WO2015063104A1 - Structure de transport et d'installation d'au moins un ensemble structurel dans une étendue d'eau, installation et procédé associés - Google Patents

Structure de transport et d'installation d'au moins un ensemble structurel dans une étendue d'eau, installation et procédé associés Download PDF

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WO2015063104A1
WO2015063104A1 PCT/EP2014/073147 EP2014073147W WO2015063104A1 WO 2015063104 A1 WO2015063104 A1 WO 2015063104A1 EP 2014073147 W EP2014073147 W EP 2014073147W WO 2015063104 A1 WO2015063104 A1 WO 2015063104A1
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WO
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leg
assembly
beams
structural assembly
initial support
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/073147
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English (en)
Inventor
Pierre Armand THOMAS
Original Assignee
Technip France
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/003—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for for transporting very large loads, e.g. offshore structure modules
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/40—Arrangements or methods specially adapted for transporting wind motor components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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    • F05B2230/60—Assembly methods
    • F05B2230/61—Assembly methods using auxiliary equipment for lifting or holding
    • F05B2230/6102—Assembly methods using auxiliary equipment for lifting or holding carried on a floating platform
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a structure for transporting and installing at least one structural assembly in a body of water, comprising:
  • U-shaped floating hull provided with two opposite lateral branches extending parallel to a central axis, and, for each branch, at least one leg movable vertically with respect to the branch, and a mechanism for vertical displacement of the leg .
  • Such a structure is intended in particular to install in a body of water marine assemblies with a significant footprint, such as wind turbines.
  • the structure is intended to install packages of significant weight, for example greater than 1000 tons, up to 1200 tons, at large depths, for example greater than 1000 m, and in particular up to 2500 m.
  • the installation of wind turbines at sea consists in laying and fixing on the seabed a base, and then bringing, usually by a transport ship, the components of the wind turbine, ie the mast carrying the nacelle and the blades.
  • the mast carrying the nacelle and the blades is placed on the base according to different methods.
  • One known method is to transport the mast in a vertical position and suspend the mast to a lifting system, such as a crane supported by a ship, and then gradually lower the mast by the crane to engage its lower end in the base.
  • a lifting system such as a crane supported by a ship
  • Another known method consists in transporting the mast equipped with its nacelle and its blades in a horizontal position on a ship, then in tilting the mast in vertical position and progressively lowering the mast by a guide column in order to engage its lower end. in the base.
  • the mast during its gradual descent is carried by a ship that is subject to the movement of the swell, so that the mast oscillates which forces to maintain its lower end to engage in the base.
  • the mast Once its lower end engaged in the base, the mast always undergoes the movements of the ship which can induce significant efforts or stresses in the base and the buckling of the mast as the mast is connected to the ship.
  • the patent application WO2009 / 153530 describes a wind turbine laying structure, which significantly simplifies laying operations.
  • arms deployable from the U-shaped hull branches grip the mast of the wind turbine, allowing its transport and its removal on a support at sea.
  • Such a structure can be further improved, especially for the installation of large wind turbines, likely to cause significant torsional forces on the hull floats, or for the installation of packages of significant weight.
  • An object of the invention is therefore to provide a transport and installation structure that is suitable for the simple and fast installation of marine assemblies of height and / or significant masses.
  • the subject of the invention is a structure of the aforementioned type, characterized in that the structure comprises:
  • At least one filiform element for suspending the leg structural element extending between an upper point carried by the leg and a lower point for catching on the structural element below the upper point;
  • an upper stiffening assembly comprising at least two opposite beams, each beam being carried by a leg, the upper stiffening assembly comprising a beam connecting mechanism, suitable for connecting the beams to stiffen the beam; structure transversely to the central axis and maintain substantially constant spacing between the legs facing.
  • the structure according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination:
  • each beam is movable between a retracted position of rest and a horizontal position of connection with an opposite beam;
  • the beams delimit a passing through passage of the structural assembly
  • the upper stiffening assembly comprises a damping assembly of the movements of the structural assembly in the through passage
  • the damping assembly comprises, for each beam:
  • the longitudinal damping element advantageously comprising a jack and a jaw
  • At least one transverse damping element advantageously comprising an elastically deformable member
  • each beam is connected to the leg that carries it near an upper end of the leg;
  • the adjustable mechanism for connecting the beams comprises at least one connecting element mounted between the beams, at least one beam delimiting a housing for receiving the connecting element, the adjustable mechanism comprising at least one immobilizing element of the beam; connecting element in the housing of the beam;
  • the connecting element is formed by a bar with holes, each immobilization element being formed by a pin inserted into a hole of the bar;
  • the closing latch is prestressed
  • the link mechanism of the beams is adjustable in width.
  • the invention also relates to an installation installation installation of a structural assembly comprising:
  • the initial support being intended to be positioned in the intermediate space between the branches of the U-shaped shell.
  • the laying installation according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination:
  • the structure comprises a lower door fixed between the branches away from each leg to close the U-shaped shell, the lower door having two opposite door sections, adapted to be moved from an open insertion position of the support initially in the intermediate space to a closed position in which they are connected to each other by a closing latch, the door being disposed on the shell at a height allowing the extraction of the initial support from the intermediate space by holding the door lower in its closed position;
  • the structural assembly is a wind turbine or a package intended to be placed on the bottom of the body of water.
  • the invention also relates to a method for installing a structural assembly comprising the following steps:
  • the method according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
  • the structure comprises a lower door fixed between the branches away from each leg to close the U-shaped shell, the lower door having two opposite door sections, adapted to be moved from an open insertion position of the support initially in the intermediate space to a closed position in which they are interconnected by a closing latch,
  • the method comprising the passage of the lower door in its closed position before the withdrawal of the initial support from the intermediate space, the lower door being held in its closed position during removal of the initial support.
  • FIG. 1 is a top view of a first structure according to the invention, for the transport and installation of a structural assembly formed by a wind turbine;
  • FIG. 2 is a front view of the structure of Figure 1, during an initial phase of positioning around the structural assembly, the upper stiffening assembly being disassembled;
  • Figure 3 is a view similar to Figure 2, during a seizure phase of the structural assembly, the upper stiffening assembly being assembled;
  • FIG. 4 is a sectional view along a transverse plane of Figure 1, during a phase of implementation of the structural assembly;
  • FIG. 5 is a partial vertical sectional view of the mechanism of movement of a leg of the structure
  • FIG. 6 is a sectional view along line VI - VI of Figure 5;
  • FIG. 7 is a schematic vertical sectional view of the locking mechanism of a shuttle on a leg of the structure according to the invention.
  • FIG. 8 is a top view of a first beam of the stiffening assembly;
  • FIG. 9 is a view taken in partial section along the plane IX - IX of FIG.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a prestressed closure latch of the door of the structure of FIG. 2;
  • Figure 1 1 is a view similar to Figure 3 of a second structure according to the invention for laying a package in a body of water.
  • FIGS. 1 to 10 A first structure 10 for transporting and installing at least one structural assembly 12 in a body of water 14 is illustrated in FIGS. 1 to 10.
  • the body of water 14 is for example a sea, an ocean, a lake, or a river.
  • the structural assembly 12 is intended to be placed in the body of water 14 at an installation site.
  • the structural assembly 12 is a wind turbine intended to protrude above the surface of the body of water 14.
  • the structural assembly 12 comprises, in this example, a mast 16, visible in FIG. 2, and a nacelle 18 carried by the mast 16, enclosing an electricity generating generator (not shown) driven by blades 20.
  • the mast 16 is intended to be fixed, for example by fitting, on a receiving base (not shown) present in the body of water 14.
  • the structure 10 comprises a floating hull 30, an assembly 32 for gripping and moving the structural assembly 12, carried by the floating hull 30, and a lower door 34 for closing the floating hull 30.
  • the structure 10 further comprises a superior stiffening assembly 36.
  • the floating hull 30 has a shape of U. It has two parallel and opposite lateral branches 40, connected to each other by an end crossbar 42.
  • the two lateral branches 40 are formed by two floats extending parallel to one another and forming between them a free intermediate space 44 of central axis A-A 'in FIG.
  • the cross member 42 connects the lateral branches 40 at their free ends facing.
