DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION

La présente invention concerne de manière générale le domaine des barbotins pour un système d'ancrage au fond marin d'un engin offshore, en particulier pour l'ancrage de plateformes flottantes destinées à l'exploitation de puits de pétrole ou de navires de production, de stockage et de déchargement (encore dénommés « Floating Production Storage and Offloading (Unit) » - FPSO). ARRI ERE-PLAN TECHNOLOGIQUE

Certains engins off-shore, notamment les plateformes pour l'exploitation en mer des puits de pétrole, consistent en des supports flottants qui sont ancrés au sol au moyen d'un système d'ancrage.

Ce système d'ancrage comprend généralement plusieurs groupes d'une pluralité de chaînes d'ancrage (quatre à cinq chaînes par groupe, par exemple), encore appelées lignes d'ancrage, chaque groupe de chaînes d'ancrage étant ménagé au niveau de l'un des angles de l'engin off-shore.

L'extrémité inférieure, aval, de chacune de ces chaînes d'ancrage comporte des moyens pour sa fixation au sol, notamment par l'intermédiaire d'un massif enfoncé dans le fond marin.

L'extrémité supérieure, amont, de chacune de ces chaînes d'ancrage s'étend au niveau d'un poste de manœuvre qui est ménagé sur le côté de l'engin off-shore, au-dessus de sa ligne de flottaison.

Chaque poste de manœuvre comprend généralement - un treuil tensionneur, composé d'une pièce principale couramment désignée « barbotin », pour régler la tension de la chaîne d'ancrage, et - des moyens stoppeurs activables/désactivables, pour verrouiller la tension appliquée à cette chaîne d'ancrage.

La portion de chaîne d'ancrage s'étendant en amont du barbotin tombe par gravité dans un contenant, dit « puits à chaîne », adapté à son stockage.

En pratique, la tension initiale exercée sur une chaîne d'ancrage, lors de sa mise en tension, est significativement inférieure (par exemple d'un facteur voisin de 10) par rapport à la tension finale susceptible de s'exercer sur cette même chaîne, correspondant à sa charge de rupture minimale (dit encore « Minimum Breaking Load » ou « MBL »).

Dans ce cadre, il est courant que ces chaînes d'ancrage se composent de deux brins :

- un brin de chaîne amont, couramment désigné « messenger chain », constitué de « petits » maillons, et

- un brin de chaîne aval, couramment désigné « anchoring line », constitué de « grands » maillons, dont le calibre est supérieur au calibre des maillons du brin de chaîne amont.

Le brin de chaîne amont intervient ainsi lors de la traction initiale sur la chaîne d'ancrage. A l'issue de cette traction initiale, c'est le brin de chaîne aval qui permet la traction finale et qui, bloqué par les moyens stoppeurs, assure la charge de rupture minimale effective de la chaîne d'ancrage.

Le brin de chaîne amont permet un gain économique significatif, notamment du fait du gain matière lors de la fabrication de ses « petits » maillons ; il permet aussi de limiter l'encombrement au niveau de l'engin off-shore, et le poids global de ce dernier.

Mais, en vire et en dévire, ces chaînes d'ancrage nécessitent un passage d'un brin de chaîne, à l'autre brin de chaîne, au niveau du barbotin.

Ce passage s'effectue habituellement par des manipulations particulières de la chaîne d'ancrage, au moyen d'équipements de manutention, qui prennent du temps et qui sont sources de risque pour le personnel.

Aujourd'hui, il est de moins en moins admis de mettre en œuvre ce genre d'opérations de manutention.

Il existe par conséquent des besoins pour un système d'ancrage dont le passage d'un brin de chaîne, à l'autre brin de chaîne, serait simplifié au niveau du barbotin. OBJET DE L'INVENTION

Dans ce contexte, la demanderesse a développé un nouveau barbotin dans lequel la chaîne d'ancrage est apte à passer en continu et sous charge, aussi bien en vire qu'en dévire, de l'un à l'autre des brins de chaîne.

