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EP0046418A1 - Procédé d'ancrage et dispositif de fondation d'une plateforme en particulier mobile - Google Patents

Procédé d'ancrage et dispositif de fondation d'une plateforme en particulier mobile Download PDF

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Publication number
EP0046418A1
EP0046418A1 EP81401100A EP81401100A EP0046418A1 EP 0046418 A1 EP0046418 A1 EP 0046418A1 EP 81401100 A EP81401100 A EP 81401100A EP 81401100 A EP81401100 A EP 81401100A EP 0046418 A1 EP0046418 A1 EP 0046418A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
box
caisson
seabed
platform
passage
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
EP81401100A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Francis Raymond Claude Cour
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.)
Tractebel Engineering SA
Original Assignee
Coyne et Bellier Bureau dIngenieurs Conseils 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 Coyne et Bellier Bureau dIngenieurs Conseils SA filed Critical Coyne et Bellier Bureau dIngenieurs Conseils SA
Publication of EP0046418A1 publication Critical patent/EP0046418A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • E02B17/02—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor placed by lowering the supporting construction to the bottom, e.g. with subsequent fixing thereto
    • E02B17/021—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor placed by lowering the supporting construction to the bottom, e.g. with subsequent fixing thereto with relative movement between supporting construction and platform
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/52—Submerged foundations, i.e. submerged in open water
    • 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
    • E02B2017/0056—Platforms with supporting legs
    • E02B2017/006—Platforms with supporting legs with lattice style supporting legs
    • 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
    • E02B2017/0056—Platforms with supporting legs
    • E02B2017/0073—Details of sea bottom engaging footing
    • E02B2017/0078—Suction piles, suction cans
    • 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
    • E02B2017/0056—Platforms with supporting legs
    • E02B2017/0073—Details of sea bottom engaging footing
    • E02B2017/0086—Large footings connecting several legs or serving as a reservoir for the storage of oil or gas