  • the intermediate space 44 opens axially opposite the cross member 42.
  • the cross member 42 comprises a lattice of tubes interconnected by longitudinal elements.
  • the lateral branches 40 of the shell 30 are advantageously displaceable by sliding relative to each other, transversely with respect to the axis AA 'on the crosspiece 42, so as to adjust their spacing, as will be seen later.
  • each lateral branch 40 advantageously carries a movement mechanism on the cross member 42 formed for example by a set comprising guide rails and a rack-and-pinion system, not shown, and of known type.
  • the displacement mechanism is equipped with a locking device, not shown, on the crosspiece 42, so as to maintain the spacing between these two lateral branches 40 constant and determined.
  • the gripping and displacement assembly 32 comprises at least one pair of legs 50 movable vertically with respect to the shell 30, and for each leg 50, a supporting frame 52, a mechanism 54 for vertical displacement (visible in FIG. 6) , and advantageously, a shuttle 56 adapted to be releasably attached to the leg 50.
  • the capture and displacement assembly 32 further comprises a plurality of filiform elements 57 for suspending the structural assembly 12 from the legs 50.
  • the gripping and displacement assembly 32 comprises six legs 50 arranged in pairs on each lateral branch 40 of the shell 30.
  • Each of the legs 50 has for example a triangular section as shown in the figures, or a square or circular section.
  • each leg 50 comprises, in a conventional manner, a plurality of vertical members 58 interconnected by a lattice of metal beams 60 or by solid legs. Each leg 50 is associated with a vertical movement mechanism 54.
  • each leg 50 is much greater than the height of the shell 30.
  • the height of each leg 50 is thus greater than at least 10 times the maximum height of the hull 30.
  • the mechanism 54 is housed in the supporting framework 52 receiving the leg 50, also called “jack-house”, which is fixedly supported by the shell 30.
  • the displacement mechanism 54 of each leg 50 comprises, on the one hand, two opposite plates 62 each carried by a rib 58 of the corresponding leg 30 and each having on each lateral face a series of teeth 64 forming, on the two ribs 58, a double rack.
  • the displacement mechanism 54 also comprises several sets 66 distributed on either side of each plate 24, according to the height thereof.
  • Each set 66 comprises a geared motor 68 driving a pinion 70 which meshes with a series of teeth 64 of the corresponding plate 62.
  • the two series of teeth 64 of each plate 62 are associated with six pinions 70 each rotated by a geared motor unit 68.
  • each leg 50 is movable vertically through the shell 30 in a supporting frame 52, between a lower position, wherein the height of the leg 50 protruding above the shell 30 is much lower than the height of the leg protruding below the shell 30, and an upper position, wherein the height of the leg 50 projecting above the shell 30 is much greater than the height of the leg 50 projecting below the shell 30.
  • the gripping and displacement assembly 32 comprises, associated with each of the legs 50, a shuttle 56 which is displaceable by the corresponding leg 50 between a low position resting on the hull 30 in buoyancy, as shown in FIG. and a high position.
  • the shuttles 56 associated with the legs 50 are moved together with the legs 20.
  • each shuttle 56 has a vertical leg 80 extending substantially parallel to the ribs 58 of the corresponding leg, and an upper plate 82.
  • the vertical leg 80 has, at its lower end, a horizontal support plate 84.
  • the plate 82 has an opening having a section of complementary shape to the cross section of the corresponding leg 50 and, in this case, a triangular section.
  • the plate 82 is connected to the sole 84 by stiffening beams (not shown).
  • Each shuttle 56 is provided with locking means 86 on the corresponding leg 50 and / or a set of small beams (not shown) located on the upper part of the shuttle 56 which are displaced by sliding towards the inside of the shuttle. 56 and the leg 50 This allows, by raising the leg 50 upwards, to cause the corresponding shuttle 56.
  • the locking means 86 shown in greater detail in FIG. 7 are formed by at least one counter-rack 88 and, preferably, by at least one counter-rack 88 for each plate 82.
  • the counter-rack 88 is displaceable by at least one actuating member 90 and, preferably, by two actuating members 90 constituted for example by hydraulic or pneumatic cylinders in order to move the counter-rack 88 between a retracted position and a blocking position engaged on one of the series of teeth 64 of the corresponding leg 50.
  • the counter-rack 88 and the actuating members 90 are carried by the plate 82 of each shuttle 56.
  • the gripping and displacement assembly 32 also comprises, at each leg 50, means (not shown) for guiding the corresponding shuttle 56 between the respectively low and high positions.
  • the upper stiffening assembly 36 comprises, for each pair of legs 50 opposite, at least two opposite transverse beams 100, each carried by a respective leg 50, and an adjustable and dismountable mechanism 102 for connecting the beams 100 between them, visible in Figures 7 and 8.
  • the upper assembly 36 further comprises a mechanism 104 for moving each beam 100 between a retracted position, visible for example in Figure 2, and a horizontal position of connection with the beam 100 opposite, represented in FIG.
  • the opposite transverse beams 100 in their horizontal position are able to surround on both sides the structural assembly 12.
  • the upper assembly 36 then comprises a damping assembly 106 of the movements of the structural assembly 12 disposed between the beams 100 around the structural assembly 12.
  • each beam 100 comprises two lateral uprights 108 connected to each other by crosspieces 1 10.
  • the side uprights 108 and a cross member 1 10 define between them a receiving space 1 12 of the damping assembly 106, advantageously U-shaped, opening at the free end of the transverse beam 100.
  • each upright 108 internally defines a housing 1 14 for receiving the adjustable mechanism 102, opening at the free end of the transverse beam 100.
  • Each beam 100 thus extends transversely with respect to the central axis A-A ', between an assembled end on the leg 50 receiving the beam 100 and a free end intended to be connected to the free end of a beam. 100 opposite through the link mechanism 102.
  • each beam 100 is articulated on the leg 50 in the vicinity of the upper end of the leg 50 to be rotatably mounted. around an axis CC substantially parallel to the axis A-A ', between the retracted position and the horizontal position.
  • the beam 100 in the retracted position, extends substantially parallel to the leg 50.
  • the beam 100 extends perpendicular to the leg 50, along an axis B-B 'perpendicular to the central axis A-A'.
  • the connecting mechanism 102 comprises at least one connecting element 120, designed to removably connect the beams 100 opposite to each other, and at least one element 122 for immobilizing the element of link 120 with respect to the beams 100.
  • the connecting element 120 is formed by a bar with holes intended to be inserted between the beams 100, advantageously in the receiving recesses 1 14 defined at the end of the uprights 108.
  • the connecting element 120 comprises a first portion 124 intended to be inserted into a first beam 100, and a second portion 126 intended to be inserted into a second beam 100 opposite to the first beam 100.
  • first portion 124 and the second portion 126 are assembled together reversibly for example by a mechanism 128 mortise type mortise.
  • each portion 124, 126 of the connecting element defines a plurality of holes 130 spaced longitudinally from each other, for receiving at least one immobilizing element 122.
  • Each immobilizing element 122 is here formed by a pin 132 inserted vertically through the beam 100, to be received in a hole 130.
  • the mechanism 102 comprises at least two immobilization elements 122 in each beam 100, spaced along each beam 100.
  • the beams 100 When the connecting member 120 is inserted into the opposing beams 100, and each immobilizing member 122 is in place, the beams 100 are rigidly connected to each other. They are maintained in a horizontal position and define a rigid intermediate frame between the legs 50
  • the upper stiffening assembly 36 comprising the beams 100 and each connecting element 120 immobilized between the beams 100 then maintains a constant spacing between the legs 50 opposite, in the vicinity of the upper end of the legs 50.
  • This spacing is also adjustable in width, by introducing the immobilizing elements 122 into holes 130 suitably positioned among the holes 130 spaced longitudinally on each portion 124, 126.
  • the upper stiffening assembly 36 thus adapts easily to the adjustable spacing between the lateral branches 40 of the shell 30, while ensuring an effective maintenance of the spacing between the legs 50, in the vicinity of the upper ends of the legs 50 .
  • the damping assembly 106 comprises, for each beam 100, a longitudinal damping element 140, and, on either side of the longitudinal damping element 140, lateral elements amortization 142.
