[go: up one dir, main page]

WO2014044453A1 - Support flottant à caissons de flottabilité autobloquants - Google Patents

Support flottant à caissons de flottabilité autobloquants Download PDF

Info

Publication number
WO2014044453A1
WO2014044453A1 PCT/EP2013/066123 EP2013066123W WO2014044453A1 WO 2014044453 A1 WO2014044453 A1 WO 2014044453A1 EP 2013066123 W EP2013066123 W EP 2013066123W WO 2014044453 A1 WO2014044453 A1 WO 2014044453A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
buoyancy
floating
cage
boxes
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/066123
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Thieffry
Cyrille Jacques Moiret
Alexis Julien Camille MARTIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Naval Group SA
Original Assignee
DCNS SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DCNS SA filed Critical DCNS SA
Publication of WO2014044453A1 publication Critical patent/WO2014044453A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/02—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
    • B63B1/10—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls
    • B63B1/107—Semi-submersibles; Small waterline area multiple hull vessels and the like, e.g. SWATH
    • 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
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B5/00—Hulls characterised by their construction of non-metallic material
    • B63B5/24—Hulls characterised by their construction of non-metallic material made predominantly of plastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B7/00—Collapsible, foldable, inflatable or like vessels
    • B63B7/02—Collapsible, foldable, inflatable or like vessels comprising only rigid parts
    • B63B7/04—Collapsible, foldable, inflatable or like vessels comprising only rigid parts sectionalised
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B77/00—Transporting or installing offshore structures on site using buoyancy forces, e.g. using semi-submersible barges, ballasting the structure or transporting of oil-and-gas platforms
    • B63B77/10—Transporting or installing offshore structures on site using buoyancy forces, e.g. using semi-submersible barges, ballasting the structure or transporting of oil-and-gas platforms specially adapted for electric power plants, e.g. wind turbines or tidal turbine generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/02—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
    • B63B1/10—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls
    • B63B1/12—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls the hulls being interconnected rigidly
    • B63B2001/128—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls the hulls being interconnected rigidly comprising underwater connectors between the hulls
    • 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
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/446—Floating structures carrying electric power plants for converting wind energy into electric energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines

