CH670484A5 - - Google Patents

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CH670484A5
CH670484A5 CH4798/86A CH479886A CH670484A5 CH 670484 A5 CH670484 A5 CH 670484A5 CH 4798/86 A CH4798/86 A CH 4798/86A CH 479886 A CH479886 A CH 479886A CH 670484 A5 CH670484 A5 CH 670484A5
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Roger Genet
Francois Lazare
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Irete Sa
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/0017—Means for protecting offshore constructions
    • E02B17/0026—Means for protecting offshore constructions against corrosion
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/0004—Nodal points
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2/00—Friction-grip releasable fastenings
    • F16B2/02—Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening
    • F16B2/06—Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening external, i.e. with contracting action
    • F16B2/08—Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening external, i.e. with contracting action using bands
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B7/00—Connections of rods or tubes, e.g. of non-circular section, mutually, including resilient connections
    • F16B7/04—Clamping or clipping connections
    • F16B7/044—Clamping or clipping connections for rods or tubes being in angled relationship
    • F16B7/048—Clamping or clipping connections for rods or tubes being in angled relationship for rods or for tubes without using the innerside thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
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    • Y10T403/00—Joints and connections
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Description

DESCRIPTION
L'invention a pour objet un dispositif pour le renforcement mécanique d'éléments constitutifs d'ouvrages immergés, comme il en existe, par exemple, sur les plates-formes de forage «off-shore». L'invention a également pour objet un procédé pour l'assemblage fixe de tels dispositifs.
Tous les ouvrages d'art immergés, piliers de ponts, digues, barrages ou plates-formes de forage «off-shore» par exemple, sont soumis à plus ou moins longue échéance aux effets de la corrosion. De tels effets se font notamment sentir sur toutes les parties métalliques immergées en milieu marin et, fonction de l'importance de la corrosion, il en résulte souvent un affaiblissement mécanique de toute la structure de l'ouvrage. La solidité de l'ouvrage de même que sa durée de vie se voient diminuées d'autant.
Les traitements anti-corrosion effectués jusqu'à ce jour font appel à des techniques quasi artisanales. La solution la plus pratiquée consiste en effet à utiliser les services de plongeurs ou de scaphandriers qui enrobent à la main, sous plusieurs mètres ou dizaines de mètres d'eau, les éléments à traiter à l'aide de peintures, de résines ou de mastics par exemple. De telles techniques, se pratiquant dans des conditions difficiles, sont fort coûteuses, dangereuses pour le personnel et le plus souvent peu satisfaisantes quant à leur efficacité.
En plus des effets néfastes dus à la corrosion, de tels ouvrages immergés subissent les conséquences de contraintes mécaniques diverses, telles que la pesanteur, le choc répété des vagues, la pression de courants sous-marins ou la traction sur des points d'ancrage par exemple. Les plates-formes de forage «off-shore» sont des ouvrages d'art relativement sensibles à cet égard, tant par leur construction que par leur exposition aux éléments naturels. Sous l'effet de la houle, et cela sur de longues périodes, des éléments constitutifs tels des nœuds de ramifications sont soumis continuellement à des efforts de traction, compression, voire cisaillement ou torsion. Présentant le plus souvent de nombreuses soudures, ces nœuds de ramifications constituent des points d'affaiblissement qu'il convient de contrôler régulièrement, protéger, voire renforcer si nécessaire, opérations malaisées, voire dangereuses à de très grandes profondeurs.
Bien que des simulations sur maquettes, ou à l'aide de modèles théoriques, soient possibles et permettent le cas échéant le repérage préalable des points les plus faibles de telles structures, le nombre et la variété des effets auxquels peuvent être soumis des nœuds de ramifications de plates-formes de forage immergées sont tels que, dans la pratique, on doit se contenter d'agir a posteriori, c'est-à-dire une fois l'ouvrage en activité, après une période d'immersion plus ou moins prolongée.
