the water surface

Definitions

  • the present invention relates to a device and method for stabilizing and controlling the descent or ascent of a structure between the surface and the sea bottom, and more particularly a structure constituting a receptacle with a sealed compartment useful for recovering pollutant effluents from 'wreck.
  • structure is meant here any equipment, tool, machine and in particular elements of the underwater wellhead on oil fields, oil processing units, or even sections of underwater pipes that are towed by high seas from their manufacturing site and which we wish to install at the bottom of the sea.
  • the present invention also relates to a method and an installation for the containment of the recovery of effluents at sea and more particularly of polluting effluents contained in a sunken and damaged ship resting on the bottom of the sea, and a method of placing at the bottom of the sea.
  • the ship sinks in general after having been deeply damaged and after having lost part of its cargo.
  • the water depth is significant, for example 100 or 200 meters
  • recovery of the wreck or its bailout is generally not envisaged, but the hull must either be completely emptied and rinsed, or covered with a external structure of the marquee type, so as to prevent the corrosion of the wreck over time, creating localized or generalized holes, leading to the release of the contents of the ship, which disperses with the flow of the current, thus creating a pollution that can last for years, even decades.
  • a receptacle is lowered comprising a lower orifice using positioning means directly near and vertically of at least one opening in the hull and / or the vessel of the vessel communicating the interior of the vessel of the ship with the outside, so as to directly recover said polluting effluents flowing from said opening directly opposite by raising them in said lower orifice of said receptacle, and
  • said receptacle when said receptacle is filled with polluting effluents, said receptacle is raised using said positioning means until means for emptying said receptacle comprising an upper closable orifice of said receptacle and / or a discharge pipe connected to said upper orifice at the upper part of said receptacle are accessible on the surface, and
  • said receptacle consists of a funnel-shaped bell whose large open base constitutes said lower orifice and covers only the leakage zone of said effluents, said zone is a zone located with a reduced surface area comprising one or more said openings in the hull and / or the tank of said vessel, and the small upper base of said funnel gives access to said upper orifice, and b) said positioning means comprise:
  • means for anchoring said receptacle on the ship comprising cables connecting attachment points fixed on the circumference of said large base of funnel and attachment points on or near the ship, and
  • said emptying means comprise a said evacuation pipe connected by one end to said upper orifice comprising said tubular section at the top of said funnel, said pipe being tensioned substantially vertically using a float connected to the free end of said pipe.
  • the implementation of said positioning means during the successive descents and ascents of said receptacle, represents a very long and relatively difficult operation to perform at great depth.
  • pumping, through a said discharge pipe is not possible at such a depth, in particular as soon as the effluent has a high viscosity and tends to freeze in the form of paraffin.
  • a heating system is installed in the catchment area or in the upper part of the bell during the ascent, the viscous effluent tends to freeze, making pumping very difficult.
  • said receptacle consists of: - a rigid container of substantially tubular shape, which is held in vertical position by means of floats installed at least at the upper end or at each upper and lower end of said container, and said upper and lower orifices of said container being closable so that said receptacle can be raised to the surface and installed in a floating horizontal position when said orifices are closed, said receptacle can then be towed to an installation or a storage vessel for said effluents.
  • Rigid receptacles have been proposed with an open base in the shape of a bell or hat, intended to cover, not a localized leakage area but a shipwreck on the bottom of the entire sea to recover polluting effluents from it. escaping from several leak zones of said vessel.
  • These receptacles have considerable dimensions since they are intended to include large ships of the petroleum type. The establishment, at the bottom of the sea, of such structures of considerable dimensions poses problems of construction and installation at the bottom of the sea under technically reliable conditions.
  • the shuttle tank is lowered from the surface to the bottom of the sea and the lower opening of the shuttle tank is made to cooperate with an evacuation device on the wall, and the valve of the internal opening is closed, and
  • the shuttle tank is allowed to rise to the surface, said shuttle tank comprising buoyancy elements which facilitate its ascent to the surface, and 4) preferably the shuttle tanks filled with effluents are stored in a ship on the surface and empty said shuttle tank in said vessel or it is transported to a site for emptying, and
  • buoyancy elements that is to say the mass of water adjacent to the package which is driven during vertical movements, towards up or down, which can represent an overall mass of inertia of 400 or 500 tonnes for a massive package of 100 tonnes.
  • the cable connecting the package to the floating support is stretched in a vertical straight line and, said floating support being subjected to swell, undergoes rolling and pitching which require the use of winches with controlled tension or hydraulic devices called heave compensators, which prevent breakage of said cable by limiting the tension in said cable to an acceptable value.
  • heave compensators controlled tension or hydraulic devices
  • the aim of the present invention is to provide a device and method making it possible to control and facilitate the descent or ascent of a heavy and, if appropriate, bulky structure such as receptacles or reservoirs-shuttles for recovering effluents mentioned above. , but applicable to any other type of structure, or even to stabilize it, between the surface and the seabed, especially at great depths.
  • Another object of the present invention is to provide a method and an installation making it possible to confine and recover the contents of the holds and the tanks of a ship, for example an oil tanker, resting on the seabed, in water depths important, in particular greater than 3000 meters, or even up to 4000 to 5000 meters, and which do not have the drawbacks of the prior methods and devices and, in particular which are easy and simple to implement despite their very large dimensions.
  • Another object of the present invention is to provide a method and an installation making it possible to confine and recover polluting effluents from the holds of a stranded ship, in particular at great depth, by means of a rigid receptacle with open base in the form hat coming to completely cover the wreck of the ship so as to channel all the effluents escaping from the ship in a single volume, or even to organize the ascent of polluting effluents from the said receptacle to the bottom of the sea in better conditions.
  • An object of the present invention is therefore, more particularly, to provide a receptacle with an open base in the form of a hat, capable of completely covering a wreck at the bottom of the sea and recovering pollutant effluents therefrom, which is technically reliable and which can be installed at the bottom of the sea according to a simple and technically reliable process.
  • the present invention provides a device for stabilizing or controlling the descent or ascent of a structure between the surface and the seabed, characterized in that it comprises at least one connecting element of the cable type. or chain of which: m a first end is connected to a winch on board a floating support or vessel on the surface, on which winch it is wound, and at a second end is connected to a hooking element, on said structure, or on at least a first buoyancy element connected to said structure, and the length of said connecting element is such that said winch is capable of winding or unwinding said first end of said connecting element, so that a lower portion of said element connecting can hang below said hooking element, that is to say below the point of attachment of said second end to said hooking element.
  • Said structure is therefore, if necessary, suspended from one or more said first buoyancy elements arranged above it.
  • Said structure may also include second buoyancy elements integrated or incorporated inside said structure, that is to say that said second buoyancy elements do not move an additional volume of water compared to the volume of water displaced by said structure.
  • buoyancy element means an element which has a lighter weight than sea water and which therefore makes it possible to increase the buoyancy of the assembly which it forms with the structure to which it is connected or in which it is integrated.
  • the term “increase the buoyancy” of an element means increasing the ratio ⁇ between the buoyancy and its own weight out of water which is exerted on said element when it is immersed.
  • ⁇ the ratio between the buoyancy and its own weight out of water which is exerted on said element when it is immersed.
  • the buoyancy of the structure can be made positive to facilitate the ascent of said structure.
  • said buoyancy elements compensate for the weight of said structure, so that the buoyancy which applies to all of said structure and said buoyancy elements, is greater than or equal to the dead weight of all of said structure and of said buoyancy elements including also in particular one or more lower portions of connecting element (s), the result of the forces being directed upwards in the event of positive buoyancy.
  • the device according to the invention makes it possible to vary the length and therefore the weight of said lower portion of the connection element hanging below said attachment element on said structure, and supported by the latter.
  • the stabilization and control device according to the invention comprises at least two said connecting elements and said structure comprises several said hooking elements and said connecting elements and said hooking elements are preferably arranged symmetrically respectively around and on the periphery of said structure.
  • the present invention also provides a method of descending or ascending or stabilizing a structure between the surface and the sea floor using a device, according to which steps are carried out in which one unwinds or coils the connecting link (s) at their said first end (s) using said winch (s) and the descent or respectively ascent by regulating the speed of unwinding or respectively winding of said connecting element (s) at said winch (s), so as to adjust, the length of said lower portion of said connecting element (s) hanging below said connecting element (s) on said structure or said first buoyancy element and supported by these latter, the descent, ascent or stabilization of said structure being obtained when respectively, the sum of the weight of the part of the (or s) called (s) lower portion (s) of (or) element (s) connecting between on the one hand, the (s) said (s) point (s) of attachment to (x) said attachment element (s) or said first buoyancy element on said structure and, on the other hand, the lowest point (s) of the said portion (s)
  • the stabilization and control device comprises a said connecting element consists of a cable, said lower portion of which includes weighting blocks arranged in a chain on a said cable, preferably metal blocks which are secured said cable by crimping.
  • said blocks have a shape such that when said lower portion hanging below said hooking elements adopts a curved shape, two said blocks arranged side by side are capable of abutting against each other thus limiting the curvature of said cable.
  • the curvature of said cable is limited so that the minimum radius of curvature of said cables at said portion lower allows to maintain a minimum distance between said cable and said structure, sufficient to prevent any mechanical contact between them during a said descent or ascent of said structure.
  • said blocks have a cylindrical central part framed by two frustoconical ends whose axes (that is to say the axes of said cylinder and of the two frustoconical ends covering these bases) correspond to the direction of said cable when the latter is arranged linearly, two adjacent blocks being in contact at said frustoconical ends along a generatrix of said frustoconical ends in the curved parts of said lower portion.
  • said connecting element comprises a chain, said lower portion of which comprises heavier links than those of the rest of the chain, and preferably more bulky so as to limit the possible curvature of the chain.
  • said first buoyancy elements are arranged if necessary above said structure to which it is suspended and, where appropriate, said second buoyancy elements are integrated in the upper part of said structure, preferably integrated into the above said fastening elements so that the center of gravity of the whole of said structure and of said first buoyancy elements is located below the center of thrust exerted on the whole of said structure and of said first elements buoyancy, so as to ensure overall stability throughout the installation phase.
  • center of thrust is meant the point where the result of the Archimedes' thrust is exerted. (The center of thrust is the center of gravity of the volume of water displaced by said structure).
  • said heavy structure can consist of any package, in particular heavy package, module, tool, or base as described in the European patent application on behalf of the applicant not published n ° 0435802.6, which one wishes to immobilize near the bottom of the sea or to anchor on a wall or an element resting on the bottom of the sea.
  • said structure is a rigid structure of steel, metal or composite synthetic material containing at least one, preferably a plurality of buoyancy compartments, preferably watertight, capable of receiving a fluid lighter than seawater to form a said buoyancy element, said compartments each being equipped with at least one filling orifice and preferably at least one discharge orifice, said compartments, preferably sealed, being preferably distributed symmetrically in said walls.
  • said structure is a massive structure constituted by a receptacle with an open base, hat-shaped, comprising a peripheral lateral wall surmounted by a ceiling wall, capable of completely covering a wreck with a ship at the bottom of the sea to recover polluting effluents escaping therefrom, said receptacle comprising at least one orifice for discharging said effluents contained in the interior volume of said receptacle; said discharge orifice being preferably located at the level of the ceiling of the receptacle.
  • compartments preferably sealed, are intended to be completely or partially filled with fluid lighter than sea water and therefore constitute compartments providing buoyancy to the structure of the receptacle, allowing it to be towed to the surface and lowered to the bottom. bottom of the sea during its installation in reliable technical conditions and simple to carry out, as will be explained later.
  • symmetrical distribution of the compartments in the walls means that these are arranged symmetrically with respect to one or more median planes of symmetry of said receptacle, which makes it possible, as will be explained below, to facilitate balancing and positioning the open base of said receptacle substantially horizontally.
  • said receptacle has a longitudinal axis of symmetry like said ships intended to be covered, and said receptacle has a vertical longitudinal axial plane of symmetry when the open base of the receptacle is in horizontal position, and more particularly, said receptacle has a second vertical transverse plane of symmetry.
  • the constituent walls of said ceiling are flared so as to define a reduced space in the upper part.
  • the side wall, forming the peripheral skirt of the hat is also preferably inclined in the form of a flared funnel, defining in the lower part the open base of said receptacle, so as to favor the ascent and the accumulation of l effluent escaping from the wreckage under the ceiling of the receptacle.
  • the receptacle represents an overturned shell with a longitudinal axial plane and ceiling and lateral walls are contiguous planar walls of different inclinations and thus delimiting cut sides or clean edges of the shell.
  • the receptacle has a vertical and longitudinal axial plane of symmetry (XOZ) and it comprises:
  • a ceiling wall comprising two lateral longitudinal walls inclined with respect to said vertical axial plane of symmetry of said receptacle, so as to form a reverse V in cross section
  • said receptacle is constituted as an overturned ship hull with double walls, comprising a rigid structure of steel, metal, preferably of light metal such as aluminum or titanium, or composite synthetic material, said compartments. sealed being defined by spaces delimited by said double walls and structural elements joining the double walls.
  • double wall is therefore understood here to mean a wall consisting of an internal wall and an external wall separated by structural elements of the beam type forming a frame joining said internal and external walls, themselves made of rigid or semi-material rigid, namely steel, metal, preferably of light metal such as aluminum or titanium or synthetic composite material, for example made of glass fibers within a matrix of polyester or epoxy resin type.
  • the compartments are therefore formed by the internal and external walls of said double walls as well as the transverse or longitudinal structural elements interposed between the double walls and bringing them together.
  • the rigid structure of the walls constituting said receptacle consists of metal or steel beams, assembled together and between which watertight compartments are incorporated, said structure being covered, at least on one side , preferably the outer face, by waterproof fabrics or membranes, for example in reinforced fabric covered with a thermoplastic material, and fixed to said rigid structure in a leaktight manner.
  • the watertight compartments consist of a closed autonomous envelope which is incorporated inside the structure and made integral with the latter.
  • the rigid structure of the walls of the receptacle is made of concrete, preferably lightened concrete, preferably by hollow expanded clay balls, concrete within which are hollow volumes defining said watertight compartments.
  • the receptacle comprises pillars, preferably regularly distributed around its periphery, at least some of which are preferably retractable, said pillars being able to support, in a quasi-isostatic manner, said receptacle resting at the bottom of the sea through said pillars, where applicable deployed, preferably with the open base of said receptacle in a substantially horizontal position.
  • the lengths of said pillars, if any deployed, can be different from one another to allow said open base of the receptacle to be held in a substantially horizontal position.
  • the walls of said receptacle are equipped outside:
  • propellants Preferably propellants, more preferably orientable propellants, allowing the movement of the receptacle in a horizontal direction to position it above said wreck.
  • Said second hooking elements can also allow additional floats to be hooked to the receptacle.
  • the present invention also relates to a process for setting up a structure, in particular a receptacle according to the invention, for covering a wreck of a ship at the bottom of the sea and recovering polluting effluents therefrom. escaping, characterized in that the successive stages are carried out in which:
  • said sealed compartments are completely or partially filled with a fluid, preferably lighter than sea water, and the filling rate of said sealed compartments is adjusted so as to position said structure, in particular said receptacle in equilibrium under immersion proximity to the surface, especially a few meters away, for example 10 meters away, and
  • the said structure is lowered to its desired submerged position, in particular the said receptacle near the sea bottom, above the wreck, by controlling the descent using a stabilization or control device for the lowering or raising a structure according to the invention, in particular using a plurality of cables preferably unwound from winches on board surface ships, said cables being connected to lengths of heavy chains, the chains being themselves connected, at their other end, to said fastening elements integral with said structure, preferably distributed symmetrically over the periphery of said structure, the weight of the lengths of chains hanging below the points of attachment to said elements of attachment allowing the descent of said structure, and the lengths of said chains hanging below said attachment points of the elements at the attachment point being adapted by unwinding or winding of said cables, preferably around said winches, so as to regulate the speed of descent of the receptacle and ensuring the balancing of the base of said structure, in particular the open base of the receptacle which is substantially horizontal during the descent, and
  • step 1) Before and / or after step 1), but before step 2) above, it is possible to tow, using ships, said structure, in particular said receptacle floating on the surface, said watertight compartments being filled with air and floating between two waters flush with the surface or said watertight compartments being completely filled with a fluid lighter than sea water.
  • step 1) above it is understood that the filling of said sealed compartments, with a fluid lighter than sea water, is carried out in the various compartments according to their distribution in the walls of the receptacle, so that the open base of the receptacle remains substantially horizontal on the one hand and that, on the other hand, the center of thrust of the receptacle is substantially above the center of gravity of the receptacle. This applies to the choice of compartments to fill and their filling rate.
  • step 1) additional buoyancy is provided to said receptacle using additional floats using said first buoyancy elements connected to said structure, in particular to said receptacle, and in step 3) , when said structure is in the desired position, said additional floats are released.