Definitions

  • the present invention relates to a floating support for offshore structure, comprising:
  • floating structure on which the support mast is fixed, said floating structure comprising at least one floating cage extending along a longitudinal axis and a plurality of buoyancy chambers stacked in stages in the buoyancy cage.
  • the field of the invention relates to floating supports intended to be implemented at sea or on the high seas, for example in the field of petrochemical exploitation, in the sector of the marking of sea lanes or in that of offshore wind turbines.
  • Each floatation cage provided with its buoyancy chambers defines a buoyancy module of the floating support. These modules have the effect of increasing the stability performance of the support and the offshore structure that is fixed.
  • the dimensions of the buoyancy modules and the number of buoyancy chambers they comprise are then predetermined according to the performance required to ensure the good stability and good buoyancy of the offshore structure, and are then easily adaptable to the latter because of their simple structure.
  • Each floatation cage is in the form of a metal frame, so that the cost associated with the buoyancy modules is relatively low.
  • buoyancy modules are known to those skilled in the art.
  • They are generally in the form of a floatation cage filled caissons shaped to be juxtaposed to each other and stacked on each other along the longitudinal axis of the float cage.
  • the modules are held in position by the frame of the cage with which the buoyancy modules cooperate for their centrifugal radial immobilization and in rotation with respect to the longitudinal axis of the floating cage.
  • the buoyancy chambers are not immobilized relative to each other, and, under the effect of movements of the floating support, tend to clash and move because of existing games between the different components of the buoyancy modules.
  • One of the objects of the invention is therefore to provide a floating support for offshore structure does not have this disadvantage.
  • the invention relates to a floating support for offshore structure of the aforementioned type, characterized in that at least two adjacent buoyancy chambers belonging respectively to distinct stages each comprise at least one abutment surface, the abutment surfaces co-operating between them so as to immobilize said two buoyancy chambers relative to each other.
  • the invention comprises one or more of the following technical characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination (s):
  • one of the two buoyancy chambers comprises a tenon having an internal surface forming said abutment surface of this caisson, and the other of the two caissons comprises a mortise delimiting an internal lateral surface forming said abutment surface of this other caisson;
  • each buoyancy chamber comprises a mortise delimiting two internal lateral surfaces and two tenons respectively received in the mortise of two adjacent caissons, each tenon having an internal surface, the mortise of a given buoyancy chamber being disposed astride two tenons belonging each to one of two adjacent buoyancy chambers;
  • the inner surfaces converge towards each other in the centripetal direction, and the inner lateral surfaces are also convergent towards each other in the centripetal direction;
  • each buoyancy chamber has two lateral surfaces each cooperating with a lateral surface of one of two adjacent buoyancy chambers of the same stage;
  • each buoyancy chamber converge towards each other in the centripetal direction
  • each stage of buoyancy chambers is rotated by a half angle of opening of the caissons with respect to the adjacent stages;
  • the floatation cage delimits lateral windows, and the maximum width of the buoyancy chambers is less than the width of said windows;
  • the buoyancy cage comprises a plurality of braces regularly spaced along the longitudinal axis
  • two successive braces define a chamber of the floatation cage comprising several stages of buoyancy chambers, each pair of adjacent buoyancy chambers of the upper stage of each chamber delimiting a space in which is received a beam of the upper cross to immobilize the upper tier of boxes rotated about the longitudinal axis and in translation along the longitudinal axis;
  • each beam comprises a wedge perpendicular to said beam and located at the end of the beam which is opposite to the longitudinal axis, each buoyancy chamber of the upper stage, respectively lower, caissons of each chamber being in abutment against at least one wedge of the upper spider, respectively lower;
  • the floating structure comprises a support column on which the floatation cage is fixed, said support column having an own axis parallel to the longitudinal axis of the float cage and inclined relative to the support mast.
  • FIG. 1 is a schematic perspective illustration of a floating support according to the invention
  • FIG. 2 is a perspective view of four stages of buoyancy chambers of the floating support of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a top view in perspective of a buoyancy chamber of the support of Figure 1;
  • Figure 4 is a perspective bottom view of the buoyancy chamber of Figure 3;
  • Figure 5 is a schematic illustration of a buoyancy chamber of the floating support of Figure 2.
  • Figure 6 is a side view of a buoyancy module of the floating support of Figure 1;
  • the floating support 10 is associated with an offshore structure whose support it carries out. It is intended to be implemented at sea.
  • the support 10 comprises a support mast 12 and a floating structure 14.
  • the support mast 12 is firstly fixed to the floating structure 14 at its base, and is integral at its upper part with the offshore structure in question. (not shown)
  • the offshore structure is for example a wind turbine, a petrochemical equipment, or a seaway beacon.
  • the floating structure 14 is able to stabilize the movements of the offshore structure induced by waves, wind, etc.
  • the floating structure 14 comprises a float 16, beams 18, support columns 20 and buoyancy modules 22.
  • the float 16 is adapted to ensure the floatation of the support 10 and the offshore structure.
  • the beams 18 are adapted to secure the support mast 12 to the float 16 and the support columns 20, and stiffen the support 10 generally.
  • the support columns 20 are able to increase the stability of the support 10.
  • the buoyancy modules 22 are suitable for increasing the buoyancy and stability of the support 10 and are respectively fixed to the support columns 20.
  • the support 10 comprises three support columns 20 of respective own axes T 1; T 2 and T 3 , and three buoyancy modules 22 respectively attached to one of the support columns 20.
  • the support 10 comprises two, three or more buoyancy modules 22 attached to each of the support columns 20.
  • the number of support columns 20 may also be greater than three.
  • Each buoyancy module 22 is intended to be at least partially immersed and comprises a floatation cage 24, hereinafter cage 24, and a plurality of buoyancy chambers 26, hereinafter boxes 26, arranged in stages 27 in the defined volume. by the cage 24.
  • the cage 24 extends along a longitudinal axis X, parallel to the proper axis T, of the support column 20 to which the buoyancy module 22 is fixed.
  • the cage 24 has a general shape of hexagonal prism and comprises a frame 28 made from metal, and more particularly from steel.
  • the frame 28 comprises six longitudinal members 29 extending parallel to the longitudinal axis X ,, connected by groups of six crosspieces 31. Each group forms a hexagonal frame 131 (FIG. 2) substantially contained in a plane perpendicular to the X axis. In this example, there are five frames 131, including a frame at each end of the cage 24 and three regularly spaced between these two frames.
  • a spider 30 shaped six-pointed star comprising six spokes attached to the frame 131 corresponding. This fixing is done by bolting for the four upper braces, and by welding for the lower brace.
  • the rails 29 and the cross members 31 define side windows 290 of the frame 28 each having a width L, and through which the boxes 26 are adapted to be inserted, as will be seen later.
  • Two successive braces 30 delimit a chamber 301 of the cage 24 in which there are several stages 27 of boxes 26, including an upper stage 27 in contact with the upper brace 30.
  • each buoyancy module 22 comprises five braces 30 which delimit four chambers 301 each having four floors 27 of boxes 26.
  • Each chamber 301 has a height, along the longitudinal axis X ,, substantially equal to the height of four floors 27 of boxes 26.
  • the radii of a spider 30 are formed by six beams 32 integral with each other at one end, in the center of the spider, each of which is intended to be fixed by bolting to a spar 29 at the other end.
  • Each beam 32 has a height h, along the longitudinal axis X, and a width 2d complementary to the receiving space dimensions and a groove that the boxes 26 delimit. This is described in more detail in the following.
  • the beams all have substantially the same length.
  • the wedges 320 are at a distance from the center of the spider 30 substantially equal to the radial dimension of the caissons 26. These wedges 320 are used for bolting the beams 32 on the frames 131 and blocking the caissons 26, as will be seen later .
  • the boxes 26 are adapted to increase the buoyancy and stability of the support 10.
  • Each box 26 is intended to be stacked on other boxes 26 or on the lower spider 30, or floor, of the cage 24 to fill the volume of the cage 24. This stack is described in more detail in the following.
  • each box 26 has a general shape of hexagonal prism sector and has a plane of symmetry S j .
  • each box 26 has a general shape of isosceles trapezoidal prism.
  • the smaller of the two bases of the trapezoidal base hereinafter small base, generates the front face 33 of the box 26.
  • the larger of the two bases of the trapezoidal base, hereinafter large base generates the rear face 35 of the box 26 and has a bevel 37 at each of its ends.
  • bevels have the effect of reducing the maximum width L ax of the caissons 26 with respect to a non-beveled configuration of the caissons 26.
  • the maximum width l max of the caissons 26 is less than the width L of the side windows 290.
  • each box 26 also has an upper face 38, a lower face 40, and two lateral faces 42.
  • the bevels 37 also have the effect that the radial length L R of the faces 42 is substantially equal to the radial dimension of the box 26 in its plane of symmetry S j , as indicated in FIG. 3.
  • the box 26 comprises two pins 44 projecting on the upper face 38 and located near one of the edges of the upper face 38 and one of the lateral faces 42.
  • Each pin 44 has a general shape of hexahedron s extending in a direction substantially parallel to the nearest lateral surface 42 and having, along its direction, a trapezoidal section converging towards the front face 33.
  • Each tenon 44 has a constant height h and comprises an inner surface 46, a substantially trapezoidal front surface 47 and an outer surface 48.
  • each post 44 comprises an upper surface parallel to the upper surface 38 of the box 26 and a rear surface. substantially trapezoidal parallel to its front surface 47.
  • the outer surface 48 and the inner surface 46 are slightly inclined with respect to the side face 42 of the box 26 near which it is located, and the base of the outer surface 48 extends parallel and at a distance d from the edge of the upper face 38 and of this lateral face 42.
  • the internal surfaces 46 of a box 26 converge towards one another towards the front face 33 of the box 26.