Pour procéder à l'assemblage fixe ou au renforcement mécanique et au traitement anti-corrosion d'éléments constitutifs d'ouvrages immergés, tels des nœuds de ramifications par exemple, il importe à l'homme du métier de disposer de solutions techniques aisément applicables, non dangereuses et sûres. On y parvient avantageusement à l'aide du dispositif selon la revendication 1, en procédant comme indiqué à la revendication 3.
Il a été en effet découvert que le dispositif selon l'invention pouvait être avantageusement utilisé pour l'assemblage fixe ou le renforcement mécanique et le traitement anti-corrosion d'éléments constitutifs d'ouvrages fort complexes, tels des nœuds de ramifications d'éléments de soutien, poutres ou tubes, supportant des plates-formes de forage «off-shore» par exemple.
Il a été notamment observé que de tels, éléments, assemblés à l'aide du dispositif selon l'invention, pouvaient résister à des efforts de traction ou de compression nettement plus élevés, plus du double selon les cas, que ceux auxquels résistaient des assemblages réalisés avec les techniques courantes, avant de subir une déformation ou de voir des soudures se rompre.
Les figures annexées illustrent, à titre d'exemple, l'une des exécutions du dispositif selon l'invention.
La fig. 1 représente, en partie, l'une des exécutions du dispositif selon l'invention ainsi qu'une exécution du dispositif pour la mise en œuvre du procédé de l'invention.
La fig. 2 représente l'une des exécutions du dispositif selon l'invention.
La fig. 3 est une vue en coupe d'une exécution particulière du dispositif selon l'invention.
La fig. 4 est une vue en coupe d'une autre exécution particulière du dispositif selon l'invention.
Dans l'exécution représentée à l'aide des figures susmentionnées, le dispositif selon l'invention est agencé pour l'assemblage fixe ou le renforcement mécanique et le traitement anti-corrosion d'un nœud de ramifications se composant d'un élément tubulaire principal 1 et d'un élément tubulaire secondaire 2 dont l'une des extrémités est solidaire de la surface dudit élément 1. Une telle exécution n'est en aucune façon limitative.
Selon l'invention, le dispositif comprend une bride 3, 3' fixée à l'élément secondaire 2, latéralement (fig. 4) ou à son extrémité (fig. 1 à 3). Ladite bride se compose d'une première portion 3 solidaire de l'élément 2 et conformée pour entourer une partie au moins de l'élément principal 1, et au moins une seconde portion 3', le cas échéant plusieurs segments de bride 3' coopérant entre eux, conformée pour être fixée à la première portion 3 et constituer avec cette dernière une bride 3, 3' entourant avec un certain jeu l'élément 1. Les portions 3 et 3' peuvent être fixées l'une à l'autre à l'aide de tous moyens 12
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appropriés, tels que boulons, rivets ou points de soudure par exemple.
Lorsque la portion de bride 3 est fixée à l'extrémité de l'élément 2 (fig. 3), la fixation est le plus généralement réalisée au moyen d'une soudure. Lorsque la portion de bride 3 est fixée sur les côtés de l'élément 2 (fig. 4), ladite portion peut par exemple se prolonger en une forme 13 enveloppant ledit élément 2 sur une partie de sa surface externe; dans un tel cas, la fixation peut être réalisée à l'aide de colliers de serrage 14.
Selon l'invention, la bride 3, 3' est conformée pour entourer avec un certain jeu l'élément principal 1. Un tel jeu est en effet nécessaire pour permettre l'insertion de matière polymérisée élastique 4 qui, une fois en contact avec toutes les surfaces métalliques à traiter, peut ainsi pleinement exercer son effet protecteur de la corrosion. Il convient en outre que la masse 4 soit uniformément répartie de part et d'autre de la bride 3, 3', pour assurer une bonne répartition des contraintes mécaniques auxquelles l'ensemble est soumis. Le jeu aménagé entre la surface externe de l'élément 1 et la surface interne de la bride 3, 3' peut varier selon les cas de plusieurs millimètres à plusieurs centimètres; il sera le plus généralement voisin de l'épaisseur des tôles métalliques utilisées pour la construction des éléments 1 et 2 et de la bride 3, 3'.