  • step 1) and before step 2) when said structure arrives in the desired position, in particular said receptacle near the wreck above it, the lengths of said heavy hanging chains are reduced below said hooking elements and supported by the structure, so as to stabilize said suspended structure, and the receptacle is anchored to the bottom of the sea, then said heavy chains are lowered completely so that their entire weight participates in the stabilization of said structure, in particular of said receptacle at the bottom of the sea.
  • Heavy chains can be recovered by disconnecting them from their receptacle, but as explained below, to increase the stability of said structure, in particular of said receptacle, said heavy chains can be hooked at their two ends to said hooking elements on said structure or, more simply, the free end of said heavy chains can be placed on the ceiling of said structure, in particular of said receptacle after hooking of the cables connected to surface vessels, then the cables connected to the surface vessel are unhooked from said chains.
  • said receptacle comprises pillars, at least some of which are preferably retractable and said retractable pillars are deployed where appropriate so that said receptacle rests on the bottom of the sea on each of the pillars in a quasi-isostatic manner and, preferably, with the base open of said receptacle in a substantially horizontal position.
  • the receptacle is positioned in the axis above the wreckage by actuation of propellants mounted outside the receptacle and preferably distributed symmetrically over its periphery.
  • the fluid lighter than sea water for filling said watertight compartments, can be diesel, oil, fresh water or a liquefied gas lighter than sea water such as propane, butane or ammonia, these gases remaining in a liquid state at sea water temperature (2 - 20 ° C) as soon as the pressure exceeds a few bars.
  • a liquefied gas lighter than sea water such as propane, butane or ammonia
  • step 1) said sealed compartments are filled with a first fluid lighter than sea water and in step 2), descends said structure to a depth of 30 to 60 meters corresponding to a pressure of 3 to 6 bars at which a liquefied gas is injected under pressure lighter than sea water into said watertight compartments from a surface gas ship.
  • these products are much less polluting than diesel or oil, because they disperse naturally as soon as they reach the surface.
  • part of the interior volume of said receptacle is delimited by the upper part.
  • the present invention also relates to a process for recovering pollutant effluents lighter than sea water, contained in the tanks of a shipwreck lying on the bottom of the sea in which: 1) a receptacle is put in place according to a method of stabilization and descent control according to the invention and
  • step 2 of the effluent recovery process mentioned above the steps in which
  • said shuttle tank is positioned above said receptacle so that its open lower orifice is just above said evacuation orifice of said receptacle, and
  • said shuttle tank is secured to said receptacle, and
  • said tank is separated from said receptacle and the said tank filled with effluents is raised to the surface.
  • FIG. 1 is a section in side view of a receptacle hereinafter called "sarcophagus" during descent to a wreck
  • Figure 2 is a sectional side view of a rigid receptacle resting on the bottom of the sea and completely surrounding the wreck
  • Figure 3 is a perspective view in cutaway, of the structure of the sarcophagus
  • Figure 4 is a sectional side view of the sarcophagus during descent, detailing the mode of regulation of the descent using heavy chains
  • Figures 4a and 4b detail the variable mode of implementation of said heavy chains
  • Figure 5 is a sectional side view of the sarcophagus during descent, the buoyancy being produced by diesel in watertight compartments integrated in its walls, in combination with fresh water inside the internal volume of the receptacle -sarcophagus
  • Figure 6 is a sectional side view of
  • FIG. 9a and 9b show a section in side view of a sarcophagus respectively during towing, its buoyancy compartments being filled with seawater 9a, and in 9b, vertical to the wreck, during the filling phase of said buoyancy compartments with liquefied gas of low density;
  • FIG. 10 represents a said receptacle provided with feet or pillars by means of which it can rest on the bottom of the sea.
  • FIG. 11a is a side view of a shuttle tank stabilized in its ascent by a heavy connection cable by blocks integral with the latter and also playing the role of curvature limiter
  • Figures 11b and 11c show states similar to that of Figure 11a, the shuttle tank being in the ascent phase in Figure 11b and downhill in Figure 11c
  • Figure 11d shows the detail of two blocks 31 in contact , when said connecting cable is bent
  • FIG. 12 represents a shuttle tank cooperating with the upper wall of a structure of the sarcophagus type to recover the oil flowing therefrom from a stranded ship and confined under the sarcophagus
  • Figure 13 shows the descent of an anchoring and drilling device, controlled by a stabilization chain according to the invention and buoyancy elements.
  • FIG 1 there is shown the hull of a wreck or a tank wall 6 resting on the sea bottom 7 filled with hydrocarbon 8 whose density is less than sea water. Said hydrocarbon is confined in the upper part of the tank or wreck 6, the lower part being filled with sea water. Since the ship 6 generally has multiple openings hermetically closed at deck level, leaks may occur. produce as soon as this tightness comes to be degraded by the deformation or the rupture of the hull during the sinking.
  • a rigid receptacle 1 according to the invention hereinafter called “sarcophagus” consisting of a rigid structure is lowered from the surface under the control of cables 12 connected to vessels 20 with dynamic positioning located on the surface, as shown in Figures 1 and 2.
  • the receptacle 1, described in FIGS. 1 to 3, has a vertical and longitudinal axial plane of symmetry (XOZ) and comprises:
  • a ceiling wall 3, 3a, 3b) comprising two lateral longitudinal walls 3a, 3b inclined with respect to said vertical axial plane of symmetry of said receptacle, so as to form a reversed V in cross section, and
  • a side wall 2 comprising: • two longitudinal side walls 2a, 2b vertical or inclined with respect to said vertical axial plane of symmetry (XOZ), each being contiguous to a said longitudinal ceiling wall 3a, 3b, and o two transverse end walls 2 ⁇ , vertical or inclined , preferably symmetrically, with respect to a vertical transverse plane of symmetry (YOZ).
  • the sarcophagus 1 consists of a shell in an inverted configuration, said shell being sealed and with double walls thus constituting sealed compartments 4, preferably a multitude of sealed compartments in continuity with one another.
  • the structure consists of transverse members 4 3 , perforated or solid within the same watertight compartment, and associated with longitudinal members, perforated or solid 4 6 .
  • FIG. 3 there is shown in an exploded cross section corresponding to the plane YOZ, a straight half of a double wall 3b of the ceiling, plane, inclined relative to the horizontal, for example from 10 to 20 °, but possibly being horizontal, and when it is inclined forming a ceiling in an inverted V configuration with the other half of double ceiling walls 3b.
  • Each longitudinal ceiling wall 3a, 3b is connected by its lower edge to a double side wall 2a, 2b, flat, vertical or inclined relative to the vertical, in particular from 5 to 20 °, preferably at a lesser inclination than said walls. longitudinal inclined ceiling.
  • the two ends of the sarcophagus 1 along the longitudinal axis XX ' are closed by double end walls 2, 2a, 2 ⁇ ensuring the junction between the end edges of the double side walls 2a, 2b and the double walls of the ceiling 3 , 3a, 3b and said end side walls 2 ⁇ being perpendicular to the longitudinal axis XX '.
  • the lower part is entirely free, so that the sarcophagus can come to cover, like a bell, the wreck 6 to be confined.
  • the volumes included inside the various double walls 2 ⁇ , 2, 2a, 2b and 3, 3a, 3b and delimited by the internal and external walls and the solid members 4 3 , 4 6 form watertight compartments opposite the exterior, which allows them to be filled with a fluid of lower density than sea water, said fluid playing then the role of float and compensating for the self-weight of the rigid structure of the sarcophagus receptacle 1.
  • Said shell constituting the sarcophagus is advantageously constructed dry in a dock, then the sealed compartments 4 included inside the double walls 2 ⁇ , 2, 2a, 2b and 3, 3a, 3b are sealed. After filling the dock, the sarcophagus 1 floats and greatly exceeds the water level, due to the fact that said compartments 4 are filled with air. If there is a risk of instability at this stage, a temporary ballast is advantageously added in the lower part.
  • the sarcophagus 1 is then towed to deep water where all of the compartments 4 constituting the buoyancy volumes, is filled with the buoyancy fluid, for example diesel fuel whose density is close to 0.85.
  • the buoyancy volume is advantageously adjusted so that the sarcophagus is in equilibrium between two waters, the overall equilibrium possibly being provided by additional floats 19 capable of withstanding the bottom pressure, that is to say approximately 350 bars for 3500 m deep.
  • Said additional floats 19 can be produced using syntactic foam, that is to say glass microspheres trapped in a binder of the epoxy or polyurethane resin type, but they advantageously consist of a rigid or flexible envelope filled a liquefied gas, for example butane or propane, as will be explained below.
  • the sarcophagus 1 is then towed to the site, then, once on site, at least two, preferably four vessels 20 connect to the ends of the sarcophagus 1, in the following manner.
  • Each of the ships 20 comprises a winch 12 ⁇ provided with a cable 12, preferably made of steel, the length of which is greater than the water depth, for example 130% of said water depth.
  • the end of said cable 12 is connected to a length of heavy chain 13, for example 100 m of 6 "diameter chain, the end of said chain being connected to a reinforced beam 10 constituting a hooking element integral with the structure and overflowing from the sarcophagus 1, as explained in Figures 1 -4-5-8.
  • the heavy chains 13 have a self-regulating effect during the descent of the sarcophagus towards the bottom of the sea 7 and their operation is explained in FIGS. 4, 4a and 4b.
  • the cable 12 is in the intermediate position and forms a double chain curve, part of the chain weight 13 (F) being supported by the sarcophagus, the other portion of the chain being supported via the cable 12 directly by the surface ship 20.
  • F chain weight 13
  • the configuration of the chains 13 in double chain has a self-regulating effect on the position of the sarcophagus during the descent.
  • the vessels 20 must remain at a substantially constant distance from the axis of the receptacle and preferably two vessels 20a and 20b connected to opposite hooking elements 10 (FIG. 1) must be located substantially in a vertical plane passing through the attachment points of the chains 13 on the beams 10 of the sarcophagus 1, which implies the advantageous use of ships with dynamic positioning using a radiolocation system of the GPS type.
  • the descent of the sarcophagus 1 is carried out, preferably continuously up to a distance close to the wreck 6, for example up to 50 m from the bottom. Then, the sarcophagus is positioned at the axis of the wreck 6 and oriented in the right direction by simple movement of all of the surface vessels 20. Said movements of the ships 20 have a delayed effect from a few minutes to a few tens of minutes, on the corresponding movements of the sarcophagus located a few thousand meters below.
  • adjustable thrusters 16 preferably at the ends of the structure, more particularly at the four corners of the ceiling, said thrusters 16 being powered by an umbilical 16 ⁇ of power and control connected to a ship 20 on the surface .
  • 14- ⁇ winches are installed on the lateral peripheral walls of the sarcophagus, and, when said sarcophagus 1 is close to the wreck, a ROV 22, an automatic underwater vehicle piloted from the surface, connects cables 14 of said winches 14 ⁇ to an anchor 15 ⁇ , 15 2 pre-installed near the wreck, for example a suction anchor 15- ⁇ , or a dead body 15 2 .
  • the heavy chains are rested on the bottom of the sea 7 as illustrated in FIG. 2, then the additional floats 19 are unhooked by means of the ROV 22, the latter then rise freely to the surface where they are recovered. Care is taken to equip each of them with an acoustic beacon, which makes it possible to follow their ascent using the sonars of ships 20 and to move the ships accordingly to avoid any collision when they surface.
  • the sarcophagus 1 is then stable at the bottom, but its stability is further improved by recovering the cargo of buoyancy, for example diesel, as explained in Figure 2.
  • a pipe 23 preferably flexible, preferably in configuration of S, to an orifice provided with an isolation valve 4 4 , located in the upper part of compartment 4, having taken care to open a valve 4 beforehand 5 located in the lower part of the same compartment 4 and allowing sea water to penetrate, as the buoyancy fluid rises to the surface.
  • the upper valves 4 4 After emptying the buoyancy compartments 4, the upper valves 4 4 , at least, are closed and the sarcophagus then has its maximum weight which provides it with great stability, even in the event of large leaks at the wreck.
  • the chains can be recovered, but if one wishes to improve the stability of the sarcophagus, the chains 13 are advantageously raised, which are suspended by their second end to the bracket already supporting the first end, or they are raised and simply placed on the roof of the sarcophagus, so that their entire weight contributes to the stabilization of said sarcophagus.
  • the diesel fuel will advantageously be replaced by fresh water to play the role of buoyancy fluid.
  • seawater having a density of approximately 1.026 on the surface and 1.045 towards 4000 m deep and at 3 ° C
  • freshwater having a density of 1 in surface and from 1.016 to 4000 m deep and at 3 ° C
  • the buoyancy provided by fresh water per m 3 thus varies from 26kgf at the surface to 29 kgf at 4000 m deep.
  • the overall volume of the compartments 4 of the following example makes it possible to balance the gross self-weight of the structure of the sarcophagus described below.
  • the overall volume of the compartments is 73,125 m3, which gives a buoyancy of 1,480 tonnes when filled with 75% fresh water.
  • An additional buoyancy of 470 tonnes is installed in the form of floats distributed along the structure and the stabilizing chains for the descent consist of four identical lengths of chain each weighing 50 tonnes, each of them being installed at an angle of sarcophagus.
  • a fluid having a lower density than fresh water for example diesel fuel
  • the overall volume of the buoyancy compartments requires a distance between walls internal and external 2.5 m.
  • the sarcophagus then represents a mass of 7,500 tonnes, that is to say a weight taken off in seawater of 6,300 tonnes.
  • the overall volume of the compartments is 60,200 m3, which gives a buoyancy of 6,320 tonnes when they are filled to 70% with a 0.85 density fluid, for example diesel.
  • a membrane located at mid-height makes it possible to confine a volume of fresh water of 126,000 m 3 , which provides an overall buoyancy of 3,400 tonnes and makes it possible to reduce as much the buoyancy of the compartments, especially in the case of the steel structure, therefore the volumes of diesel.
  • This membrane 21 is mechanically fixed to the walls, for example using straps.
  • an upper evacuation orifice 9 at the ceiling of the sarcophagus is advantageously open so that the fresh water can escape and the stability of the sarcophagus is optimal. After evacuation of the fresh water, said upper orifice 9 is closed so as to collect any leaks from the wreck.
  • This same upper orifice 9 is advantageously used to recover the effluents 8 which escape from the wreck 6 over time, and come together in the upper part of the interior volume of the sarcophagus under its ceiling 3, 3a, 3b.
  • the oil 8 advantageously accumulated since the previous intervention campaign is advantageously transferred, either by means of a pipe 23 connecting the upper orifice 9 to to a recovery vessel located on the surface, either by using a recovery device between the sarcophagus and the surface vessel, for example a device as described in patent application FR 2 804 935 or else a device of the shuttle type such as described in the unpublished European patent application No. 03 358 003.6.
  • a hanger-type supporting structure consisting of metal or steel beams 24 assembled together by welding or buttoning, and there are incorporated watertight compartments, distributed from whether continuous or not, either on the side walls 2, 2a, 2b, or on the roof 3, 3a, 3b or in combination of the two.
  • the entire structure is sealed against a fluid tending to escape naturally upwards, by cloths or membranes 25 fixed to the outside of the structure and against it in a sealed manner, way to collect all the leaks from the wreck and direct them to the top point where they will be stored while waiting to be recovered, either by means of a bottom-surface connection 23, either by means of recovery device or the shuttle as explained previously.
  • the structure of the sarcophagus is made of lightened concrete 26, reinforced and prestressed, and comprises compartments 4 which are filled in the same manner as above, with a fluid of density lower than that of sea water.
  • Concrete 26 is advantageously made from light aggregates, such as, for example, expanded clays, associated with high resistance mortars, which gives them excellent behavior at great depths. , even at depths of 3000 to 4000 m or more.
  • expanded clays are substantially spherical in shape and have voids filled with air or gas, which gives them a low density; taken within a matrix made of high resistance mortar, it is the matrix itself which ensures the overall resistance.
  • the entire walls of the concrete structure in contact with water are advantageously covered with a layer of paint of elastomer type, thus creating a sealing barrier. effective.
  • This layer is advantageously also applied inside the buoyancy compartments integrated into the concrete structure, to minimize the migration of the buoyancy fluid to said aggregates.
  • a fluid of very low density is used, which consequently reduces the overall volume of the buoyancy compartments.
  • butane, propane, ammonia, or any other similar gaseous compound whose density in the liquid state is between 0.55 and 0.70. These compounds are gaseous at atmospheric pressure and at a temperature of 20 ° C, but liquefy when they are compressed to a few bars. It is thus very advantageous to use them as buoyancy fluid because their yield (buoyancy per m 3 of fluid) is much more advantageous than diesel or fresh water, but the filling of the compartments must be carried out in a particular way to avoid any risk of incident and accident.