  • Each stud 44 defines a space 50 of minimum width d, of height equal to h and located between its outer surface 48 and the edge of the upper face 38, said space 50 being adapted to be juxtaposed with a second space 50 delimited by a box 26 of the same floor 27 to receive one of the beams 32 of a spider 30, as will be seen later.
  • each box 26 The two pins 44 of each box 26 are opposite and symmetrical to one another relative to the plane of symmetry S j of the box 26 considered. Due to the presence of the pins 44, the upper face 38 of each box 26 has a general shape of arrow oriented towards the front face 33 and symmetrical with respect to the plane of symmetry S ,.
  • each box 26 On its lower face 40, each box 26 comprises a mortise 52 and a groove 53 which delimit two lateral shoes 54 of the box 26.
  • Each mortise 52 has a general shape of prism isosceles trapezoidal base plane of symmetry S, and has dimensions complementary to those of two studs 44 of two boxes 26 juxtaposed. It has a particular depth h.
  • Each mortise 52 delimits two mortise front surfaces 521 perpendicular to the plane S, and respectively carried by one and the other of the shoes 54.
  • Each mortise 52 also delimits two internal lateral surfaces 55 opposite to each other and respectively carried by one and the other of the shoes 54.
  • the internal lateral surfaces 55 of a box 26 converge towards one another towards the front face 33 of the box 26.
  • the groove 53 has a general shape of a bowl extending along the plane of symmetry S, of the box 26 between the mortise 52 and the front face 33 and opens into both the mortise 52 and the front face 33.
  • the groove 53 has a depth substantially equal to h and a minimum width substantially equal to 2d.
  • the shoes 54 of a box 26 given are symmetrical to each other with respect to the plane of symmetry S, of the box and are respectively intended to be in contact with the upper face 38 of one of two adjacent boxes 26 from the lower floor 27.
  • the upper face 38 of each box 26 has a shape complementary to that of the shape of two shoes 54 contiguous to each other, for example by setting look then brought into contact with the lateral surfaces 42 of two boxes 26.
  • the two side surfaces 42 of a box 26 are substantially flat and respectively included in a plane.
  • the planes of the lateral surfaces 42 of the same box 26 thus define an opening angle a of the box 26.
  • the lateral surfaces 42 of a box 26 thus converge towards each other in the direction of the front face 33 of the box 26.
  • the opening angle a is substantially equal to
  • the boxes 26 are made from plastic material by rotational molding, that is to say by injection of plastic material into a rotating mold. More precisely, the boxes 26 are made from polyethylene. Each box 26 has a mass of between 250 kg and 400 kg, and preferably substantially equal to 350 kg, a length of between 2 m and 3 m, and preferably equal to 2.5 m, a maximum width l max substantially equal to at its length, and a height of between 1 m and 1, 4 m, and preferably substantially equal to 1, 2 m.
  • the stacking of the boxes 26 in the cage 24 and the operation of the support 10 will now be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 6.
  • the boxes 26 are arranged in stages 27 in the cage 24. At least a plurality of stages 27 is immersed.
  • Each floor 27 comprises six boxes 26 juxtaposed to each other, having all the same dimensions and the same shape.
  • Two adjacent caissons 26 have one of their two lateral surfaces 42 in contact with each other.
  • Each stage 27 is rotated by a half-angle of opening with respect to the two adjacent stages 27, that is to say 30 ° in this example.
  • each caisson 26 cooperates with two adjacent caissons 26 belonging to the same stage 27, two adjacent caissons 26 belonging to the directly lower stage 27, and two adjacent caissons 26 belonging to the directly higher stage 27.
  • the boxes 26 are regularly arranged around the longitudinal axis X, and are centered on the longitudinal axis X ,.
  • the front face 33 of the boxes 26 is oriented towards the longitudinal axis X ,.
  • each box 26 is straddling the two adjacent boxes 26 belonging to the floor 27 directly lower.
  • the lateral surfaces 42, the internal surfaces 46 of each pin 44 and the internal lateral surfaces 55 form abutment surfaces cooperating with those carried by the adjacent boxes 26 to immobilize the box 26 considered by relative to the casings 26 adjacent in rotation and radially with respect to the longitudinal axis X ,.
  • the mortise 52 of a box 26 gives two juxtaposed studs 44 each belonging to one of the two boxes 26 on which the box 26 considered is on horseback.
  • the two internal lateral surfaces 55 of the box 26 cooperate with the inner surface 46 of one of the two pins 44 that the mortise 52 receives, which has the effect of immobilizing the box 26 in rotation around the longitudinal axis X, relative to caissons 26 on which he is on horseback, and this in both directions. Simultaneously, the orientation and the convergent disposition towards each other in the centripetal direction of the two internal lateral surfaces 55 oppose the radial movement in the centrifugal direction of the box 26.
  • the two shoes 54 of the box 26 are respectively in contact with the upper surface 28 of one of the two adjacent boxes 26 of the directly lower stage 27.
  • each of the tenons 44 abuts against the internal lateral surface 55 of the mortise 52 of one of the two adjacent caissons 26 of the directly upper stage 27, which has the effect of immobilizing the casing 26. in rotation about the longitudinal axis X, relative to the boxes 26 which it receives the shoes 54, and in both directions of rotation.
  • each box 26 is respectively in contact with the lateral faces 42 of the two adjacent boxes 26 of the same stage 27.
  • the lateral faces 42 of the adjacent caissons 26 of the same stage 27 converge towards one another in the centripetal direction and oppose the radial displacement of the caisson 26 with respect to the longitudinal axis X, in the centripetal direction.
  • each box 26 is immobilized radially in the centripetal direction because of the cooperation of its lateral faces 42 with the corresponding lateral face 42 of the adjacent boxes 26 of the same stage 27.
  • lateral surfaces 42 of these boxes 26 also oppose the rotation of the box 26 around the longitudinal axis X ,, and in both directions.
  • each reception space 56 has a height equal to h and a minimum width equal to 2d and is thus adapted to ensure the reception of a beam 32 of spider 30.
  • the receiving spaces 56 do not all receive a beam 32. In fact, only the six receiving spaces 56 delimited by the six boxes 26 of the upper stage 27 of each chamber 301 each receive a beam 32.
  • Each of these beams 32 is then also received in the groove 53 of the boxes 26 straddling the boxes 26 defining the corresponding receiving spaces 56.
  • Each shim 320 thus directly opposes the displacement of one or three of the boxes 26 radially in the centrifugal direction relative to the longitudinal axis X ,, and therefore to the displacement of all the boxes 26 in the same direction because the boxes 26 are immobilized relative to each other.
  • braces 30 are mounted prestressed, that is to say that their beams 32 are supported on the bottom of the receiving space 56 in which each of them is received.
  • Each spider 30 then tends to press the four stages 27 of the underlying chamber 301 against the immediately lower caissons 26 and / or against the immediately lower spider 30.
  • each spider 30 immobilizes the boxes 26 in translation along the longitudinal axis X, and in rotation with respect to this same axis X, .
  • the braces 32 do not interfere with the relative arrangement of the boxes relative to each other.
  • each spider 30 immobilizes the entirety of the caissons 26 of the cage 24 in rotation about the longitudinal axis X ,, as well as the entirety of the caissons 26 of the floors 27 located below it in translation along the longitudinal axis X ,.
  • each box 26 is immobilized: - in translation along the longitudinal axis X ,, at least by a cross 30 of the chamber 301 in which the box 26 considered is located, and / or by boxes 26 or 27 adjacent floors of this chamber,
  • the shape, the nesting of the boxes 26, the arrangement of the boxes 26 in the cage 24 in contact with braces 30 rigidly fixed to the cage 24, as well as the cooperation of the different surfaces of stop that they have with complementary abutment surfaces carried by adjacent boxes 26 or wedges 320, have the effect that the boxes 26 are immobilized relative to each other and relative to the cage 24, so that the movements caissons 26 resulting from games tending to wear them are substantially reduced.
  • each box 26 is immobilized relative to the adjacent boxes 26 by means of several abutment surfaces in the direction of movement, which has the effect of guaranteeing this immobilization in the event of deformation or damage occurring on one of the stop surfaces.
  • FIG. 6 which illustrates a buoyancy module 22 immersed in the case of calm water (solid line) and agitated water (dashed lines), the immersion of the buoyancy module 22 results in a hydrostatic pressure applied to the caissons 26 having a component along the longitudinal axis X ,, and a component orthogonal to the longitudinal axis X ,.
  • each spider 30 recovers the part of the hydrostatic forces applied to the caissons 26 of the four stages 27 of the chamber 301 that it delimits beneath it.
  • each spider 30 allows the recovery of a portion of the hydrostatic force applied to the module 22, so that this force is applied to the cage 24 and to its frame 28 in a more homogeneous manner, which has for the effect of limiting the fatigue of the frame 28, to increase the life of the buoyancy module 22 as well as to increase the stability of the support 10 in general.
  • the orthogonal component of the hydrostatic force applied to the boxes 26 is transmitted by the boxes 26 to the longitudinal members 29 via shims 320 closest of the support column 20 to which the floatation module 22 is attached, rather than to the braces 30. This further improves the homogeneity of the recovery of the hydrostatic force applied to the caissons 26 and reduces the fatigue of the braces 30.
  • all the caissons 26 have an identical shape, which does not require to have molds of different shapes during their manufacture and does not require to nest the boxes in each other in a particular order.
  • the boxes are located at a distance from the longitudinal members 29 of the cage
  • a cage 24 is fixed to one of the support columns 20 of the support 10.
  • four stages 27 of boxes 26 are successively mounted in the cage 24.
  • the boxes 26 that comprise four stages 27 are successively introduced by one of the windows 290 of the cage 24, then translated along the longitudinal axis X ,, then arranged next to each other and on the adjacent caissons 26 of the lower stage 27 or on the floor 24, so that their abutment surfaces are cooperating with the abutment surfaces of the adjacent caissons 26 of the same stage 27 and adjacent stages 27 of the same stage and adjacent stages.
  • a spider 30 is fixed to the cage 24 in contact with the upper stage 27 of the four floors 27 of boxes 26 placed during from the previous step. This fixing is done by bolting shims 320 on the frame 131 associated.
  • This step of laying a cross leads to a new step of laying cans 26, which itself gives rise to a new step of installation of a spider 30, and so on until the volume of the cage 24 is completely filled with boxes 26 and closed by a spider 30.
  • each cage 24 comprises one, two or three chambers 301, or it comprises more than four chambers 301.
  • each chamber 301 includes any even number of stages 27.
  • each cage 24 has any shape of any polygonal prism.
  • the boxes 26 have a general shape of polygon sector associated with the shape of the cage 24.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Revetment (AREA)