  • the longitudinal damping element 140 is housed in the reception space 1 12 defined at the free end of each beam 100.
  • it comprises a jaw 144 intended to be applied on the structural assembly 12, and a longitudinal jack 146 interposed between the jaw 144 and a cross member 1 10 of the beam 100.
  • the longitudinal member 140 is adapted to accommodate and damp the transverse displacements of the structural assembly 12 along the axis B-B '.
  • Each lateral element 142 is here formed by an elastically deformable body.
  • the lateral element 142 is wedged between a lateral edge of the jaw 144 and a post 108 of the beam 100.
  • the lateral members 142 are adapted to accommodate and damp the axial displacements of the structural assembly 12 along the axis A-A '.
  • the structural assembly 12 is substantially wedged between the beams 100, while preserving a possibility of displacement and damping between the beams, with two degrees of freedom.
  • the filiform suspension elements 57 are formed by slings, for example of polyolefin, in particular of polyethylene, or of metal.
  • each filamentary element 57 is stretched between an upper fixing point 150 on a leg 50 and a lower fixing point 152 on a base 154 of the structural element.
  • the gripping and displacement assembly 32 comprises at least two filiform elements 57 connecting the structural element 12 to two legs 50 facing each other, on the one hand and on the other. other of the structural element 12.
  • the gripping and displacement assembly 32 advantageously comprises additional filiform elements 57, for example four additional filiform elements 57 connecting the base 154 to the lateral branches. 40, as shown in Figure 1.
  • the filiform elements 57 advantageously take up the entire weight of the structural element 12.
  • the structural element 12 is thus able to be suspended from the legs 50 by means of the filiform elements 57, without resting on the upper assembly 36 of stiffening.
  • the lower door 34 is disposed at the open portion of the shell 30, that is to say opposite the cross 42.
  • the door 34 comprises two opposite door sections 160 which are each slidably movable on a lateral branch 40.
  • the two door sections 160 are movable between a remote open position, as shown in FIG. 2, in which they release the entrance of the structure 10 for the positioning of an initial support 200 of the structural element 12 such that a ship, a dock or a barge, and a closed position of the entrance of the structure 10, as shown in Figure 3, in which they are brought together and in contact with each other.
  • each side branch 40 of the shell 30 comprises a mechanism for moving each door section 160.
  • This mechanism is constituted for example by a set comprising guide rails and a rack-and-pinion system or any other means of type known.
  • the door 34 further comprises a latch 164 for closing the door sections 160, to hold the door 34 in a closed position under prestressing.
  • the latch 164 comprises an elastic block 170 for interposing between the edges facing the door sections 160, to be held under stress between the door sections 160 in their closed position.
  • the lock 164 opposes the lateral spacing or pivoting force of the branches 40, when the load generated by the weight of the structural assembly 12 is applied to the legs 50.
  • the door 34 is mounted on the side branches 40 at a height sufficient to allow the removal of the support 200 initially carrying the structural assembly 12 out of the space 44. while keeping the lower door 34 in its closed position.
  • the door sections 160 are mounted on intermediate structures 210 projecting from the lateral branches 40.
  • the door 34 can be closed before the weight of the structural assembly 12 is taken up by the legs 50, which guarantees a lower stiffening of the structure 10, opposite the crossbar 42, and in addition to the superior stiffening provided by the upper assembly 36.
  • the lower door 34 is kept closed during the withdrawal of the initial support 200 away from the intermediate space 44, regardless of the type of initial support 200, for example a dock, a barge, a ship .. .
  • the structural assembly 12 is assembled and / or placed on an initial support 200 formed for example by a dock, a barge, or a ship.
  • the structure 10 is brought opposite the initial support 200.
  • the door 34 is disposed in its open position.
  • the beams 100 are placed in their retracted position, and the adjustable link mechanism 102 between the beams 100 is disassembled.
  • the initial support 200 is then inserted into the free intermediate space 44 between the lateral branches 40.
  • a pair of legs 50 opposite is located on either side of the structural assembly 12.
  • each beam 100 is passed from its retracted position, shown in FIG. 2, to its horizontal connecting position, represented in FIG. 4.
  • each beam 100 are placed on either side of the structural assembly 12.
  • the structural assembly 12 is a wind turbine
  • the ends of each beam 100 are placed on either side the mast 16, under the nacelle 18, vertically away from the nacelle 18, without taking the weight of the mast 16.
  • the adjustable link mechanism 102 between the beams 100 is assembled.
  • at least one connecting element 120 advantageously two connecting elements 120 are mounted between the lateral uprights 108 of the beams.
  • the two connecting elements 120 are arranged parallel to each other, transversely with respect to the central axis A-A ', on either side of the structural assembly 12.
  • a first portion 124 of each connecting element 120 is inserted into a housing 114 at the end of a first beam 100, and a second portion 126 of each connecting element 120 is inserted into a housing 114 at the end. a second beam 100 opposite.
  • the immobilizing elements 122 are introduced through the uprights 108 and the holes 130 to immobilize each connecting element 120 with respect to the beams 100.
  • the adjustable mechanism 102 fits perfectly to the transverse spacing between the legs 50.
  • the transverse spacing between the legs 50 is fixed, on the one hand in the lower part of the structure 10 via the lower door 34 and on the other hand, in the upper part of the structure 10, through the upper stiffening assembly 36.
  • the structure 10 is therefore particularly stiffened, which allows it to develop increased operational capabilities, particularly in terms of size and weight of the structural assembly 12 that can be laid by the structure.
  • the damping assembly 106 is set up.
  • the cylinders 146 of each longitudinal damping element 140 are activated to apply the jaw 144 against the structural element 12.
  • each filamentary element 57 is fixed at an upper fixing point 150 on a leg 50 and at a lower attachment point 152 on the base 154 of the structural element 12.
  • the mechanism 54 for moving the legs 50 is activated to lift each leg 50 connected to the structural member 12.
  • the buoyancy of the hull 30 is increased.
  • the entire weight of the structural element 12 is then taken up by the filiform elements 57, then by the legs 50 and the shell 30 of the structure 10.
  • the presence of the closed lower door 34 and the upper stiffening assembly 36 balance the static moments created in the legs 50, significantly preventing the legs 50 from flaring under the weight of the structural member 12.
  • the rotation of the lateral branches 40 about a longitudinal axis is limited, or even prevented during the load transfer between the initial support 200 and the structure 10.
  • the damping assembly 106 softens the local accelerations of the structural assembly 12 during uplift, particularly when hull 30 movements occur.
  • the structure 10 is displaced in translation along the axis A-A 'relative to the initial support 200, to extract the initial support 200 out of the intermediate free space 44.
  • the structure 10 is then moved to the installation site of the structural assembly 12 in the body of water 14.
  • the legs 50 carrying the structural assembly 12 are lowered by the mechanism 54 and / or by a modification of the buoyancy of the shell 30, to put the structural assembly 12 on a receiving base present in the range of water 14.
  • the filiform elements 57 are then detached from the structural assembly 12.
  • the adjustable mechanism 102 is disassembled, and the beams 100 are moved to the retracted position.
  • the door 34 is then open, and the structure 10 moves in translation along the axis A-A 'to extract the structural element 12 out of the free intermediate space 44 between the lateral branches 40.
  • the structure 10 is able to carry and put successively several structural assemblies 12, for example between two and six successive structural assemblies 12.
  • the structure 10 is able to install a structural assembly 12 formed by a package 250.
  • the package 250 is carried by filiform elements 57 fixed on the one hand on the shuttles 56, and secondly on the package 250.
  • each filiform element 57 remains supported by a leg 50, via the shuttle 56.
  • the upper stiffening assembly 36 does not surround the package 250.
  • the structure 10 remains rigid, even for packages 250 of significant weight, thanks to the combined presence of the lower door 34, and the upper assembly 36 of stiffening.
  • the structure 10 according to the invention is therefore able to seize, transport, install and / or dismantle quickly and reliably structural assemblies 12 of significant weight and / or size.
  • the structural assembly 12 is a wind turbine, it is possible to install and test it on the ground, which limits the number of operations to be performed at sea.