  • a bottom-surface connection 23 is installed, as already explained in FIG. 2, a connection which connects the upper orifice 4 4 of the compartments to the gas ship and which makes it possible to recover almost all of the gas cargo in a very short time, because the gas in liquid form is extremely fluid and the differential pressure between the bottom and the surface is very high, especially if the wreck is at a depth of 3000 or 4000 m.
  • the sealed compartments are positioned and sized so as to comply with the rules of the art of shipbuilding, and in particular the so-called pa rule which consists in maintaining the center of vertical thrust due to buoyancy, above the center of gravity of the structure. It is customary to consider that for a value p-a> 1 m, the structure is considered to be stable and therefore does not risk overturning by pivoting about its axis XX '. To this end, it will be advantageous to add external floats 19 preferably located above the structure of the sarcophagus and, possibly, ballast at the bottom.
  • the sarcophagus is provided, at each of its angles, with a post 40 fitted with a support sole 40 ⁇ , so that the structure does not not rest directly on the ground and remain apart, for example by two meters, to allow access, over the entire periphery, to the ROV 22 for inspection and intervention operations.
  • intermediate posts 41 are advantageously installed on each of the faces, which during transport and the descent of the sarcophagus, are in the high retracted position 41a.
  • the buoyancy being always maximum at the level of the additional compartments and floats, the apparent weight of the structure is low and said structure is able to resist.
  • the ROV then intervenes on each of the legs and actuates the latches 42 to release the posts which, by their own weight, pass from the high retracted position 41a to the low deployed position 41b; the ROV then actuates the latches 42 again so as to make the said posts integral with the said sarcophagus structure.
  • buoyancy compartments have been described with an upper orifice and a lower orifice fitted with an isolation valve, but we remain in the spirit of the invention if we consider compartments the lower part of which remains open, the buoyancy fluid remaining in place by the simple difference in density.
  • a buoyancy compartment comprising a lower orifice equipped with a valve
  • square openings 2 or 3 m wide are installed halfway up the side walls 2, 2a, 2b, 2- ⁇ , so as to facilitate access to the ROV 22 for the above-mentioned operations.
  • These openings are advantageously closed, in normal times, by a hinged flap hinged and tightly locked, in order to avoid any loss of polluting products from the wreck.
  • FIGS. 11a to 11d and 12 is shown a shuttle tank 32 of the type used to recover effluents from a wreck at the bottom of the sea by descent and ascent of said shuttle tank respectively empty and full between the surface and the bottom of the sea
  • the shuttle tank 31 consists of a flexible and watertight side wall 34, for example made of high-resistance reinforced plasticized fabric, secured in the upper part of a dome 3 with circular horizontal section and with shaped vertical section profile.
  • shell made of a resistant and rigid material, preferably of composite material, and integral in the lower part of a bottom 35, flat, solid, resistant and rigid, preferably circular, also preferably made of composite material, so as to represent a minimum apparent weight in water, while guaranteeing rigidity and extreme resistance.
  • Said bottom 5 is pierced in its center with a main orifice 35 ⁇ and is equipped with a valve, preferably with full passage, for example of guillotine type, the latter being equipped with a flange.
  • a valve 35 2 A complementary opening side with a smaller diameter is fitted with a valve 35 2 , thus allowing the exchange of sea water between the interior of the shuttle tank and the marine environment, and in particular when filling the tank with petroleum, sea water
  • the dome 33 and the bottom 35 may have a diameter of 5 to 10 m, the dome 3 a height of 2 to 5 m and the side wall 4, once unfolded, a height of 10 to 50 m.
  • the apparent weight in the water of the shuttle tank 32 is advantageously adjusted by incorporating buoyancy, for example syntactic foam 3 ⁇ , made of glass microspheres coated in epoxy, polyurethane resins, in the highest part of the dome 3. or others.
  • buoyancy for example syntactic foam 3 ⁇ , made of glass microspheres coated in epoxy, polyurethane resins, in the highest part of the dome 3. or others.
  • the shuttle tank 32 is lowered towards the wreck or tank 6, or even towards a sarcophagus 1 placed above a said wreck or tank, in the picked up position, and has a very low apparent weight in water and which can be adjusted in positive as in negative, which facilitates its installation directly by an ROV (automatic submarine piloted from the surface and equipped with manipulator arms).
  • ROV automated submarine piloted from the surface and equipped with manipulator arms
  • FIG. 11a illustrates the ascent of the shuttle tank 32 is controlled by a connecting cable 12, a portion of its lower portion 13 of which is made heavier, for example, by metal blocks 31 secured to said cable 30 by a crimp at 31 1 in a chain like beads on a cable.
  • these pearls 31 have a cylindrical prismatic or revolutionary central body and, frustoconical ends such that when the cable is bent, said frustoconical ends of the two adjacent pearls then come into abutment one against the other at 31 2 , thus limiting the local radius of curvature to a value greater than RQ.
  • the connecting cable 12 being hooked to the shuttle tank 2 on said first attachment point 36 in the lower part of the tank, descends downwards then deviates in an arc of a circle of radius R ⁇ , to finally go up vertically or in a chain configuration at a distance of approximately at least 2R 0 from the side wall 4 of said shuttle tank, thus avoiding any mechanical contact during the ascent, which avoids damaging it by friction.
  • the buoyancy of the shuttle tank filled with hydrocarbons F v which corresponds to the buoyancy exerted on the tank and its cargo, is compensated by the weight of the cable up to the corresponding horizontal assice point to the pearl 31 1 , added to the weight of the pearls 31g between the reservoir and the lowest pearl 31 i, that is to say 8.5 pearls in FIG. 11a, the weight of the assembly P e then corresponding to an equilibrium of the system.
  • Each of the pearls of the balancing device 30-31 then has a weight in water of approximately 1 ton.
  • FIG. 11 b the upper end of the connecting cable 12, connected to a winch installed on board a surface vessel (not shown) is raised, which has the effect of bringing the pearl 31 g of the FIG. 11 in the low horizontal position, thereby reducing the number of beads weighing under the tank to 6.5 beads, the overall weight opposing the thrust Fv then being reduced to P-.
  • the resultant F v + P- is then positive upwards and the shuttle reservoir can go up until the balance of forces in FIG. 10 is reached.
  • the stabilization device has a stabilizing effect for raising the shuttle tank.
  • the surface vessel moves excessively under the effect of the swell or deviates from the vertical of the position of the shuttle tank, the movements have an instantaneous effect only on the zone of the pearls surrounding the pearls 31 g to 31 k , the pearl 31 i corresponding to the average value of the oscillations.
  • FIG. 12 represents a shuttle tank 32 installed vertically with an evacuation device 9 equipped with a valve provided on the upper wall of a sarcophagus 1 to which it is connected by a connection 50.
  • a valve When the valve is in position open, it allows the passage of crude oil accumulated in said sarcophagus after having drained from the tanks of the ship 6. Thus, it can be collected in the shuttle tank, which can rise to the surface once filled and rupture of the link 50, the ascent at the surface, under the control of a device for stabilizing and controlling ascent and descent according to the invention.
  • the sarcophagus 1 is equipped with a stabilization and control device according to the invention with connecting elements 12 made up of cables, the lower portion of which comprises metal blocks 31 in a chain.
  • the device for controlling the descent or ascent of a heavy or massive structure has been described as consisting either of a cable provided with blocks or pearls crimped on said cable, or of chain with links modified so as to create by single stop between links, minimum radius of curvature Ro.
  • said heavier portion of said connecting elements consists of a chain of heavier bars hinged together, so that the deformation of the chain of hinged bars creates the load imbalance, P + or P- with respect to the equilibrium load Pe, as described above with reference to FIGS. 11a, 11b and 11c, said bars advantageously having, at the joints, mechanical stops which make it possible to limit the curvature to a minimum value R 0 .
  • FIG. 13 shows a heavy structure consisting of a device 1 for laying and anchoring a base 52 on the wall 54 of a tank and / or a wreck at the bottom of the sea.
  • This device 1 comprises a support structure 54 consisting of a mechanically welded parallelepiped frame supporting itself:
  • a 54 ⁇ drilling body comprising means for actuating in translation and in rotation a hole saw 55 which, through a corresponding opening provided in said base, allows to drill a large orifice in said wall 6 so as to allow the evacuation of a fluid contained in said tank, and
  • - side carriages 56 comprising means for actuating in translation and in rotation hole saws 57 capable of drilling holes in said wall 6 to anchor the base 52 on said wall, the hole saws 57 moving through orifices 58 of said base.
  • FIG. 13 represents the descent of a structure 1 consisting of an anchoring and drilling device controlled by a stabilization chain 12, 13 according to the invention and a buoyancy element 19.
  • the lower left part of the base 52 is shown in section to view the cutting means 57 inside an orifice 58 provided in said base. .
  • the device 1 is suspended by a link 59 from a buoyancy element 19.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de stabilisation ou de contrôle de la descente ou remontée d'une structure (1, 32) entre la surface (15) et le fond (7) de la mer, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément de liaison du type câble ou chaîne (12) dont une première extrémité est reliée à un treuil (121) à bord d'un support flottant ou navire (20a, 20b) en surface, sur lequel treuil elle est enroulée, et une deuxième extrémité est reliée à un élément d'accrochage (10, 36) sur ladite structure (1, 32), et la longueur dudit élément de liaison (12) est telle que ledit treuil (121) est apte à enrouler ou dérouler ladite première extrémité dudit élément de liaison (12), de sorte qu'une portion inférieure (13) dudit élément de liaison (12) puisse pendre au dessous dudit élément d'accrochage (10, 36).

Description

Dispositif et procédé de stabilisation et de contrôle de la descente ou remontée d'une structure entre la surface et le fond de la mer.
La présente invention concerne un dispositif et procédé de stabilisation et de contrôle de la descente ou remontée d'une structure entre la surface et le fond de la mer, et plus particulièrement une structure constituant un réceptacle à compartiment étanche utile pour récupérer des effluents polluants d'une épave.
On entend ici par structure tout équipement, outil, engin et notamment des éléments de tête de puits sous-marine sur des champs pétroliers, des unités de traitement du pétrole, ou encore des tronçons de conduites sous-marines- que l'on remorque en haute mer depuis leur site de fabrication et que l'on souhaite installer au fond de la mer.
La présente invention concerne aussi un procédé et une installation de confinement de récupération d'effluents en mer et plus particulièrement d'effluents polluants contenus dans un navire coulé et endommagé reposant au fond de la mer, et un procédé de mise en place au fond de la mer.
Lors du naufrage des pétroliers, le navire coule en général après avoir été profondément endommagé et après avoir perdu une partie de sa cargaison. Lorsque la profondeur d'eau est importante, par exemple 100 ou 200 mètres, la récupération de l'épave ou son renflouement, n'est en général pas envisagée, mais la coque doit être soit intégralement vidée et rincée, soit recouverte d'une structure externe de type chapiteau, de manière à éviter que la corrosion de l'épave dans le temps, créant des trous localisés ou généralisés, ne conduise à la libération du contenu du navire, qui se dispersant au gré du courant, ne crée ainsi une pollution pouvant se prolonger sur des années, voire des décennies.
De nombreux procédés et dispositifs ont été étudiés et utilisés dans le passé pour essayer de récupérer des cargaisons hautement polluantes, mais tous sont très délicats à mettre en œuvre et les opérations prennent beaucoup de temps et engendrent en général des pollutions secondaires, car le taux de récupération est loin d'être satisfaisant, et ce d'autant plus que le procédé doit être mis en œuvre à grande profondeur.
En particulier, on a décrit, dans FPt 2 804 935 au nom de la demanderesse, un procédé de récupération d'effluents polluants, plus légers que l'eau et peu ou non miscibles à l'eau, contenus dans une cuve d'un navire coulé et/ou endommagé reposant au fond de la mer, qui comprend les étapes suivantes dans lesquelles:
1) on descend un réceptacle comprenant un orifice inférieur à l'aide de moyens de positionnement directement à proximité et à la verticale d'au moins une ouverture dans la coque et/ou la cuve du navire mettant en communication l'intérieur de la cuve du navire avec l'extérieur, de manière à récupérer directement lesdits effluents polluants s'écoulant de ladite ouverture directement en regard par remontée de ceux-ci dans ledit orifice inférieur dudit réceptacle, et
2) lorsque ledit réceptacle est rempli d'effluents polluants, on remonte ledit réceptacle à l'aide desdits moyens de positionnement jusqu'à ce que des moyens de vidange dudit réceptacle comprenant un orifice supérieur obturable dudit réceptacle et/ou une conduite d'évacuation reliée au dit orifice supérieur à la partie supérieure dudit réceptacle soient accessibles en surface, et
3) on vide ledit réceptacle dans une installation ou navire en surface à travers lesdits moyens de vidange accessibles en surface.
4) on répète les étapes 1) à 3) jusqu'à ce que la quantité voulue d'effluents soit récupérée.
Dans une première variante de réalisation décrite dans FR 2 804 935: a) ledit réceptacle consiste en une cloche en forme d'entonnoir dont la grande base ouverte constitue ledit orifice inférieur et couvre uniquement la zone de fuite desdits effluents, ladite zone est une zone localisée de superficie réduite comprenant une ou plusieurs dites ouvertures dans la coque et/ou la cuve dudit navire, et la petite base supérieure dudit entonnoir donne accès au dit orifice supérieur, et b) lesdits moyens de positionnement comprennent :
- des moyens d'ancrage dudit réceptacle sur le navire comprenant des câbles reliant des points d'attache fixés sur la circonférence de ladite grande base de l'entonnoir et des points d'attache sur le navire ou à proximité de ce dernier, et
- des moyens de tensionnement comprenant :
- des flotteurs reliés à la circonférence de ladite grande base ouverte dudit réceptacle et autour de la section tubulaire en partie supérieure de la petite base dudit entonnoir, et
- des treuils correspondants aux dits points d'attache sur le navire ou à proximité de ce dernier, et c) lesdits moyens de vidange comprennent une dite conduite d'évacuation reliée par une extrémité au dit orifice supérieur comprenant ladite section tubulaire en partie supérieure dudit entonnoir, ladite conduite étant mise en tension sensiblement verticalement à l'aide d'un flotteur relié à l'extrémité libre de ladite conduite.
Dans cette première variante de réalisation, la mise en œuvre desdits moyens de positionnement, lors des descentes et remontées successives dudit réceptacle, représente une opération très longue et relativement malaisée à réaliser à grande profondeur. En outre, le pompage, à travers une dite conduite d'évacuation, n'est pas possible à une telle profondeur, en particulier dès que l'effluent a une forte viscosité et a tendance à figer sous forme de paraffine. Même si on installe un système de réchauffage dans la zone de captage ou dans la partie haute de la cloche lors de la remontée, l'effluent visqueux a tendance se figer, rendant le pompage très difficile.
Dans une deuxième variante de réalisation décrite dans FR 2 804 935, ledit réceptacle consiste en : - un conteneur rigide de forme sensiblement tubulaire, qui est maintenu en position verticale à l'aide de flotteurs installés au moins à l'extrémité supérieure ou à chaque extrémité supérieure et inférieure dudit conteneur, et lesdits orifices supérieur et inférieur dudit conteneur étant obturables de sorte que ledit réceptacle peut être remonté en surface et installé en position horizontale flottante lorsque lesdits orifices sont obturés, ledit réceptacle pouvant alors être remorqué vers une installation ou un navire de stockage desdits effluents. Ces conteneurs rigides en forme dénommée "cigare", de par leur encombrement important, sont difficiles à descendre au fond de la mer et, pour éviter les opérations successives, on a décrit un mode préférentiel dans lequel ledit conteneur occupe toute la tranche d'eau entre l'épave et la surface. Mais, il est évident que cette deuxième variante de réalisation ne peut être envisagée pour des profondeurs de 1000 mètres ou plus, car elle implique un réceptacle beaucoup trop volumineux, impossible à installer ou à descendre fréquemment.
En pratique, les différents modes de réalisation décrits dans FR 2 804 935, ne conviennent pas pour des interventions à des profondeurs supérieures à 1000 mètres, car en raison de la très grande profondeur d'eau, la durée cumulée des allers-retours devient très vite rédhibitoire en raison du coût très élevé des navires d'intervention mobilisés pour les opérations.
Les différents dispositifs et installations décrits ci-dessus doivent être mis en œuvre au niveau de chaque zone de fuite de l'épave, ce qui représente une difficulté sérieuse de mise en oeuvre et une durée opérationnelle considérable car les épaves comportent, en général, de très nombreuses zones de fuite et, de plus, au fur et à mesure que l'épave se vide, en raison de la déformation de la coque, de nouvelles fissures ne manquent pas d'apparaître, ce qui nécessite une surveillance quasi-continue de l'épave et des interventions correctrices qui doivent être effectuées sans délais.