Description

Support flottant à caissons de flottabilité autobloquants
La présente invention concerne un support flottant pour structure offshore, comportant :
- un mât de support,
- une structure flottante sur laquelle le mât de support est fixé, ladite structure flottante comprenant au moins une cage de flottaison s'étendant selon un axe longitudinal et une pluralité de caissons de flottabilité empilés en étages dans la cage de flottabilité.
Le domaine de l'invention est relatif aux supports flottants destinés à être mis en œuvre en mer ou en haute mer, par exemple dans le secteur de l'exploitation pétrochimique, dans le secteur du balisage des voies maritimes ou dans celui des éoliennes offshore.
Chaque cage de flottaison munie de ses caissons de flottabilité définit un module de flottabilité du support flottant. Ces modules ont pour effet d'augmenter les performances de stabilité du support et de la structure offshore qui s'y trouve fixée.
Les dimensions des modules de flottabilité et le nombre de caissons de flottabilité qu'ils comprennent sont alors prédéterminés en fonction des performances requises pour assurer la bonne stabilité et la bonne flottabilité de la structure offshore, et sont alors facilement adaptables à ces dernières du fait de leur structure simple.
Chaque cage de flottaison se présente sous la forme d'une ossature métallique, de sorte que le coût associé aux modules de flottabilité est relativement peu élevé.
Plusieurs types de modules de flottabilité sont connus de l'homme du métier.
Ils se présentent généralement sous la forme d'une cage de flottaison remplie de caissons conformés pour être juxtaposés les uns aux autres et empilés les uns sur les autres le long de l'axe longitudinal de la cage de flottaison.
Le maintien en position des modules est assuré par l'ossature de la cage avec laquelle les modules de flottabilité coopèrent pour leur immobilisation radiale centrifuge et en rotation par rapport à l'axe longitudinal de la cage de flottaison.
Toutefois, ceci ne donne pas entière satisfaction.
En effet, dans la configuration décrite, les caissons de flottabilité ne sont pas immobilisés les uns par rapport aux autres, et, sous l'effet des mouvements du support flottant, ont tendance à s'entrechoquer et se déplacer du fait des jeux existants entre les différents organes des modules de flottabilité.
Or, ces chocs et ces mouvements tendent à accélérer l'usure des caissons et donc diminuer leur durée de vie. L'un des objets de l'invention est donc de proposer un support flottant pour structure offshore ne présentant pas cet inconvénient.
A cet effet, l'invention concerne un support flottant pour structure offshore du type précité, caractérisé en ce qu'au moins deux caissons de flottabilité adjacents appartenant respectivement à des étages distincts comportent chacun au moins une surface de butée, les surfaces de butées coopérant entre elles de façon à immobiliser lesdits deux caissons de flottabilité l'un par rapport à l'autre.
Selon d'autres modes de réalisation, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes, prise(s) isolément ou selon toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :
- l'un des deux caissons de flottabilité comprend un tenon présentant une surface interne formant ladite surface de butée de ce caisson, et l'autre des deux caissons comprend une mortaise délimitant une surface latérale interne formant ladite surface de butée de cet autre caisson ;
- chaque caisson de flottabilité comprend une mortaise délimitant deux surfaces latérales internes et deux tenons reçus respectivement dans la mortaise de deux caissons adjacents, chaque tenon présentant une surface interne, la mortaise d'un caisson de flottabilité donné étant disposée à cheval sur deux tenons appartenant chacun à l'un de deux caissons de flottabilité adjacents ;
- pour chaque caisson de flottabilité, les surfaces internes sont convergentes l'une vers l'autre dans le sens centripète, et les surfaces latérales internes sont également convergentes l'une vers l'autre dans le sens centripète ;
- chaque caisson de flottabilité présente deux surfaces latérales coopérant chacune avec une surface latérale de l'un de deux caissons de flottabilité adjacents du même étage ;
- les surfaces latérales de chaque caisson de flottabilité sont convergentes l'une vers l'autre dans le sens centripète ;
- chaque étage de caissons de flottabilité est tourné d'un demi-angle d'ouverture des caissons par rapport aux étages adjacents ;
- la cage de flottaison délimite des fenêtres latérales, et la largeur maximale des caissons de flottabilité est inférieure à la largeur desdites fenêtres ;
- la cage de flottaison comprend une pluralité de croisillons régulièrement espacés le long de l'axe longitudinal ;
- deux croisillons successifs délimitent une chambre de la cage de flottaison comprenant plusieurs étages de caissons de flottabilité, chaque paire de caissons de flottabilité adjacents de l'étage supérieur de chaque chambre délimitant un espace dans lequel est reçue une poutrelle du croisillon supérieur pour immobiliser l'étage supérieur de caissons en rotation autour de l'axe longitudinal et en translation le long de l'axe longitudinal ;
- à l'exception éventuellement du croisillon inférieur, chaque poutrelle comprend une cale perpendiculaire à ladite poutrelle et située à l'extrémité de la poutrelle qui est opposée à l'axe longitudinal, chaque caisson de flottabilité de l'étage supérieur, respectivement inférieur, de caissons de chaque chambre étant en appui contre au moins une cale du croisillon supérieur, respectivement inférieur ;
- la structure flottante comprend une colonne de support sur laquelle la cage de flottaison est fixée, ladite colonne de support présentant un axe propre parallèle à l'axe longitudinal de la cage de flottaison et incliné par rapport au mât de support.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la détaillée qui va suivre, donné à titre d'exemple et faite en se référant aux Figures annexées, sur lesquelles :
- la Figure 1 est une illustration schématique en perspective d'un support flottant selon l'invention ;
- la Figure 2 est une vue en perspective de quatre étages de caissons de flottabilité du support flottant de la Figure 1 ;
- la Figure 3 est une vue de dessus en perspective d'un caisson de flottabilité du support de la Figure 1 ;
- la Figure 4 est une vue de dessous en perspective du caisson de flottabilité de la Figure 3 ;
- la Figure 5 est une illustration schématique d'un caisson de flottabilité du support flottant de la Figure 2 ; et
- la Figure 6 est une vue de côté d'un module de flottabilité du support flottant de la Figure 1 ; et
En référence à la Figure 1 , le support flottant 10 selon l'invention, ci-après support 10, est associé à une structure offshore dont il réalise le support. Il est destiné à être mis en œuvre en mer.
Le support 10 comprend un mât de support 12 ainsi qu'une structure flottante 14. Le mât de support 12 est d'une part fixé à la structure flottante 14 à sa base, et est solidaire en sa partie supérieure de la structure offshore en question (non représentée).
La structure offshore est par exemple une éolienne, un équipement pétrochimique, ou une balise de voie maritime.
La structure flottante 14 est propre à stabiliser les mouvements de la structure offshore induits par les vagues, le vent, etc. A cet effet, la structure flottante 14 comprend un flotteur 16, des poutres 18, des colonnes de support 20 et des modules de flottabilité 22.
Le flotteur 16 est propre à assurer la flottaison du support 10 et de la structure offshore.
Les poutres 18 sont propres à solidariser le mât de support 12 au flotteur 16 et aux colonnes de support 20, ainsi qu'à rigidifier le support 10 de façon générale.
Les colonnes de support 20 sont propres à augmenter la stabilité du support 10.
A cet effet, elles sont régulièrement espacées autour du mât de support 12, et s'étendent chacune selon un axe propre T, incliné par rapport au mât de support 12.
Les modules de flottabilité 22 sont propres à augmenter la flottabilité et la stabilité du support 10 et sont respectivement fixés aux colonnes de support 20.
Dans l'exemple de la Figure 1 , le support 10 comprend trois colonnes de support 20 d'axes propres respectifs T1 ; T2 et T3, et trois modules de flottabilité 22 respectivement fixés à l'une des colonnes de support 20.
En variante, le support 10 comprend deux, trois ou plus de trois modules de flottabilité 22 fixés à chacune des colonnes de support 20. Le nombre de colonnes de support 20 peut également être supérieur à trois.
Chaque module de flottabilité 22 est destiné à être au moins partiellement immergé et comprend une cage de flottaison 24, ci-après cage 24, et une pluralité de caissons de flottabilité 26, ci-après caissons 26, arrangés en étages 27 dans le volume délimité par la cage 24.
La cage 24 s'étend selon un axe longitudinal X, parallèle à l'axe propre T, de la colonne de support 20 à laquelle le module de flottabilité 22 est fixé.
La cage 24 présente une forme générale de prisme hexagonal et comprend une ossature 28 réalisée à partir de métal, et plus particulièrement d'acier.