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Abstract

Cette structure (10) comprend une coque (30) munie de deux branches (40) latérales et une jambe (50) déplaçable verticalement par rapport à la branche (40), et un mécanisme de déplacement vertical de la jambe (50). La structure (10) comporte : un élément filiforme (57) de suspension de l'élément structurel (12) à une jambe (50) et un ensemble supérieur (36) de rigidification, comportant au moins deux poutres opposées (100). Chaque poutre (100) est portée par une jambe (50). L'ensemble supérieur de rigidification (36) comporte un mécanisme réglable (102) de liaison des poutres, propre à raccorder les poutres.

Description

Structure de transport et d'installation d'au moins un ensemble structurel dans une étendue d'eau, installation et procédé associés
La présente invention concerne une structure de transport et d'installation d'au moins un ensemble structurel dans une étendue d'eau, comprenant :
- une coque flottante en forme de U munie de deux branches latérales opposées s'étendant parallèlement à un axe central, et, pour chaque branche, au moins une jambe déplaçable verticalement par rapport à la branche, et un mécanisme de déplacement vertical de la jambe.
Une telle structure est destinée notamment à installer dans une étendue d'eau des ensembles marins présentant un encombrement significatif, comme des éoliennes.
En variante, la structure est destinée à installer des colis de poids significatif, par exemple supérieur à 1000 tonnes, pouvant aller jusqu'à 1200 tonnes, à des profondeurs importantes, par exemple supérieures à 1000 m, et notamment pouvant aller jusqu'à 2500 m.
L'installation des éoliennes en mer consiste à poser et à fixer sur le fond marin un socle, puis à amener, le plus souvent par un navire de transport, les composants de l'éolienne, c'est à dire le mât portant la nacelle et les pales.
Le mât portant la nacelle et les pales est posé sur le socle selon différentes méthodes.
Une méthode connue consiste à transporter le mât en position verticale et à suspendre ce mât à un système de levage, comme par exemple une grue supportée par un navire, puis à descendre progressivement le mât par la grue pour engager son extrémité inférieure dans le socle.
Une autre méthode connue consiste à transporter le mât équipé de sa nacelle et de ses pales en position horizontale sur un navire, puis à basculer le mât en position verticale et à descendre progressivement le mât par une colonne de guidage afin d'engager son extrémité inférieure dans le socle.
Mais, ces méthodes connues présentent un inconvénient important.
En effet, le mât au cours de sa descente progressive est porté par un navire qui est sujet au mouvement de la houle, si bien que le mât oscille ce qui oblige à maintenir son extrémité inférieure pour l'engager dans le socle.
Une fois son extrémité inférieure engagée dans le socle, le mât subit toujours les mouvements du navire ce qui peut induire des efforts ou des contraintes importantes dans le socle et le flambement du mât tant que ce mât est relié au navire.
La demande de brevet WO2009/153530 décrit une structure de pose d'éoliennes, qui simplifie significativement les opérations de pose. Dans cette structure, des bras déployables à partir des branches de la coque en U saisissent le mat de l'éolienne, ce qui permet son transport et sa dépose sur un support en mer.
Une telle structure peut encore être améliorée, notamment pour la pose d'éoliennes de grandes tailles, susceptibles d'engendrer des efforts importants de torsion sur les flotteurs de la coque, ou encore pour la pose de colis de poids significatif.
Un but de l'invention est donc de fournir une structure de transport et d'installation qui soit adaptée à la pose simple et rapide d'ensembles marins de hauteur et/ou de masses significatives.
A cet effet, l'invention a pour objet une structure du type précité, caractérisée en ce que la structure comporte :
- au moins un élément filiforme de suspension de l'élément structurel à une jambe s'étendant entre un point supérieur porté par la jambe et un point inférieur destiné à s'accrocher sur l'élément structurel en dessous du point supérieur ;
- un ensemble supérieur de rigidification, l'ensemble supérieur de rigidification comportant au moins deux poutres opposées, chaque poutre étant portée par une jambe, l'ensemble supérieur de rigidification comportant un mécanisme de liaison des poutres, propre à raccorder les poutres pour rigidifier la structure transversalement par rapport à l'axe central et maintenir sensiblement constant l'écartement entre les jambes en regard.
La structure selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :
- chaque poutre est mobile entre une position escamotée de repos et une position horizontale de liaison avec une poutre opposée ;
- dans la position horizontale de liaison, les poutres délimitent un passage traversant de calage de l'ensemble structurel ;
- l'ensemble supérieur de rigidification comporte un ensemble d'amortissement des mouvements de l'ensemble structurel dans le passage traversant ;
- l'ensemble d'amortissement comprend, pour chaque poutre :
- un élément longitudinal d'amortissement s'étendant suivant un axe longitudinal de la poutre, l'élément longitudinal d'amortissement comportant avantageusement un vérin et une mâchoire,
- au moins un élément transversal d'amortissement, comportant avantageusement un organe déformable élastiquement ;
- chaque poutre est reliée à la jambe qui le porte au voisinage d'une extrémité supérieure de la jambe ; - le mécanisme réglable de liaison des poutres comporte au moins un élément de liaison rapporté entre les poutres, au moins une poutre délimitant un logement de réception de l'élément de liaison, le mécanisme réglable comportant au moins un élément d'immobilisation de l'élément de liaison dans le logement de la poutre ;
- l'élément de liaison est formé par une barre à trous, chaque élément d'immobilisation étant formé par une goupille insérée dans un trou de la barre ;
- elle comporte une porte inférieure fixée entre les branches à l'écart de chaque jambe pour fermer la coque en forme de U, la porte inférieure comportant deux tronçons de porte opposés raccordés entre eux par un verrou de fermeture ;
- le verrou de fermeture est précontraint ;
- le mécanisme de liaison des poutres est réglable en largeur.
L'invention a également pour objet une installation de pose de mise en place d'un ensemble structurel comportant :
- un support initial destiné à porter l'ensemble structurel ;
- une structure telle que définie plus haut, le support initial étant destiné à être positionné dans l'espace intermédiaire entre les branches de la coque en forme de U.
L'installation de pose selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :
- la structure comporte une porte inférieure fixée entre les branches à l'écart de chaque jambe pour fermer la coque en forme de U, la porte inférieure comportant deux tronçons de porte opposés, propres à être déplacés depuis une position ouverte d'insertion du support initial dans l'espace intermédiaire vers une position fermée dans laquelle ils sont raccordés entre eux par un verrou de fermeture, la porte étant disposée sur la coque à une hauteur permettant l'extraction du support initial hors de l'espace intermédiaire en maintenant la porte inférieure dans sa position fermée ;
- l'ensemble structurel est une éolienne ou un colis destiné à être posé sur le fond de l'étendue d'eau.
L'invention a aussi pour objet un procédé d'installation d'un ensemble structurel comportant les étapes suivantes :
- disposition de l'ensemble structurel sur un support initial ;
- amenée d'une structure telle que définie plus haut et placement du support initial entre les branches de la coque en forme de U ;
- assemblage du mécanisme réglable pour raccorder les poutres opposées et rigidifier la structure transversalement par rapport à l'axe central ; - transfert du poids de l'ensemble structurel du support initial à la coque en forme de U par l'intermédiaire du ou de chaque élément filiforme ;
- retrait du support initial hors de l'espace intermédiaire entre les branches de la coque en forme de U
- déplacement de l'ensemble structurel dans l'étendue d'eau par la structure.