Definitions

  • the subject of the present invention is a platform, in particular mobile, in particular of the "self-elevating" type, intended to rest on an underwater bottom, as well as a foundation device particularly suitable for equipping a such a platform, and also relates to a method for anchoring and releasing such a platform.
  • Platforms each resting on an underwater bottom by means of at least one pile secured to a foundation device, have been used for many years, in particular for the purposes of research, drilling and production on oil fields at sea, commonly known by the English term "off-shore”.
  • foundation devices Different types are currently used. Certain platforms rest on piles terminated by substantially cylindrical bases, or boxes, the underside of which is conical, these devices being usually designated by the English expression "spud cans”.
  • Another type of arrangement tif of foundation consists of a single sole or closed box of dimensions comparable to those of the platform, which is then usually qualified by the English terms of "mat-supported”.
  • these foundation devices either rest on the bottom, or are sunk into the seabed.
  • the raft box possibly partitioned, is provided with anchoring knives extending around the circumference of the raft and forming a continuous wall in extension or in the vicinity of the side walls of the caisson, the partitioning of the raft by internal knives, making a compartmentalization, which could possibly be provided.
  • the anchoring knives After transfer of the caisson by flotation to the site, then total immersion and descent of the caisson onto the seabed by ballasting, the anchoring knives cross the permeable sandy surface layer of the bottom, then penetrate into the clayey waterproof layer under adjacent, and cooperate with the raft or closed bottom of the caisson to provide an enclosed space between the raft, the knives and the clay impermeable layer, in which a depression is created to ensure the further sinking of the caisson and its anchoring by suction cup effect, obtained by suction and removal of water in the permeable surface sandy layer.
  • these foundation devices only allow anchoring on the seabed having layers of stratification of small thickness compared to the dimensions of the raft and comprising at least one sandy-permeable surface layer, resting on a layer waterproof clay. This constitutes a significant limitation in the use of these devices although it is proposed, in the aforementioned French patent, to remedy this drawback by depositing a layer of sand having the required surface on the bottom before immersion of the box.
  • the height of the knives much less than the thickness of the box, must be greater than the thickness of the surface sandy layer.
  • the dimensioning of the foundation device is therefore determined according to the thickness of the sandy layer on the site. For these two reasons, such devices cannot equip mobile platforms, in particular jack-ups, intended for changing sites, but only fixed platforms; except if one artificially reconstructs a suitable seabed on each of the successive sites, intended to receive a mobile platform, in particular self-elevating, and which would not be naturally suitable, which represents civil works important, long and expensive. It should be noted that this backfilling is not always possible, due to the depth on the chosen sites.
  • Such boxes can be released from the seabed and repositioned on the latter by reinjecting pressurized air, which supposes that the boxes are previously at least partially emptied of their solid materials.
  • pressurized air which supposes that the boxes are previously at least partially emptied of their solid materials.
  • a cover of its upper wall is opened and the bottom materials are removed from the structure, which fill it at least partially.
  • a chamber air is reconstituted air.
  • the cover is closed, and the vacuum is redone in the hollow structure to allow a new depression.
  • a subject of the invention is also mobile platforms, in particular of the self-elevating type, provided with a foundation device according to the invention, and capable of being anchored in the underwater ford or released from this bottom. by implementing methods which are also the subject of the invention.
  • the platform according to the invention intended to rest on a seabed via at least one integral stack of fo n device - dation is characterized in that it comprises at least one box with an open bottom, with substantially vertical side walls possibly compartmentalized by internal partitions which are also substantially vertical and the upper part of which has at least one passage orifice, if necessary for each compartment, to which a pipe preferably connected a valve for a liquid medium expelled from the caissons when the latter plunges through its side walls into the seabed to anchor the platform, or penetrating into the caisson when the latter emerges from the bottom submarine to ensure the release of the platform.
  • the foot of each pile, or the common foot affects the shape of a core barrel. This immediately results in a significant advantage.
  • the driving force depends only on the "pointed” surface of the vertical walls of the box and the friction along its vertical walls, since the liquid medium such as water from the surrounding aquatic medium, which has been trapped during the descent of the box, can escape through the hole (s) provided on its upper face.
  • the invention it is possible to provide a single valve on a single pipe into which open different branches connected to the different passage orifices, or even a pipe and a valve for each passage orifice.
  • a single valve on a single pipe into which open different branches connected to the different passage orifices, or even a pipe and a valve for each passage orifice.
  • Another advantage of the present invention is that it is possible to increase the penetration of a foundation device into the seabed, that is to say ser the depression.normally obtained under the simple effect of the weight of the structure, thanks to means, connected to the passage orifices via the pipes which are connected thereto, and making it possible to ensure in the box a relative depression relative to the hydrostatic pressure on the seabed.
  • the device according to the invention advantageously comprises means, also connected to the through orifices via the pipes which are connected to it, and making it possible to ensure in the box a relative overpressure relative to the hydrostatic pressure on the seabed.
  • the foundation device is thus released from the seabed by reaction on the latter.
  • the load which is applied on the piles can be of 100 tonnes for example, but the surface of the whole of the feet can itself be of the order of approximately 100 m 2 , so that overpressures or relatively low relative pressures make it possible to obtain significant operating forces.
  • a platform according to the invention is such that all of its piles are integral with a foundation device comprising a single box compartmentalized by vertical internal partitions, with open bottom, each compartment of which has a passage orifice 'to which a pipe fitted with a valve is connected.
  • a platform according to the invention is such that each stack corresponds to a box with an open bottom of a foundation device, the stack of which is integral, each box having at least one passage orifice to which a pipe fitted with a valve is connected.
  • an expandable hydraulic chamber delimited by an impermeable membrane retained on the internal face of the upper wall of the box, and / or on the vertical walls and partitions of the box, is provided inside the box or each of its compartments, and can be drained or filled, at least partially by the passage opening (s), in order to respectively control the insertion of the box into the seabed or its release from it.
  • mobile platforms in particular of self-elevating type, that is to say whose piles are intended to support a barge on which they are mounted movable in vertical direction, are characterized in that the valves are mounted on the barge.
  • these valves are preferably connected to a pumping group, also mounted on the barge, and acting as means ensuring a vacuum or an overpressure in the box or boxes.
  • the method of anchoring a platform according to the invention which consists, after having brought it on the site, to cause the immersion of its foundation device until the box or boxes which constitute come into contact with the seabed through the lower end of the vertical walls, is characterized in that it then consists in controlling the flow rate of passage through the orifices of the upper wall of the box or boxes and / or the pressure in this or these caissons to control the speed and / or the depth of the depression as well as the attitude of the caisson (s) in the seabed, then to close the passage openings when the desired depression is obtained.
  • the method according to the invention also consists in producing a relative depression inside the box or boxes.
  • the method according to the invention consists, before the penetration of the caisson (s) begins in the underwater bottom, in filling it or them with a muddy environment, then to control the exit of this muddy environment out of the box (es) through the passage orifices to control the sinking.
  • each caisson of the foundation device of a platform is provided with an expandable hydraulic chamber
  • the method according to the invention is characterized in that it further consists in filling each expandable hydraulic chamber with a liquid medium for immersion of the foundation device, then to control the exit of the liquid medium out of each chamber to control the sinking.
  • the method according to the invention consists in injecting a liquid medium through the orifices of passage of the caisson (s), in order to develop in this or these a relative hydraulic overpressure liable to raise the caisson (s) relative to the seabed, then to control this overpressure to control the speed and / or the amplitude of the clearance. of the box (es).
  • each caisson is equipped with an expandable hydraulic chamber, a liquid medium is injected into each chamber, the expansion of which is controlled to ensure controlled release of the caisson from the seabed.
  • a foundation device comprising an improved embodiment of an open bottom box, with vertical side walls, optionally compartmentalized by vertical partitions, and the upper wall of which has at least one passage orifice for a liquid medium expelled from the caisson (s) out of the depression in the seabed, or penetrating into the caisson (s) when the bottom is disengaged, at least one body with variable volume being according to the invention, retained in each box, if necessary in each of its compartments, and this body being compressed during insertion and / or expanded during release.
  • variable volume body is constituted by a expandable hydraulic chamber, delimited by an impermeable membrane fixed on the internal face of the upper wall and / or on the vertical walls and partitions of the box or boxes, and in communication with the through orifices.
  • FIG. 1 it can be seen that the barge 1 of the mobile platform, in particular self-elevating platform, is supported by piles 2 of lattice, which rest on a single box 3, open at its lower part, and which has at its upper wall, a set of passage orifices 3 ', to which pipes 7 are connected provided with valves 4, advantageously controlled from barge 1.
  • the barge 1 itself carries means 6 for drilling or production.
  • the box 3 arrives on the surface A, from the seabed, the vertical side walls 5 of the box 3 penetrate into it, and the initially trapped water escapes through the through holes 3 'and the pipes 7 , as long as they remain open.
  • the valves 4 are closed, the water, which is possibly still trapped in the box 3, remains blocked inside the latter, and a downward movement of the latter is immediately stopped.
  • the bearing capacity of the foundation is at this time equal to that of a sole of the same section, founded on the lower level reached by the caisson 3, and takes a value greater than the force necessary for the depression of the caisson in the case where the valves 4 are open.
  • FIG. 1 therefore represents either the caisson during its sinking into the seabed, or at the end of sinking into an intermediate position, the valves 4 being closed while the caisson has not completely sunk into the ground .
  • each of the stacks 2 of the platform is mounted on an individual box 3, the upper face of which has two passage orifices 3 ′, without any pipe or valve being provided.
  • valves 4 are arranged on the barge 1, and each connected on the one hand to several passage orifices 3 ′ of the upper wall of the box 3 , by pipes 7 and on the other hand, to a pumping group 12, which makes it possible either to produce a vacuum inside the box 3, to promote the insertion of the latter, or to produce an overpressure in the box 3 to allow its release from the seabed.
  • each stack 2 is supported by an individual box 3, the upper face of which is placed in communication, by the pipes 7 and 8, each connected to a passage orifice 3 ′, with the valves 4 carried by the barge 1.
  • these valves 4 are preferably connected, as before, to a pumping group (not shown).
  • FIG. 5 there is shown in Figure 5, in top view, a box according to the invention, circular and compartmentalized.
  • This box is divided into sectors by vertical solid edges 9 and 10, said sectors themselves being substantially divided into two parts by a vertical solid crown 11. This division is carried out for reasons of obvious mechanical resistance.
  • Each of the compartments thus formed is provided, as explained above, with a passage orifice 3 'to which is connected a pipe provided with a valve, advantageously controlled from the barge 1. This allows, by appropriate control of the valves, to ensure uniform penetration of the box.
  • the anchoring on the one hand, and the release or release on the other hand of the various platforms, the foundation devices of which have just been described with reference to FIGS. 1 to 5, are produced by the implementation of 'A method consisting respectively, for anchoring, immersing the foundation devices and then controlling the output flow through the passage orifices 3' and / or the pressure in the box (es) 3, which can be a vacuum, for control the speed and / or depth of the darkly (and if necessary favor the latter) as well as the altitude of the casing (s) 3, then to close the passage orifices 3 ', when the desired insertion is obtained, and, for the release, to inject a liquid medium, such as water from the ambient environment, in the caisson (s) 3, through the passage orifices 3 ', and to develop in each caisson 3 a hydraulic overpressure to lift the latter relative to the seabed, then to pilot this overpressure to control the speed and / or the amplitude of the clearance of the box 3 out of the bottom.
  • variable volume body is retained in the caisson 3 or inside each of the compartments of a caisson 3, and this body can contract at starting from an initial state given during the insertion of the box into the bottom, controlling its contraction or reduction in volume possibly allowing control of the insertion, in speed, depth and / or altitude.
  • This body can be consumable and, possibly, destroyed when the box is pushed in, the release of which can subsequently be ensured by injection of a liquid medium (water or mud), as explained above, but this body can also be of a structure allowing it to expand, or to increase in volume, from another given initial state, in order to allow the release of the box, controlled by the control of its increase in volume, this second initial state given may be the state in which the body is at the end of the previous depression.
  • a liquid medium water or mud
  • FIG 6 there is shown schematically a first embodiment of such a body of variable volume; this body is constituted by an expandable hydraulic chamber, delimited by a waterproof membrane 12, flexible and deformable, closed except at the level of an opening by which the chamber is in communication with the orifice 3 passage 3 'of a box 3.
  • the membrane is attached, for example by adhesion, vulcanization, bonding or any other known suitable means, to the lower or internal face, relative to the box 3, of the upper wall of the latter.
  • the sealed variable-volume chamber thus placed in the box can be filled with a liquid, which can be water pumped into the ambient environment or a different liquid to prevent corrosion of the pumping unit, for example, in order to cause the 'immersion of the box 3, when anchoring the platform, then the exit of this liquid through the passage orifice 3' can be controlled, when the side walls 5 of the box 3 are pushed into the bottom submarine, in order to control this sinking.
  • a liquid which can be water pumped into the ambient environment or a different liquid to prevent corrosion of the pumping unit, for example, in order to cause the 'immersion of the box 3, when anchoring the platform, then the exit of this liquid through the passage orifice 3' can be controlled, when the side walls 5 of the box 3 are pushed into the bottom submarine, in order to control this sinking.
  • the injection of this liquid into the chamber at least partially emptied on the occasion of a prior depression, to develop an overpressure relative to the hydrostatic pressure.
  • the chamber increases in volume by pressurizing the materials occupy
  • This embodiment has the advantages that the control circuit liquid is isolated by the membrane 12 from the ambient medium if the pipes 7 open into reservoirs provided for this purpose on the surface, on the barge 1 for example, and on the other hand, it is possible, by emptying this liquid and filling the chamber with a pressurized gas, to ensure the movements of the box 3 alone, or associated with a battery 2, or with the barge 1, by flotation if necessary.
  • FIG. 7 there is shown a box 3 compartmentalized by the cooperation of vertical partitions 11 with the side and vertical walls 5 of the box 3.
  • a pipe 7 opens, through a passage opening 3 'in.
  • the operation of this box 3 and its advantages are in all respects similar to those of the box shown in FIG.