Ce barbotin est en particulier adapté à la mise en tension d'une chaîne d'ancrage comportant au moins deux brins de chaînes : un brin de chaîne amont, dont les maillons ont un premier calibre, et un brin de chaîne aval, dont les maillons ont un second calibre, supérieur audit premier calibre. Les brins de chaîne comportent des maillons du type sans étais qui comportent chacun deux tronçons rectilignes reliés par deux tronçons courbes, pour définir une lumière et un plan médian.

Pour cela, le barbotin comporte un bâti portant une roue qui est manœuvrée par des moyens moteurs autour d'un axe de rotation pour entraîner ladite chaîne d'ancrage.

Cette roue comporte des empreintes réparties sur sa périphérie, adaptées chacune à coopérer avec un maillon de ladite chaîne d'ancrage.

Et selon l'invention, ladite roue comporte plusieurs dents radiales qui sont réparties sur sa périphérie et qui sont destinées à s'insérer dans la lumière de certains au moins des maillons de ladite chaîne dont le plan médian est parallèle à l'axe de rotation,

Les dents radiales comportent chacune deux faces latérales disposées de part et d'autre d'un plan médian dans lequel s'étend ledit axe de rotation. Les faces latérales sont chacune munies d'au moins deux desdites empreintes s'étendant dans un plan général perpendiculaire à l'axe de rotation de ladite roue, pour coopérer chacune avec un tronçon courbe d'un maillon de ladite chaîne d'ancrage dont le plan médian s'étend perpendiculairement audit axe de rotation, à savoir :

- une empreinte distale, présentant un premier calibre adapté à coopérer avec un tronçon courbe d'un maillon du brin de chaîne amont, et

- une empreinte proximale, située entre ladite empreinte distale et ledit axe de rotation, présentant un second calibre adapté à coopérer avec un tronçon courbe d'un maillon du brin de chaîne aval.

D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du barbotin conforme à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :

- les faces latérales d'une dent, chacune de forme générale étagée ou en escalier, sont agencées symétriquement l'une par rapport à l'autre selon ledit plan médian, de sorte que chaque dent comporte une partie proximale délimitée par deux empreintes proximales et une partie distale délimitée par deux empreintes distales ; la largeur angulaire de ladite partie distale est inférieure à la largeur angulaire de ladite partie proximale, de sorte à permettre l'insertion de ladite partie distale et de ladite partie proximale dans la lumière respectivement d'un maillon du brin de chaîne amont et d'un maillon du brin de chaîne aval ; à cet égard, de préférence encore, les parties distale et proximale sont délimitées encore par deux faces perpendiculaires à l'axe de rotation, définissant leurs épaisseurs respectives, et l'épaisseur de la partie distale est inférieure à l'épaisseur de la partie proximale, de sorte à permettre l'insertion de ladite partie distale et de ladite partie proximale dans la lumière respectivement d'un maillon du brin de chaîne amont et d'un maillon du brin de chaîne aval ;

- la roue présente, d'une part, une distance d'engrènement distale, correspondant à la distance entre une empreinte distale de la face latérale d'une dent et une empreinte distale d'une même face latérale d'une dent juxtaposée et, d'autre part, une distance d'engrènement proximale, correspondant à la distance entre une empreinte proximale de la face latérale d'une dent et une empreinte proximale d'une même face latérale d'une dent juxtaposée ; le ratio de ladite distance d'engrènement distale sur ladite distance d'engrènement proximale est compris entre 1 et 1 ,5 ;

- la roue comporte au moins trois dents, régulièrement réparties sur sa périphérie ;

- les empreintes sont agencés de sorte que la trajectoire des deux brins de chaînes soient identiques, ou au moins approximativement identiques.

La présente invention concerne encore un système pour l'ancrage d'un engin offshore à un fond marin, comprenant au moins un barbotin selon l'invention qui est associé à une chaîne d'ancrage précitée.