Le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :
- la structure comporte une porte inférieure fixée entre les branches à l'écart de chaque jambe pour fermer la coque en forme de U, la porte inférieure comportant deux tronçons de porte opposés, propres à être déplacés depuis une position ouverte d'insertion du support initial dans l'espace intermédiaire vers une position fermée dans laquelle ils sont raccordés entre eux par un verrou de fermeture,
le procédé comportant le passage de la porte inférieure dans sa position fermée avant le retrait du support initial hors de l'espace intermédiaire, la porte inférieure étant maintenue dans sa position fermée lors du retrait du support initial.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexes, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue de dessus d'une première structure selon l'invention, destinée au transport et à l'installation d'un ensemble structurel formé par une éolienne ;
- la figure 2 est une vue de face de la structure de la figure 1 , lors d'une phase initiale de positionnement autour de l'ensemble structurel, l'ensemble supérieur de rigidification étant désassemblé ;
- la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, lors d'une phase de saisie de l'ensemble structurel, l'ensemble supérieur de rigidification étant assemblé ;
- la figure 4 est une vue prise en coupe suivant un plan transversal de la figure 1 , lors d'une phase de mise en place de l'ensemble structurel ;
- la figure 5 est une vue partielle en coupe verticale du mécanisme de déplacement d'une jambe de la structure ;
- la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI - VI de la figure 5 ;
- la figure 7 est une vue schématique en coupe verticale du mécanisme de verrouillage d'une navette sur une jambe de la structure, conforme à l'invention ;
- la figure 8 est une vue de dessus d'une première poutre de l'ensemble de rigidification ; - la figure 9 est une vue prise en coupe partielle suivant le plan IX - IX de la figure
8 ;
- la figure 10 est une vue agrandie d'un verrou de fermeture précontraint de la porte de la structure de la figure 2 ; et
- la figure 1 1 est une vue analogue à la figure 3 d'une deuxième structure selon l'invention, destinée à la pose d'un colis dans une étendue d'eau.
Une première structure 10 de transport et d'installation d'au moins un ensemble structurel 12 dans une étendue d'eau 14 est illustrée par les figures 1 à 10.
L'étendue d'eau 14 est par exemple une mer, un océan, un lac, ou une rivière. L'ensemble structurel 12 est destiné à être posé dans l'étendue d'eau 14 à un site d'installation. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 10, l'ensemble structurel 12 est une éolienne destinée à faire saillie au dessus de la surface de l'étendue d'eau 14.
L'ensemble structurel 12 comporte, dans cet exemple, un mât 16, visible sur la figure 2, et une nacelle 18 portée par le mât 16, renfermant un générateur de production d'électricité (non représenté) entraîné par des pales 20.
Le mât 16 est destiné à être fixé, par exemple par emmanchement, sur une embase de réception (non représentée) présente dans l'étendue d'eau 14.
Comme illustré par les figures, la structure 10 comporte une coque flottante 30, un ensemble 32 de saisie et de déplacement de l'ensemble structurel 12, porté par la coque flottante 30, et une porte inférieure 34 de fermeture de la coque flottante 30. Selon l'invention, la structure 10 comporte en outre un ensemble supérieur de rigidification 36.
La coque flottante 30 présente une forme de U. Elle comporte deux branches latérales 40 parallèles et opposées, reliées entre elles par une traverse d'extrémité 42.
Les deux branches latérales 40 sont formées par deux flotteurs s'étendant parallèlement l'un par rapport à l'autre et ménageant entre eux un espace intermédiaire libre 44 d'axe central A-A' sur la figure 1 .
La traverse 42 raccorde les branches latérales 40 au niveau de leurs extrémités libres en regard. L'espace intermédiaire 44 débouche axialement à l'opposé de la traverse 42.
Avantageusement, la traverse 42 comprend un treillis de tubes reliés entre eux par des éléments longitudinaux.
Les branches latérales 40 de la coque 30 sont avantageusement déplaçables par coulissement l'une par rapport à l'autre, transversalement par rapport à l'axe A-A' sur la traverse 42, de façon à régler leur écartement, ainsi qu'on le verra ultérieurement.
Pour cela, le flotteur de chaque branche latérale 40 porte avantageusement un mécanisme de déplacement sur la traverse 42 formé par exemple par un ensemble comportant des rails de guidage et un système de pignons-crémaillères, non représenté, et de type connu.
De plus, le mécanisme de déplacement est équipé d'un dispositif de verrouillage, non représenté, sur la traverse 42, de façon à maintenir l'écartement entre ces deux branches latérales 40 constant et déterminé.
L'ensemble de saisie et de déplacement 32 comporte au moins une paire de jambes 50 mobiles verticalement par rapport à la coque 30, et pour chaque jambe 50, une ossature porteuse 52, un mécanisme 54 de déplacement vertical (visible sur la figure 6), et avantageusement, une navette 56 propre à être fixée de manière libérable sur la jambe 50.
L'ensemble de saisie et de déplacement 32 comporte en outre une pluralité d'éléments filiformes 57 de suspension de l'ensemble structurel 12 à partir des jambes 50.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, l'ensemble de saisie et de déplacement 32 comporte six jambes 50 disposées par paires sur chaque branche latérale 40 de la coque 30.
Chacune des jambes 50 présente par exemple une section triangulaire ainsi que montrée sur les figures, ou une section carrée ou circulaire.
Comme cela apparaît notamment sur les figures 5 et 6, chaque jambe 50 comporte, de manière classique, une pluralité de membrures verticales 58 reliées entre elles par un treillis de poutrelles métalliques 60 ou par des jambes pleines. Chaque jambe 50 est associée à un mécanisme de déplacement vertical 54.
Dans cet exemple, la hauteur de chaque jambe 50 est très supérieure à la hauteur de la coque 30. La hauteur de chaque jambe 50 est ainsi supérieure à au moins 10 fois la hauteur maximale de la coque 30.
Le mécanisme 54 est logé dans l'ossature porteuse 52 recevant la jambe 50, également appelée "jack-house", qui est supportée de manière fixe par la coque 30.
Comme montré sur les figures 5 et 6, le mécanisme de déplacement 54 de chaque jambe 50 comprend, d'une part, deux plaques opposées 62 portées chacune par une membrure 58 de la jambe 30 correspondante et comportant, chacune sur chaque face latérale, une série de dents 64 formant, sur les deux membrures 58, une crémaillère double.
Le mécanisme de déplacement 54 comprend également plusieurs ensembles 66 répartis de part et d'autre de chaque plaque 24, suivant la hauteur de celle-ci. Chaque ensemble 66 comprend un motoréducteur 68 assurant l'entraînement d'un pignon 70 qui engrène avec une série de dents 64 de la plaque 62 correspondante. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 5 et 6, les deux séries de dents 64 de chaque plaque 62 sont associées à six pignons 70 entraînés chacun en rotation par un groupe motoréducteur 68.
Ainsi, chaque jambe 50 est déplaçable verticalement à travers la coque 30 dans une ossature porteuse 52, entre une position inférieure, dans laquelle la hauteur de la jambe 50 faisant saillie au-dessus de la coque 30 est très inférieure à la hauteur de la jambe faisant saillie en dessous de la coque 30, et une position supérieure, dans laquelle la hauteur de la jambe 50 faisant saillie au-dessus de la coque 30 est très supérieure à la hauteur de la jambe 50 faisant saillie en dessous de la coque 30.
L'ensemble de saisie et de déplacement 32 comporte, associée à chacune des jambes 50, une navette 56 qui est déplaçable par la jambe 50 correspondante entre une position basse en appui sur la coque 30 en flottabilité, ainsi que montrée à la figure 2, et une position haute.
Les navettes 56 associées aux jambes 50 sont déplacées conjointement avec les jambes 20.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, chaque navette 56 comporte une branche verticale 80 s'étendant sensiblement parallèlement aux membrures 58 de la jambe correspondante, et une plaque supérieure 82.
La branche verticale 80 comporte, à son extrémité inférieure, une semelle 84 horizontale de support.
La plaque 82 comporte une ouverture présentant une section de forme complémentaire à la section transversale de la jambe 50 correspondante et, dans le cas présent, une section triangulaire. La plaque 82 est reliée à la semelle 84 par des poutrelles de rigidification (non représentées).
Chaque navette 56 est munie de moyens 86 de verrouillage sur la jambe 50 correspondante et/ou d'un ensemble de petites poutres (non représentées) situées sur la partie supérieure de la navette 56 qui sont déplacées par coulissement vers l'intérieur de la navette 56 et de la jambe 50 Ceci permet, en remontant la jambe 50 vers le haut, d'entraîner la navette 56 correspondante.
Les moyens 86 de verrouillage représentés plus en détails sur la figure 7, sont formés par au moins une contre-crémaillère 88 et, de préférence, par au moins une contre-crémaillère 88 pour chaque plaque 82.