Comme indiqué, les portions d'éléments 1 et 2 coopérant avec la bride 3, 3' sont prises dans une masse de matière polymérisée élastique 4 (fig. 2). Selon l'invention, il s'agit d'une masse homogène, dont le coefficient d'élasticité peut être ajusté à volonté, en fonction des contraintes mécaniques à supporter. Un tel ajustement est l'affaire de l'homme du métier: on s'efforcera notamment d'éviter d'introduire ainsi des points durs dans l'ensemble de la structure immergée.
Afin de procéder à l'assemblage fixe ou au renforcement mécanique et au traitement anti-corrosion d'éléments tels que ceux décrits ci-dessus, on effectue en milieu immergé les opérations suivantes, la situation supposée étant celle où la soudure reliant initialement l'élément 2 à la surface de l'élément 1 a cédé et la portion extrême de l'élément 2 a été sciée ou abrasée (fig. 3):
— on fixe une première portion de bride 3 à l'extrémité sciée ou abrasée de l'élément 2, le plus généralement au moyen d'une soudure, la portion 3 étant conformée pour entourer une partie au moins de l'élément 1. Cette opération peut être répétée plusieurs fois, si le nœud de ramifications comporte plusieurs embranchements secondaires;
— on fixe ensuite une seconde portion de bride 3' à la première portion 3, à l'aide de moyens appropriés 12. Le cas échéant, en fonction de la configuration du point à traiter, on peut assembler plusieurs portions de bride 3' coopérant entre elles et les fixer à la première portion 3 pour obtenir la bride 3, 3' désirée. La conformation et l'agencement de tous les éléments composant la bride 3, 3' sont bien entendu conçus de façon que la bride entoure l'élément 1 avec le jeu défini au préalable;
— on coule enfin dans une enceinte 5 entourant l'ensemble formé par la bride 3, 3' et les portions d'éléments 1 et 2 coopérant avec celle-ci, une composition liquide génératrice d'une matière polymérisée élastique 4.
Dans une situation où le dispositif selon l'invention est plus particulièrement destiné au renforcement mécanique et à la protection anti-corrosion de nœuds de ramifications où l'élément secondaire 2 demeure soudé à l'élément principal 1, on peut par exemple opérer comme suit (voir fig. 4):
— on utilise à de telles fins une première portion de bride 3, le cas échéant plusieurs premières portions, se prolongeant par une forme en enveloppe 13. Ce prolongement 13 est conformé pour être plaqué latéralement, à la surface externe de l'élément 2, au voisinage de l'extrémité soudée à l'élément 1 ;
— on fixe ladite portion de bride 3 par l'entremise de son prolongement 13 à l'élément 2, des colliers de serrage 14 par exemple, assurant la solidarisation de cet ensemble;
— on fixe ensuite une seconde portion de bride 3' à la première portion 3, la bride ainsi constituée étant conformée pour entourer l'élément 1 avec le jeu souhaité;
— on coule enfin la composition liquide génératrice de matière polymérisée élastique 4 comme indiqué précédemment.
5 Selon l'invention, ladite composition liquide possède une densité supérieure à celle du milieu liquide ambiant. A l'aide de moyens appropriés, qui seront décrits ci-après, elle est amenée à la zone inférieure de l'espace intérieur de l'enceinte 5, celui-ci étant alors progressivement rempli par le fond, la composition liquide chassant io l'eau dudit espace vers le haut, au fur et à mesure de son arrivée. En procédant de la sorte, on évite un brassage non souhaité des liquides présents pouvant conduire à la formation d'émulsions, le cas échéant à des défauts d'homogénéité de la masse 4 une fois polymérisée.