D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du système d'ancrage conforme à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :

- l'agencement de deux empreintes proximales en regard correspond au calibre d'un maillon du brin aval, et l'agencement de deux empreintes distales en regard correspond au calibre d'une série de deux à six maillons du brin amont ;

- les brins de chaînes comportent chacun un maillon terminal, reliés ensemble par l'intermédiaire d'un maillon de liaison qui comporte une partie d'extrémité amont, solidarisée avec le maillon terminal du brin de chaîne amont, une partie d'extrémité aval, solidarisée avec le maillon terminal du brin de chaîne aval, et une partie de jonction, s'étendant entre lesdites deux parties d'extrémité ; de préférence, ledit maillon de liaison est structuré pour coopérer avec ledit barbotin de sorte que, simultanément, d'une part, ladite partie d'extrémité aval coopère avec une empreinte proximale de la face latérale d'une dent et, d'autre part, la partie d'extrémité amont coopère avec une empreinte distale de la face latérale en regard d'une dent juxtaposée ;

- les parties d'extrémité du maillon de liaison ont chacune une forme partielle d'anneau munies d'un orifice traversant dans lequel s'étend l'un des maillons terminaux, lesquels orifices présentent chacun un axe traversant s'étendant parallèlement l'un par rapport à l'autre ;

- le barbotin comporte une entrée et une sortie qui sont chacune munies d'une rampe de guidage comportant une partie centrale pour le guidage du brin de chaîne amont et une partie latérale pour le guidage du brin de chaîne aval ; la partie de jonction dudit maillon de liaison comporte deux rampes latérales destinées à coopérer avec ladite rampe de guidage de sorte à provoquer un mouvement de pivotement de sa partie d'extrémité aval pour faciliter le passage du brin de chaîne aval dans ladite rampe de guidage.

La présente invention concerne aussi l'engin offshore équipé d'un système d'ancrage au fond marin selon l'invention.

L'invention porte aussi sur le maillon de liaison qui comporte :

- une partie d'extrémité amont, solidarisée avec le maillon terminal du brin de chaîne amont,

- une partie d'extrémité aval, solidarisée avec le maillon terminal du brin de chaîne aval, et

- une partie de jonction, s'étendant entre lesdites deux parties d'extrémité, lequel maillon de liaison est structuré pour coopérer avec ledit barbotin de sorte que, simultanément, d'une part, ladite partie d'extrémité aval coopère avec une empreinte proximale de la face latérale d'une dent et, d'autre part, la partie d'extrémité amont coopère avec une empreinte distale de la face latérale en regard d'une dent juxtaposée.

L'invention concerne aussi la chaîne d'ancrage composée d'au moins deux brins de chaînes : - un brin de chaîne amont dont les maillons ont un premier calibre, et

- un brin de chaîne aval dont les maillons ont un second calibre, supérieur audit premier calibre,

lesquels brins de chaîne comportent chacun un maillon terminal, reliés ensemble par l'intermédiaire d'un maillon de liaison précité.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION

L'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique, orientée de côté, du système d'ancrage conforme à l'invention qui comprend un barbotin coopérant avec une chaîne d'ancrage comportant deux brins de chaîne ayant des calibres différents ;

- la figure 2 est une vue isolée du couple roue de barbotin et chaîne d'ancrage, selon la figure 1 ;

- les figures 3 et 4 sont des vues schématiques et isolées, respectivement de côté et sur champ, de la roue équipant le barbotin selon les figures 1 et 2 ;

- la figure 5 est une vue partielle et agrandie de la roue selon les figures 3 et 4, en légère perspective et avec un plan de coupe s'étendant perpendiculairement à son axe de rotation pour montrer la forme générale de ses empreintes ;

- les figures 6 et 7 représentent, respectivement vues de côté et sur champ, un maillon de liaison selon l'invention qui équipe le chaîne d'ancrage selon les figures 1 et 2 ;

- les figures 8 et 9 représentent de manière agrandie et schématique, respectivement selon un plan de coupe horizontal et un plan de coupe vertical, la coopération du maillon de liaison avec une rampe de guidage du barbotin.

Engin offshore et système d'ancrage

Le système d'ancrage 1 , illustré schématiquement sur la figure 1 , est destiné à équiper un engin offshore P qui doit être ancré au fond marin.

Un tel engin offshore P, représenté ici très sommairement et partiellement sur la figure 1 , consiste en un engin flottant, par exemple une plateforme flottante, et notamment une plateforme pétrolière pour l'exploitation de puits de pétrole, ou un navire de production, de stockage et de déchargement (encore dénommé « Floating Production Storage and Offloading (Unit) » - FPSO).