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Abstract

Le dispositif de fondation comprend au moins un caisson (3) à fond ouvert, à parois latérales (5) sensiblement verticales, et dont la paroi supérieure présente au moins un orifice de passage (3'), pour l'eau qui est chassée du caisson (3) lorsque ce dernier s'enfonce par ses parois latérales (5) dans le fond sous-marin (A), ou pour l'eau qui est injectée dans le caisson (3) pour dégager ce dernier du fond sous-marin (A). Une chambre hydraulique (12, 14) expansible peut être prévue dans le caisson (3).

Description

  • La présente invention a pour objet une plate-forme, en particulier mobile, notamment du type "auto-élévatrice", destinée à reposer sur un fond sous-marin, ainsi qu'un dispositif de fondation particulièrement adapté pour l'équipement d'une telle plate-forme, et a également pour objet un procédé d'ancrage et de libération d'une telle plate-forme.
  • Des plates-formes reposant chacune sur Un fond sous-marin par l'intermédiaire d'au moins une pile solidaire d'un dispositif de fondation, sont utilisées depuis de nombreuses années, notamment aux fins de recherches, forage et production sur des champs pétrolifères en mer, communément désigné par les termes anglais d'"off-shore".
  • De plus, certaines de ces plates-formes ont été conçues pour pouvoir se déplacer en fonction de la localisation géographique des travaux à effectuer. C'est ainsi que l'on utilise, depuis 1953 environ, des plates-formes dites "auto-élévatrices", constituées d'une barge reposant en cours d'opération, sur le fond sous-marin choisi, par l'intermédiaire de piles équipées à leur extrémité inférieure d'un dispositif de fondation, les piles étant montées mobiles en direction verticale sur la barge, de sorte que cette dernière puisse les transporter, en position relevée par rapport à la barge, jusque sur le site choisi, où les piles sont descendues pour procurer l'appui sur le sol sous-marin.
  • Différents types de dispositifs de fondation sont actuellement utilisés. Certaines plates-formes reposent sur des piles terminées par des embases sensiblement cylindriques, ou des caissons, dont la face inférieure est conique, ces dispositifs étant habituellement désignés par l'expression anglaise "spud cans". Un autre type de dispositif de fondation consiste en une semelle unique ou caisson fermé de dimensions comparables à celles de la plate-forme, qui est alors habituellement qualifiée par les termes anglais de "mat-supported".
  • Selon la capacité portante du sol, c'est-à-dire du fond sous-marin, ces dispositifs de fondation soit reposent sur le fond, soit sont enfoncés dans le fond sous-marin.
  • Dans le premier cas, les dispositifs de fondation.actuellement utilisés ne posent pas de problème.
  • Dans le second cas, l'utilisation des dispositifs connus pose de nombreux problèmes mal résolus.
  • En particulier, on se trouve alors obligé de déplacer des quantités importantes de matériaux provenant du fond sous-marin, et l'enfoncement du dispositif de fondation est un phénomène pouvant s'effectuer, partiellement ou totalement, d'une manière brutale, susceptible de mettre en cause la stabilité de l'ensemble de la structure.
  • De plus, compte-tenu d'une part des règles et normes de sécurité qui s'imposent, d'autre part du risque d'application sur la structure de charges dynamiques très supérieures aux seuls efforts statiques (poids de la structure), par le fait de phénomènes naturels tels que la houle, sollicitant latéralement les piles et, par suite, leurs dispositifs de fondation, on se trouve contraint d'appliquer sur la structure des efforts verticaux au moins égaux aux efforts maximaux prévisibles, ce qui est effectué par une opération de surcharge des piles, communément désignée par les termes anglais de "pre loading", par ballastage notamment, ce qui présente des risques, occasionne une perte de temps, et rend plus coûteuse l'installation de la plate-forme.
  • Enfin, et plus particulièrement pour les plates-formes mobiles, en particulier auto-élévatrices, qui, comme déjà dit, sont amenées à être déplacées en fon- tion des travaux à effectuer, l'un des moments les plus délicats dans l'utilisation des plates-formes reposant sur fond sous-marin, se présente lorsqu'il s'agit de dégager le dispositif de fondation du fond sous-marin.En effet, après pénétration du dispositif de fondation à l'intérieur. du fond sous-marin, ce dernier se "cicatrise" au-dessus des embases ou caissons qui le constitue, et il est ensuite très difficile de les@faire ressortir. Dans le cas de plate-forme reposant sur le fond sous-marin par l'intermédiaire de plusieurs piles, un tel dégagement du dispositif de fondation au niveau de certaines piles peut être tenté.en prenant appui sur d'autres piles, ce qui revient à appliquer sur ces dernières des efforts très importants,risquant de se concentrer sur un faible nombre de piles voire sur une seule d'entre elles, du fait du déplacement du centre de gravité. Il en résulte des risques de rupture de piles trop sollicitées et de renversement de la plate-forme.Une autre solution, utilisable notamment dans le cas de structure reposant sur le fond par l'intermédiaire d'une seule pile, con- . siste à dégager le dispositif de formation en chassant les matériaux (terre ou sable), le recouvrant et le solidarisant au fond sous-marin, par l'application de jets d'eau sous pression le long des parois des embases ou caissons. La mise en oeuvre de ce procédé, connu sous le terme anglais de "jetting", est longue et coûteuse, et se révèle souvent insuffisante, du fait que les dispositifs de fondation s'enfoncent parfois de plusieurs mètres lorsque les fonds sous-marins sont mous. Cette opération n'est pas exempte de dangers, puisque c'est au cours de cette phase opératoire que des plates-formes mobiles, en particulier auto-élévatrices ont été accidentées.
  • Quel que soit le procédé utilisé, le dégagement de telles plates-formes du fond sous-marin sur lequel elles reposent ne peut se réaliser que si l'on développe des efforts d'arrachement pouvant être très importants, ce qui entraîne des sur-coûts d'exploitation, et fait courir des risques importants à la sutructure et au personel concerné.
  • Par le brevet français 2 335 133, on connait un procédé et un dispositif de fondation en site aquatique pour un ouvrage comportant un caisson à radier, ou à fond fermé, pourvu de couteaux d'ancrage pour la fixation du caisson posé sur le fond sous-marin.
  • Le caisson à radier, éventuellement cloisonné, est muni dé couteaux d'ancrage s'étendant sur le pourtour du radier et formant une paroi continue en prolongement ou au voisinage des parois latérales du caisson, le cloisonnement du radier par des couteaux intérieurs, réalisant un compartimentage, pouvant éventuellement être prévu.
  • Après transfert du caisson par flottaison jusqu'au site, puis immersion totale et descente du caisson sur le fond sous-marin par ballastage, les couteaux d'ancrage traversent la couche superficielle sableuse perméable du fond, puis pénètrent dans la couche imperméable argileuse sous- jacente, et coopèrent avec le radier ou fond fermé du caisson pour ménager un espace clos compris entre le radier, les couteaux et la couche imperméable argileuse, dans lequel on crée une dépression pour assurer la poursuite de l'enfoncement du caisson et son ancrage par effet de ventouse, obtenu par l'aspiration et l'élimination de l'eau dans la couche sableuse superficielle perméable. Dès que les couteaux pénètrent dans le fond sous-marin, l'eau enfermée sous le radier peut s'échapper par des cheminées verticales traversant le caisson, puis des clapets ferment ces cheminées, et l'aspiration de l'eau de la couche sableuse est assurée par des pompes immergées, disposées à la partie inférieure de colonnes creuses traversant également le caisson et reliant ce dernier à une structure émergeante, telle qu'une plate-forme.