On a proposé des réceptacles rigides à base ouverte en forme de cloche ou de chapeau, destinés à venir recouvrir, non pas une zone de fuite localisée mais une épave d'un navire au fond de la mer entière pour récupérer des effluents polluants s'en échappant depuis plusieurs zones de fuite dudit navire. Ces réceptacles présentent des dimensions considérables puisqu'ils sont destinés à inclure des navires de grandes dimensions du type pétrolier. La mise en place, au fond de la mer, de telles structures de dimensions considérables pose des problèmes de réalisation et de mise en place au fond de la mer dans des conditions techniquement fiables. Ces structures présentent un poids considérable qui nécessitent la mise en œuvre de flotteurs nombreux et volumineux pour la mise en place de ces structures au fond de la mer selon des procédures complexes et coûteuses à réaliser car les effets des courants, bien que plus faibles dans les grands fonds, restent considérables en raison des surfaces immenses de ces structures.
On connaît également un procédé de récupération dans lequel on récupère lesdits effluents à l'aide d'un réservoir navette comprenant au moins un orifice inférieur équipé d'une vanne apte à coopérer avec un dispositif d'évacuation fixé sur une paroi de cuve, et on réalise les étapes dans lesquelles :
1) on descend ledit réservoir-navette depuis la surface jusqu'au fond de la mer et on fait coopérer ledit orifice inférieur du réservoir-navette avec un dispositif d'évacuation sur la paroi, et on ferme la vanne de l'orifice intérieur, et
2) on remplit ledit réservoir-navette jusqu'à ce qu'il soit rempli d'effluents, et
3) on laisse le réservoir navette remonter à la surface, ledit réservoir navette comprenant des éléments de flottabilité qui facilitent sa remontée vers la surface, et 4) de préférence on stocke les réservoirs-navettes remplis d'effluents dans un navire en surface et on vide ledit réservoir-navette dans ledit navire ou on le transporte dans un site pour y être vidé, et
5) le cas échéant, on redescend ledit réservoir-navette ou un autre réservoir-navette et on répète les étapes 1 à 4 jusqu'à ce que la quantité voulue d'effluents soit récupérée.
La descente et la remontée de ces réservoirs-navettes, comme de toute structure massive que l'on souhaite descendre au fond de la mer ou remonter depuis le fond de la mer jusqu'en surface, sont délicates en raison de la masse desdites structures ou desdits réservoirs-navettes. En effet, on sait descendre des colis de plusieurs centaines de tonnes de poids apparent dans l'eau, jusqu'au fond de la mer à l'aide de moyens de levage situés sur un support flottant, par exemple une grue ; mais, lorsque la profondeur devient importante, l'utilisation de câbles aciers conventionnels est problématique car, en plus de la charge de ladite structure, il doit supporter son poids propre, ce qui peut représenter jusqu'à 50% de ladite capacité de charge pour une profondeur de 3000m. On peut utiliser aussi des câbles synthétiques qui ne présentent pas cet inconvénient, mais leur coût est très élevé et leur mise en œuvre avec des treuils ou des cabestans présente des difficultés extrêmes pour des fortes charges et des profondeurs de 1000m à 4000m, voire plus.
Ainsi, on cherche en général à diminuer le poids apparent dans l'eau des colis en créant de la flottabilité. Mais, la masse dudit colis est alors augmentée de celle desdits éléments de flottabilité, ainsi que de la « masse ajoutée » d'eau, c'est à dire la masse d'eau adjacente au colis qui est entraînée lors des déplacements verticaux, vers le haut ou vers le bas, ce qui peut représenter une masse d'inertie globale de 400 ou 500 tonnes pour un colis massif de 100 tonnes.
Le câble reliant le colis au support flottant est tendu en ligne droite verticale et, ledit support flottant étant soumis à la houle, subit un roulis et un tangage qui nécessitent l'utilisation de treuils à tension contrôlée ou de dispositifs hydrauliques appelés compensateurs de pilonnement, qui permettent d'éviter la rupture dudit câble en limitant la tension dans ledit câble à une valeur acceptable. De tels équipements sont techniquement compliqués et très coûteux, surtout dans le cas où l'on considère de fortes charges et des profondeurs qui peuvent atteindre 2000 à 3000m, voire 4000m ou plus.
Le but de la présente invention est de fournir des dispositif et procédé permettant de contrôler et faciliter la descente ou la remontée d'une structure lourde et, le cas échéant, volumineuse tels que des réceptacles ou réservoirs- navettes de récupération d'effluents mentionnés précédemment, mais applicable à tout autre type de structure, voire de la stabiliser, entre la surface et le fond de la mer, notamment à grande profondeur.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé et une installation permettant de confiner et de récupérer le contenu des soutes et des cuves d'un navire, par exemple un pétrolier, reposant sur le fond marin, dans des profondeurs d'eau importantes, notamment supérieures à 3000 mètres, voire jusqu'à 4000 à 5000 mètres, et qui ne présentent pas les inconvénients des procédés et dispositifs antérieurs et, en particulier qui soient aisés et simples à mettre en œuvre malgré leur très grandes dimensions. Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé et une installation permettant de confiner et récupérer des effluents polluants des soutes d'un navire échoué, notamment à grande profondeur, par l'intermédiaire d'un réceptacle rigide à base ouverte en forme de chapeau venant recouvrir entièrement l'épave du navire de manière à canaliser l'ensemble des effluents s'échappant du navire dans un seul volume, voire à organiser la remontée en surface des effluents polluants depuis ledit réceptacle au fond de la mer dans de meilleures conditions.
Un but de la présente invention est donc, plus particulièrement, de fournir un réceptacle à base ouverte en forme de chapeau, apte à venir recouvrir entièrement une épave au fond de la mer et en récupérer des effluents polluants s'en échappant, qui soit techniquement fiable et qui puisse être mise en place au fond de la mer selon un procédé simple et techniquement fiable.
Pour ce faire, la présente invention fournit un dispositif de stabilisation ou de contrôle de la descente ou remontée d'une structure entre la surface et le fond de la mer, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément de liaison du type câble ou chaîne dont : m une première extrémité est reliée à un treuil à bord d'un support flottant ou navire en surface, sur lequel treuil elle est enroulée, et a une deuxième extrémité est reliée à un élément d'accrochage, sur ladite structure, ou sur au moins un premier élément de flottabilité relié à ladite structure, et a la longueur dudit élément de liaison est telle que ledit treuil est apte à enrouler ou dérouler ladite première extrémité dudit élément de liaison, de sorte qu'une portion inférieure dudit élément de liaison puisse pendre au dessous ledit élément d'accrochage, c'est-à-dire dessous le point d'attache de ladite deuxième extrémité audit élément d'accrochage.
Ladite structure est donc, le cas échéant, suspendue à un ou plusieurs dits premiers éléments de flottabilité disposés au-dessus d'elle. Ladite structure peut également comprendre des seconds éléments de flottabilité intégrée ou incorporés à l'intérieur de ladite structure, c'est-à-dire que lesdits seconds éléments de flottabilité ne déplacent pas de volume d'eau supplémentaire par rapport au volume d'eau déplacé par ladite structure.
On entend par « élément de flottabilité », un élément qui présente un poids propre plus léger que l'eau de mer et qui permet donc d'augmenter la flottabilité de l'ensemble qu'il forme avec la structure à laquelle il est relié ou dans laquelle il est intégré.
On entend par « augmenter la flottabilité » d'un élément, augmenter le rapport ω entre la poussée d'Archimède et son poids propre hors d'eau qui s'exerce sur ledit élément quand il est immergé. Ainsi, si ledit rapport est ω<1 , l'élément a une flottabilité négative, donc il a tendance à couler, si ω=1 , ledit élément est en équilibre et, si ω>1 ledit élément est flottant et sa flottabilité croit lorsque ω croît.
La flottabilité de la structure peut être rendue positive pour faciliter la remontée de ladite structure. Dans ce cas de «flottabilité positive», lesdits éléments de flottabilité compensent le poids de ladite structure, de sorte que la poussée d'Archimède qui s'applique sur l'ensemble de ladite structure et desdits éléments de flottabilité, est supérieure ou égale au poids propre de l'ensemble de ladite structure et desdits éléments de flottabilité incluant aussi notamment une ou desdites portions inférieures d'élément(s) de liaison, la résultante des forces étant dirigée vers le haut en cas de flottabilité positive.
On comprend que le dispositif selon l'invention permet de faire varier la longueur et donc le poids de ladite portion inférieure de l'élément de liaison pendant en-dessous dudit élément d'accrochage sur ladite structure, et supportée par cette dernière. Dans le cas d'une structure massive, le dispositif de stabilisation et de contrôle selon l'invention comprend au moins deux dits éléments de liaison et ladite structure comprend plusieurs dits éléments d'accrochage et lesdits éléments de liaison et dits éléments d'accrochage sont de préférence disposés symétriquement respectivement autour et sur la périphérie de ladite structure. Plus précisément, la présente invention fournit également un procédé de descente ou remontée ou stabilisation d'une structure entre la surface et le fond de la mer à l'aide d'un dispositif, selon lequel on réalise des étapes dans lesquelles on déroule ou enroule le(s)diî(s) élérnent(s) de liaison au niveau de leur(s) dite(s) première(s) extrémité(s) à l'aide de dit(s) treuil(s) et on contrôle la descente ou respectivement la remontée en régulant la vitesse de déroulement ou respectivement d'enroulement de(s)dit(s) élément(s) de liaison au niveau de(s)dit(s) treuil(s), de manière à régler, la longueur de ladite portion inférieure de(s)dit(s) élément(s) de liaison pendant dessous le(s)dit(s) éléments d'accrochage sur ladite structure ou ledit premier élément de flottabilité et supporté(s) par ces derniers, la descente, la remontée ou la stabilisation de ladite structure étant obtenue lorsque respectivement, la somme du poids de la partie de la (ou des) dite(s) portion(s) inférieure(s) du (ou des) élément(s) de liaison entre d'une part, le(s)dit(s) point(s) d'attache au(x)dit(s) élément(s) d'accrochage ou ledit premier élément de flottabilité sur ladite structure et, d'autre part, le(s) point(s) le plus bas de la(ou des) dite(s) portion(s) inférieure(s), additionné au poids de ladite structure et de(s)dit(s) premier(s) élément(s) de flottabilité, est respectivement supérieure, inférieure ou égale à la poussée d'Archimède s'exerçant sur l'ensemble de ladite structure et desdits premiers éléments de flottabilité (c'est-à-dire le poids du volume d'eau total déplacé).
Dans un mode de réalisation, le dispositif de stabilisation et de contrôle selon la présente invention comprend un dit élément de liaison est constitué par un câble dont ladite portion inférieure comprend des blocs alourdissants disposés en chapelet sur un dit câble, de préférence des blocs métalliques solidarisés audit câble par sertissage.
Dans un mode préféré de réalisation, lesdits blocs présentent une forme telle que lorsque ladite portion inférieure pendant dessous lesdits éléments d'accrochage adopte une forme courbe, deux dits blocs disposés côte à côte sont aptes à venir en butée l'un contre l'autre limitant ainsi la courbure dudit câble.
Plus particulièrement, la courbure dudit câble est limitée de manière à ce que le rayon de courbure minimale desdits câbles au niveau de ladite portion inférieure permette de maintenir une distance minimale entre ledit câble et ladite structure, suffisante pour empêcher tout contact mécanique entre eux lors d'une dite descente ou remontée de ladite structure.
Plus particulièrement et avantageusement encore, lesdits blocs présentent une partie centrale cylindrique encadrée par deux extrémités tronconiques dont les axes (c'est-à-dire les axes dudit cylindre et des deux extrémités tronconiques venant coiffer ces bases) correspondent à la direction dudit câble lorsque celui-ci est disposé linéairement, deux blocs adjacents étant en contact au niveau desdites extrémités tronconiques le long d'une génératrice desdites extrémités tronconiques dans les parties courbes de ladite portion inférieure.
Dans un autre mode de réalisation, ledit élément de liaison comprend une chaîne dont ladite portion inférieure comprend des maillons plus lourds que ceux du reste de la chaîne, et de préférence plus volumineux de manière à limiter la courbure éventuelle de la chaîne.
Avantageusement, lesdits premiers éléments de flottabilité sont disposés le cas échéant au-dessus de ladite structure auxquels celle-ci est suspendue et, le cas échéant, desdits seconds éléments de flottabilité sont intégrés dans la partie supérieure de ladite-structure, de préférence intégrés au-dessus desdits éléments d'accrochage de manière à ce que le centre de gravité de l'ensemble de ladite structure et desdits premiers éléments de flottabilité soit situé dessous le centre de poussée s'exerçant sur l'ensemble de ladite structure et desdits premiers éléments de flottabilité, de manière à assurer la stabilité d'ensemble pendant toute la phase d'installation.
On entend par centre de poussée le point où s'exerce la résultante de la poussée d'Archimède. (Le centre de poussée est le centre de gravité du volume d'eau déplacé par ladite structure).
Comme mentionné précédemment, ladite structure lourde peut être constituée par tout colis notamment colis lourd, module, outil, ou embase tel que décrit dans la demande de brevet européen au nom de la demanderesse non publiée n° 0435802.6, que l'on souhaite immobiliser à proximité du fond de la mer ou ancrer sur une paroi ou un élément reposant au fond de la mer.
De préférence, ladite structure est une structure rigide en acier, métal ou matériau synthétique composite renfermant au moins un, de préférence une pluralité de compartiments de flottabilité, de préférence étanches, aptes à recevoir un fluide plus léger que l'eau de mer pour former un dit élément de flottabilité, lesdits compartiments étant équipés chacun d'au moins un orifice de remplissage et de préférence d'au moins un orifice d'évacuation, lesdits compartiments, de préférence étanches, étant de préférence répartis symétriquement dans lesdites parois.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, ladite structure est une structure massive constituée par un réceptacle à base ouverte, en forme de chapeau, comprenant une paroi latérale périphérique surmontée d'une paroi de plafond, apte à venir recouvrir entièrement une épave d'un navire au fond de la mer pour récupérer des effluents polluants s'en échappant, ledit réceptacle comprenant au moins un orifice d'évacuation desdits effluents contenus dans le volume intérieur dudit réceptacle; ledit orifice d'évacuation étant situé de préférence au niveau du plafond du réceptacle.
Les compartiments, de préférence étanches, sont destinés à être remplis totalement ou partiellement de fluide plus léger que l'eau de mer et constituent donc des compartiments apportant de la flottabilité à la structure constitutive du réceptacle, permettant son remorquage en surface et sa descente au fond de la mer lors de sa mise en place dans des conditions techniques fiables et simples à réaliser, comme il sera explicité plus loin.
On entend par "répartition symétrique des compartiments dans les parois" que ceux-ci sont disposés symétriquement par rapport à un ou plusieurs plans médians de symétrie dudit réceptacle, ce qui permet, comme il sera explicité ci- après, de faciliter l'équilibrage et le positionnement de la base ouverte dudit réceptacle de façon sensiblement horizontale. En général, ledit réceptacle présente un axe longitudinal de symétrie à l'instar desdits navires destinés à être recouverts, et ledit réceptacle présente un plan axial longitudinal vertical de symétrie lorsque la base ouverte du réceptacle est en position horizontale, et plus particulièrement encore, ledit réceptacle présente un deuxième plan transversal vertical de symétrie.
De manière connue, les parois constitutives dudit plafond sont évasées de manière à définir un espace réduit en partie haute. De même, la paroi latérale, formant la jupe périphérique du chapeau, est également, de préférence, inclinée en forme d'entonnoir évasé, définissant en partie basse la base ouverte dudit réceptacle, de manière à favoriser la remontée et l'accumulation de l'effluent s'échappant de l'épave sous le plafond du réceptacle.
Dans un mode de réalisation avantageux, le réceptacle représente une coque renversée avec un plan axial longitudinal et des parois de plafond et latérale sont des parois planes contiguës d'inclinaisons différentes et délimitant ainsi des pans coupés ou des bords francs de la coque.
Dans un mode de réalisation plus particulier encore, le réceptacle présente un plan axial vertical et longitudinal de symétrie (XOZ) et il comprend :
- une paroi de plafond comprenant deux parois longitudinales latérales inclinées par rapport audit plan axial vertical de symétrie dudit réceptacle, de manière à former en section transversale (XOZ) un V reversé, et
- une paroi latérale comprenant :
• deux parois latérales longitudinales verticales ou inclinées par rapport audit plan axial vertical de symétrie (YOZ), chacune étant contiguë à une dite paroi longitudinale de plafond, et • deux parois transversales d'extrémité, verticales ou inclinées, de préférence symétriquement, par rapport à un plan axial transversal vertical de symétrie (YOZ).