Cet engin offshore P est équipé de plusieurs groupes d'une pluralité de systèmes d'ancrage 1 , chacun de ces groupes étant par exemple ménagé au niveau de l'un de ses angles.

Cet engin offshore P flotte classiquement sur la masse d'eau, au-dessus du fond marin, en définissant une ligne de flottaison. Le système d'ancrage 1 comprend avantageusement plusieurs barbotins 2 (seul l'un d'entre eux est représenté sur la figure 1 ) associés chacun à une chaîne d'ancrage 3 (représentée partiellement sur la figure 1 ) destinée à s'étendre entre le fond marin et l'engin offshore P.

Par convention, par « amont », on entend une partie du système d'ancrage 1 situé du côté de l'engin offshore P ; et par « aval », on entend une partie du système d'ancrage 1 situé du côté du fond marin.

Ce système d'ancrage 1 comporte généralement des dispositifs complémentaires agencés en série (non représentés), coopérant successivement avec la chaîne d'ancrage 3, à savoir :

- une structure aval en entonnoir, formant une chute en tôle permettant de ramener les derniers maillons de la chaîne d'ancrage 3 de manière tangentielle à des moyens stoppeurs, quel que soit l'angle extérieur d'arrivée de cette chaîne d'ancrage 3,

- des moyens stoppeurs, destinés à bloquer la tension appliquée à la chaîne d'ancrage 3, et

- un puits à chaîne, situé en amont du barbotin 2 et destiné à recevoir une portion amont de la chaîne d'ancrage 3 lors de sa mise en tension.

Chaîne d'ancrage

La chaîne d'ancrage 3 comporte deux extrémités (non représentées) :

- une extrémité amont, destinée à se situer du côté de l'engin offshore P et à pénétrer dans le puits à chaîne précité, et

- une extrémité aval, destinée à se situer du côté du fond marin.

Cette extrémité aval, inférieure, de la chaîne d'ancrage 3 est destinée à être fixée avantageusement par tout moyen approprié à un massif posé sur le sol du fond marin, ou de préférence enfoncé dans ce sol.

Cette chaîne d'ancrage 3 se compose ici de deux brins de chaîne :

- un brin de chaîne amont 31 , composé de « petits » maillons 31 1 ayant un premier calibre, et

- un brin de chaîne aval 32, composé de « grands » maillons 321 ayant un second calibre.

Tel qu'illustré sur la figure 2, les maillons 31 1 , 321 des deux brins de chaîne 31 , 32 sont des maillons du type sans étais ou « studless », avantageusement réalisés en acier.

Chaque maillon 31 1 , 321 a une forme générale oblongue qui comporte deux tronçons rectilignes 31 1 1 , 321 1 reliés par deux tronçons courbes 31 12, 3212 ; chaque maillon 31 1 , 321 définit ainsi une lumière 31 13, 3213 oblongue.

Chaque maillon 31 1 , 321 présente également un plan médian 31 14, 3214 dans lequel s'étend son fil ; au sein de chaque brin de chaîne 31 , 32 en tension, les plans médians 31 14, 3214 de deux maillons 31 1 , 321 successifs s'étendent perpendiculairement, ou au moins approximativement perpendiculairement, l'un par rapport à l'autre.

Les « grands » maillons 321 ont un second calibre qui est supérieur au premier calibre des « petits » maillons 31 1 .

Par « calibre », on entend notamment la section du fil constituant un maillon, définissant son épaisseur ; on entend également les dimensions du maillon, notamment sa longueur et sa largeur.

Les maillons 31 1 du brin de chaîne amont 31 ont avantageusement un calibre correspondant approximativement à la moitié du calibre des maillons 321 du brin de chaîne aval 32.

Le ratio de calibre entre, d'une part, les maillons 321 du brin de chaîne aval 32 et, d'autre part, les maillons 31 1 du brin de chaîne amont 31 , est avantageusement dans un rapport voisin de 2, par exemple compris entre 1 ,5 et 2,5, de préférence compris entre 1 ,5 et 2,1 .