L'ossature 28 comprend six longerons 29 s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal X,, reliés par des groupes de six traverses 31 . Chaque groupe forme un cadre 131 (Figure 2) hexagonal sensiblement contenu dans un plan perpendiculaire à l'axe X,. Dans cet exemple, il y a cinq cadres 131 , dont un cadre à chaque extrémité de la cage 24 et trois régulièrement espacés entre ces deux cadres.
Dans chacun de ces plans, il est en outre prévu un croisillon 30 en forme d'étoile à six branches comprenant six rayons fixés au cadre 131 correspondant. Cette fixation s'effectue par boulonnage pour les quatre croisillons 30 supérieurs, et par soudage pour le croisillon 30 inférieur. Les longerons 29 et les traverses 31 délimitent des fenêtres latérales 290 de l'ossature 28 présentant chacune une largeur L, et au travers desquelles les caissons 26 sont propres à être insérés, comme on le verra par la suite.
Deux croisillons 30 successifs délimitent une chambre 301 de la cage 24 dans laquelle se trouvent plusieurs étages 27 de caissons 26, dont un étage 27 supérieur situé au contact du croisillon 30 supérieur.
Comme illustré sur la Figure 1 , chaque module de flottabilité 22 comprend cinq croisillons 30 qui délimitent quatre chambres 301 comptant chacune quatre étages 27 de caissons 26.
Chaque chambre 301 présente une hauteur, le long de l'axe longitudinal X,, sensiblement égale à la hauteur de quatre étages 27 de caissons 26.
En référence à la Figure 2, les rayons d'un croisillon 30 sont formés par six poutrelles 32 solidaires les unes des autres en l'une de leurs extrémités, au centre du croisillon, et dont chacune est destinée à être fixée par boulonnage à un longeron 29 à l'autre de ses extrémités.
Chaque poutrelle 32 présente une hauteur h, le long de l'axe longitudinal X, et une largeur 2d complémentaires des dimensions d'espaces de réception et d'une rainure que les caissons 26 délimitent. Ceci est décrit plus en détail dans ce qui suit.
Les poutrelles présentent toutes sensiblement la même longueur.
Dans les quatre croisillons 30 supérieurs, elles portent chacune à leur extrémité extérieure une cale 320 comprenant une paroi plane à la fois disposée perpendiculairement et soudée à la poutrelle 32 correspondante. Les cales 320 se trouvent à une distance du centre du croisillon 30 sensiblement égale à la dimension radiale des caissons 26. Ces cales 320 servent au boulonnage des poutrelles 32 sur les cadres 131 et au blocage des caissons 26, comme on le verra par la suite.
En référence aux Figures 1 à 4, les caissons 26 sont propres à augmenter la flottabilité et la stabilité du support 10.
Chaque caisson 26 est destiné à être empilé sur d'autres caissons 26 ou sur le croisillon 30 inférieur, ou plancher, de la cage 24 pour remplir le volume de la cage 24. Cet empilement est décrit plus en détail dans ce qui suit.
En référence aux Figures 3 et 4, chaque caisson 26 présente une forme générale de secteur de prisme hexagonal et présente un plan de symétrie Sj.
Plus précisément, chaque caisson 26 présente une forme générale de prisme à base trapézoïdale isocèle.
Pour un caisson 26 donné, la plus petite des deux bases de la base trapézoïdale, ci-après petite base, génère la face avant 33 du caisson 26. La plus grande des deux bases de la base trapézoïdale, ci-après grande base, génère la face arrière 35 du caisson 26 et présente un biseau 37 à chacune de ses extrémités.
Ces biseaux ont pour effet de réduire la largeur maximale Lax des caissons 26 par rapport à une configuration non biseautée des caissons 26. La largeur maximale lmax des caissons 26 est inférieure à la largeur L des fenêtres latérales 290.
En référence à l'orientation des Figures 3 et 4, chaque caisson 26 présente également une face supérieure 38, une face inférieure 40, et deux faces latérales 42.
Les biseaux 37 ont également pour effet que la longueur radiale LR des faces 42 est sensiblement égale à la dimension radiale du caisson 26 dans son plan de symétrie Sj, comme indiqué sur la Figure 3.
Le caisson 26 comprend deux tenons 44 en saillie sur la face supérieure 38 et situés à proximité de l'un des bords de la face supérieure 38 et de l'une des faces latérales 42. Chaque tenon 44 présente une forme générale d'hexaèdre s'étendant selon une direction sensiblement parallèle à la surface latérale 42 la plus proche, et présentant, le long de sa direction, une section trapézoïdale convergente vers la face avant 33.
Chaque tenon 44 présente une hauteur constante h et comprend une surface interne 46, une surface avant 47 sensiblement trapézoïdale et une surface externe 48. En outre, chaque tenon 44 comprend une surface supérieure parallèle à la surface supérieure 38 du caisson 26 et une surface arrière sensiblement trapézoïdale parallèle à sa surface avant 47.
La surface externe 48 et la surface interne 46 sont légèrement inclinées par rapport à la face latérale 42 du caisson 26 à proximité de laquelle elle se situe, et la base de la surface externe 48 s'étend parallèlement et à une distance d du bord de la face supérieure 38 et de cette face latérale 42.
Les surfaces internes 46 d'un caisson 26 convergent l'une vers l'autre en direction de la face avant 33 du caisson 26.
Chaque tenon 44 délimite un espace 50 de largeur minimale d, de hauteur égale à h et situé entre sa surface externe 48 et le bord de la face supérieure 38, ledit espace 50 étant propre à être juxtaposé à un second espace 50 délimité par un caisson 26 adjacent du même étage 27 pour recevoir l'une des poutrelles 32 d'un croisillon 30, comme on le verra par la suite.
Les deux tenons 44 de chaque caisson 26 sont opposés et symétriques l'un de l'autre relativement au plan de symétrie Sj du caisson 26 considéré. Du fait de la présence des tenons 44, la face supérieure 38 de chaque caisson 26 présente une forme générale de flèche orientée vers la face avant 33 et symétrique par rapport au plan de symétrie S,.
Sur sa face inférieure 40, chaque caisson 26 comprend une mortaise 52 et une rainure 53 qui délimitent deux sabots 54 latéraux du caisson 26.
Chaque mortaise 52 présente une forme générale de prisme à base trapézoïdale isocèle de plan de symétrie S, et présente des dimensions complémentaires de celles de deux tenons 44 de deux caissons 26 juxtaposés. Elle présente notamment une profondeur h.
Chaque mortaise 52 délimite deux surfaces avant de mortaise 521 perpendiculaires au plan S, et respectivement portées par l'un et l'autre des sabots 54.
Chaque mortaise 52 délimite également deux surfaces latérales internes 55 opposées l'une à l'autre et respectivement portées par l'un et l'autre des sabots 54.
Comme illustré sur la Figure 4, les surfaces latérales internes 55 d'un caisson 26 convergent l'une vers l'autre en direction de la face avant 33 du caisson 26.
La rainure 53 présente une forme générale de cuvette s'étendant le long du plan de symétrie S, du caisson 26 entre la mortaise 52 et la face avant 33 et débouche à la fois dans la mortaise 52 et sur la face avant 33. La rainure 53 présente une profondeur sensiblement égale à h et une largeur minimale sensiblement égale à 2d.
Les sabots 54 d'un caisson 26 donné sont symétriques l'un de l'autre par rapport au plan de symétrie S, du caisson et sont respectivement destinés à être au contact de la face supérieure 38 de l'un de deux caissons 26 adjacents de l'étage 27 inférieur.
Du fait que les tenons 44 et les mortaises 52 présentent des dimensions complémentaires, la face supérieure 38 de chaque caisson 26 présente une forme complémentaire de celle de la forme de deux sabots 54 accolés l'un à l'autre, par exemple par mise en regard puis mise en contact des surfaces latérales 42 de deux caissons 26.
Les deux surfaces latérales 42 d'un caisson 26 sont sensiblement planes et respectivement comprises dans un plan. Les plans des surfaces latérales 42 d'un même caisson 26 définissent ainsi un angle d'ouverture a du caisson 26.
Les surfaces latérales 42 d'un caisson 26 convergent ainsi l'une vers l'autre en direction de la face avant 33 du caisson 26.
Dans l'exemple des Figures 3 et 4, l'angle d'ouverture a est sensiblement égal à
60°.
Les caissons 26 sont réalisés à partir de matière plastique par rotomoulage, c'est- à-dire par injection de matière plastique dans un moule mobile en rotation. Plus précisément, les caissons 26 sont réalisés à partir de polyéthylène. Chaque caisson 26 présente une masse comprise entre 250 kg et 400 kg, et de préférence sensiblement égale à 350 kg, une longueur comprise entre 2 m et 3 m, et de préférence égale à 2,5 m, une largeur maximale lmax sensiblement égale à sa longueur, et une hauteur comprise entre 1 m et 1 ,4 m, et de préférence sensiblement égale à 1 ,2 m. L'empilement des caissons 26 dans la cage 24 et le fonctionnement du support 10 vont maintenant être décrits plus en détail en référence aux Figures 1 à 6.
Comme indiqué précédemment, les caissons 26 sont disposés en étages 27 dans la cage 24. Au moins une pluralité d'étages 27 est immergée.
Chaque étage 27 comprend six caissons 26 juxtaposés les uns aux autres, présentant tous les mêmes dimensions et la même forme. Deux caissons 26 adjacents ont l'une de leurs deux surfaces latérales 42 au contact l'une de l'autre.
Chaque étage 27 est tourné d'un demi-angle d'ouverture a par rapport aux deux étages 27 adjacents, c'est-à-dire de 30° dans cet exemple.