La contre-crémaillère 88 est déplaçable par au moins un organe d'actionnement 90 et, de préférence, par deux organes d'actionnement 90 constitués par exemple par des vérins hydrauliques ou pneumatiques afin de déplacer la contre-crémaillère 88 entre une position escamotée et une position de blocage en prise sur l'une des séries de dents 64 de la jambe 50 correspondante.
La contre-crémaillère 88 et les organes d'actionnement 90 sont portés par la plaque 82 de chaque navette 56.
Avantageusement, l'ensemble de saisie et de déplacement 32 comporte aussi, au niveau de chaque jambe 50, des moyens (non représentés) de guidage de la navette 56 correspondante entre les positions respectivement basses et haute.
Selon l'invention, l'ensemble supérieur de rigidification 36 comporte, pour chaque paire de jambes 50 en regard, au moins deux poutres transversales opposées 100, chacune portée par une jambe 50 respective, et un mécanisme réglable et démontable 102 de liaison des poutres 100 entre elles, visible sur les figures 7 et 8.
En référence à la figure 8, l'ensemble supérieur 36 comporte en outre un mécanisme 104 de déplacement de chaque poutre 100 entre une position escamotée, visible par exemple sur la figure 2, et une position horizontale de liaison avec la poutre 100 en regard, représentée sur la figure 3.
Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 10, les poutres transversales opposées 100 dans leur position horizontale sont aptes à entourer de part et d'autre l'ensemble structurel 12.
L'ensemble supérieur 36 comporte alors un ensemble d'amortissement 106 des mouvements de l'ensemble structurel 12, disposé entre les poutres 100 autour de l'ensemble structurel 12.
Dans l'exemple représenté sur la figure 8, chaque poutre 100 comporte deux montants latéraux 108 raccordés entre eux par des traverses 1 10.
Les montants latéraux 108 et une traverse 1 10 définissent entre eux un espace de réception 1 12 de l'ensemble d'amortissement 106, avantageusement en forme de U, débouchant à l'extrémité libre de la poutre transversale 100.
Par ailleurs, au moins un montant 108, avantageusement, chaque montant 108, définit intérieurement un logement 1 14 de réception du mécanisme réglable 102, débouchant à l'extrémité libre de la poutre transversale 100.
Chaque poutre 100 s'étend ainsi transversalement par rapport à l'axe central A-A', entre une extrémité assemblée sur la jambe 50 recevant la poutre 100 et une extrémité libre, destinée à être raccordée à l'extrémité libre d'une poutre 100 en regard par l'intermédiaire du mécanisme de liaison 102.
Dans l'exemple représenté sur les figures, chaque poutre 100 est articulée sur la jambe 50 au voisinage de l'extrémité supérieure de la jambe 50 pour être montée rotative autour d'un axe C-C sensiblement parallèle à l'axe A-A', entre la position escamotée et la position horizontale.
Par « voisinage de l'extrémité supérieure de la jambe », on entend avantageusement que la poutre 100 est articulée à une hauteur supérieure à la mi- hauteur découverte de la jambe 50.
Dans cet exemple, dans la position escamotée, la poutre 100 s'étend sensiblement parallèlement à la jambe 50.
Dans la position horizontale, la poutre 100 s'étend perpendiculairement à la jambe 50, suivant un axe B-B' perpendiculaire à l'axe central A-A'.
Comme illustre par les figures 8 et 9, le mécanisme de liaison 102 comporte au moins un élément de liaison 120, destiné à raccorder de manière amovible les poutres 100 opposées entre elles, et au moins un élément 122 d'immobilisation de l'élément de liaison 120 par rapport aux poutres 100.
Dans cet exemple, l'élément de liaison 120 est formé par une barre à trous destinée à s'insérer entre les poutres 100, avantageusement dans les logements de réception 1 14 définis à l'extrémité des montants 108.
Dans cet exemple, l'élément de liaison 120 comporte une première partie 124 destinée à être insérée dans une première poutre 100, et une deuxième partie 126 destinée à être insérée dans une deuxième poutre 100 opposée à la première poutre 100.
Avantageusement, la première partie 124 et la deuxième partie 126 sont assemblés entre elles de manière réversible par exemple par un mécanisme 128 de type tenon mortaise.
Pour assurer la fixation longitudinale de l'élément de liaison 120 dans les poutres 100 opposées l'une à l'autre, chaque partie 124, 126 de l'élément de liaison définit une pluralité de trous 130, espacés longitudinalement les uns des autres, pour la réception d'au moins un élément d'immobilisation 122.
Chaque élément d'immobilisation 122 est ici formé par une goupille 132 insérée verticalement à travers la poutre 100, pour être reçue dans un trou 130.
Dans l'exemple représenté sur la figure 9, le mécanisme 102 comporte au moins deux éléments d'immobilisation 122 dans chaque poutre 100, espacés le long de chaque poutre 100.
Lorsque l'élément de liaison 120 est inséré dans les poutres opposées 100, et que chaque élément d'immobilisation 122 est en place, les poutres 100 sont raccordées de manière rigide l'une par rapport à l'autre. Elles sont maintenues en position horizontale et définissent une ossature intermédiaire rigide entre les jambes 50 L'ensemble supérieur de rigidification 36 comprenant les poutres 100 et chaque élément de liaison 120 immobilisé entre les poutres 100 maintient alors un écartement constant entre les jambes 50 en regard, au voisinage de l'extrémité supérieure des jambes 50.
Cet écartement est par ailleurs réglable en largueur, en introduisant les éléments d'immobilisation 122 dans des trous 130 positionnés de manière adéquate parmi les trous 130 espacés longitudinalement sur chaque partie 124, 126.
L'ensemble supérieur de rigidification 36 s'adapte donc facilement à l'écartement réglable entre les branches latérales 40 de la coque 30, tout en garantissant un maintien efficace de l'écartement entre les jambes 50, au voisinage des extrémités supérieures des jambes 50.
Comme illustre par la figure 8, l'ensemble d'amortissement 106 comporte, pour chaque poutre 100, un élément longitudinal d'amortissement 140, et, de part et d'autre de l'élément longitudinal d'amortissement 140, des éléments latéraux d'amortissement 142.
Comme illustre sur la figure 8, l'élément longitudinal d'amortissement 140 est logé dans l'espace de réception 1 12 défini à l'extrémité libre de chaque poutre 100.
Dans cet exemple, il comprend une mâchoire 144 destinée à s'appliquer sur l'ensemble structurel 12, et un vérin 146 longitudinal interposé entre la mâchoire 144 et une traverse 1 10 de la poutre 100.
L'élément longitudinal 140 est propre à accommoder et à amortir les déplacements transversaux de l'ensemble structurel 12 le long de l'axe B-B'.
Chaque élément latéral 142 est ici formé par un corps déformable élastiquement. L'élément latéral 142 est calé entre un bord latéral de la mâchoire 144 et un montant 108 de la poutre 100.
Les éléments latéraux 142 sont propres à accommoder et à amortir les déplacements axiaux de l'ensemble structurel 12 le long de l'axe A-A'.
Ainsi, l'ensemble structurel 12 est sensiblement calé entre les poutres 100, tout en préservant une possibilité de déplacement et d'amortissement entre les poutres, avec deux degrés de liberté.
Dans cet exemple, en référence à la figure 3, les éléments filiformes de suspension 57 sont formés par des élingues, par exemple en polyoléfine, notamment en polyéthylène, ou encore en métal.
Chaque élément filiforme 57 est tendu entre un point supérieur 150 de fixation sur une jambe 50 et un point inférieur 152 de fixation sur une base 154 de l'élément structurel Pour suspendre l'élément structurel 12, l'ensemble de saisie et de déplacement 32 comporte au moins deux éléments filiformes 57 raccordant l'élément structurel 12 à deux jambes 50 situées en regard l'une de l'autre, de part et d'autre de l'élément structurel 12.
Par ailleurs, pour fixer axialement et en rotation la base 154 de l'élément structurel 12, l'ensemble de saisie et de déplacement 32 comporte avantageusement des éléments filiformes 57 supplémentaires, par exemple quatre éléments filiformes 57 supplémentaires raccordant la base 154 aux branches latérales 40, comment représenté sur la figure 1 .