Par exemple, les maillons 31 1 du brin de chaîne amont 31 ont une section de 73 mm, avec une charge de rupture minimale comprise entre 4 500 et 7 000 kN ; ces maillons 31 1 ont une longueur de 456 mm et une largeur de 254 mm. Les maillons 321 du brin de chaîne aval 32 ont quant à eux une section de 152 mm, avec une charge de rupture minimale comprise entre 15 500 et 23 000 kN ; ces maillons 321 ont une longueur de 912 mm et une largeur de 509 mm.

Les deux brins de chaînes 31 , 32 comportent chacun un maillon terminal, désignés respectivement par les repères 35, 36.

Les maillons terminaux 35, 36 consistent ici en des maillons démontables, ou de manière alternative en des maillons non-démontables.

Ces maillons terminaux 35, 36 sont reliés ensemble par l'intermédiaire d'un maillon de liaison 37 particulier, décrit plus en détail ci-après en relation avec les figures 6 à 9.

Tel que développé ci-après, ce maillon de liaison 37, en combinaison avec une forme particulière du barbotin 2, a l'intérêt de permettre un passage de la chaîne d'ancrage 3 au sein du barbotin 2, en continu et sous charge, depuis un brin de chaîne 31 ou 32 à un autre brin de chaîne 32 ou 31 , aussi bien en vire qu'en dévire.

Barbotin

Le barbotin 2, illustré sur la figure 1 , comporte un bâti 5 portant une roue 6 qui est manœuvrée par des moyens moteurs 7 (représentés très schématiquement sur la figure 1 ) autour d'un axe de rotation 6' pour entraîner ladite chaîne d'ancrage 3 en vire ou en dévire.

La roue 6, illustrée plus en détail sur les figures 2 à 5, comprend un moyeu 61 qui coopère avec les moyens moteurs 7 et qui comporte plusieurs dents radiales 62 qui sont régulièrement réparties sur sa périphérie.

Cette roue 6 présente ainsi un plan médian 6", dans lequel s'étendent les dents radiales 62 et qui s'étend perpendiculairement à son axe de rotation 6' (figure 4).

La roue 6 forme ainsi une sorte de pignon d'engrenage, adaptée à recevoir les maillons 31 1 , 321 de la chaîne d'ancrage 3 selon deux orientations :

- des maillons « à plat » 31 1 a et 321 a, dont le plan médian 31 14, 3214 s'étend parallèlement à l'axe de rotation 6' de la roue 6 associée, et

- des maillons dits « verticaux » 31 1 b et 321 b, dont le plan médian 31 14, 3214 s'étend, d'une part, perpendiculairement à l'axe de rotation 6' de la roue 6 associée et, d'autre part, parallèlement au plan médian 6" de cette même roue 6.

Selon l'invention, et tel qu'illustré sur la figure 2, les dents radiales 62 sont conformées, d'une part, pour engrener et solliciter les maillons 31 1 b, 321 b verticaux de la chaîne d'ancrage 3 et, d'autre part, pour pénétrer dans la lumière 31 13, 3213 des maillons 31 1 a, 321 a à plat de cette même chaîne d'ancrage 3.

Tel qu'illustré plus en détails sur les figures 3 à 5, la roue 6 comporte ici cinq dents 62 ; de manière générale, cette roue 6 peut comporter entre 3 et 6 dents.

Les dents radiales 62 présentent chacune un plan médian 62', radial, dans lequel s'étend l'axe de rotation 6' de la roue 6.

Chaque dent radiale 62 comporte deux paires de faces :

- deux faces latérales 621 , agencées de part et d'autre du plan médian 62' de ladite dent 62 (figure 3), et

- deux faces frontales 622, agencées de part et d'autre du plan médian 6" de la roue

6 (figure 4).

Les faces latérales 621 d'une dent 62 ont ici une forme générale étagée ou en escalier, agencées symétriquement l'une par rapport à l'autre selon le plan médian 62' de ladite dent 62.