Dans un mode de réalisation avantageux ledit réceptacle est constitué comme une coque de navire renversée à doubles parois, comprenant une structure rigide en acier, métal, de préférence en métal léger tel que l'aluminium ou le titane, ou matériau synthétique composite, lesdits compartiments étanches étant définis par des espaces délimités par lesdites doubles parois et des éléments de structure réunissant les doubles parois.
On entend donc ici par "double paroi", une paroi constituée d'une paroi interne et d'une paroi externe séparées par des éléments de structure de type poutre formant membrure réunissant lesdites parois interne et externe, elles- même en matériau rigide ou semi-rigide, à savoir en acier, métal, de préférence en métal léger tel que l'aluminium ou le titane ou matériau composite synthétique, par exemple en fibres de verre au sein d'une matrice de type résine polyester ou époxy.
Dans ce mode de réalisation, les compartiments sont donc formés par les parois interne et externe desdites doubles parois ainsi que les éléments de structure transversaux ou longitudinaux intercalés entre les doubles parois et les réunissant.
Dans une autre variante de réalisation selon l'invention, la structure rigide des parois constitutives dudit réceptacle est constitué de poutres métalliques ou en acier, assemblées entre elles et entre lesquelles sont incorporés des compartiments étanches, ladite structure étant recouverte, au moins sur une face, de préférence la face externe, par des toiles ou membranes étanches, par exemple en tissu renforcé recouvert d'un matériau thermoplastique, et fixées à ladite structure rigide de manière étanche. Dans ce mode de réalisation, les compartiments étanches sont constitués d'une enveloppe autonome fermée qui est incorporée à l'intérieur de la structure et rendue solidaire de cette dernière.
Avantageusement encore la structure rigide des parois du réceptacle, est réalisée en béton, de préférence du béton allégé, de préférence par des billes d'argile expansées creuses, béton au sein duquel sont ménagés des volumes creux définissant lesdits compartiments étanches.
Dans un mode préféré de réalisation, le réceptacle comprend des piliers, de préférence régulièrement répartis sur sa périphérie, dont certains au moins de préférence sont rétractables, lesdits piliers étant aptes à supporter, de manière quasi-isostatique, ledit réceptacle reposant au fond de la mer par l'intermédiaire desdits piliers, le cas échéant déployés, avec de préférence la base ouverte dudit réceptacle en position sensiblement horizontale. Les longueurs desdits piliers, le cas échéant déployés, peuvent être différentes entre elles pour permettre le maintien de ladite base ouverte du réceptacle en position sensiblement horizontale.
Afin de faciliter la mise en place du réceptacle selon l'invention au fond de la mer, les parois dudit réceptacle sont équipées à l'extérieur :
- des seconds éléments d'accrochage permettant d'y accrocher des câbles ou des chaînes permettant la descente dudit réceptacle depuis la surface, et sa mise en place et son ancrage au fond de la mer, et
- de préférence des propulseurs, de préférence encore des propulseurs orientables, permettant le déplacement du réceptacle dans une direction horizontale pour le positionner au-dessus de ladite épave.
Lesdits seconds éléments d'accrochage peuvent également permettre d'accrocher au réceptacle des flotteurs additionnels.
En effet, la présente invention a également pour objet un procédé de mise en place d'une structure, notamment d'un réceptacle selon l'invention, pour recouvrir une épave d'un navire au fond de la mer et en récupérer des effluents polluants s'en échappant, caractérisé en ce qu'on réalise les étapes successives dans lesquelles :
1) on remplit totalement ou partiellement desdits compartiments étanches avec un fluide, de préférence plus léger que l'eau de mer, et on adapte le taux de remplissage desdits compartiments étanches de manière à positionner ladite structure, notamment ledit réceptacle en équilibre en immersion à proximité de la surface, notamment à quelques mètres, par exemple à 10 mètres, et
2) on descend ladite structure à sa position immergée voulue, notamment ledit réceptacle à proximité du fond de la mer, au-dessus de l'épave, en contrôlant la descente à l'aide d'un dispositif de stabilisation ou de contrôle de la descente ou de la remontée d'une structure selon l'invention, notamment à l'aide d'une pluralité de câbles déroulés de préférence depuis des treuils à bord de navires en surface, lesdits câbles étant reliés à des longueurs de chaînes lourdes, les chaînes étant elles-même reliées, à leur autre extrémité, à desdits éléments d'accrochage solidaires de ladite structure, de préférence répartis symétriquement sur la périphérie de ladite structure, le poids des longueurs de chaînes pendantes dessous les points d'attaches sur lesdits éléments d'accrochage permettant la descente de ladite structure, et les longueurs desdites chaînes pendantes dessous lesdits points d'attache des éléments au point d'accrochage étant adaptées par déroulement ou enroulement desdits câbles, de préférence autour desdits treuils, de manière à réguler la vitesse de descente du réceptacle et assurer l'équilibrage de la base de ladite structure, notamment la base ouverte du réceptacle sensiblement horizontal pendant la descente, et
3) lorsque ladite structure est en place à sa position voulue, notamment lorsque ledit réceptacle est mis en place au fond de la mer de manière à recouvrir ladite épave, on vidange lesdits compartiments étanches remplis d'un fluide plus léger que l'eau de mer, et on remplit simultanément lesdits compartiments étanches avec de l'eau de mer.
Avant et/ou après l'étape 1), mais avant l'étape 2) ci-dessus, on peut remorquer, à l'aide de navires, ladite structure, notamment ledit réceptacle flottant en surface, lesdits compartiments étanches étant remplis d'air et flottant entre deux eaux à fleur de la surface ou lesdits compartiments étanches étant entièrement remplis d'un fluide plus léger que l'eau de mer.
A l'étape 1) ci-dessus, on comprend que le remplissage desdits compartiments étanches, avec un fluide plus léger que l'eau de mer, est réalisé dans les différents compartiments en fonction de leur répartition dans les parois du réceptacle, de manière à ce que la base ouverte du réceptacle reste sensiblement horizontale d'une part et que, d'autre part, le centre de poussée du réceptacle soit sensiblement au-dessus du centre de gravité du réceptacle. Ceci vaut pour le choix des compartiments à remplir ainsi que leur taux de remplissage.
Avantageusement, à l'étape 1), on apporte de la flottabilité supplémentaire audit réceptacle à l'aide de flotteurs additionnels à l'aide de dits premiers éléments de flottabilité reliés à ladite structure, notamment audit réceptacle, et à l'étape 3), lorsque ladite structure est en position voulue, on libère lesdits flotteurs additionnels.
Avantageusement encore, après l'étape 1) et avant l'étape 2), lorsque ladite structure arrive en position voulue, notamment ledit réceptacle à proximité de l'épave au-dessus de celle-ci, on réduit les longueurs desdites chaînes lourdes pendantes dessous lesdits éléments d'accrochage et supportées par la structure, de manière à stabiliser ladite structure en suspension, et on réalise l'ancrage dudit réceptacle au fond de la mer, puis on descend complètement lesdites chaînes lourdes pour que l'intégralité de leur poids participe à la stabilisation de ladite structure, notamment dudit réceptacle au fond de la mer.
On peut récupérer les chaînes lourdes en les déconnectant de leur réceptacle, mais comme explicité ci-après, pour augmenter la stabilité de ladite structure, notamment dudit réceptacle, lesdites chaînes lourdes peuvent être accrochées à leurs deux extrémités aux dits éléments d'accrochage sur ladite structure ou, plus simplement, l'extrémité libre desdites chaînes lourdes peut être posée sur le plafond de ladite structure, notamment dudit réceptacle après accrochage des câbles reliés aux navires de surface, puis les câbles reliés au navire de surface sont décrochés desdites chaînes.
De préférence, ledit réceptacle. comporte des piliers dont certains au moins sont de préférence rétractables et on déploie le cas échéant lesdits piliers rétractables de manière à ce que ledit réceptacle repose au fond de la mer sur chacun des piliers de manière quasi-isostatique et, de préférence, avec la base ouverte dudit réceptacle en position sensiblement horizontale.
Avantageusement, dans le procédé selon l'invention, on positionne le réceptacle dans l'axe au-dessus de l'épave par mise en action de propulseurs montés à l'extérieur du réceptacle et répartis de préférence symétriquement sur sa périphérie.
Le fluide plus léger que l'eau de mer, de remplissage desdits compartiments étanches, peut être du gazole, de l'huile, de l'eau douce ou un gaz liquéfié plus léger que l'eau de mer tel que du propane, du butane ou de l'ammoniaque, ces gaz restant à l'état liquide à la température de l'eau de mer (2 - 20°C) dès que la pression excède quelques bars.
Plus particulièrement encore, dans un procédé selon l'invention, à l'étape 1), on remplit lesdits compartiments étanches à l'aide d'un premier fluide plus léger que l'eau de mer et à l'étape 2), on descend ladite structure jusqu'à une profondeur de 30 à 60 mètres correspondant à une pression de 3 à 6 bars à laquelle on injecte un gaz liquéfié sous pression plus léger que l'eau de mer dans lesdits compartiments étanches depuis un navire gazier en surface.
La mise en œuvre de gaz liquéfié à titre de fluide plus léger que l'eau de mer permet d'obtenir des fluides de densité à l'état liquide comprise entre 0,55 et 0,7 apportant une flottabilité deux à trois fois plus importante que le gazole (d=0,85) et permettant, ainsi, de mettre en œuvre des volumes de compartiments étanches considérablement réduits. De plus, en cas d'incident lors de l'installation, ces produits sont beaucoup moins polluants que du gazole ou de l'huile, car ils se dispersent naturellement dès qu'ils arrivent en surface.
Toujours pour faciliter la descente du réceptacle et éviter la mise en œuvre de compartiments étanches de trop grand volume, avantageusement dans un procédé de mise en place de réceptacle selon l'invention, on remplit une partie du volume intérieur dudit réceptacle délimitée en partie haute par le plafond dudit réceptacle et en partie basse par une toile ou membrane tendue entre lesdites parois latérales dudit réceptacle, avec un fluide plus léger que l'eau de mer, de préférence de l'eau douce, de manière à créer une flottabilité complémentaire pendant le remorquage du réceptacle en surface et/ou pendant la descente du réceptacle jusqu'au fond de la mer, et, lorsque ledit réceptacle est proche du fond de la mer, on dégage ladite toile ou membrane et on pose le réceptacle au-dessus de l'épave sur le fond de la mer, de préférence par l'intermédiaire de dits piliers le cas échéant déployés, puis on évacue ledit fluide plus léger que l'eau de mer à l'intérieur du réceptacle par ledit orifice supérieur d'évacuation.
Enfin, la présente invention a également pour objet un procédé de récupération des effluents polluants plus légers que l'eau de mer, contenus dans les cuves d'une épave de navire reposant au fond de la mer dans lequel : 1) on met en place un réceptacle selon un procédé de stabilisation et de contrôle de descente selon l'invention et
2) on recueille les effluents récupérés à l'intérieur dudit réceptacle en évacuant par ledit orifice supérieur d'évacuation.
Pour recueillir les effluents s'échappant dudit orifice supérieur d'évacuation, on peut mettre en œuvre une conduite reliée à un navire en surface ou des dispositifs de récupération tels que décrit dans la demande de brevet FR 2 804 935 de la demanderesse ou encore des réservoirs navettes tels que décrits dans la demande européenne non publiée n° 03 358 003.6 de la demanderesse.
Plus particulièrement, à l'étape 2 du procédé de récupération des effluents mentionnée ci-dessus, on réalise les étapes dans lesquelles
- on descend à vide un dit réservoir navette, et
- on positionne ledit réservoir navette au-dessus dudit réceptacle de façon à ce que son orifice inférieur ouvert soit juste au-dessus dudit orifice d'évacuation dudit réceptacle, et
- de préférence on arrime ledit réservoir navette audit réceptacle, et
- on évacue les effluents dans ledit réservoir navette, et
- une fois rempli, on désolidarise ledit réservoir dudit réceptacle et on remonte ledit réservoir rempli d'effluents en surface.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui va suivre, faite de manière illustrative et non limitative, en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une coupe en vue de côté d'un réceptacle appelé ci-après « sarcophage » en cours de descente vers une épave; la figure 2 est une coupe en vue de côté d'un réceptacle rigide reposant au fond de la mer et enveloppant intégralement l'épave ; la figure 3 est une perspective en vue de coupe arrachée, de la structure du sarcophage ; la figure 4 est une coupe en vue de côté du sarcophage en cours de descente, détaillant le mode de régulation de la descente à l'aide de chaînes lourdes ; les figures 4a et 4b détaillent le mode de mise en œuvre variable desdites chaînes lourdes ; la figure 5 est une coupe en vue de côté du sarcophage en cours de descente, la flottabilité étant produite par du gazole dans des compartiments étanches intégrés dans ses parois, en combinaison avec de l'eau douce à l'intérieur du volume interne du réceptacle-sarcophage ; la figure 6 est une coupe en vue de côté du sarcophage, détaillant les orifices de remplissage et de purge des fluides de flottabilité à l'intérieur des compartiments étanches et d'évacuation des effluents contenus à l'intérieur du réceptacle ; la figure 7 est une coupe en vue de côté d'un sarcophage composé d'une structure porteuse rigide en poutres métalliques, associée à des réservoirs de flottabilité remplis d'un fluide de faible densité intégrés entre celles-ci et fermée par des toiles membranes étanches sur la face externe de la structure ; la figure 8 est une coupe en vue de côté d'un sarcophage réalisé en béton allégé, et comportant des volumes internes formant des compartiments étanches remplis d'un fluide de faible densité assurant la flottabilité ; les figures 9a et 9b représentent une coupe en vue de côté d'un sarcophage respectivement en cours de remorquage, ses compartiments de flottabilité étant remplis d'eau de mer 9a, et en 9b, à la verticale de l'épave, lors de la phase de remplissage desdits compartiments de flottabilité par un gaz liquéfié de faible densité; la figure 10 représente un dit réceptacle muni de pieds ou piliers par l'intermédiaire desquels il peut reposer sur le fond de la mer. la figure 11a est une vue de côté d'un réservoir navette stabilisé dans sa remontée par un câble de liaison alourdi par des blocs solidaires de ce dernier et jouant aussi le rôle de limiteur de courbure, les figures 11 b et 11c représentent des états similaires à celui de la figure 11a, le réservoir navette étant en phase de remontée sur la figure 11 b et en descente sur la figure 11c, la figure 11d représente le détail de deux blocs 31 en contact, lorsque ledit câble de liaison est courbé, la figure 12 représente un réservoir navette coopérant avec la paroi supérieure d'une structure du type sarcophage pour en récupérer le pétrole s'écoulant d'un navire échoué et confiné sous le sarcophage ; la figure 13 représente la descente d'un dispositif d'ancrage et perçage, contrôlé par une chaîne de stabilisation selon l'invention et des éléments de flottabilité.
Dans la figure 1 , on a représenté la coque d'une épave ou une paroi de cuve 6 reposant sur le fond de la mer 7 remplie d'hydrocarbure 8 dont la densité est inférieure à l'eau de mer. Ledit hydrocarbure se trouve confiné dans la partie haute de la cuve ou de l'épave 6, la partie basse étant, quant à elle, remplie d'eau de mer. Le navire 6 possédant en général de multiples ouvertures fermées hermétiquement au niveau du pont, des fuites pourront se produire dès lors que cette étanchéité viendrait à être dégradée de par la déformation ou la rupture de la coque lors du naufrage.
Un réceptacle 1 rigide selon l'invention appelé ci-après "sarcophage" constitué d'une structure rigide est descendu depuis la surface sous le contrôle de câbles 12 reliés à des navires 20 à positionnement dynamique situés en surface, comme montré sur les figures 1 et 2.
Le réceptacle 1 , décrit sur les figures 1 à 3, présente un plan axial vertical et longitudinal de symétrie (XOZ) et comprend :
- une paroi de plafond 3, 3a, 3b) comprenant deux parois longitudinales latérales 3a, 3b inclinées par rapport audit plan axial vertical de symétrie dudit réceptacle, de manière à former en section transversale (YOZ) un V reversé, et
- une paroi latérale 2 comprenant : • deux parois latérales longitudinales 2a, 2b verticales ou inclinées par rapport audit plan axial vertical de symétrie (XOZ), chacune étant contiguë à une dite paroi longitudinale de plafond 3a, 3b, et o deux parois transversales d'extrémité 2ι, verticales ou inclinées, de préférence symétriquement, par rapport à un plan transversal vertical de symétrie (YOZ).