Les éléments filiformes 57 reprennent avantageusement la totalité du poids de l'élément structurel 12. L'élément structurel 12 est ainsi apte à être suspendu aux jambes 50 par l'intermédiaire des éléments filiformes 57, sans prendre appui sur l'ensemble supérieur 36 de rigidification.
En référence à la figure 1 , la porte inférieure 34 est disposée au niveau de la partie ouverte de la coque 30, c'est à dire à l'opposé de la traverse 42.
La porte 34 comporte deux tronçons 160 de porte opposés et déplaçables par coulissement chacun sur une branche latérale 40.
Les deux tronçons de porte 160 sont déplaçables entre une position ouverte écartée, comme représentée à la figure 2, dans laquelle ils libèrent l'entrée de la structure 10 pour le positionnement d'un support initial 200 de l'élément structurel 12 tel qu'un navire, un quai ou une barge, et une position fermée de l'entrée de la structure 10, comme montrée à la figure 3, dans laquelle ils sont rapprochés et en contact l'un avec l'autre.
Pour cela, chaque branche latérale 40 de la coque 30 comporte un mécanisme de déplacement de chaque tronçon de porte 160. Ce mécanisme est constitué par exemple par un ensemble comportant des rails de guidage et un système pignons-crémaillères ou part tout autre moyen de type connu.
La porte 34 comporte en outre un verrou 164 de fermeture des tronçons de porte 160, pour maintenir la porte 34 dans une position fermée sous précontrainte.
Dans l'exemple illustré par la figure 10, le verrou 164 comporte un bloc élastique 170 destiné à s'interposer entre les bords en regard des tronçons de porte 160, pour être maintenu sous contrainte entre les tronçons de porte 160 dans leur position fermée.
Il comporte en outre un organe de serrage 172 propre à maintenir en position l'un par rapport à l'autre les tronçons de porte 160 afin d'enserrer le bloc élastique 170.
Ainsi, le verrou 164 s'oppose à la force d'écartement latéral ou de pivotement des branches 40, lorsque la charge engendrée par le poids de l'ensemble structurel 12 s'applique sur les jambes 50. Avantageusement, et comme on le verra plus bas en regard de la figure 2, la porte 34 est montée sur les branches latérales 40 à une hauteur suffisante pour permettre le retrait du support 200 portant initialement l'ensemble structurel 12 hors de l'espace 44, en maintenant la porte inférieure 34 dans sa position fermée.
Dans l'exemple représenté sur la figure 2, les tronçons de porte 160 sont montés sur des structures intermédiaires 210 faisant saillie par rapport aux branches latérales 40.
Ainsi, la porte 34 peut être fermée avant que le poids de l'ensemble structurel 12 ne soit repris par les jambes 50, ce qui garantit une rigidification inférieure de la structure 10, à l'opposé de la traverse 42, et en complément de la rigidification supérieure apportée par l'ensemble supérieur 36.
En particulier, la porte inférieure 34 est maintenue fermée lors du retrait du support initial 200 à l'écart de l'espace intermédiaire 44, quel que soit le type de support initial 200, par exemple un quai, une barge, un navire...
Un procédé de pose d'un ensemble structurel 12 dans une étendue d'eau 14 va maintenant être décrit.
Initialement, l'ensemble structurel 12 est assemblé et/ou placé sur un support initial 200 formé par exemple par un quai, une barge, ou un navire.
Comme illustré sur la figure 2, la structure 10 est amenée en regard du support initial 200. À cet effet, la porte 34 est disposée dans sa position ouverte. Les poutres 100 sont placées dans leur position escamotée, et le mécanisme réglable 102 de liaison entre les poutres 100 est désassemblé.
Le support initial 200 est alors inséré dans l'espace intermédiaire libre 44 entre les branches latérales 40.
Une paire de jambes 50 en regard se dispose de part et d'autre de l'ensemble structurel 12.
Ceci étant fait, la porte 34 est passée dans sa position fermée. Le verrou 164 est mis en place, en créant une précontrainte.
Puis le mécanisme 104 de déplacement est activé pour passer chaque poutre 100 de sa position escamotée, représentée sur la figure 2, à sa position horizontale de liaison, représentée sur la figure 4.
Lors de ce déplacement, les extrémités de chaque poutre 100 se placent de part et d'autre de l'ensemble structurel 12. Lorsque l'ensemble structurel 12 est une éolienne, les extrémités de chaque poutre 100 se placent de part et d'autre du mât 16, sous la nacelle 18, à l'écart verticalement de la nacelle 18, sans reprendre le poids du mât 16.
Puis, le mécanisme réglable 102 de liaison entre les poutres 100 est assemblé. À cet effet, au moins un élément de liaison 120, avantageusement deux éléments de liaison 120 sont montés entre les montants latéraux 108 des poutres. Les deux éléments de liaison 120 sont disposés parallèlement l'un à l'autre, transversalement par rapport à l'axe central A-A', de part et d'autre de l'ensemble structurel 12.
Une première partie 124 de chaque élément de liaison 120 est introduite dans un logement 1 14 à l'extrémité d'une première poutre 100, et une deuxième partie 126 de chaque élément de liaison 120 est introduite dans un logement 1 14 à l'extrémité d'une deuxième poutre 100 opposé.
Puis, les éléments d'immobilisation 122 sont introduits à travers les montants 108 et les trous 130 pour immobiliser chaque élément de liaison 120 par rapport aux poutres 100.
Compte tenu de la présence de plusieurs trous 130 espacés le long de chaque partie 124, 126 de l'élément de liaison 120, le mécanisme réglable 102 s'adapte parfaitement à l'écartement transversal entre les jambes 50.
Une fois le mécanisme réglable 102 assemblé, l'écartement transversal entre les jambes 50 est fixé, d'une part en partie inférieure de la structure 10 par l'intermédiaire de la porte inférieure 34 et d'autre part, en partie supérieure de la structure 10, par l'intermédiaire de l'ensemble supérieur de rigidification 36.
La structure 10 est donc particulièrement rigidifiée, ce qui lui permet de développer des capacités opérationnelles accrues, notamment en termes de taille et de poids de l'ensemble structurel 12 pouvant être posé par la structure.
Ensuite, l'ensemble d'amortissement 106 est mis en place. À cet effet, les vérins 146 de chaque élément longitudinal d'amortissement 140 sont activés pour appliquer la mâchoire 144 contre l'élément structurel 12.
Puis, les éléments filiformes 57 de suspension et de maintien sont mis en place pour raccorder l'élément structurel 12 aux deux jambes 50 situées en regard l'une de l'autre, de part et d'autre de l'élément structurel 12.
À cet effet, chaque élément filiforme 57 est fixé en un point supérieur 150 de fixation sur une jambe 50 et en un point inférieur 152 de fixation sur la base 154 de l'élément structurel 12.
Ensuite, le mécanisme 54 de déplacement des jambes 50 est activé pour soulever chaque jambe 50 raccordée à l'élément structurel 12. En variante et/ou en complément, la flottabilité de la coque 30 est augmentée.
Lors de ce soulèvement, les éléments filiformes 57 se tendent et portent l'élément structurel 12 à l'écart verticalement de son support initial 200.
La totalité du poids de l'élément structurel 12 est alors repris par les éléments filiformes 57, puis par les jambes 50 et par la coque 30 de la structure 10. La présence de la porte inférieure fermée 34 et de l'ensemble supérieur de rigidification 36 équilibre les moments statiques créés dans les jambes 50, en empêchant significativement les jambes 50 de flamber sous le poids de l'élément structurel 12.
Par ailleurs, la rotation des branches latérales 40 autour d'un axe longitudinal est limitée, voire empêchée lors du transfert de charge entre le support initial 200 et la structure 10.
L'ensemble d'amortissement 106 adoucit les accélérations locales de l'ensemble structurel 12 lors du soulèvement, en particulier, lorsque des mouvements de la coque 30 se produisent.
Ensuite, la structure 10 est déplacée en translation le long de l'axe A-A' par rapport au support initial 200, pour extraire le support initial 200 hors de l'espace libre intermédiaire 44.
Lors de ce déplacement, la porte inférieure 34 reste dans sa position fermée, et la structure initiale 200 passe sous la porte 34, sans qu'il soit nécessaire de l'ouvrir.