  • Les dispositifs de fondation équipés de tels caissons, d'une structure complexe, donc coûteuse, puisque munis non seulement de couteaux prolongeant les parois verticales d'un caisson fermé, mais également de cheminées verticales traversant le caisson et obturables par clapet ainsi que de colonnes creuses verticales, traversant également le caisson, présentent deux inconvénients majeurs. Tout d'abord, ces dispositifs de fondation ne permettent un ancrage que sur les fonds sous-marins présentant des couches de stratification d'épaisseur faible par rapport aux dimensions du radier et comportant au moins une couche superficielle sableuse-perméable, reposant sur une couche d'argile imperméable. Ceci constitue une limitation importante dans l'utilisation de ces dispositifs bien qu'il soit proposé, dans le brevet français précité, de remédier à cet inconvénient en déposant une couche de sable ayant la surface requise sur le fond avant l'immersion du caisson. De plus la hauteur des couteaux, très inférieure à l'épaisseur du caisson,doit être supérieure à l'épaisseur de la couche sableuse superficielle.Le dimensionnement du dispositif de fondation est donc déterminé en fonction de l'épaisseur de la couche sableuse sur le site. Pour ces deux raisons,-de tels dispositifs ne peuvent équiper les plates-formes mobiles, en particulier auto-élévatrices, destinés à changer de site, mais uniquement les plates-formes fixes ; sauf si l'on reconstitue artificiellement un fond sous-marin adapté sur chacun des sites successifs, destinés à recevoir une plate-forme mobile, en particulier auto-élévatrice, et qui ne serait pas naturellement convenable, ce qui représente des travaux de génie civil importants, longs et coûteux. Il faut noter que ces travaux de remblaiement ne sont pas toujours possible, en raison de la profondeur sur les sites choisis.
  • Par ailleurs, l'enfoncement de tels caissons dans le fond sous-marin est limité, par la mise en oeuvre du procédé selon ce brevet français, à une valeur peu supérieure à la hauteur des couteaux d'ancrage. Or un tel enfoncement peut être insuffisant, en particulier lorsque le fond sous-marin présente une autre couche de sable,sous la couche d'argile compressible, et que cette dernière est assez épaisse. Selon le brevet français précité, il convient alors d'associer à la mise en oeuvre du procédé présenté ci-dessus d'autres moyens connus, permettant, par exemple, de draguer une partie de l'argile compressible par pompage et circulation inverse dans une série de puits répartis sous la surface du radier et équipés de désagrégateurs. En effet, il est clair qu'après la traversée de la couche sableuse par les couteaux d'ancrage, la fondation opposé à tout enfoncement supplémentaire une surface qui est celle de l'ensemble du caisson ou du radier, ce qui suppose un déplacement im- - portant des matériaux du fond sous-marin comme cela est le cas lorsque la fondation est du type "Mat supported" présenté ci-dessus, dont on retrouve les inconvénients.
  • Pour la constructions de digues, brise-lames, môles, jetées, appontements, épis, éperons , estacades etc..., il a déjà été proposé, par le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 640 075 d'utiliser des caissons de béton prêts à être posés, se présentant sous la forme de caissons creux à fond ouvert, éventuellement cloisonnés, et à parois latérales fermées présentant une partie inférieure verticale se raccordant par une partie supérieure inclinée, plane ou en gradins, à une paroi supérieure percée d'orifices susceptibles d'être raccordés à un compresseur pneumatique ou à une pompe à matériaux solides. En contrôlant la pression d'un gaz, tel que de l'air, dans les caissons ces derniers peuvent être amenés par flottaison sur le site, puis la purge totale ou partielle du volume d'air, progressivement remplacé par un volume d'eau , permet la descente des caissons sur le fond sous-marin, dans lequel les parties verticales des parois latérales des caissons peuvent s'enfoncer d'une profondeur contrôlée au plus égale à la hauteur des parties verticales des parois latérales, l'atitude· des caissons étant éventuellement contrôlée par des pressions différentes dans les différents compartiments. Puis des matériaux solides sontpompês et injectés à l'intérieur des caissons, d'où l'eau est chassée, et les différentes ouvertures de la paroi supérieure, toujours émergente, des caissons sont fermées, lorsque l'ancrage en position souhaitéee est obtenu. De tels caissons peuvent être libérés du fond sous-marin et repositionnés sur ce dernier en réinjectant de l'air sous pression, ce qui suppose que les caissons soient préalablement au moins partiellement vidés de leursmatériaux solides. L'utilisation de tels caissons n'a été, à ce jour, envisagée que pour la réalisation de structures émergentes constituée par les caissons eux-mêmes.
  • Par ailleurs, pour assurer l'enfoncement de caissons, cylindres, tubes ou autres structures creuses à fond ouvert, dans un sol qui peut être un fond sous-marin ou sur la terre ferme, il a déjà été proposé par le brevet anglais n° 288 077, un procédé consistant à faire un vide d'air partiel dans la structure creuse, afin de provoquer une infiltration d'air ou d'eau de l'extérieur vers l'intérieur de la structure creuse, sous ses parois latérales, pour ameublir le sol supportant ces dernières, de sorte que la structure puisse s'enfoncer dans le sol sous l'effet de son propre poids, augmenté des effets de la pression s'exerçant sur la structure creuse et d'éventuelles surcharges. Après rééquilibrage des pressions entre l'intérieur et l'extérieur de la structure creuse, un couvercle de sa paroi supérieure est ouvert et l'on retire de la structure les matériaux du fond qui la remplissent au moins partiellement .pour reconstituer une chambre d'air. Puis la couvercle est refermé, et l'on refait le vide dans la structure creuse pour permettre un nouvel enfoncement.
  • Par la présente invention, on se propose de remédier aux inconvénients précités des procédés et dispositifs de fondation de plates-formes connus, en appliquant et en adaptant des caissons creux à fond ouvert, du type considéré dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 3 640 075 et anglais n° 288 077; à la réalisation de fondations totalement immergées pour des plates-formes mobiles, en particulier du type auto-élévatrice, afin que la réalisation et le coût de telles fondations soient respectivement plus simple et moins élevée que pour les fondations utilisées à ce jour.
  • L'invention a aussi pour objet les plates-formes mobiles,en particulier de type auto-élévatrice, munies d'un dispositif de fondation selon l'invention, et susceptibles d'être ancrées dans le ford sous-marin ou libérées de ce fond par la mise en oeuvre de procédés faisant également l'objet de l'invention.
  • A cet effet, la plate-forme selon l'invention, destinée à reposer sur un fond sous-marin par l'intermédiaire d'au moins une pile solidaire d'un dispositif de fon- dation se caractérise en ce que ce dernier comprend au moins un caisson à fond ouvert, à parois latérales sensiblement verticales éventuellement compartimenté par des cloisons internes également sensiblement verticales et dont la partie supérieure présente au moins un orifice de passage, le cas échéant pour chaque compartiment, auquel se raccorde de préférence une canalisation munie d'une vanne pour un milieu liquide chassé du caissons lorsque ce dernier s'enfonce par ses parois latérales dans le fond sous-marin pour assurer l'ancrage de la plate-forme, ou pénétrant dans le caisson lorsque ce dernier se dégage du fond sous-marin pour assurer la libération de la plate-forme. Ainsi, le pied de chaque pile, ou le pied commun, affecte la forme d'un carottier. Il en résulte immédiatement un avantage important. En effet, l'effort d'enfoncement ne dépend que de la surface "en pointe" des parois verticales du caisson et des frottements le long de ses parois verticales, puisque le milieu liquide tel que l'eau du milieu aquatique environnant, qui a été emprisonné au cours de la descente du caisson, peut s'échapper par le ou les orifices prévus à sa face supérieure.
  • Selon l'invention, il est possible de prévoir une unique vanne sur une unique canalisation dans laquelle débouchent différentes dérivations raccordées aux différents orifices de passage, ou encore une canalisation et une vanne pour chaque orifice de passage. De la sorte, par la commande de l'ouverture de la ou des vannes, il est possible de faire varier la section de passage de l'eau, et donc de piloter le débit d'évacuation de l'eau hors du caisson, et il suffit pratiquement de fermer la ou les vannes pour arrêter immédiatement l'enfoncement du dispositif de fondation dans le fond sous-marin.
  • Un autre avantage de la présente invention est qu'il est possible d'accroître l'enfoncement d'un dispositif de fondation dans le fond sous-marin, c'est-à-dire de dépasser l'enfoncement.normalement obtenu sous le simple effet du poids de la structure, grâce à des moyens, reliés aux orifices de passage par l'intermédiaire des canalisations qui s'y raccordent, et permettant d'assurer dans le caisson une dépression relative par rapport à la pression hydrostatique sur le fond sous-marin.