Comme détaillé sur la figure 3, le sarcophage 1 est constitué d'une coque en configuration renversée, ladite coque étant étanche et à doubles parois constituant ainsi des compartiments étanches 4, de préférence une multitude de compartiments étanches en continuité les uns des autres. La structure est constituée de membrures transversales 43, ajourées ou pleines au sein d'un même compartiment étanche, et associées à des membrures longitudinales ajourées ou pleines 46. Sur la figure 3, on montre dans une section transversale éclatée correspondant au plan YOZ, une moitié droite de double paroi 3b de plafond, plane, inclinée par rapport à l'horizontale, par exemple de 10 à 20 °, mais pouvant être horizontale, et lorsqu'elle est inclinée formant un plafond en configuration de V renversé avec l'autre moitié de double parois de plafond 3b. Chaque paroi longitudinale de plafond 3a, 3b se raccorde par son bord inférieur à une double paroi latérale 2a, 2b, plane, verticale ou inclinée par rapport à la verticale, notamment de 5 à 20°, de préférence selon une inclinaison moindre que lesdites parois longitudinales de plafond incliné. Les deux extrémités du sarcophage 1 selon l'axe longitudinal XX' sont fermées par des doubles parois d'extrémité 2, 2a, 2ι assurant la jonction entre les bords d'extrémité des doubles parois latérales 2a, 2b et des doubles parois du plafond 3, 3a, 3b et lesdites parois latérales d'extrémité 2ι étant perpendiculaires à l'axe longitudinal XX'. La partie basse est entièrement libre, de manière à ce que le sarcophage puisse venir couvrir, telle une cloche, l'épave 6 à confiner.
Les volumes compris à l'intérieur des diverses doubles parois 2ι, 2, 2a, 2b et 3, 3a, 3b et délimités par les parois interne et externe et les membrures 43, 46 pleines forment des compartiments étanches vis à vis de l'extérieur, ce qui permet de les remplir d'un fluide de densité inférieure à l'eau de mer, ledit fluide jouant alors le rôle de flotteur et venant compenser le poids propre de la structure rigide du réceptacle sarcophage 1.
Ladite coque constitutive du sarcophage est avantageusement construite au sec dans une darse, puis, les compartiments étanches 4 compris à l'intérieur des doubles parois 2ι, 2, 2a, 2b et 3, 3a, 3b sont obturés de manière étanche. Après remplissage de la darse, le sarcophage 1 flotte et dépasse largement le niveau de l'eau, du fait que lesdits compartiments 4 sont remplis d'air. En cas de risque d'instabilité à cette étape, on rajoute avantageusement un lest temporaire en partie basse.
Le sarcophage 1 est alors remorqué vers des eaux profondes où l'intégralité des compartiments 4 constituant les volumes de flottabilité, est rempli du fluide de flottabilité, par exemple du gazole dont la densité est voisine de 0.85. Le volume de flottabilité est avantageusement ajusté pour que le sarcophage soit en équilibre entre deux eaux, l'équilibre d'ensemble étant éventuellement assuré par des flotteurs additionnels 19 capables de résister à la pression de fond, c'est à dire environ 350 bars pour 3500 m de profondeur. Lesdits flotteurs additionnels 19 peuvent être réalisés à l'aide de mousse syntactique, c'est à dire de micro-sphères de verre emprisonnées dans un liant de type résine époxy ou polyuréthanne, mais ils sont avantageusement constitués d'une enveloppe rigide ou souple remplie d'un gaz liquéfié, par exemple du butane ou du propane, comme il sera expliqué ci-après.
Le sarcophage 1 est alors remorqué vers le site, puis, une fois sur place, au moins deux, de préférence quatre navires 20 se connectent aux extrémités du sarcophage 1 , de la manière suivante.
Chacun des navires 20 comporte un treuil 12ι muni d'un câble 12, de préférence en acier, dont la longueur est supérieure à la profondeur d'eau, par exemple 130% de ladite profondeur d'eau. L'extrémité dudit câble 12 est reliée à une longueur de chaîne lourde 13, par exemple 100 m de chaîne de 6" diamètre, l'extrémité de ladite chaîne étant reliée à une poutre renforcée 10 constituant un élément d'accrochage solidaire de la structure et débordant du sarcophage 1 , comme explicité dans les figures 1 -4-5-8. Les chaînes lourdes 13 ont un effet auto-régulateur lors de la descente du sarcophage vers le fond de la mer 7 et leur fonctionnement est expliqué sur les figures 4, 4a et 4b.
Sur la figure 4, le câble 12 est en position intermédiaire et forme une courbe en double chaînette, une partie du poids de chaîne 13 (F) étant supportée par le sarcophage, l'autre portion de la chaînette étant supportée via le câble 12 directement par le navire 20 de surface. Ainsi, le sarcophage est maintenu en équilibre entre deux eaux sous l'effet de cette force F.
Lorsque le treuil 12-ι du navire 20 de surface enroule du câble 12, il remonte la chaîne 13 comme indiqué sur la figure 4a, ce qui a pour effet de réduire le poids de la chaîne porté par le réceptacle à Fmin , car alors, l'intégralité du poids de la chaîne est supporté par le navire 20 de surface : le sarcophage 1 présente alors un poids apparent dans l'eau plus faible et il remonte pour se rapprocher d'une position d'équilibre selon la figure 4 et s'y stabiliser.
Inversement, lorsque le treuil 12ι du navire 20 de surface dévire du câble
12, il abaisse la chaîne 13 comme indiqué sur la figure 4b, ce qui a pour effet d'augmenter le poids apporté par la chaîne jusqu'à Fmaχ. Le sarcophage 1 présente ainsi un poids apparent dans l'eau plus important et il coule pour se rapprocher de sa position d'équilibre selon la figure 4 et s'y stabiliser.
Ainsi dans tous les cas, la configuration des chaînes 13 en double chaînette a un effet auto régulateur sur la position du sarcophage lors de la descente. Mais, il convient cependant de synchroniser de manière très précise le dévirage des câbles 12 de tous les treuils 12ι impliqués dans la manœuvre, pour que le sarcophage 1 effectue sa descente en restant sensiblement horizontal. De plus les navires 20 doivent rester à une distance sensiblement constante de l'axe du réceptacle et de préférence, deux navires 20a et 20b reliés à des éléments d'accrochage opposés 10 (figure 1) doivent être situés sensiblement dans un plan vertical passant par les points d'attache des chaînes 13 sur les poutres 10 du sarcophage 1 , ce qui implique l'utilisation avantageuse de navires à positionnement dynamique utilisant un système de radiolocalisation de type GPS. La descente du sarcophage 1 s'effectue, de préférence de manière continue jusqu'à une distance proche de l'épave 6, par exemple jusqu'à 50 m du fond. Puis, le sarcophage est positionné à l'axe de l'épave 6 et orienté dans la bonne direction par simple mouvement d'ensemble des navires 20 de surface. Lesdits mouvements des navires 20 ont un effet retardé de quelques minutes à quelques dizaines de minutes, sur les mouvements correspondants du sarcophage situé à quelques milliers de mètres plus bas. Pour faciliter la manœuvre, on installe avantageusement des propulseurs orientables 16, de préférence aux extrémités de la structure, plus particulièrement aux quatre angles du plafond, lesdits propulseurs 16 étant alimentés par un ombilical 16ι de puissance et de contrôle relié à un navire 20 en surface.
Dans une variante illustrée sur les figures 1 et 2, on installe des treuils 14-ι sur les parois périphériques latérales du sarcophage, et, lorsque ledit sarcophage 1 est proche de l'épave, un ROV 22,véhicule sous-marin automatique piloté depuis la surface, connecte des câbles 14 desdits treuils 14ι à un ancrage 15ι, 152 pré-installé à proximité de l'épave, par exemple une ancre à succion 15-ι, ou un corps mort 152.
Après mise en place finale du sarcophage, les chaînes lourdes sont reposées sur le fond de la mer 7 comme illustré sur la figure 2, puis les flotteurs additionnels 19 sont décrochés au moyen du ROV 22, ces derniers remontent alors librement en surface où ils sont récupérés. On prend soin d'équiper chacun d'eux d'une balise acoustique, ce qui permet de suivre leur remontée à l'aide des sonars des navires 20 et de déplacer en conséquence les navires pour éviter toute collision quand ils font surface. Le sarcophage 1 est alors stable au fond, mais on améliore encore sa stabilité en récupérant la cargaison de flottabilité, par exemple le gazole, comme explicité sur la figure 2. A cet effet, on connecte depuis la surface, à l'aide du ROV 22, une conduite 23, de préférence flexible, de préférence en configuration de S, à un orifice muni d'une vanne d'isolation 44, situé dans la partie haute du compartiment 4, ayant pris soin d'ouvrir préalablement une vanne 45 située dans la partie basse du même compartiment 4 et laissant pénétrer l'eau de mer, au fur et à mesure de la remontée du fluide de flottabilité vers la surface. Après vidange des compartiments de flottabilité 4, les vannes supérieures 44, au moins, sont refermées et le sarcophage présente alors son poids maximal qui lui assure une grande stabilité, même en cas de fuites importantes au niveau de l'épave. Les effluents, s'échappant de l'épave au niveau desdites fuites, viennent se rassembler dans la partie haute du volume interne du sarcophage, créant ainsi une flottabilité significative, mais grandement inférieure à celle du fluide des compartiments 4, en général du gazole de densité 0.85. En effet, dans le cas de pétroles bruts très visqueux, la densité est en général supérieure à 0.95 et se rapproche souvent de 1 ,02 , ce qui crée une flottabilité faible et ne risque pas de déstabiliser le sarcophage.
Après vidange des compartiments de flottabilité 4, on peut récupérer les chaînes, mais si l'on souhaite améliorer la stabilité du sarcophage, on relève avantageusement les chaînes 13 que l'on suspend par leur deuxième extrémité à la potence supportant déjà la première extrémité, ou encore on les relève et on les dépose simplement sur le toit du sarcophage, de manière à ce que l'intégralité de leur poids participe à la stabilisation dudit sarcophage.
En augmentant la distance entre les doubles parois délimitant les compartiments 4 et en utilisant des métaux légers, par exemple de l'aluminium pour la structure, on remplacera avantageusement le gazole par de l'eau douce pour jouer le rôle de fluide de flottabilité.
En effet, l'eau de mer ayant une densité d'environ 1 ,026 en surface et de 1 ,045 vers 4000 m de fond et à 3°C, l'eau douce ayant, quant à elle, une densité de 1 en surface et de 1 ,016 vers 4000 m de fond et à 3°C, la flottabilité apportée par l'eau douce par m3, varie ainsi de 26kgf en surface à 29 kgf à 4000 m de profondeur. Le volume global des compartiments 4 de l'exemple suivant permet d'équilibrer le poids propre déjaugé de la structure du sarcophage décrit ci- après. Un sarcophage à parois en aluminium de 180 m de longueur, de 40 m de largeur et de 35 m de hauteur, avec une distance de 3 m entre parois interne et externe des doubles parois, représente une masse d'aluminium de 3000 tonnes, c'est à dire un poids déjaugé dans l'eau de mer de 1850 tonnes. Le volume global des compartiments est de 73125 m3, ce qui donne une flottabilité de 1480 tonnes lorsqu'ils sont remplis à 75% d'eau douce. On installe une flottabilité complémentaire de 470 tonnes sous la forme de flotteurs répartis le long de la structure et les chaînes stabilisatrices pour la descente sont constituées de quatre longueurs identiques de chaîne de pesant chacune 50 tonnes, chacune d'elles étant installée à un angle du sarcophage.
Dans le cas d'un sarcophage de mêmes dimensions réalisé en acier, il est nécessaire d'utiliser un fluide présentant une plus faible densité que l'eau douce, par exemple du gazole et le volume global des compartiments de flottabilité nécessite une distance entre parois interne et externe de 2,5 m. Le sarcophage représente alors une masse de 7500 tonnes, c'est à dire un poids déjaugé dans l'eau de mer de 6300 tonnes. Le volume global des compartiments est de 60200 m3, ce qui donne une flottabilité de 6320 tonnes lorsqu'ils sont remplis à 70% d'un fluide de densité 0.85, par exemple du gazole. Les flotteurs complémentaires (280T) et les chaînes stabilisatrices (50T x4) restant les mêmes que dans le cas du sarcophage. aluminium.
Dans une version avantageuse illustrée sur les figures 5 et 6, on installe avantageusement une toile ou membrane horizontale 21 tendue entre les parois latérales 2, 2a, 2b et 2ι, de manière à isoler la partie supérieure du volume intérieur du sarcophage, partie supérieure que l'on remplit avantageusement d'eau douce. Ceci crée une flottabilité complémentaire participant ainsi à la flottabilité d'ensemble du sarcophage, ce qui permet de réduire d'autant le volume de fluide principal de flottabilité, tel le gazole, utilisé pour remplir les compartiments 4 internes à la structure du sarcophage. A titre d'exemple, dans les deux cas illustrés précédemment, une membrane située à mi-hauteur permet de confiner un volume d'eau douce de 126000 m3, ce qui apporte une flottabilité globale de 3400 tonnes et permet de réduire d'autant la flottabilité des compartiments, surtout dans le cas de la structure acier, donc les volumes de gazole. De plus, dans les zones de la structure qui ne sont pas des compartiments de flottabilité, il est alors possible de simplifier la structure et d'en réduire son poids en supprimant localement l'une des parois, de préférence la paroi interne. Cette membrane 21 est fixée mécaniquement aux parois, par exemple à l'aide de sangles. H n'est pas nécessaire que la liaison soit parfaitement étanche, car le rôle de ladite membrane 21 est principalement d'éviter qu'au cours du remorquage sur site, les remous créée par le courant, ne fassent se mélanger l'eau douce et l'eau de mer, et donc d'éviter de perdre rapidement une grande partie de ladite eau douce par dispersion dans l'eau de mer et, par la même, de perdre une grande partie de la flottabilité de l'ensemble de la structure. Après descente du sarcophage 1 au plus près de l'épave 6 et avant sa pose au fond de la mer, la membrane 21 est dégagée, soit au moyen du ROV 22, soit à l'aide de systèmes de déverrouillage automatiques de type vérin hydraulique ou boulon explosif, puis le sarcophage est descendu en position finale sur l'épave. En fin d'installation, un orifice supérieur d'évacuation 9 au plafond du sarcophage est avantageusement ouvert de manière à ce que l'eau douce puisse s'échapper et que la stabilité du sarcophage soit optimale. Après évacuation de l'eau douce, ledit orifice supérieur 9 est fermé de manière à recueillir les éventuelles fuites en provenance de l'épave.
Ce même orifice supérieur 9 est avantageusement utilisé pour récupérer les effluents 8 qui s'échappent de l'épave 6 dans le temps, et viennent se rassembler en partie haute du volume intérieur du sarcophage sous son plafond 3, 3a, 3b. En venant se connecter sur cet orifice supérieur 9 et après avoir ouvert la vanne d'isolation, on transfère avantageusement le pétrole 8 accumulé depuis la précédente campagne d'intervention, soit au moyen d'une conduite 23 reliant l'orifice supérieur 9 jusqu'à un navire de récupération situé en surface, soit en utilisant un dispositif de récupération entre le sarcophage et le navire en surface, par exemple un dispositif tel que décrit dans la demande de brevet FR 2 804 935 ou encore un dispositif du type navette tel que décrit dans la demande non publiée de brevet européen n° 03 358 003.6.
Dans une version de l'invention illustrée sur la figure 7, on réalise une structure porteuse de type hangar, constituée de poutres métalliques ou en acier 24 assemblées entre elles par soudage ou boutonnage, et l'on y incorpore des compartiments étanches, répartis de manière continue ou non, soit sur les parois latérales 2, 2a, 2b, soit en toiture 3, 3a, 3b ou en combinaison des deux. L'ensemble de la structure est rendu étanche vis à vis d'un fluide tendant à s'échapper naturellement vers le haut, par des toiles ou membranes 25 fixées à l'extérieur de la structure et contre celle-ci de manière étanche, de manière à recueillir toutes les fuites de l'épave et les diriger vers le point haut où elles seront stockées en attendant d'être récupérées, soit au moyen d'une liaison fond-surface 23, soit au moyen de dispositif de récupération ou la navette comme explicité précédemment.