La rigidification inférieure de la structure 10 reste donc maintenue.
La structure 10 est alors déplacée jusqu'au site de pose de l'ensemble structurel 12 dans l'étendue d'eau 14.
Puis, les jambes 50 portant l'ensemble structurel 12 sont abaissées par le mécanisme 54 et/ou par une modification de la flottabilité de la coque 30, pour poser l'ensemble structurel 12 sur une embase de réception présente dans l'étendue d'eau 14.
Les éléments filiformes 57 sont alors détachés de l'ensemble structurel 12. Le mécanisme réglable 102 est désassemblé, et les poutres 100 sont passées dans la position escamotée.
La porte 34 est alors ouverte, et la structure 10 se déplace en translation le long de l'axe A-A' pour extraire l'élément structurel 12 hors de l'espace intermédiaire libre 44 entre les branches latérales 40.
Avantageusement, comme représenté sur la figure 1 , la structure 10 est apte à porter et à poser successivement plusieurs ensemble structurels 12, par exemple entre deux et six ensemble structurels 12 successifs.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1 1 , la structure 10 est apte à poser un ensemble structurel 12 formé par un colis 250. Dans cet exemple, le colis 250 est porté par des éléments filiformes 57 fixés d'une part sur les navettes 56, et d'autre part sur le colis 250.
Le point supérieur 150 de chaque élément filiforme 57 reste porté par une jambe 50, par l'intermédiaire de la navette 56. Dans cet exemple, et contrairement à l'exemple représenté sur les figures 1 à 10, l'ensemble supérieur de rigidification 36 n'entoure pas le colis 250.
Toutefois, la structure 10 reste rigide, même pour des colis 250 de poids significatif, grâce à la présence conjuguée de la porte inférieure 34, et de l'ensemble supérieur 36 de rigidification.
La structure 10 selon l'invention est donc apte à saisir, à transporter, à poser et/ou à démanteler de manière rapide et fiable des ensembles structurels 12 de poids et/ou de taille significatifs.
En particulier, lorsque l'ensemble structurel le 12 est une éolienne, il est possible de l'installer et de la tester à terre, ce qui limite le nombre d'opérations à effectuer en mer.

Claims

REVENDICATIONS
1 .- Structure (10) de transport et d'installation d'au moins un ensemble structurel (12), dans une étendue d'eau (14) comprenant :
- une coque (30) flottante en forme de U munie de deux branches (40) latérales opposées s'étendant parallèlement à un axe central (Α-Α'), et, pour chaque branche (40), au moins une jambe (50) déplaçable verticalement par rapport à la branche (40), et un mécanisme (54) de déplacement vertical de la jambe (50) ;
caractérisée en ce que la structure (10) comporte :
- au moins un élément filiforme (57) de suspension de l'élément structurel (12) à une jambe (50) s'étendant entre un point supérieur (150) porté par la jambe (50) et un point inférieur (152) destiné à s'accrocher sur l'élément structurel (12) en dessous du point supérieur (150)
- un ensemble supérieur (36) de rigidification, l'ensemble supérieur de rigidification (36) comportant au moins deux poutres opposées (100), chaque poutre (100) étant portée par une jambe (50), l'ensemble supérieur de rigidification (36) comportant un mécanisme (102) de liaison des poutres, propre à raccorder les poutres (100) pour rigidifier la structure (10) transversalement par rapport à l'axe central (Α-Α') et maintenir sensiblement constant l'écartement entre les jambes (50) en regard.
2.- Structure (10) selon la revendication 1 , caractérisée en ce que chaque poutre
(100) est mobile entre une position escamotée de repos et une position horizontale de liaison avec une poutre opposée (100).
3. - Structure (10) selon la revendication 2, caractérisée en ce que dans la position horizontale de liaison, les poutres (100) délimitent un passage traversant de calage de l'ensemble structurel (12).
4. - Structure (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'ensemble supérieur de rigidification (36) comporte un ensemble (106) d'amortissement des mouvements de l'ensemble structurel (12) dans le passage traversant.
5. - Structure (10) selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'ensemble d'amortissement (106) comprend, pour chaque poutre (100) :
- un élément longitudinal (140) d'amortissement s'étendant suivant un axe longitudinal (Β-Β') de la poutre (100), l'élément longitudinal d'amortissement (140) comportant avantageusement un vérin (146) et une mâchoire (144),
- au moins un élément transversal d'amortissement (142), comportant avantageusement un organe déformable élastiquement.
6. - Structure (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque poutre (100) est reliée à la jambe (50) qui le porte au voisinage d'une extrémité supérieure de la jambe (50).
7. - Structure (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le mécanisme réglable (102) de liaison des poutres comporte au moins un élément de liaison (120) rapporté entre les poutres (100), au moins une poutre (100) délimitant un logement (1 14) de réception de l'élément de liaison (120), le mécanisme réglable comportant au moins un élément d'immobilisation (122) de l'élément de liaison (120) dans le logement (1 14) de la poutre (100).
8.- Structure (10) selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'élément de liaison (120) est formé par une barre à trous, chaque élément d'immobilisation (122) étant formé par une goupille (132) insérée dans un trou (130) de la barre.
9. - Structure (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une porte inférieure (34) fixée entre les branches (40) à l'écart de chaque jambe (50) pour fermer la coque (30) en forme de U, la porte inférieure (34) comportant deux tronçons de porte opposés (160) raccordés entre eux par un verrou de fermeture (164).
10. - Structure (10) selon la revendication 9, caractérisée en ce que le verrou de fermeture (164) est précontraint.
1 1 .- Structure (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le mécanisme (102) de liaison des poutres est réglable en largeur.
12. - Installation de mise en place d'un ensemble structurel (12) comportant :
- un support initial (200) destiné à porter l'ensemble structurel (12) ;
- une structure (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le support initial (200) étant destiné à être positionné dans l'espace intermédiaire (44) entre les branches (40) de la coque (30) en forme de U.
13. - Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que la structure (10) comporte une porte inférieure (34) fixée entre les branches (40) à l'écart de chaque jambe (50) pour fermer la coque (30) en forme de U, la porte inférieure (34) comportant deux tronçons de porte opposés (160), propres à être déplacés depuis une position ouverte d'insertion du support initial (200) dans l'espace intermédiaire (44) vers une position fermée dans laquelle ils sont raccordés entre eux par un verrou de fermeture (164), la porte (34) étant disposée sur la coque (30) à une hauteur permettant l'extraction du support initial (200) hors de l'espace intermédiaire (44) en maintenant la porte inférieure (34) dans sa position fermée.
14. - Installation selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisée en ce que l'ensemble structurel (12) est une éolienne ou un colis destiné à être posé sur le fond de l'étendue d'eau.
15. - Procédé d'installation d'un ensemble structurel (12) comportant les étapes suivantes :
- disposition de l'ensemble structurel (12) sur un support initial (200) ;
- amenée d'une structure (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 et placement du support initial (200) entre les branches (40) de la coque (30) en forme de U - assemblage du mécanisme réglable (102) pour raccorder les poutres opposées
(100) et rigidifier la structure (10) transversalement par rapport à l'axe central (Α-Α') ;
- transfert du poids de l'ensemble structurel (12) du support initial (200) à la coque (30) en forme de U par l'intermédiaire du ou de chaque élément filiforme (57) ;
- retrait du support initial (200) hors de l'espace intermédiaire (44) entre les branches (40) de la coque (30) en forme de U
- déplacement de l'ensemble structurel (12) dans l'étendue d'eau (14) par la structure (10).
16. - Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la structure (10) comporte une porte inférieure (34) fixée entre les branches (40) à l'écart de chaque jambe (50) pour fermer la coque (30) en forme de U, la porte inférieure (34) comportant deux tronçons de porte opposés (160), propres à être déplacés depuis une position ouverte d'insertion du support initial (200) dans l'espace intermédiaire (44) vers une position fermée dans laquelle ils sont raccordés entre eux par un verrou de fermeture (164),
le procédé comportant le passage de la porte inférieure (34) dans sa position fermée avant le retrait du support initial (200) hors de l'espace intermédiaire (44), la porte inférieure (34) étant maintenue dans sa position fermée lors du retrait du support initial
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