  • De même, pour favoriser le dégagement du caisson, et donc de lensemble du dispositif de fondation, hors du fond sous-marin, le dispositif selon l'invention comprend avantageusement des moyens, également reliés aux orifices de passage par l'intermédiaire des canalisations qui s'y raccordent, et permettant d'assurer dans le caisson une surpression relative par rapport à la pression hydrostatique sur le fond sous-marin. Le dispositif de fondation est ainsi dégagé du fond sous-marin par réaction sur ce dernier.
  • Pour fixer les idées, la charge qui est appliquée sur les piles peut être de 100 tonnes par exemple, mais la surface de l'ensemble des pieds peut elle-même être de l'ordre de 100 m2 environ, de sorte que des surpressions ou des pressions relatives assez faibles permettent d'obtenir des efforts de manoeuvre importants.
  • Selon une forme de réalisation, une plate-forme selon l'invention est telle que l'ensemble de ses piles soit solidaire d'un dispositif de fondation comprenant un unique caisson compartimenté par des cloisons internes verticales, à fond ouvert, dont chaque compartiment présente un orifice de passage 'sur lequel se raccorde une canalisation munie d'une vanne.
  • Selon une autre forme de réalisation, une plate-forme selon l'invention est telle qu'à chaque pile corresponde un caisson à fond ouvert d'un dispositif de fondation, dont la pile est solidaire, chaque caisson présentant au moins un orifice de passage sur lequel se raccorde une canalisation munie d'une vanne.
  • Selon l'invention, une chambre hydraulique expansible, délimitée par une membrane imperméable retenue sur la face interne de la paroi supérieure du caisson, et/ou sur les parois et cloisons verticales du caisson, est prévue à l'intérieur du caisson ou de chacun de ses compartiments, et peut être purgée ou remplie, au moins partiellement par le ou les orifices de passage, afin de commander respectivement l'enfoncement du caisson dans le fond sous-marin ou son dégagement de ce dernier.
  • Selon l'invention, les plates-formes mobiles, en particulier de type auto-élévatrices, c'est-à-dire dont les piles sont destinées à soutenir une barge sur laquelle elles sont montées mobiles en direction verticale, se caractérisent en ce que les vannes sont montées sur la barge. De plus, ces vannes sont de préférence reliées à un groupe de pompage, également monté sur la barge, et faisant office de moyens assurant une dépression ou une surpression dans le ou les caissons.
  • Le procédé d'ancrage d'une plate-forme selon l'invention, qui consiste, après avoir amené celle-ci sur le site, à provoquer l'immersion de son dispositif de fondation jusqu'à ce que le ou les caissons qui le constituent viennent au contact du fond sous-marin par l'extrémité inférieure des parois verticales, se caractérise en ce qu'il consiste ensuite à piloter le débit de passage par les orifices de la paroi supérieure du ou des caissons et/ou la pression dans ce ou ces caissons pour contrôler la vitesse et/ou la profondeur de l'enfoncement ainsi que l'attitude du ou des caissons dans le fond sous-marin, puis à fermer les orifices de passage lorsque l'enfoncement désiré est obtenu.
  • Pour favoriser l'enfoncement, le procédé selon l'invention consiste de plus à produire une dépression relative à l'intérieur du ou des caissons.
  • Lorsqu'il doit être mis en oeuvre sur un fond sous-marin très perméable, le procédé selon l'invention consiste, avant que ne commence l'enfoncement du ou des caissons dans le fond sous-marin, à le ou les remplir d'un milieu boueux, puis à piloter la sortie de ce milieu boueux hors du ou des caissons par les orifices de passage pour contrôler l'enfoncement.
  • Dans le cas où chaque caisson du dispositif de fondation d'une plate-forme est muni d'une chambre hydraulique expansible, le procédé selon l'invention se caractérise en ce qu'il consiste en outre, à remplir chaque chambre hydraulique expansible d'un milieu liquide pour l'immersion du dispositif de fondation, puis à piloter la sortie du milieu liquide hors de chaque chambre pour contrôler l'enfoncement.
  • Pour assurer le dégagement d'un dispositif de fondation d'une plate-forme ancrée sur un fond sous-marin, le procédé selon l'invention consiste à injecter un milieu liquide par les orifices de passage du ou des caissons, afin de développer dans ce ou ces derniers une surpression hydraulique relative susceptible de soulever le ou les caissons par rapport au fond sous-marin, puis à piloter cette surpression pour contrôler la vitesse et/ou l'amplitude du dégagement. du ou des caissons.
  • Lorsque le fond est très perméable, il est préférable d'injecter dans chaque caisson un milieu boueux. Si chaque caisson est équipé d'une chambre hydraulique expansible un milieu liquide est injecté dans chaque chambre dont on pilote l'expansion pour assurer un dégagement contrôlé du caisson hors du fond sous-marin.
  • La mise en oeuvre de cette forme de réalisation préférée du procédé selon l'invention s'effectue au moyen d'un dispositif de fondation comprenant une réalisation perfectionnée de caisson à fond ouvert, a parois latérales verticales, éventuellement compartimenté par des cloisons verticales, et dont la paroi supérieure présente au moins un orifice de passage pour un milieu liquide chassé du ou des caissons hors de l'enfoncement dans le fond sous-marin, ou pénétrant dans le ou les caissons lors du.dégagement du fond, au moins un corps à volume variable étant selon l'invention, retenu dans chaque caisson, le cas échéant dans chacun de ses compartiments, et ce corps étant comprimée lors de l'enfoncement et/ou dilaté lors du dégagement. De préférence, le corps à volume variable est constitué par une chambre hydraulique expansible, délimitée par une membrane imperméable fixée sur la face interne de la paroi supérieure et/ou sur les parois et cloisons verticales du ou des caissons, et en communication avec les orifices de passage.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description, qui va suivre, de modes de réalisation de l'invention en regard des figures qui représentent :
    • la figure 1 une plate-forme mobile, en particulier auto-élévatrice,montée sur un caisson unique.
    • La figure 2 une plate-forme mobile, en particulier auto-élévatricesur laquelle chaque pile est supportée par un caisson ouvert indépendant.
    • La figure 3 une plate-forme montée sur un caisson unique, et dont les orifices de passage sont raccordés à un système de canalisation et de vannes.
    • La figure 4 une plate-forme du même type que celle de la figure 3, mais avec un caisson indépendant par pile.
    • La figure 5 une vue de dessus d'un caisson destiné à supporter toutes les piles d'une plate-forme, et de type cloisonné.
    • La figure 6 une vue schématique d'un caisson muni d'une chambre expansible,
    • et la figure 7, une vue schématique d'.un caisson cloisonné dont chaque compartiment est muni d'une chambre expansible.
  • Sur les figures, on n'a représenté que deux piles par plate-forme, mais ceci ne saurait constituer une limitation quelconque.
  • Sur la figure l,on voit que la barge 1 de la plate-forme mobile, en particulier auto-élévatrice,est supportée par des piles 2 en treillis, lesquelles reposent sur un caisson unique 3, ouvert à sa partie inférieure, et qui présente à sa paroi supérieure un ensemble d'orifices de passage 3', sur lesquels sont raccordées des canalisations 7 munies de vannes 4, avantageusement commandées à partir de la barge 1.
  • La barge 1 porte elle-même des moyens 6 de forage ou de production. Lorsque le caisson 3 arrive sur la surface A, du fond sous-marin, les parois latérales verticales 5 du caisson 3 pénètrent dans celui-ci, et l'eau initialement emprisonnée s'échappe par les orifices de passage 3' et les canalisations 7,tant que celles-ci restent ouvertes. Dès que les vannes 4 sont fermées, l'eau,qui est éventuellement encore emprisonnée dans le caisson 3, reste bloquée à l'intérieur de ce dernier, et un mouvement de descente de celui-ci est immédiatement stoppé. On notera que la portance de la fondation est à ce moment égale à celle d'une semelle de même section, fondée au niveau inférieur atteint par le caisson 3, et prend une valeur supérieure à l'effort nécessaire à l'enfoncement du caisson dans le cas où les vannes 4 sont ouvertes. La quantité de matériau déplacée, correspondant au volume des parois verticales du caisson, est donc faible, et l'enfoncement du caisson ne provoque aucun déplacement de matériau sur une grande échelle sous la fondation. Cela constitue un avantage notable par rapport au cas de caissons ou semelles pleins , qui ne peuvent pénétrer dans le sol que par rupture et déplacement de celui-ci, ce qui conduit à un affaiblissement de la résistance mécanique du fond sous-marin, qui peut se révéler préjudiciable.