15 Comme indiqué précédemment, la composition liquide génératrice de matière polymérisée élastique possède une densité supérieure à celle du milieu liquide ambiant. L'ajustement de la densité s'effectue de façon usuelle, à l'aide de produits du commerce. Ladite composition liquide présente en outre la caractéristique de polymériser, 20 dans les conditions du milieu ambiant, sans retrait: c'est à cette condition que l'on peut garantir une bonne adhérence du polymère sur l'élément traité, métal ou béton par exemple, par conséquent une protection anti-corrosion et un renforcement mécanique optimum. En outre, la composition liquide est conçue de façon à générer une 25 masse polymérisée élastique, de préférence une masse polymérisée dont le module d'élasticité peut être ajusté à volonté, en fonction des effets de renforcement mécanique souhaités.
A titre de composition liquide, on peut avantageusement utiliser des mélanges à deux composants, générateurs de résines époxy ou de 30 polyuréthannes, le cas échéant mélangés à divers additifs tels que substances de lest, retardateurs de polymérisation ou colorants par exemple. L'essentiel est d'obtenir une composition liquide polyméri-sant sous l'eau et dont les caractéristiques peuvent être adaptées en tout temps aux nécessités exposées précédemment: l'homme du 35 métier peut y parvenir aisément, à l'aide des produits du commerce spécialisé.
L'enceinte 5 mentionnée plus haut fait également partie de l'invention: elle est utilisée à titre de moyen pour la mise en œuvre du procédé ci-dessus. L'invention a plus précisément pour objet un dis-40 positif comprenant des éléments de coffrage préformé 6, 7, 8... pouvant être assemblés entre eux autour du point à traiter en une enceinte 5 ouverte vers le haut et présentant sur certaines de ses faces des passages 9,10... épousant étroitement le pourtour des éléments 1 et 2 coopérant avec celles-ci, et comprenant des moyens 11 pour 45 amener la composition liquide à la zone inférieure de l'espace délimité par ladite enceinte.
On décrira ci-après le détail d'une exécution particulière d'un tel dispositif (voir fig. 1) et son utilisation conformément à l'invention. Chacun des éléments de coffrage 6, 7, 8... présente, sur une partie au moins de ses arêtes, un ou plusieurs évidements disposés de façon à coïncider avec un ou plusieurs évidements correspondants de l'élément de coffrage voisin, formant ainsi des passages 9,10... dont l'axe de symétrie est le plus généralement représenté par l'arête commune 55 à deux éléments assemblés. Lesdits passages 9,10... sont conformés de façon à épouser étroitement le pourtour des éléments 1 et 2 de l'ouvrage immergé. Un tel préformage ne pose aucun problème particulier, car il peut être exécuté à terre de façon très exacte, à partir des plans de construction de l'ouvrage à traiter.
60 Selon les cas, le pourtour des passages 9,10... peut être muni de joints élastiques destinés entre autres à absorber les imperfections de la construction ou du préformage. De tels joints peuvent être également disposés sur les arêtes par lesquelles les éléments de coffrage doivent coopérer.
65 Le dispositif comprend également des moyens permettant de fixer entre eux les éléments de coffrage 6, 7, 8... assemblés. Tout moyen connu approprié tel que loquet, «clip», système à vis ou boulon par exemple, peut être utilisé à de telles fins. Lesdits moyens
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seront conçus pour assurer selon les cas un assemblage soit temporaire, soit permanent des éléments de coffrage.
Le dispositif comprend également des moyens 11 permettant d'amener à la zone inférieure de l'espace délimité par l'enceinte 5 une composition liquide polymérisable. A titre de moyen 11, on peut par exemple utiliser une pompe à injection raccordée à un conduit dont l'extrémité inférieure débouche près du fond de l'enceinte 5, à l'intérieur de cette dernière. La solution la plus simple consiste en l'emploi d'un tuyau souple, de diamètre suffisant, amenant la composition liquide depuis la surface.