A l'exception des caissons 26 du premier et du dernier étages 27 de la cage 24, qui n'ont pas d'étage 27 respectivement directement inférieur et directement supérieur, chaque caisson 26 coopère avec deux caissons 26 adjacents appartenant au même étage 27, deux caissons 26 adjacents appartenant à l'étage 27 directement inférieur, et deux caissons adjacents 26 appartenant à l'étage 27 directement supérieur.
Les caissons 26 sont régulièrement disposés autour de l'axe longitudinal X, et sont centrés sur l'axe longitudinal X,. La face avant 33 des caissons 26 est orientée vers l'axe longitudinal X,.
En référence aux Figures 2 et 5, à l'exception des caissons compris dans l'étage 27 au contact du plancher de la cage 24, chaque caisson 26 est à cheval sur les deux caissons 26 adjacents appartenant à l'étage 27 directement inférieur.
Dans cette configuration, pour chaque caisson 26, les surfaces latérales 42, les surface internes 46 de chaque tenon 44 ainsi que les surfaces latérales internes 55 forment des surfaces de butée coopérant avec celles portées par les caissons 26 adjacents pour immobiliser le caisson 26 considéré par rapport aux caissons 26 adjacents en rotation et radialement par rapport à l'axe longitudinal X,.
Plus spécifiquement, la mortaise 52 d'un caisson 26 donné reçoit deux tenons 44 juxtaposés appartenant chacun à l'un des deux caissons 26 sur lequel le caisson 26 considéré est à cheval.
Les deux surfaces latérales internes 55 du caisson 26 coopèrent avec la surface interne 46 de l'un des deux tenons 44 que la mortaise 52 reçoit, ce qui a pour effet d'immobiliser le caisson 26 en rotation autour de l'axe longitudinal X, par rapport aux caissons 26 sur lesquels il est à cheval, et ce dans les deux sens. Simultanément, l'orientation et la disposition en convergence l'une vers l'autre dans le sens centripète des deux surfaces latérales internes 55 s'opposent au mouvement radial dans le sens centrifuge du caisson 26.
En outre, les deux sabots 54 du caisson 26 sont respectivement au contact de la surface supérieure 28 de l'un des deux caissons 26 adjacents de l'étage 27 directement inférieur.
Dans cette configuration, la face supérieure 38 de chaque caisson 26 est au contact de deux sabots 54 appartenant chacun à l'un des deux caissons 26 adjacents de l'étage 27 directement supérieur.
La surface interne 46 de chacun des tenons 44 est en butée contre la surface latérale interne 55 de la mortaise 52 de l'un des deux caissons 26 adjacents de l'étage 27 directement supérieur, ce qui a pour effet d'immobiliser le caisson 26 en rotation autour de l'axe longitudinal X, par rapport aux caissons 26 dont il reçoit les sabots 54, et ce dans les deux sens de rotation.
De même, du fait de la forme des tenons 44 et de la convergence des surfaces internes 46 d'un caisson 26 l'une vers l'autre dans le sens centripète, la coopération simultanée des surfaces internes 46 avec l'une des surfaces latérales internes 55 de la mortaise de deux caissons 26 adjacents s'oppose à tout déplacement radial dans le sens centrifuge du caisson 26.
En outre, les faces latérales 42 de chaque caisson 26 sont respectivement au contact des faces latérales 42 des deux caissons 26 adjacents du même étage 27.
Du fait de la forme prismatique trapézoïdale des caissons 26, les faces latérales 42 des caissons 26 adjacents du même étage 27 convergent l'une vers l'autre dans le sens centripète et s'opposent au déplacement radial du caisson 26 par rapport à l'axe longitudinal X, dans le sens centripète.
En d'autres termes, chaque caisson 26 est immobilisé radialement dans le sens centripète du fait de la coopération de ses faces latérales 42 avec la face latérale 42 correspondante des caissons 26 adjacents du même étage 27.
En outre, les surfaces latérales 42 de ces caissons 26 s'opposent également à la rotation du caisson 26 autour de l'axe longitudinal X,, et ce dans les deux sens.
En référence aux Figures 2 et 5, les deux tenons 44 appartenant respectivement à l'un de deux caissons 26 adjacents d'un même étage 27 délimitent un espace de réception 56 constitué des deux espaces 50 délimités par chacun des deux tenons 44 et mis en regard l'un de l'autre. Chaque espace de réception 56 présente une hauteur égale à h et une largeur minimale égale à 2d et est ainsi propre à assurer la réception d'une poutrelle 32 de croisillon 30.
Toutefois, les espaces de réception 56 ne reçoivent pas tous une poutrelle 32. En effet, seuls les six espaces de réception 56 délimités par les six caissons 26 de l'étage 27 supérieur de chaque chambre 301 reçoivent chacun une poutrelle 32.
Chacune de ces poutrelles 32 est alors également reçue dans la rainure 53 des caissons 26 à cheval sur les caissons 26 délimitant les espaces de réception 56 correspondants.
Les biseaux des faces arrière 35 des six caissons 26 de l'étage 27 supérieur de chaque chambre 301 sont alors chacun en appui contre une cale 320.
En outre, les faces arrière 35 des caissons 26 de l'étage 27 inférieur de chaque chambre 301 (à l'exception de la chambre 301 inférieure), sont également au contact d'une cale 320 appartenant à la poutrelle 32 sur laquelle ils sont respectivement à cheval.
Chaque cale 320 s'oppose ainsi directement au déplacement de un ou trois des caissons 26 radialement dans le sens centrifuge par rapport à l'axe longitudinal X,, et donc au déplacement de tous les caissons 26 dans ce même sens du fait que les caissons 26 sont immobilisés les uns par rapport aux autres.
En pratique, les croisillons 30 sont montés précontraints, c'est-à-dire que leurs poutrelles 32 sont en appui sur le fond de l'espace de réception 56 dans lequel chacune d'elles est reçue.
Chaque croisillon 30 tend alors à plaquer les quatre étages 27 de la chambre 301 sous-jacente contre les caissons 26 immédiatement inférieurs et/ou contre le croisillon 30 immédiatement inférieur.
Du fait des dimensions complémentaires des poutrelles 32 et des espaces de réception 56 et du montage précontraint des poutrelles 32, chaque croisillon 30 immobilise les caissons 26 en translation long de l'axe longitudinal X, et en rotation par rapport à ce même axe X,.
En outre, du fait que les poutrelles 32 présentent des dimensions complémentaires de celles des rainures 53 et des espaces de réception 56, les croisillons 32 n'entravent pas l'agencement relatif des caissons les uns par rapport aux autres.
Enfin, du fait de l'immobilisation relative des caissons les uns par rapport aux autres, chaque croisillon 30 immobilise l'intégralité des caissons 26 de la cage 24 en rotation autour de l'axe longitudinal X,, ainsi que l'intégralité des caissons 26 des étages 27 situés sous lui en translation le long de l'axe longitudinal X,.
En résumé, chaque caisson 26 est immobilisé : - en translation le long de l'axe longitudinal X,, au moins par un croisillon 30 de la chambre 301 dans laquelle le caisson 26 considéré se situe, et/ou par des caissons 26 du ou des étages 27 adjacents de cette chambre,
- en rotation simultanée autour de l'axe longitudinal X, de tous les caissons 26 d'au moins la chambre 301 , au moins par ledit croisillon 30,
- en rotation dans les deux sens par rapport aux caissons adjacents 26 par coopération des surfaces internes 46 de ses tenons 44 avec l'une des surfaces latérales internes 55 de la mortaise 52 des deux caissons 26 adjacents à cheval sur ledit caisson 26; par coopération de ses surfaces latérales 42 avec les surfaces latérales 42 des caissons 26 adjacents du même étage 27; et par coopération des surfaces latérales internes 55 de sa mortaise 52 avec une surface interne 46 d'un tenon 44 de chacun des deux caissons 26 sur lesquels le caisson 26 considéré est à cheval,
- radialement dans le sens centripète au moins par coopération de ses surfaces latérales 42 respectivement avec une surface latérale 42 de l'un des deux caissons 26 adjacents du même étage 27, et
- radialement dans le sens centrifuge par coopération des surfaces internes 46 de ses tenons 44 avec les surfaces latérales internes 55 des sabots 54 des caissons 26 adjacents de l'étage 27 supérieur; par coopération des surfaces latérales internes 55 de sa mortaise 52 avec les surfaces internes 46 des tenons 44 que reçoit sa mortaise 52 ; et/ou par butée sur une cale 320.
En d'autres termes, selon l'invention, la forme, l'imbrication des caissons 26, la disposition des caissons 26 dans la cage 24 au contact de croisillons 30 rigidement fixés à la cage 24, ainsi que la coopération des différentes surfaces de butée qu'ils présentent avec des surfaces de butée complémentaires portées par les caissons 26 adjacents ou les cales 320, ont pour effet que les caissons 26 sont immobilisés les uns par rapport aux autres et par rapport à la cage 24, de sorte que les mouvements des caissons 26 résultant de jeux tendant à les user sont substantiellement réduits.
Par ailleurs, chaque caisson 26 est immobilisé par rapport aux caissons adjacents 26 au moyen de plusieurs surfaces de butée par sens de déplacement, ce qui a pour effet de garantir cette immobilisation en cas de déformation ou d'avarie se produisant sur l'une des surfaces de butée.