  • Lorsque l'enfoncement du caisson 3 est achevé, la portance présentée est très supérieure à la charge statique, de sorte que les surcharges dynamiques peuvent être supportées avec des facteurs de sécurité adéquats.
  • La figure 1 représente donc soit le caisson au cours de son enfoncement dans le fond sous-marin, soit en fin d'enfoncement dans une position intermédiaire, les vannes 4 étant fermées alors que le caisson ne s'est pas complètement enfoncé dans le sol.
  • Sur la figure 2, chacune des piles 2 de la plate-forme est montée sur un caisson 3 individuel, dont la face supérieure présente deux orifices de passage 3', sans qu'il soit prévu de canalisation ni de vanne.
  • Sur la figure 3, les piles 2 sont à nouveau montées sur un caisson 3 unique, mais des vannes 4 sont disposées sur la barge 1, et reliées chacune d'une part à plusieurs orifices de passage 3' de la paroi supérieure du caisson 3, par des canalisations 7 et d'autre part, à un groupe de pompage 12, qui permet soit de produire une dépression à l'intérieur du caisson 3, pour favoriser l'enfoncement de celui-ci, soit de produire une surpression dans le caisson 3 pour permettre son dégagement du fond sous-marin.
  • Sur la figure 4, chaque pile 2 est supportée par un caisson 3 individuel, dont la face supérieure est mise en communication, par les canalisations 7 et 8, raccordées chacune sur un orifice de passage 3', avec les vannes 4 portées par la barge 1. Bien entendu, ces vannes 4 sont de préférence reliées, comme précédemment, à un groupe de pompage (non représenté).
  • On a représenté sur la figure 5, en vue de dessus, un caisson selon l'invention, de forme circulaire et compartimenté. Ce caisson est divisé en secteurs par des arrêtes pleines verticales 9 et 10, lesdits secteurs étant eux-mêmes divisés sensiblement en deux parties par une couronne pleine verticale 11. Cette division est effectuée pour des raisons de résistances mécaniques évidentes. Chacun des compartiments ainsi constitués est muni comme expliqué précédemment, d'un orifice de passage 3' sur lequel se raccorde une canalisation munie d'une vanne, avantageusement commandée à partir de la barge 1. Ceci permet, par une commande appropriée des vannes, d'assurer un enfoncement uniforme du caisson.
  • L'ancrage d'une part, et le dégagement ou la libération d'autre part des différentes plates-formes, dont les dispositifs de fondation viennent d'être décrits en référence aux figures 1 à 5, sont réalisés par la mise en oeuvre d'un procédé consistant respectivement, pour l'ancrage, à immerger les dispositifs de fondation puis à piloter le débit de sortie par les orifices de passage 3' et/ou la pression dans le ou les caissons 3, laquelle peut être une dépression, pour contrôler la vitesse et/ou la profondeur de l'enfoncement (et au besoin favoriser ce dernier) ainsi que l'altitude du ou des caissons 3, puis à fermer les orifices de passage 3', lorsque l'enfoncement désiré est obtenu, et,pour la libération, à injecter un milieu liquide, tel que de l'eau du milieu ambiant, dans le ou les caissons 3, par les orifices de passage 3', et à développer dans chaque caisson 3 une surpression hydraulique pour soulever ce dernier par rapport au fond sous-marin, puis à piloter cette surpression pour contrôler la vitesse et/ou l'amplitude du dégagement du caisson 3 hors du fond.
  • Mais lorsque le fond sous-marin est très perméable, il est préférable d'utiliser un milieu boueux à la place de l'eau prise dans le milieu ambiant pour, d'une part, remplir chaque caisson 3 avant que ne commence son enfoncement, puis piloter la sortie de ce milieu boueux hors du caisson 3 par les orifices de passage 3' pour contrôler l'enfoncement du caisson, et, d'autre part, l'injecter dans chaque caisson pour assurer la surpression perméttant son dégagement, car l'utilisation d'un milieu boueux approprié permet de répar- . tir convenablement les contraintes exercées sur le fond sous-marin, et d'éviter tout enfoncement intempestif du caisson dans le fond en raison d'une percolation de l'eau dans ce dernier.
  • Alternativement, selon une réalisation qui convient aux fonds sous-marins indépendamment de leur perméabilité, un corps à volume variable est retenu dans le caisson 3 ou à l'intérieur de chacun des compartiments d'un caisson 3, et ce corps peut se contracter à partir d'un état initial donné lors de l'enfoncement du caisson dans le fond, le pilotage de sa contraction ou diminution de volume permettant éventuellement le contrôle de l'enfoncement, en vitesse, profondeur et/ou altitude. Ce corps peut être consommable et, éventuellement, détruit lors de l'enfoncement du-caisson, dont le dégagement peut ultérieurement être assuré par injection d'un milieu liquide (eau ou boue), comme expliqué ci-dessus, mais ce corps peut aussi être d'une structure lui permettant de se dilater, ou d'augmenter de volume, à partir d'un autre état initial donné, afin de permettre le dégagement du caisson, contrôlé par le pilotage de son augmentation de volume, ce second état initial donné pouvant être l'état dans lequel se trouve le corps à la fin de l'enfoncement précédent.
  • Sur la figure 6, on a représenté schématiquement un premier exemple de réalisation d'un tel corps de volume variable ; ce corps est constitué par une chambre hydraulique expansible, délimitée par une membrane étanche 12, souple et déformable, fermée sauf au niveau d'une ouverture par laquelle la chambre est en communication avec l'ori÷ fice de passage 3' d'un caisson 3. La membrane est attachée, par exemple par adhérisation, vulcanisation, collage ou tout autre moyen convenable connu, à la face inférieure ou interne, par rapport au caisson 3, de la paroi supérieure de ce dernier. La chambre étanche à volume variable ainsi disposée dans le caisson peut être remplie d'un liquide, lequel peut être de l'eau pompée dans le milieu ambiant ou un liquide différent pour éviter la corrosion du groupe de pompage par exemple, afin de provoquer l'immersion du caisson 3, lors de l'ancrage de la plate-forme, puis la sortie de ce liquide par l'orifice de passage 3' peut être pilotée, lors de l'enfoncement des parois latérales 5 du caisson 3 dans le fond sous-marin, afin de contrôler cet enfoncement. Inversement, on peut piloter l'injection de ce liquide dans la chambre au moins partiellement vidée à l'occasion d'un enfoncement préalable, pour développer une surpression par rapport à la pression hydrostatique. La chambre.augmente de volume en pressurisant les matériaux occupant le volume 13 du caisson 3 disposé sous la membrane 12, de sorte que par réaction sur ces matériaux (qui peuvent être de l'eau ou des matériaux de fond sous-marin) et sur le fond sous-marin lui-même, le caisson 3 est soulevé et dégagé du fond.
  • Bien entendu, dans cette réalisation également il est possible par pompage, de développer une dépression dans la membrane 12 remplie pour favoriser l'enfoncement.
  • Cette réalisation a pour avantages que le liquide de circuit de commande est isolé par la membrane 12 du milieu ambiant si les canalisations 7 débouchent dans des réservoirs prévus à cet effet en surface, sur la barge 1 par exemple, et que d'autre part, il est possible, en vidant ce liquide et en remplissant la chambre d'un gaz sous pression d'assurer les déplacements du caisson 3 seul, ou associé à une pile 2, ou à la barge 1, par flottaison en cas de besoin.
  • Sur la figure 7, on a représente un caisson 3 compartimenté par la coopération de cloisons verticales 11 avec les parois latérales et verticales 5 du caisson 3. Une canalisation 7 débouche, par un orifice de passage 3',dans. une chambre fermée à volume variable, délimitée dans chaque compartiment par une membrane imperméable 14, souple et déformable, fixée le long des bords inférieurs des parois 5 et cloisons 11 qui délimitent le compartiment correspondant. Le fonctionnement de ce caisson 3 et ses avantages sont en tous points analogues à ceux du caisson représenté sur la figure 6, mis à part qu'il permet en outre de commander la stabilisation du caisson 3 par un pilotage différentiel de l'expansion et/ou de la dilatation des différentes chambres, le dégagement du caisson 3 étant assuré par réaction sur les matériaux remplissant les volumes 15 sous les membranes 14, lors de la pressurisation des chambres du caisson 3.
  • Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.