Les faces latérales 621 de chaque dent 62 sont chacune munie de deux empreintes

63, 64 orientées selon un plan général perpendiculaire à l'axe de rotation 6' de la roue 6 (en l'occurrence son plan médian 6"), pour coopérer chacune avec l'un des maillons 31 1 b, 321 b verticaux de la chaîne d'ancrage 3 (figure 2).

Chaque empreinte 63, 64 se présente pour cela sous la forme d'une rainure apte à épouser et à recevoir l'un des tronçons courbes 31 12, 3212 d'un maillon 31 1 b, 321 b vertical de la chaîne d'ancrage 3 pour son engrènement.

Chaque empreinte 63, 64 a une forme générale d'une rainure ou gorge recourbée (représentée en coupe sur la figure 5), présentant un profil longitudinal courbe concave (selon un plan de section correspondant au plan médian 6" de la roue 6) et un profil transversal courbe concave (selon un plan de section perpendiculaire au plan médian 6" de la roue 6).

En particulier, le profil longitudinal courbe de chaque empreinte 63, 64 évolue depuis une première extrémité s'étendant parallèlement au plan médian 62' de la dent 62 jusqu'à une seconde extrémité perpendiculaire audit plan médian 62'. Comme on peut le voir encore sur la figure 2, les empreintes 63, 64 sont agencées de sorte que les trajectoires (ou diamètres d'enroulement) des deux brins de chaîne 31 , 32 soient identiques, ou au moins approximativement identiques, l'une par rapport à l'autre lors de leur cheminement au sein du barbotin 2.

Chaque face latérale 621 d'une dent 62 comporte ainsi :

- une empreinte distale 63 (à distance du moyeu 61 ), présentant un premier calibre adapté à coopérer avec un tronçon courbe 31 12 d'un maillon 31 1 b vertical du brin de chaîne amont 31 , et

- une empreinte proximale 64, située entre l'empreinte distale 63 et l'axe de rotation 6' (du côté du moyeu 61 ), présentant un second calibre adapté à coopérer avec un tronçon courbe 3212 d'un maillon 321 b vertical du brin de chaîne aval 32.

Le ratio de calibre entre, d'une part, une empreinte proximale 64 et, d'autre part, une empreinte distale 63, est avantageusement dans un rapport voisin de 2, par exemple compris entre 1 ,5 et 2,5.

Tenant compte de ces faces latérales 621 étagées et symétriques, chaque dent 62 est divisée en deux parties :

- une partie distale 66, délimitée par les deux empreintes distales 63 symétriques, et

- une partie proximale 67, délimitée par les deux empreintes proximales 64 symétriques.

Chaque dent 62 comprend ainsi une partie proximale 67 terminée / prolongée par une partie distale 66, qui sont adaptées :

- à solliciter, respectivement, un maillon 321 b vertical du brin de chaîne aval 32 et un maillon 31 1 b vertical du brin de chaîne amont 31 , et

- à s'insérer, respectivement, dans la lumière 3213 d'un maillon 321 a à plat du brin de chaîne aval 32 et dans la lumière 31 13 d'un maillon 31 1 a à plat du brin de chaîne amont 31 .

A ce sujet, ces parties 66, 67 d'une dent 62 peuvent être définies par différentes cotes :

- une largeur angulaire, respectivement U. et L2, correspondant à la distance séparant le fond de leurs empreintes 63, 64 respectives (figure 5),

- une épaisseur, respectivement El et E2, correspondant à la distance séparant leurs faces 661 , 671 perpendiculaires à l'axe de rotation 6' (figure 4), et

- une hauteur, respectivement Hl et H2, correspondant à la hauteur de la couronne dans laquelle s'étendent leurs empreintes 63, 64 respectives (figure 3).

Pour s'insérer dans leurs maillons 31 1 a, 321 a à plat respectifs :

- la largeur angulaire U. de la partie distale 66 est inférieure à la largeur angulaire L2 de la partie proximale 67, et

- l'épaisseur EJ. et la hauteur h de la partie distale 66 est inférieure à l'épaisseur E2 et à la hauteur H2 de la partie proximale 67. En particulier, la largeur angulaire U. de la partie distale 66 correspond à la distance séparant deux tronçons courbes 31 12 de maillons 31 1 du brin de chaîne amont 31 ; la largeur angulaire L2 de la partie proximale 67 correspond à la distance séparant deux tronçons courbes 3212 de maillons 321 du brin de chaîne aval 32.