La mise en place du dispositif se déroule comme suit. On amène premièrement des éléments de coffrage préformés rigides 6, 7, 8... à la hauteur d'un point de l'ouvrage à traiter et on les assemble ensuite au moins deux à deux par leurs arêtes pour former autour du point à traiter une enceinte 5 ouverte vers le haut dont certaines des faces laissent passer des éléments 1 et 2 de l'ouvrage au travers des passages 9,10... Une fois lesdits éléments fixés les uns aux autres et l'ensemble ainsi solidarisé autour du point de l'ouvrage à traiter, on remplit l'espace délimité par l'enceinte 5 avec une composition liquide polymérisant sans retrait.
Selon les cas, afin de permettre un dégagement aisé des éléments de coffrage de la masse 4 polymérisée, on peut au préalable tapisser la face intérieure de ceux-ci d'une feuille ou d'un film polymère présentant une faible adhérence vis-à-vis de la masse 4, une feuille de polyester par exemple.
5 Selon les cas en outre, les éléments de coffrage 6, 7, 8... peuvent être renforcés à l'aide de cornières ou d'entretoises disposées en fonction des contraintes mécaniques à subir. Pour en faciliter la manipulation en milieu liquide, lesdits éléments seront de préférence faits d'une matière présentant une densité sensiblement voisine de io celle du milieu liquide ambiant: il peut s'agir de matériaux simples ou composites, tels que le bois aggloméré, le polyester renforcé à l'aide de fibres de verre par exemple, convenablement lesté si nécessaire par des éléments métalliques.
Selon les cas, on peut également utiliser des éléments de coffrage 15 en acier, ces derniers étant alors maintenus en suspension à l'aide de flotteurs ou, dans la mesure du possible, retenus à partir de la surface par des câbles ou tout autre moyen approprié. S'agissant du traitement d'ouvrages immergés métalliques, on obtient alors une structure dite «sandwich» (métal/polymère/métal) contribuant éga-20 lement au renforcement mécanique de l'ensemble, les éléments de coffrage utilisés étant alors laissés en place.
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Claims (6)

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1. Dispositif de renforcement mécanique et de traitement anticorrosion d'éléments constitutifs d'ouvrages immergés dans un milieu liquide, se composant d'un élément principal (1) et d'au moins un élément secondaire (2) dont une extrémité est solidaire de la surface dudit élément (1), caractérisé en ce qu'il comprend une bride (3, 3') fixée à au moins un des éléments secondaires (2), latéralement ou à son extrémité, ladite bride étant conformée pour entourer avec un certain jeu l'élément principal (1), la bride (3,3') et les portions d'éléments (1, 2) coopérant avec celle-ci étant prises dans une masse de matière polymérisée élastique (4).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments de coffrage préformés (6, 7, 8...) pouvant être assemblés entre eux autour du point à traiter en une enceinte (5) ouverte vers le haut et présentant sur certaines de ses faces des passages (9,10...) épousant le pourtour des éléments (1, 2) coopérant avec celles-ci, et en ce qu'il comprend des moyens (11) destinés à amener la composition liquide à la zone inférieure de l'espace délimité par l'enceinte (5).
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REVENDICATIONS
3. Procédé pour l'assemblage fixe du dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste
— à fixer une première portion de bride (3) à l'élément secondaire (2), latéralement ou à son extrémité, ladite portion de bride étant conformée pour entourer une partie au moins de l'élément principal (11);
— à fixer ensuite à la première portion de bride (3) une seconde portion de bride (3'), conformée pour coopérer avec ladite première portion (3) pour former avec celle-ci une bride (3,3') entourant avec un certain jeu l'élément principal (1);
— à couler enfin dans une enceinte (5) entourant l'ensemble formé par la bride (3, 3') et les portions d'éléments (1, 2) coopérant avec celle-ci, une composition liquide génératrice d'une matière polymérisée élastique (4).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que plusieurs portions de brides conformées pour coopérer entre elles sont fixées entre elles.
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la composition liquide possède une densité supérieure à celle du milieu liquide ambiant.
6. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la composition liquide est une composition polymérisant sans retrait et permettant d'ajuster à volonté le module d'élasticité de la matière polymérisée.
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