Claims (15)

1 - Plate-forme destinée à reposer sur un fond sous-marin (A) par l'intermédiaire d'au moins une pile (2) solidaire d'un dispositif de fondation,destiné à être totalement immergé, caractérisée en ce que le dispositif de fondation comprend au moins un caisson (3) à fond ouvert, à parois latérales (5) sensiblement verticales, éventuellement compartimenté par des cloisons internes (9, 10, 11) également sensiblement verticales, et dont la paroi supérieure présente au moins un orifice de passage (3'), le cas échéant pour chaque compartiment, auquel se raccorde de préférence une canalisation (7) munie d'une vanne (4), pour un milieu liquide chassé du caisson (3), lorsque ce dernier s'enfonce par ses parois latérales (5) dans le fond sous-marin (A) pour assurer l'ancrage de la plate-forme, ou pénétrant dans le caisson(3) lorsque ce derner se dégage du fond sous-marin (A) pour assurer la libération de la plate-forme.
2 - Plate-forme selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (12) reliés aux orifices de passage (3') par l'intermédiaire des canalisations (7) qui s'y raccordent, et permettant d'assurer dans le caisson (3) une dépression et/ou une surpression relative par rapport à la pression hydrostatique sur le fond sous-marin (A), pour favoriser respectivement l'enfoncement du caisson (3) dans le fond sous-marin (A) et/ou le dégagement du caisson (3) hors du fond sous-marin (A).
3 - Plate-forme selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que l'ensemble des piles (2) est solidaire d'un dispositif de fondation comprenant un unique caisson (3) compartimenté par des cloisons internes verticales (9,10, 11) et à fond ouvert, dont chaque compartiment présente un orifice de passage (3') sur lequel se raccorde une canalisation (7) munie d'une vanne (4).
4 - Plate-forme selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisée en ce qu'à chaque pile (2) correspond un caisson (3) à fond ouvert d'un dispositif de fondation, dont la pile (2) est solidaire, chaque caisson (3) présentant au moins un orifice de passage (3'), sur lequel se raccorde une canalisation (7 ou 8) munis d'une vanne (4).
5.- Plate-forme selonl'une des revendications 1 à 4, caractériséeen ce qu'une chambre hydraulique expansible, délimitée par une membrane (12 ou 14) imperméable, retenue sur la face interne de la paroi supérieure du caisson (3). et/ou sur les parois (5) et cloisons (9, 10, 11) verticales du caisson (3), est prévue à l'intérieur du caisson (3) ou de chacun de ses compartiments, et peut être purgée ou remplie, ou moins partiellement, par le ou les orifices de passage (3') afin de commander respectivement l'enfoncement du caisson (3) dans le fond sous-marin (A) ou son dégagement de ce dernier.
6.- Plate-forme mobile selon l'unequelconque des revendications 1 à 5, en particulier du type auto-élévatrice, dont les piles (2) sont destinées à soutenir une barge (1) sur laquelle elles sont montées mobiles en direction verticale, caractérisée en ce que les vannes (4) sont montées sur la barge (1) et sont de préférence reliées à un groupe de pompage (12), également monté sur la barge (1), et-faisant office de moyens assurant une dépression ou une surpression dans le ou les caisson(s) (3).
7 - Procédé d'ancrage d'une plate-forme selon l'une_ des revendications 1 à 6, consistant, après avoir amené la plate-forme sur le site, à provoquer l'immersion du dispositif de fondation jusqu'à ce que le ou les caissons (3) viennent au contact du.fond sous-marin (A)par l'extrémité inférieure des parois verticales (5), caractérisé en ce qu'il consiste ensuite à piloter le débit de passage par les orifices (3') et/ou la pression dans le ou les caissons (3) pour contrôler la vitesse et/ou la profondeur de l'enfoncement ainsi que l'attitude du oudes caissons (3) dans le fond sous-marin (A), puis à fermer les orifices (3') lorsque l'enfoncement désiré est obtenu.
8.-Procédé selon la'revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à produire une dépression à l'intérieur du ou des caissons (3) pour favoriser l'enfoncement.
9.- Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, mis en oeuvre sur un fond sous-marin (A) très perméable, caractérisé en ce qu'il consiste, avant que ne commence l'enfoncement du caisson (3) dans le fond sous-marin (A), à remplir l'intérieur du caisson (3) d'un milieu boueux, puis à piloter la sortie de ce milieu boueux hors du ou des caissons (3) par les orifices de passage (3') pour contrôler l'enfoncement.
10o-Procédéselon l'une des revendications 7 et 8, pour une plate-forme dont chaque caisson (3) est muni d'une chambre hydraulique expansible, caractérisé en ce qu'il consiste à remplir chaque chambre hydraulique expansible d'un milieu liquide pour l'immersion du dispositif de fondation, puis à piloter la sortie du milieu liquide hors de chaque chambre pour contrôler l'enfoncement.
11. Frocédé de dégagement d'une plate-forme selon l'une des revendications 1 à 6 d'un fond sous-marin (A) dans lequel la plate-forme a été préalablement ancrée, de préférence conformément à un procédé selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'il consiste à injecter un milieu liquide par les orifices de passage (3') afin de développer dans chaque caisson (3) une surpression hydraulique susceptible de soulever ce dernier par rapport au fond sous-marin (A), puis à piloter cette surpression pour contrôler la vitesse et/ou l'amplitude du dégagement du ou. des caissons (3) hors du fond sous-marin (A).
12°- Procédé selon la revendication 11, mis en oeuvre sur un fond sous-marin (A) très perméable, caractérisé en ce qu'il consiste à injecter un milieu boueux dans chaque caisson (3).
13.- Procédé selon la revendication 11 pour une telle plate-forme dont chaque caisson (3) est muni d'une chambre hydraulique expansible, caractérisé en ce qu'il consiste à injecter un milieu liquide dans chaque chambre hydraulique et à piloter sous expansion pour assurer le dégagement du ou des caissons (3) hors du fond sous-marin.
14.- Dispositif de fondation, destiné à être totalement immergé, pour une structure émergent destinée à reposer sur un fond sous-marin (A), telle qu'une plate-forme mobile, en particulier du type auto-élévatrice, comprenant au moins un caisson (3) à fond ouvert, à parois latérales (5) sensiblement verticales, éventuellement compartimenté par ces cloisons internes sensiblement verticales (9, 10, 11), et dont la paroi supérieure présente au moins un orifice de passage (3') pour un milieu liquide chassé.du ou des caissons (3) lorsque ce ou ces derniers s'enfoncent par ses ou leurs parois latérales (5) dans le fond sous-marin, ou pénétrant dans le ou les caissons (3) lorsque ce ou ces derniers se dégagent du fond, caractérisé en ce qu'au moins un corps à volume variable est retenu à l'intérieur de chaque caisson (3), le cas échéant à l'intérieur de chacun de ses compartiments, ce corps étant comprimé lors de l'enfoncement dans le fond et/ou dilaté lors du dégagement hors du fond.
15.- Dispositif selon la revendication 14caractérisé en ce que le corps à volume variable est constitué par une chambre. hydraulique expansible, délimitée par une membrane imperméable (12, .14) fixée sur la face inférieure de la paroi supérieure et/ou sur les parois (5) et cloisons (9,10,11) verticales du ou des caissons (3), et en communication avec les orifices de passage (3').
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OA (1) OA06851A (fr)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001071105A1 (fr) * 2000-03-23 2001-09-27 Bruno Schakenda Procede de realisation dans un fond marin de la fondation d'une installation off shore, et fondation associee
CN100432343C (zh) * 2005-11-28 2008-11-12 天津大学 横跨并保护海底管线的筒型基础海堤结构及安装方法
CN104164887A (zh) * 2013-05-17 2014-11-26 颜可仁 大型深水预制承台安装装置
CN104164890A (zh) * 2013-05-17 2014-11-26 颜可仁 大型深水预制承台安装装置
CN109056772A (zh) * 2018-08-29 2018-12-21 中国铁建港航局集团有限公司 一种应用于大型预制构件快速顶升装置及方法
CN109795636A (zh) * 2019-03-13 2019-05-24 美钻深海能源科技研发（上海）有限公司 一种沉箱式钻井平台
CN112267976A (zh) * 2020-11-27 2021-01-26 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 装配式风电塔筒基础及制作方法
CN115977137A (zh) * 2022-12-20 2023-04-18 重庆大学 适用于山地风机格构式塔架的装配式基础及其装配方法