Dans une version de l'invention illustrée sur la figure 8, la structure du sarcophage est réalisée en béton allégé 26, armé et précontraint, et comporte des compartiments 4 que l'on remplit de la même manière que précédemment, d'un fluide de densité inférieur à celui de l'eau de mer. Le béton 26 est avantageusement réalisé à partir de granulats légers, tels, par exemple, des argiles expansées, associées à des mortiers à haute résistance, ce qui leur confère un excellent comportement à grande profondeur, même par des profondeurs de 3000 à 4000 m, voire plus. En effet, les argiles expansées sont sensiblement de forme sphérique et présentent des vides remplis d'air ou de gaz, ce qui leur assure une faible densité ; pris au sein d'une matrice constituée de mortier à haute résistance, c'est la matrice proprement dite qui assure la résistance d'ensemble. Lorsque la structure est soumise à une très forte pression, par exemple la pression de 400 bars régnant à environ 4000 m de profondeur, l'eau migrera dans le temps au sein de la masse de béton puis envahira petit à petit les granulats d'argile expansée, ce qui aura pour effet d'augmenter considérablement le poids apparent du sarcophage. Ce processus de migration étant relativement lent ne présente pas d'inconvénient lors de l'installation, car, après remorquage sur site, l'opération critique de descente dudit sarcophage, depuis la surface, jusqu'à sa position finale reposant sur le fond au-dessus de l'épave, représente une durée maximale de 12 à 24 heures. Une fois en place, le poids propre du sarcophage augmente de jour en jour, ce qui en augmente la stabilité, le phénomène de migration de l'eau se poursuivant sur plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Pour retarder les phénomènes de migration d'eau vers les granulats poreux, on recouvre avantageusement l'intégralité des parois de la structure béton en contact avec l'eau, d'une couche de peinture de type élastomère, créant ainsi une barrière d'étanchéité efficace. Cette couche est avantageusement appliquée aussi à l'intérieur des compartiments de flottabilité intégrés à la structure béton, pour minimiser la migration du fluide de flottabilité vers lesdits granulats. On utilise avantageusement un fluide de densité très faible, ce qui diminue d'autant le volume global des compartiments de flottabilité. A cet effet on utilise avantageusement du butane, du propane, de l'ammoniac, ou tout autre composé gazeux similaire dont la densité à l'état liquide est comprise entre 0.55 et 0.70. Ces composés sont gazeux à la pression atmosphérique et à la température de 20°C, mais se liquéfient dès lors qu'on les comprime à quelques bars. Il est ainsi très avantageux de les utiliser comme fluide de flottabilité car leur rendement (flottabilité par m3 de fluide) est beaucoup plus intéressante que le gazole ou que l'eau douce, mais le remplissage des compartiments doit être effectué de manière particulière pour éviter tout risque d'incident et d'accident.
A cet effet, on procède comme suit : après construction, on extrait de la darse le sarcophage, les compartiments 4 étant vides, puis on les remplit d'eau de mer et l'on assure la flottabilité de l'ensemble à l'aide de barges 27, de préférence deux ou quatre barges, flottant en surface, comme illustré sur la figure 9a, le sarcophage étant relié à chacune desdites barges 27 par un câble 28 relié à un treuil 28ι, en association avec un compensateur de pilonnement 29 visant à éviter les ruptures de câble 28. L'ensemble est alors remorqué sur site, puis, comme explicité sur la figure 9b, on descend le sarcophage jusqu'à une profondeur de 30 à 60 m, correspondant à une pression de 3 à 6 bars, pression à laquelle le gaz, que l'on va injecter dans les compartiments 4, est liquide. On descend alors, puis l'on connecte, une conduite 23 au point haut 44 des compartiments de flottabilité et l'on injecte sous pression le gaz liquide stocké à bord d'un navire gazier spécialisé 31 , connus de l'homme de l'art. L'orifice inférieur 45 du compartiment étant ouvert, le gaz liquéfié chasse l'eau de mer qui s'y trouve, et remplit peu à peu l'intégralité du compartiment 4. En fin de remplissage, la vanne supérieure 44 est fermée de manière étanche. Lorsque tous les compartiments sont pleins, les barges 27 utilisées lors du remorquage peuvent être libérées après déconnexion des câbles de retenue 28. Le sarcophage est alors prêt à être descendu comme explicité précédemment. Sur la figure 9b, le compartiment de droite est plein de gaz à l'état liquide, alors que le compartiment de gauche est en cours de remplissage, l'eau de mer s'échappant par la vanne inférieure 45, laquelle est en position ouverte. En fin d'installation, on peut se contenter d'ouvrir légèrement l'orifice supérieur 44 situé au sommet de chacun des compartiments de flottabilité, ce qui laisserait s'échapper le gaz sous forme liquide : il remonte alors naturellement vers la surface, d'abord sous forme liquide, pour finalement se gazéifier en surface et se diluer dans l'atmosphère. Ces gaz sont sans danger pour l'environnement et les personnels, dans la mesure où les quantités instantanées sont raisonnables, c'est à dire représentent quelques dizaines, voire quelques centaines de kilogrammes par heure, mais on préfère récupérer la cargaison de gaz liquéfié. A cet effet, on installe une liaison fond-surface 23, comme déjà explicité sur la figure 2, liaison qui relie l'orifice supérieur 44 des compartiments au navire gazier et qui permet de récupérer la quasi intégralité de la cargaison de gaz dans un temps très réduit, car le gaz sous forme liquide est extrêmement fluide et la pression différentielle entre le fond et la surface est très élevée, surtout si l'épave se trouve à une profondeur de 3000 ou 4000 m.
Dans chacune des variantes de l'invention décrites précédemment, on positionne et on dimensionne les compartiments étanches de manière à respecter les règles de l'art de la construction navale, et en particulier la règle dite du p-a et qui consiste à maintenir le centre de poussée verticale dû à la flottabilité, au- dessus du centre de gravité de la structure. Il est d'usage de considérer que pour une valeur p-a > 1 m, la structure est considérée comme stable et donc ne risque de se renverser en pivotant autour de son axe XX'. A cet effet, on ajoutera avantageusement des flotteurs externes 19 situés de préférence au-dessus de la structure du sarcophage et, éventuellement, des lests en partie basse.
Dans chacune des variantes de l'invention, on a décrit une structure qui recouvre intégralement l'épave jusqu'au sol, mais on reste dans l'esprit de l'invention en considérant une structure distante de quelques mètres du sol et reposant alors sur des pieds constitués de piliers munis en partie basse de platines d'assise, de manière à limiter la pénétration dans le sol. Cette disposition permet avantageusement d'accéder à l'épave par-dessous le sarcophage au moyen d'un ROV 22 pour effectuer des inspection ou encore pour manœuvrer des vannes, percer des trous pour libérer le pétrole brut en vue de le récupérer, ou encore de placer des explosifs brisants en vue de créer aussi des ouvertures localisées sur l'épave.
Ainsi, dans une version préférée de l'invention représentée sur la figure 10, le sarcophage est muni, à chacun de ses angles, d'un poteau 40 équipé d'une semelle d'appui 40ι, de manière à ce que la structure ne repose pas directement sur le sol et en reste écarté, par exemple de deux mètres, pour laisser un accès, sur toute la périphérie, au ROV 22 pour les opérations d'inspection et d'intervention. Etant donné les dimensions considérables de la structure, on installe avantageusement des poteaux intermédiaires 41 sur chacune des faces, qui lors du transport et de la descente du sarcophage, sont en position rétractée haute 41a. Ainsi, dès que le sarcophage a été descendu sur l'épave et repose sur le sol, il ne repose que sur ses poteaux d'angle 40, ce qui lui confère une assise quasi-isostatique. A ce stade, la flottabilité étant toujours maximale au niveau des compartiments et flotteurs additionnels, le poids apparent de la structure est faible et ladite structure est capable de résister. Le ROV intervient alors sur chacune des jambes et actionne les verrous 42 pour libérer les poteaux qui, de par leur poids propre, passent de la position rétractée haute 41a à la position déployée basse 41b ; le ROV actionne alors à nouveau les verrous 42 de manière à rendre solidaires lesdits poteaux de ladite structure de sarcophage. En actionnant ainsi chacun des poteaux pour les faire passer de la position rétractée à la position déployée et en les verrouillant dans cette position, on améliore radicalement l'assise de la structure du sarcophage, et ce, quelque soit la nature du sol et les obstacles présents sous chacun desdits poteaux. On évite ainsi que certains poteaux restent en l'air alors que, sur d'autres, se concentre une trop grand portion de la charge globale, risquant de conduire à des endommagements importants voire à la ruine de l'ouvrage. Cette disposition permet ainsi d'avoir un appui quasi-isostatique sur toute la surface par l'intermédiaire d'un nombre considérable de poteaux et ce, quelque soit la nature du sol et des obstacles rencontrés. Une fois tous les poteaux déployés, on peut purger tous les compartiments de leur flottabilité propre et la structure présente alors un poids maximal et repose en sécurité sur un sol qui peut être fortement non uniforme. On a décrit les compartiments de flottabilité avec un orifice supérieur et un orifice inférieur équipés d'une vanne d'isolation, mais on reste dans l'esprit de l'invention si l'on considère des compartiments dont la partie basse reste ouverte, le fluide de flottabilité restant en place par la simple différence de densité.
Dans le cas de compartiment de flottabilité comportant un orifice inférieur équipé d'une vanne, on préférera garder lesdites vannes fermées pendant les phases de remorquage vers le site, mais on les ouvrira avantageusement pendant la phase de descente vers la fond, de manière à ce que les variations de volume du fluide de flottabilité dues à la pression et à la température ambiante, n'engendrent pas des déformations inacceptables de la structure desdits compartiments, risquant alors d'endommager la structure du sarcophage.
On installe avantageusement des ouvertures carrées de 2 ou 3 m de largeur à mi-hauteur des parois latérales 2, 2a, 2b, 2-ι, de manière à faciliter l'accès des ROV 22 pour les interventions précédemment citées. Ces ouvertures sont avantageusement fermées, en temps normal, par un volet rabattant articulé et verrouillé de manière étanche, afin d'éviter toute perte de produits polluants en provenance de l'épave.
Sur les figures 11a à 11d et 12 est représenté un réservoir navette 32 du type servant à récupérer des effluents depuis une épave au fond de la mer par descente et remontée dudit réservoir-navette respectivement vide et plein entre la surface et le fond de la mer. Le réservoir-navette 31 est constitué d'une paroi latérale 34 souple et étanche, par exemple en tissus plastifié armé à forte résistance, solidaire dans la partie haute d'un dôme 3 à section horizontale circulaire et à profil en section vertical en forme d'obus réalisé dans un matériau résistant et rigide, de préférence en matériau composite, et solidaire dans la partie basse d'un fond 35, plan, plein, résistant et rigide, de préférence circulaire, lui aussi de préférence en matériau composite, de manière à représenter un poids apparent dans l'eau minimal, tout en garantissant une rigidité et une résistance extrême. Ledit fond 5 est percé en son centre d'un orifice principal 35ι et est équipé d'une vanne, de préférence à passage intégral, par exemple de type à guillotine, cette dernière étant équipée d'une bride. Un orifice complémentaire latéral de diamètre plus faible est muni d'une vanne 352, permettant ainsi les échanges d'eau de mer entre l'intérieur du réservoir navette et le milieu marin, et en particulier lors du remplissage du réservoir par le pétrole, à l'eau de mer de s'<
Le dôme 33 et le fond 35 peuvent présenter un diamètre de 5 à 10 m, le dôme 3 une hauteur de 2 à 5 m et la paroi latérale 4, une fois dépliée, une hauteur de 10 à 50 m.
On ajuste avantageusement le poids apparent dans l'eau du réservoir navette 32 en intégrant dans la partie la plus haute du dôme 3, de la flottabilité, par exemple de la mousse syntactique 3ι, constituée de microsphères de verre enrobées dans des résines époxy, polyuréthanne ou autres.
Ainsi, le réservoir navette 32 est descendu vers l'épave ou cuve 6, ou encore vers un sarcophage 1 posé au-dessus d'une dite épave ou cuve, en position ramassée, et présente un poids apparent dans l'eau très faible et qui peut être ajusté en positif comme en négatif, ce qui facilite son installation directement par un ROV (sous-marin automatique piloté depuis la surface et muni de bras manipulateurs).
La figure 11a illustre la remontée du réservoir navette 32 est contrôlée par un câble de liaison 12 dont une partie de sa portion inférieure 13 est alourdie, par exemple, par des blocs métalliques 31 solidarisés audit câble 30 par un sertissage en 311 en chapelet comme des perles sur un câble.
Telles que représentées sur la figure 11d, ces perles 31 ont un corps central cylindrique prismatique ou de révolution et, des extrémités tronconiques telles que lorsque l'on courbe le câble, lesdites extrémités tronconiques des deux perles adjacentes viennent alors en butée l'une contre l'autre en 312, limitant ainsi le rayon de courbure local à une valeur supérieure à RQ. Ainsi, le câble de liaison 12 étant accroché au réservoir navette 2 sur le dit premier point d'attache 36 en partie basse du réservoir, descend vers le bas puis s'écarte en arc de cercle de rayon Rυ, pour remonter enfin verticalement ou en configuration de chaînette à une distance d'environ au moins 2R0 de la paroi latérale 4 dudit réservoir navette, évitant ainsi tout contact mécanique lors de la remontée, ce qui permet d'éviter de l'endommager par frottement.
Sur la figure 11a, la flottabilité du réservoir navette rempli d'hydrocarbures Fv , qui correspond à la poussée d'Archimède s'exerçant sur le réservoir et sa cargaison, est compensée par le poids du câble jusqu'au point de fangence horizontale correspondant à la perle 311 , additionné du poids des perles 31g entre le réservoir et la perle 31 i la plus basse, c'est à dire 8.5 perles sur la figure 11a, le poids de l'ensemble Pe correspondant alors à un équilibre du système.
A titre d'exemple pour illustrer la figure 11a, le réservoir navette d'un volume de 250 m3 d'un pétrole de masse volumique 1011 kg/m3, dans une eau de mer à 3°C de masse volumique 1045 kg/m3, possède une flottabilité d'environ 8.5 tonnes.
Chacune des perles du, dispositif d'équilibrage 30-31 a alors un poids dans l'eau d'environ 1 tonne.
Sur la figure 11 b, l'extrémité supérieure du câble de liaison 12, reliée à un treuil installé à bord d'un navire de surface (non représenté) est relevée, ce qui a pour effet d'amener la perle 31 g de la figure 11 en position horizontale basse, réduisant de ce fait le nombre de perles pesant sous le réservoir à 6.5 perles, le poids d'ensemble s'opposant à la poussée Fv étant alors réduit à P-. La résultante Fv + P- est alors positive vers le haut et le réservoir navette peut remonter jusqu'à ce que l'équilibre des forces de la figure 10 soit atteint.
De même, dans la figure 11c, l'extrémité supérieure du câble de liaison 12 est dévirée, ce qui a pour effet d'amener la perle 31k en position horizontale basse, augmentant de ce fait le nombre de perles pesant sous le réservoir à 10.5 perles, le poids d'ensemble étant alors égal à P+. La résultante Fv + P+ est alors positive vers le bas et le réservoir navette peut redescendre jusqu'à ce que l'équilibre des forces de la figure 11 a soit atteint.
Ainsi, le dispositif de stabilisation selon l'invention présente un effet stabilisateur pour la remontée du réservoir navette. Lorsque le navire de surface bouge de manière excessive sous l'effet de la houle ou s'écarte de la verticale de la position du réservoir navette, les mouvements n'ont d'effet instantané que sur la zone des perles entourant les perles 31 g à 31k, la perle 31 i correspondant à la valeur moyenne des oscillations.
Ainsi, pour contrôler la remontée du réservoir navette 32, il suffit d'enrouler le câble de liaison sur le treuil situé à bord du navire de surface 20 à une vitesse compatible avec la remontée naturelle de ladite navette, ladite navette cherchant toujours naturellement à reprendre sa position d'équilibre illustrée sur la figure 11 a. En cas de difficultés, il suffit de ralentir ou de stopper l'enroulement sur le treuil, le réservoir navette retrouvant alors de manière quasi immédiate sa position d'équilibre, en attendant un nouveau mouvement du treuil.
La figure 12 représente un réservoir navette 32 installé à la verticale d'un dispositif d'évacuation 9 équipé d'une vanne prévue sur la paroi supérieure d'un sarcophage 1 auquel il est relié par une liaison 50. Lorsque la vanne est en position ouverte, elle laisse passer du pétrole brut accumulé dans ledit sarcophage après s'être écoulé des cuves du navire 6. Ainsi, il peut être recueilli dans le réservoir navette, lequel peut remonter en surface une fois rempli et rupture du lien 50, la remontée en surface se faisant sous le contrôle d'un dispositif de stabilisation et de contrôle des remontée et de descente selon l'invention. Le sarcophage 1 est équipé d'un dispositif de stabilisation et de contrôle selon l'invention avec des éléments de liaison 12 constitués de câbles dont la portion inférieure comprend des blocs métalliques 31 en chapelet.