En particulier, en cas de défaillance des surfaces latérales 42, internes 46 et latérales internes 55, les surfaces avant 47 viennent en butée contre les surfaces avant de mortaise 521 pour bloquer tout déplacement radial. En référence à la Figure 6, qui illustre un module de flottabilité 22 immergé dans le cas d'une eau calme (trait plein) et d'une eau agitée (traits en pointillés), l'immersion du module de flottabilité 22 se traduit par une pression hydrostatique appliquée aux caissons 26 présentant une composante selon l'axe longitudinal X,, et une composante orthogonale à l'axe longitudinal X,.
Du fait de la présence des croisillons 30 tous les quatre étages 27 de caissons 26, chaque croisillon 30 récupère la partie des efforts hydrostatiques appliqués aux caissons 26 des quatre étages 27 de la chambre 301 qu'il délimite sous lui.
En d'autres termes, chaque croisillon 30 permet la récupération d'une partie de l'effort hydrostatique appliqué au module 22, de sorte que cet effort est appliqué à la cage 24 et à son ossature 28 de façon plus homogène, ce qui a pour effet de limiter la fatigue de l'ossature 28, d'augmenter la durée de vie du module de flottabilité 22 ainsi que d'augmenter la stabilité du support 10 de façon générale.
En outre, du fait de l'inclinaison de l'axe longitudinal T, par rapport à la verticale, la composante orthogonale de l'effort hydrostatique appliqué aux caissons 26 est transmise par les caissons 26 aux longerons 29 via les cales 320 les plus proches de la colonne de support 20 à laquelle est fixé le module de flottaison 22, plutôt qu'aux croisillons 30. Ceci améliore encore l'homogénéité de la reprise de l'effort hydrostatique appliqué aux caissons 26 et réduit la fatigue des croisillons 30.
Par ailleurs, tous les caissons 26 présentent une forme identique, ce qui n'impose pas de disposer de moules de différentes formes lors de leur fabrication et n'impose pas d'imbriquer les caissons les uns dans les autres dans un ordre particulier.
Enfin, l'immobilisation des caissons 26 dans la cage 24 et les uns par rapport aux autres n'est pas assurée par l'ossature 28 de la cage 24.
Ceci autorise un léger surdimensionnement de l'ossature 28 par rapport aux étages 27 de caissons 26. Couplé aux biseaux qui réduisent la largeur maximale lmax des caissons 26, ce surdimensionnement permet le passage des caissons 26 radialement à travers les fenêtres 290, et non plus nécessairement par le haut de la cage 24, ce qui facilite le montage des modules de flottabilité 22 sur le support 10.
En pratique, les caissons se situent à une distance des longerons 29 de la cage
24 dans laquelle ils sont reçus comprise entre 15 cm et 40 cm, et de préférence égale à
25 cm.
Le procédé de montage d'un support 10 selon l'invention va maintenant être décrit.
Au cours d'une étape de fixation, on fixe une cage 24 à l'une des colonnes de support 20 du support 10. Au cours d'une étape de pose des caissons 26, quatre étages 27 de caissons 26 sont successivement montés dans la cage 24.
Pour ce faire, les caissons 26 que comprennent quatre étages 27 sont successivement introduits par l'une des fenêtres 290 de la cage 24, puis translatés le long de l'axe longitudinal X,, puis disposés les uns à côté des autres et sur les caissons 26 adjacents de l'étage inférieur 27 ou sur le plancher 24, de sorte que leurs surfaces de butée viennent coopérer avec les surfaces de butée des caissons 26 adjacents du même étage 27 et des étages 27 adjacents du même étage et des étages adjacents.
Suite à l'étape de pose des caissons 26, au cours d'une étape de pose d'un croisillon, un croisillon 30 est fixé à la cage 24 au contact de l'étage supérieur 27 des quatre étages 27 de caissons 26 posés lors de l'étape précédente. Cette fixation s'effectue par boulonnage des cales 320 sur le cadre 131 associé.
Cette étape de pose d'un croisillon donne lieu à une nouvelle étape de pose de caissons 26, qui elle-même donne lieu à une nouvelle étape de pose d'un croisillon 30, et ainsi de suite jusqu'à ce que le volume de la cage 24 soit intégralement rempli de caissons 26 puis fermé par un croisillon 30.
En variante, chaque cage 24 comprend une, deux ou trois chambres 301 , ou encore comprend plus de quatre chambres 301 .
En variante, chaque chambre 301 comprend un nombre pair quelconque d'étages 27.
En variante, chaque cage 24 présente une forme de prisme polygonal quelconque. Dans cette variante, les caissons 26 présentent une forme générale de secteur de polygone associé à la forme de la cage 24.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Support flottant pour structure offshore, comportant :
- un mât de support (12),
- une structure flottante (14) sur laquelle le mât de support (12) est fixé, ladite structure flottante (14) comprenant au moins une cage de flottaison (24) s'étendant selon un axe longitudinal (X,) et une pluralité de caissons de flottabilité (26) empilés en étages (27) dans la cage de flottabilité (24),
caractérisé en ce qu'au moins deux caissons de flottabilité (26) adjacents appartenant respectivement à des étages (27) distincts comportent chacun au moins une surface de butée (42, 46, 55), les surfaces de butées (42, 46, 55) coopérant entre elles de façon à immobiliser lesdits deux caissons de flottabilité (26) l'un par rapport à l'autre.
2. - Support flottant selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'un des deux caissons de flottabilité (26) comprend un tenon (44) présentant une surface interne (46) formant ladite surface de butée de ce caisson, et en ce que l'autre des deux caissons comprend une mortaise (52) délimitant une surface latérale interne (55) formant ladite surface de butée de cet autre caisson.
3.- Support flottant selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque caisson de flottabilité (26) comprend une mortaise (52) délimitant deux surfaces latérales internes (55) et deux tenons (44) reçus respectivement dans la mortaise (52) de deux caissons adjacents, chaque tenon (44) présentant une surface interne (46), la mortaise (52) d'un caisson de flottabilité (26) donné étant disposée à cheval sur deux tenons (44) appartenant chacun à l'un de deux caissons de flottabilité (26) adjacents.
4. - Support flottant selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour chaque caisson de flottabilité (26), les surfaces internes (46) sont convergentes l'une vers l'autre dans le sens centripète, et les surfaces latérales internes (55) sont également convergentes l'une vers l'autre dans le sens centripète.
5. - Support flottant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque caisson de flottabilité (26) présente deux surfaces latérales (42) coopérant chacune avec une surface latérale (42) de l'un de deux caissons de flottabilité (26) adjacents du même étage (27).
6.- Support flottant selon la revendication 5, caractérisé en ce que les surfaces latérales (42) de chaque caisson de flottabilité (26) sont convergentes l'une vers l'autre dans le sens centripète.
7.- Support flottant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque étage (27) de caissons de flottabilité (26) est tourné d'un demi-angle d'ouverture (a) des caissons par rapport aux étages (27) adjacents.
8. - Support flottant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cage de flottaison (24) délimite des fenêtres latérales (290), et en ce que la largeur maximale (lmax) des caissons de flottabilité (26) est inférieure à la largeur (L) desdites fenêtres (290).
9. - Support flottant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cage de flottaison (24) comprend une pluralité de croisillons (30) régulièrement espacés le long de l'axe longitudinal (X,).
10. - Support flottant selon la revendication 9, caractérisé en ce que deux croisillons (30) successifs délimitent une chambre (301 ) de la cage de flottaison (24) comprenant plusieurs étages (27) de caissons de flottabilité (26), chaque paire de caissons de flottabilité (26) adjacents de l'étage (27) supérieur de chaque chambre (301 ) délimitant un espace (50) dans lequel est reçue une poutrelle (32) du croisillon (30) supérieur pour immobiliser l'étage (27) supérieur de caissons en rotation autour de l'axe longitudinal (X,) et en translation le long de l'axe longitudinal (X,).
1 1 . - Support selon la revendication 10, caractérisé en ce que, à l'exception éventuellement du croisillon (30) inférieur, chaque poutrelle (32) comprend une cale (320) perpendiculaire à ladite poutrelle (32) et située à l'extrémité de la poutrelle (32) qui est opposée à l'axe longitudinal (X,), chaque caisson de flottabilité (26) de l'étage (27) supérieur, respectivement inférieur, de caissons de chaque chambre (301 ) étant en appui contre au moins une cale (320) du croisillon (30) supérieur, respectivement inférieur.
12- Support flottant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure flottante (14) comprend une colonne de support (20) sur laquelle la cage de flottaison (24) est fixée, ladite colonne de support (20) présentant un axe propre (Τ,) parallèle à l'axe longitudinal (X,) de la cage de flottaison (24) et incliné par rapport au mât de support (12).
PCT/EP2013/066123 2012-09-21 2013-07-31 Support flottant à caissons de flottabilité autobloquants Ceased WO2014044453A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1258884 2012-09-21
FR1258884A FR2995871B1 (fr) 2012-09-21 2012-09-21 Support flottant a caissons de flottabilite autobloquants