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4664557A (en) * 1984-03-15 1987-05-12 Phoenix Engineering Ltd. Method and apparatus for constructing an underwater fill
SE444334B (sv) * 1984-08-03 1986-04-07 Goetaverken Arendal Ab Hydrostatiskt kopplingsdon for i vatten nedsenkta foremal
NL193498C (nl) * 1985-04-18 1999-12-03 Marine Structure Consul Fundatiepaal voor een hefeiland.
US4720214A (en) * 1986-05-21 1988-01-19 Shell Offshore Inc. Mudmat design
NO872007L (no) * 1987-05-14 1988-11-15 Norwegian Contractors Fremgangsmaate for aa fundamentere en oppjekkbar plattform,samt anordning for utfoerelse av fremgangsmaaten.
GB2233017A (en) * 1989-04-18 1991-01-02 Earl & Wright Ltd Mudmat for offshore structures has buoyant elements
NO176408B (no) * 1991-02-19 1994-12-19 Norwegian Contractors Fremgangsmåte og anlegg for fundamentering av elementer på havbunnen
NO176215B (no) * 1992-09-24 1994-11-14 Norske Stats Oljeselskap Anordning for fundamentering av en fagverkskonstruksjon eller undervannsinstallasjon til havs
GB2341409B (en) * 1998-09-08 2000-11-01 John Stephen Baross Mechanical pipeline span prop with suction anchor foundation
US6652192B1 (en) * 2000-10-10 2003-11-25 Cso Aker Maritime, Inc. Heave suppressed offshore drilling and production platform and method of installation
NO20092238L (no) * 2009-06-10 2010-12-13 Seatower As Anordning ved installasjon av undervannsstruktur
ES2387366B1 (es) * 2009-12-11 2013-04-26 Grupo De Ingenieria Oceanica S.L. Plataforma de medidas para su instalacion en el agua
DE102009055175B4 (de) * 2009-12-22 2011-11-10 Ed. Züblin Ag Nachjustierbare Flächengründung, bevorzugt aufgelöst, für Offshore-Windenergieanlagen
US8870497B2 (en) 2010-10-21 2014-10-28 Conocophillips Company Ice worthy jack-up drilling unit with conical piled monopod
SG10201508576SA (en) * 2010-10-21 2015-11-27 Conocophillips Co Ice worthy jack-up drilling unit
RU2013123039A (ru) * 2010-10-21 2014-11-27 Конокофиллипс Компани Ледовые экраны опоры для самоподъемного бурового морского основания ледового класса
WO2012054840A1 (fr) * 2010-10-21 2012-04-26 Conocophillips Company Jambes renforcées pour unité de forage auto-élévatrice spécialement adaptée à la glace
WO2012054858A1 (fr) * 2010-10-21 2012-04-26 Conocophillips Company Unité de forage auto-élévatrice spécialement adaptée à la glace équipée d'un système de tension de pré-chargement
WO2012054881A1 (fr) * 2010-10-21 2012-04-26 Conocophillips Company Unité plate-forme de forage auto-élévatrice en milieu de glace à prévention de la glace à gaz en mouvement
EP2630304A1 (fr) * 2010-10-21 2013-08-28 ConocoPhillips Company Unité de forage auto-élévatrice spécialement adaptée à la glace comportant une plateforme monopode sur pile conique
SG189100A1 (en) * 2010-10-21 2013-05-31 Conocophillips Co Ice worthy jack-up drilling unit with moon pool for protected drilling in ice
GB2486216B (en) * 2010-12-07 2013-05-01 Alstom Technology Ltd Bistable valve and use thereof in the controlled submergence of a foundation structure
ITUD20120027A1 (it) * 2012-02-17 2013-08-18 I Co P S P A Elemento di sostegno per una struttura edile, particolarmente per una struttura, o piattaforma, a mare
GB201407991D0 (en) * 2014-05-06 2014-06-18 Renewable Hydrocarbons Ltd Sub-sea piling

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB288077A (en) * 1927-08-05 1928-04-05 William Henry Anderson Method of and means for sinking caissons and like structures
US2938353A (en) * 1954-12-27 1960-05-31 Shell Oil Co Submersible drilling barge
GB1088804A (en) * 1965-10-29 1967-10-25 Christiani & Nielsen As Support for subaqueous bases for marine structures, and method for erecting the same
FR2048861A5 (fr) * 1969-05-28 1971-03-19 Algers Knut Borge
US3640075A (en) * 1969-10-16 1972-02-08 James H La Peyre Method of installing breakwater caissons
FR2225030A5 (en) * 1973-04-04 1974-10-31 Kleber Colombes Sea drilling rig positioning assembly - has platform at base of columns positioned on feet resting on seabed
US3863457A (en) * 1972-06-13 1975-02-04 Selmer As Ing F Submarine foundation and offshore working platform
US3911687A (en) * 1972-05-02 1975-10-14 Olav Mo Foundation method for caissons
FR2335133A5 (fr) * 1973-03-05 1977-07-08 Sea Tank Co Procede et dispositif de fondation par depression en site aquatique

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB288077A (en) * 1927-08-05 1928-04-05 William Henry Anderson Method of and means for sinking caissons and like structures
US2938353A (en) * 1954-12-27 1960-05-31 Shell Oil Co Submersible drilling barge
GB1088804A (en) * 1965-10-29 1967-10-25 Christiani & Nielsen As Support for subaqueous bases for marine structures, and method for erecting the same
FR2048861A5 (fr) * 1969-05-28 1971-03-19 Algers Knut Borge
US3640075A (en) * 1969-10-16 1972-02-08 James H La Peyre Method of installing breakwater caissons
US3911687A (en) * 1972-05-02 1975-10-14 Olav Mo Foundation method for caissons
US3863457A (en) * 1972-06-13 1975-02-04 Selmer As Ing F Submarine foundation and offshore working platform
FR2335133A5 (fr) * 1973-03-05 1977-07-08 Sea Tank Co Procede et dispositif de fondation par depression en site aquatique
FR2225030A5 (en) * 1973-04-04 1974-10-31 Kleber Colombes Sea drilling rig positioning assembly - has platform at base of columns positioned on feet resting on seabed

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001071105A1 (fr) * 2000-03-23 2001-09-27 Bruno Schakenda Procede de realisation dans un fond marin de la fondation d'une installation off shore, et fondation associee
CN100432343C (zh) * 2005-11-28 2008-11-12 天津大学 横跨并保护海底管线的筒型基础海堤结构及安装方法
CN104164887A (zh) * 2013-05-17 2014-11-26 颜可仁 大型深水预制承台安装装置
CN104164890A (zh) * 2013-05-17 2014-11-26 颜可仁 大型深水预制承台安装装置
CN109056772A (zh) * 2018-08-29 2018-12-21 中国铁建港航局集团有限公司 一种应用于大型预制构件快速顶升装置及方法
CN109795636A (zh) * 2019-03-13 2019-05-24 美钻深海能源科技研发（上海）有限公司 一种沉箱式钻井平台
CN112267976A (zh) * 2020-11-27 2021-01-26 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 装配式风电塔筒基础及制作方法
CN115977137A (zh) * 2022-12-20 2023-04-18 重庆大学 适用于山地风机格构式塔架的装配式基础及其装配方法
CN115977137B (zh) * 2022-12-20 2024-06-11 重庆大学 适用于山地风机格构式塔架的装配式基础及其装配方法

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NO812313L (no) 1982-01-11
GB2079826A (en) 1982-01-27
BR8104399A (pt) 1982-03-30

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