On a décrit le dispositif de contrôle de la descente ou de la remontée d'une structure lourde ou massive comme étant constitué soit d'un câble muni de blocs ou perles serties sur ledit câble, soit de chaîne à maillons modifiés de manière à créer par simple butée entre maillons, le rayon de courbure minimum Ro . Mais, on reste dans l'esprit de l'invention si ladite portion alourdie desdits éléments de liaison est constituée d'un chapelet de barres alourdies articulées entre elles, de telle manière que la déformation du chapelet de barres articulées crée le déséquilibre de charge, P+ ou P- par rapport à la charge d'équilibre Pe, tel que décrit précédemment en regard des figures 11a, 11 b et 11c, lesdites barres présentant avantageusement, au niveau des articulations, des butées mécaniques qui permettent de limiter la courbure à une valeur minimale R0.
Sur la figure 13, on a représenté une structure lourde consistant dans un dispositif 1 de pose et d'ancrage d'une embase 52 sur la paroi 54 d'une cuve et/ou d'une épave au fond de la mer. Ce dispositif 1 comprend une structure support 54 constituée d'un bâti mécano soudé parallélépipédique supportant lui-même :
- un corps de forage 54ι comprenant des moyens permettant d'actionner en translation et en rotation une scie cloche 55 qui, à travers une ouverture correspondante prévue dans ladite embase, permet de percer un grand orifice dans ladite paroi 6 de manière à permettre l'évacuation d'un fluide contenu dans ladite cuve, et
- des chariots latéraux 56 comprenant des moyens permettant d'actionner en translation et en rotation des scies cloches 57 aptes à percer des trous dans ladite paroi 6 pour ancrer l'embase 52 sur ladite paroi, les scies cloches 57 se déplaçant à travers des orifices 58 de ladite embase.
La figure 13 représente la descente d'une structure 1 consistant dans un dispositif d'ancrage et perçage contrôlé par une chaîne de stabilisation 12,13 selon l'invention et un élément de flottabilité 19. La partie inférieure gauche de l'embase 52 est représentée en coupe pour visualiser les moyens de coupe 57 à l'intérieur d'un orifice 58 prévu dans ladite embase. .
Le dispositif 1 est suspendu par un lien 59 à un élément de flottabilité 19. Un élément de liaison 12 du type câble avec une portion inférieure 13 comportant des blocs alourdissants 31 disposés en chapelet comme mentionné ci-dessus, qui s'étend depuis un support flottant en surface jusqu'au niveau d'un élément d'accrochage 36 à la base de l'élément de flottabilité 19, permet de contrôler la vitesse de descente et de remontée du dispositif 1 et de le stabiliser le cas échéant à proximité de la paroi 6, conformément à la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de stabilisation ou de contrôle de la descente ou remontée d'une structure (1, 32) entre la surface (15) et le fond (7) de la mer, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément de liaison du type câble ou chaîne (12) dont : a une première extrémité est reliée à un treuil (12ι) à bord d'un support flottant ou navire (20a, 20b) en surface, sur lequel treuil elle est enroulée, et β une deuxième extrémité est reliée à un élément d'accrochage (10, 36) sur ladite structure (1 , 32), ou sur au moins un premier élément de flottabilité (19) relié à ladite structure, et a la longueur dudit élément de liaison (12) est telle que ledit treuil (12ι) est apte à enrouler ou dérouler ladite première extrémité dudit élément de liaison (12), de sorte qu'une portion inférieure (13) dudit élément de liaison (12) puisse pendre au dessous dudit élément d'accrochage (10, 36).
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux dits éléments de liaison (12), lesdits éléments d'accrochage (10,36) étant de préférence disposés symétriquement respectivement autour et sur la périphérie de ladite structure (1,32).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément de liaison (12) est constitué par un câble dont ladite portion inférieure (13) comprend des blocs alourdissants (31)_disposés en chapelet sur un dit câble, de préférence des blocs métalliques solidarisés audit câble par sertissage.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits blocs (31) présentent une forme telle que lorsque ladite portion inférieure (13) pendant dessous lesdits éléments d'accrochage adopte une forme courbe, deux dits blocs (30) disposés côte à côte sont aptes à venir en butée l'un contre l'autre limitant ainsi la courbure dudit câble
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la courbure dudit câble est limitée de manière à ce que le rayon de courbure minimale (Ro) desdits câbles au niveau de ladite portion inférieure (13) permette de maintenir une distance minimale (2xRo) entre ledit câble (12) et ladite structure (1 , 32) suffisante pour empêcher tout contact mécanique entre eux lors d'une dite descente ou remontée de ladite structure.
6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdits blocs (31) présentent une partie centrale cylindrique (31) encadrée par deux extrémités tronconiques (312) dont les axes correspondent à la direction dudit câble (12) lorsque celui-ci est disposé linéairement, deux blocs adjacents étant en contact au niveau desdites extrémités tronconiques le long d'une génératrice (312) desdites extrémités tronconiques dans les parties courbes de ladite portion inférieure (13).
7. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément de liaison comprend une chaîne dont ladite portion inférieure (13) comprend des maillons plus lourds que ceux du reste de la chaîne, et de préférence plus volumineux de manière à limiter la courbure éventuelle de la chaîne.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits premiers éléments de flottabilité (19) sont disposés au-dessus de ladite structure.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite structure comprend des seconds éléments de flottabilité (4, 33), de préférence intégrés dans la partie supérieure de ladite structure (1 , 32), de préférence encore intégrés au-dessus du ou desdits éléments d'accrochage (10, 36) de manière à ce que le centre de gravité de ladite structure et desdits premiers éléments de flottabilité soit situé dessous le centre de poussée s'exerçant sur l'ensemble de ladite structure (1) et desdits .premiers éléments de flottabilité (19).
10. Procédé de descente ou remontée ou stabilisation d'une structure (1 ,32) entre la surface (15) et le fond de la mer (7) à l'aide d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on réalise des étapes dans lesquelles on déroule ou enroule le(s)dit(s) élément(s) de liaison au niveau de leur(s) dite(s) première(s) extrémité(s) à l'aide de dit(s) treuil(s) (12ι) et on contrôle la vitesse de descente ou respectivement de remontée en régulant la vitesse de déroulement ou respectivement d'enroulement de(s)dit(s) élément(s) de liaison (12) au niveau de(s)dit(s) treuil(s) (12-0, de manière à régler la longueur de ladite portion inférieure (13) de(s)dit(s) élément(s) de liaison (12) pendant dessous le(s)dit(s) éléments d'accrochage (10, 36), la descente, la remontée ou la stabilisation de ladite structure étant obtenue lorsque respectivement, la somme du poids de la partie de la (ou les) dite(s) portion(s) inférieure(s) (13) du ou des élément(s) de liaison (12) entre d'une part, le(s)dit(s) point(s) d'attache au(x)dit(s) élément(s) d'accrochage (10, 36) et, d'autre part, le point le plus bas de la (ou des) dite(s) portion(s) inférieure(s) (13), additionné au poids de l'ensemble de ladite structure (1 ,32) et de(s)dit(s) premier(s) élément(s) de flottabilité (19), est respectivement supérieure, inférieure ou égale à la poussée d'Archimède s'exerçant sur ladite structure (1 ,32) et de(s)dit(s) premier(s) élément(s) de flottabilité (19).
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite structure est une structure rigide en acier, métal ou matériau synthétique composite renfermant au moins un, de préférence une pluralité de compartiments de flottabilité (4) aptes à être remplis d'un fluide plus léger que l'eau, équipés chacun d'au moins un orifice de remplissage (4-ι) et de préférence d'au moins un orifice d'évacuation (45), lesdits compartiments (4) étant de préférence répartis symétriquement dans ladite structure.
12. Procédé selon la revendication 10 ou 11 , caractérisé en ce que ladite structure est une structure massive constituée par un réceptacle (1) à base ouverte, en forme de chapeau, comprenant une paroi latérale périphérique (2, 2a, 2b, 2-ι) surmontée d'une paroi de plafond (3, 3a, 3b), apte à venir recouvrir entièrement une épave (6) d'un navire au fond de la mer (7) pour récupérer des effluents polluants (8) s'en échappant, ledit réceptacle comprenant au moins un orifice d'évacuation (9) desdits effluents contenus dans le volume intérieur dudit réceptacle; ledit orifice d'évacuation (9) étant situé de préférence au niveau du plafond (3, 3a, 3b) du réceptacle.
13. Procédé selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que ledit réceptacle est constitué comme une coque de navire renversée à doubles parois, comprenant une structure rigide en acier, métal ou matériau synthétique composite, lesdits compartiments étanches (4) étant définis par des espaces délimités par lesdites doubles parois et des éléments de structure (43, 46) réunissant les doubles parois (2, 2a, 2b, 2-ι, 3, 3a, 3b).
14. Procédé selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que la structure rigide des parois (2, 2a, 2b, 3, 3a, 3b) constitutives dudit réceptacle est constitué de poutres (24) métalliques ou en acier, assemblées entre elles et entre lesquelles sont incorporés des compartiments étanches (4), ladite structure étant recouverte, au moins sur une face, de préférence externe, par des toiles ou membranes étanches (21) fixées à ladite structure rigide de manière étanche, lesdits compartiments étanches constitués d'une enveloppe autonome fermée qui est incorporée à l'intérieur de ladite structure et rendue solidaire de cette dernière.
15. Procédé selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que la structure rigide des parois (2, 2a, 2b, 2ι, 3, 3a, 3b) du réceptacle, est réalisée en béton (26), de préférence du béton allégé par des billes d'argile, béton au sein duquel sont ménagés des volumes creux définissant lesdits compartiments étanches (4).
16. Procédé selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que ledit réceptacle (1) présente un plan axial vertical longitudinal de symétrie XOZ et il comprend :
- une paroi de plafond (3, 3a, 3b) comprenant deux parois longitudinales latérales (3a, 3b) inclinées par rapport audit plan axial vertical de symétrie dudit réceptacle, de manière à former en section transversale YOZ un V reversé, et - une paroi latérale (2) comprenant :
• deux parois latérales longitudinales (2a, 2b) verticales ou inclinées par rapport audit plan axial vertical de symétrie (XOZ), chacune étant contiguë à une dite paroi longitudinale de plafond (3a, 3b), et o deux parois transversales d'extrémité (2ι), verticales ou inclinées, de préférence symétriquement, par rapport à un plan transversal vertical de symétrie (YOZ).
17. Procédé selon l'une des revendications 11 à 16, caractérisé en ce que ledit réceptacle (1) comprend des piliers (40, 41) dont certains au moins de préférence sont rétractables (41), lesdits piliers étant aptes à supporter, de manière quasi-isostatique, ledit réceptacle reposant au fond de la mer par l'intermédiaire desdits piliers, ceux-ci étant le cas échéant déployés, avec de préférence la base ouverte dudit réceptacle en position sensiblement horizontale.
18. Procédé selon l'une des revendications 10 à 17, caractérisé en ce que ladite structure est équipée à l'extérieur :
- d'éléments d'accrochage (10, 10a-10b, 14ι) permettant d'y accrocher des câbles (12, 14) ou des chaînes (13) permettant la descente de ladite structure depuis la surface (15), et sa mise en place et , le cas échéant, on ancrage (15ι, 152) au fond de la mer (7), et
- de préférence des propulseurs (16), de préférence encore des propulseurs orientables, permettant le déplacement de ladite structure dans une direction horizontale pour le positionner au-dessus de ladite épave (6).
19. Procédé selon l'une des revendications 10 à 18, caractérisé en ce qu'on réalise les étapes successives dans lesquelles :
1) on remplit totalement ou partiellement desdits compartiments étanches (4) avec un fluide, de préférence plus léger que l'eau de mer, et on adapte le taux de remplissage desdits compartiments étanches (A) de manière à positionner ladite structure (1) en équilibre en immersion à proximité de' la surface, et 2) on descend ladite structure (1) en position voulue à l'aide d'un dispositif de contrôle de descente selon 'lune des revendications 1 à 9, de manière à réguler la vitesse de descente du réceptacle et assurer l'équilibrage de la base ouverte de ladite structu re sensiblement horizontal pendant la
3) lorsque ladite structure (1) est en place à la profondeur voulue, on vidange lesdits compartiments étanches (4) remplis d'un fluide plus léger que l'eau de mer, et on remplit simultanément lesdits compartiments étanches avec de l'eau de mer.
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que
- à l'étape 1), on apporte de la flottabilité supplémentaire à ladite structure à l'aide de dits premiers éléments de flottabilité (19) consistant dans des flotteurs additionnels (19) reliés audit réceptacle, et
- à l'étape 3), lorsque ladite structure est en position voulue, on décroche lesdits flotteurs additionnels (19).
21. Procédé selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce qu'après l'étape 1) et avant l'étape 2), lorsque ladite structure (1) arrive en position voulue, on réduit les longueurs desdit(e)s câbles (ou chaînes) lourd(e)s (12) pendant(e)s dessous lesdits éléments d'accrochage (10, 10a, 10b) et supporté(e)s par la dite structure,de manière à stabiliser ladite structure (1) en suspension, et
- le cas échéant, on réalise l'ancrage (14, 15ι-152) de ladite structure (1) au fond de la mer (7), puis
- on descend complètement lesdit(e)s câbles (ou chaînes) lourd(e)s (12) pour que l'intégralité de leur poids participe à la stabilisation de ladite structure.
22. Procédé selon l'une des revendications 19 à 21 , caractérisé en ce que ladite structure est un dit réceptacle et comporte des piliers (40, 41), dont certains au moins sont de préférence rétractables (41), et on déploie le cas échéant lesdits piliers rétractables (41) de manière à ce que ledit réceptacle (1) repose au fond de la mer sur chacun desdits piliers de manière quasi- isostatique et, de préférence, avec la base ouverte dudit réceptacle en position sensiblement horizontale.
23. Procédé selon l'une des revendications 19 à 22, caractérisé en ce qu'on positionne le réceptacle (1) dans l'axe au-dessus de l'épave (6) par mise en action de propulseurs (16) montés à l'extérieur du réceptacle (1) et répartis de préférence symétriquement sur sa périphérie.
24. Procédé selon l'une des revendications 19 à 23, caractérisé en ce que le fluide plus léger que l'eau de mer de remplissage desdits compartiments étanches (4) est du gazole, de l'huile, de l'eau douce ou un gaz liquéfié plus léger que l'eau de mer tel que du propane, du butane ou de l'ammoniac.
25. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce que
- à l'étape 1), on remplit lesdits compartiments étanches (4) à l'aide d'un premier fluide plus léger que l'eau de mer et
- à l'étape 2), on descend ladite structure (1) jusqu'à une profondeur de 30 à 60 mètres correspondant à une pression de 3 à 6 bars à laquelle on injecte un gaz liquéfié sous pression plus léger que l'eau de mer dans lesdits compartiments étanches (4) puis un navire gazier (31 ) en surface.
26. Procédé selon l'une des revendications 19 à 25, caractérisé en ce que ladite structure est un dit réceptacle et on remplit une partie du volume intérieur dudit réceptacle (1) délimitée en partie haute par le plafond (3, 3a, 3b) dudit réceptacle (1) et en partie basse par une toile ou membrane (21) tendue entre lesdites parois latérales (2, 2a, 2b, 2-j) dudit réceptacle, avec un fluide plus léger que l'eau de mer, de préférence de l'eau douce, de manière à créer une flottabilité complémentaire pendant le remorquage du réceptacle en surface et/ou pendant la descente du réceptacle jusqu'au fond de la mer, et
- lorsque ledit réceptacle est proche du fond de la mer (7), on dégage ladite toile ou membrane (21) et on pose ledit réceptacle sur le fond de la mer (7) au-dessus de l'épave (6), préférence par l'intermédiaire desdits piliers (40, 41) le cas échéant déployés, et on évacue ledit fluide plus léger que l'eau de mer à l'intérieur du réceptacle par ledit orifice supérieur d'évacuation (9) lorsque ledit réceptacle est proche du fond de la mer (7)
27. Procédé de récupération des effluents polluants plus légers que l'eau de mer, contenus dans les cuves d'une épave de navire (6) reposant au fond de la mer (7) dans lequel :
1) on met en place un dit réceptacle selon un procédé de l'une des revendications 19 à 26, et
2) on recueille les effluents récupérés à l'intérieur dudit réceptacle (1) en évacuant par ledit orifice supérieur d'évacuation (9).
28. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'à l'étape 2) on réalise les étapes dans lesquelles
- on descend à vide un dit réservoir navette, et
- on positionne ledit réservoir navette (32) au-dessus dudit réceptacle (1) de façon à ce que son orifice inférieur ouvert soit juste au-dessus dudit orifice d'évacuation (9) dudit réceptacle, et
- de préférence on arrime ledit réservoir navette (32) audit réceptacle (1), et
- on évacue les effluents (8) dans ledit réservoir navette, et
- une fois rempli, on désolidarise ledit réservoir (32) dudit réceptacle (1) et on remonte ledit réservoir rempli d'effluents en surface.
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