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014044453A1 true WO2014044453A1 (fr) 2014-03-27

Family

ID=47754616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/066123 Ceased WO2014044453A1 (fr) 2012-09-21 2013-07-31 Support flottant à caissons de flottabilité autobloquants

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2995871B1 (fr)
WO (1) WO2014044453A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021005413A1 (fr) 2019-07-09 2021-01-14 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Éolienne comprenant une fondation flottante présentant une pluralité de flotteurs
WO2023217849A1 (fr) * 2022-05-10 2023-11-16 Sinn Power Gmbh Corps de flottabilité pour supporter une structure flottante d'une manière flottante, structure flottante et plateforme conçue de manière modulaire

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3038293B1 (fr) * 2015-07-02 2017-07-21 Nass & Wind Ind Plate-forme flottante destinee a supporter une tour d'eolienne et eolienne comprenant une tour assemblee a la plate-forme
BE1030813B1 (nl) * 2022-08-26 2024-03-26 Filip Rochette Drijvende windturbine, windmolenpark of waterstof productie units bestaande uit dergelijke drijvende windturbines

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5460114A (en) * 1994-07-20 1995-10-24 New England Plastics Corporation Float for dock construction
US20040126192A1 (en) * 2002-01-31 2004-07-01 Edo Corporation, Fiber Science Division Internal beam buoyancy system for offshore platforms
WO2007084074A1 (fr) * 2006-01-18 2007-07-26 Hann-Ocean Technology Pte Ltd Systeme et procede de connexion de corps marins
FR2936217A1 (fr) * 2008-09-25 2010-03-26 Dietswell Engineering Barge semi submersible modulaire.
EP2479101A1 (fr) * 2011-01-25 2012-07-25 Dcns Support flottant pour structure offshore de type éolienne

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5460114A (en) * 1994-07-20 1995-10-24 New England Plastics Corporation Float for dock construction
US20040126192A1 (en) * 2002-01-31 2004-07-01 Edo Corporation, Fiber Science Division Internal beam buoyancy system for offshore platforms
WO2007084074A1 (fr) * 2006-01-18 2007-07-26 Hann-Ocean Technology Pte Ltd Systeme et procede de connexion de corps marins
FR2936217A1 (fr) * 2008-09-25 2010-03-26 Dietswell Engineering Barge semi submersible modulaire.
EP2479101A1 (fr) * 2011-01-25 2012-07-25 Dcns Support flottant pour structure offshore de type éolienne

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021005413A1 (fr) 2019-07-09 2021-01-14 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Éolienne comprenant une fondation flottante présentant une pluralité de flotteurs
DE102019118564A1 (de) * 2019-07-09 2021-01-14 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Windenergieanlage mit einem eine Mehrzahl von Auftriebskörpern aufweisenden schwimmenden Fundament
DE102019118564B4 (de) * 2019-07-09 2021-03-11 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Windenergieanlage mit einem eine Mehrzahl von Auftriebskörpern aufweisenden schwimmenden Fundament
CN114080499A (zh) * 2019-07-09 2022-02-22 艾罗丁咨询新加坡私人有限公司 包括具有多个浮力体的浮动式基座的风力涡轮机
US12097934B2 (en) 2019-07-09 2024-09-24 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Wind turbine comprising a floating foundation having a plurality of buoyancy bodies
WO2023217849A1 (fr) * 2022-05-10 2023-11-16 Sinn Power Gmbh Corps de flottabilité pour supporter une structure flottante d'une manière flottante, structure flottante et plateforme conçue de manière modulaire

Also Published As

Publication number Publication date
FR2995871A1 (fr) 2014-03-28
FR2995871B1 (fr) 2014-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3674198B1 (fr) Plateforme navale de support d'une éolienne et installation navale associée
EP2597227B1 (fr) Pièce de transition pour une tour d'éolienne
WO2017207937A1 (fr) Flotteur a pilonnement reduit, notamment pour une eolienne flottante
WO2017220878A1 (fr) Dispositif flottant support d'eolienne offshore et ensemble eolien flottant correspondant
WO2014044453A1 (fr) Support flottant à caissons de flottabilité autobloquants
EP2206855B1 (fr) Banche de moulage d'un voile en béton, ensemble de deux banches de ce type, et procédé d'assemblage des banches
EP3609778B1 (fr) Flotteur, notamment d'éolienne offshore
FR3004223A1 (fr) Centrale houlomotrice equipee d'un systeme d'equilibrage des efforts
EP3047140A1 (fr) Plateforme semi-submersible équipée d'un système d'amplification angulaire
WO2024062177A1 (fr) Structure de support flottant à multiples colonnes centrales pour éolienne offshore et procédé d'assemblage d'une telle structure
EP3490882A1 (fr) Support flottant comportant un flotteur et une plaque d'amortissement munie d'une rangee d'orifines
EP3490883B1 (fr) Éolienne marine comprenant une éolienne et un support flottant
EP3825220B1 (fr) Système de fixation d'une pluralité de packs batterie de façon empilée les uns sur les autres à bord d'un navire comprenant des croisillons, bloc d'alimentation et procédé de fixation associés
FR3025503A1 (fr) Ensemble de construction pour pylone d’ascenseur et pylone d’ascenseur associe
WO2016096746A1 (fr) Navire de croisière pourvu d'une plateforme élévatrice extérieure
EP1797245B1 (fr) Plate-forme d'exploitation en mer
FR3164182A1 (fr) Structure flottante de stockage à flot d’un organe constitutif d’une ou plusieurs éoliennes flottantes
FR3137366A1 (fr) Dispositif d'attinage
WO2024218444A1 (fr) Système formant un point d'ancrage pour flotteurs d'éoliennes offshore et procédé d'installation
FR3025536A1 (fr) Fondation pour constructions en mer et procedes de fabrication, de reglage et de demantelement d'une telle fondation
EP2381051B1 (fr) Tour d'étaiement
FR2528464A1 (fr) Procede et dispositif de manoeuvre des piles d'une plate-forme auto-elevatrice, pour la decoupe et le stockage de portions de pile et la reconstitution des piles
WO2024256782A1 (fr) Flotteur semi-submersible pour éolienne offshore
FR2881447A1 (fr) Plate-forme marine
FR3076058A1 (fr) Ensemble comprenant un emballage de transport de matieres radioactives et des moyens de surelevation de cet emballage par rapport a une plateforme de base

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13748283

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13748283

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1