L'épaisseur EJ_ de la partie distale 66 correspond à la distance séparant les deux tronçons rectilignes 31 1 1 d'un maillon 31 1 du brin de chaîne amont 31 ; l'épaisseur E2 de la partie proximale 67 correspond à la distance séparant les deux tronçons rectilignes 321 1 d'un maillon 321 du brin de chaîne aval 32.

Toujours pour coopérer avec la chaîne d'ancrage 3, tel qu'illustré encore sur la figure 2 :

- l'agencement angulaire de deux empreintes proximales 64 en regard correspond au calibre d'un maillon 321 b vertical du brin de chaîne aval 32, et

- l'agencement angulaire de deux empreintes distales 63 en regard correspond quant à lui au calibre d'une série de trois maillons 31 1 du brin de chaîne amont 31 (deux maillons 31 1 b verticaux reliés par un maillon 31 1 a à plat).

De manière générale, l'agencement de ces deux empreintes distales 63 vise à recevoir entre deux et six maillons 31 1 du brin de chaîne amont 31 (de préférence 3 ou 5 maillons).

Selon un exemple de réalisation :

- la partie distale 66 d'une dent 62 présente une largeur angulaire U. comprise entre

130 et 150 mm, une épaisseur EJ_ comprise entre 100 et 120 mm_et une hauteur h comprise entre 140 et 160 mm ;

- la partie proximale 67 d'une dent 62 présente une largeur angulaire L2 comprise entre 400 et 420 mm, une épaisseur E2 comprise entre 260 et 280 mm et une hauteur H2 comprise entre 200 et 220 mm.

Toujours selon cet exemple de réalisation, chaque empreinte présente :

- un profil longitudinal courbe concave s'étendant sur une longueur comprise entre 1 10 et 120 mm pour l'empreinte distale 63, et entre 260 et 270 mm pour l'empreinte proximale 64 ;

- un profil transversal courbe concave s'étendant sur une longueur comprise entre

100 et 120 mm pour l'empreinte distale 63, et entre 130 et 150 mm pour l'empreinte proximale 64.

La structure de la roue 6 peut encore être définie par deux distances d'engrènement

(figure 3) :

- une distance d'engrènement distale D1_, correspondant à la distance entre un point d'une empreinte distale 63 de la face latérale 621 d'une dent 62 et un même point d'une empreinte distale 63 d'une même face latérale 621 d'une dent 62 juxtaposée, et

- une distance d'engrènement proximale D2, correspondant à la distance entre un point d'une empreinte proximale 64 de la face latérale 621 d'une dent 6 et un même point d'une empreinte proximale 64 d'une même face latérale 621 d'une dent 62 juxtaposée.

Le ratio de ces distances d'engrènement, correspondant à la distance d'engrènement distale Dl sur la distance d'engrènement proximal D2, est par exemple compris entre 1 et 1 ,5.

Ce barbotin 2 comporte également une entrée et une sortie, qui sont chacune munies d'une rampe de guidage 9 (figures 8 et 9) destinée à participer au guidage de la chaîne d'ancrage 3 et à orienter ses maillons 31 1 , 321 en vue de leur coopération avec la roue 6.

Chaque rampe de guidage 9 comporte deux parties :

- une partie centrale 91 , pour le guidage du brin de chaîne amont 31 , et

- une partie latérale 92, pour le guidage du brin de chaîne aval 32.

Plus précisément, la partie centrale 91 comporte :

- une nervure centrale 91 1 , pour servir de passage aux maillons verticaux 31 1 b, et

- deux surfaces d'appui latérales 912, disposées de part et d'autre de cette nervure central 91 1 , pour servir de surfaces de glissement aux maillons à plat 31 1 a.

La partie latérale 92 est formée par deux surfaces d'appui latérales 921 , séparées par la partie centrale 91 et en avant de cette dernière, pour servir de surfaces de glissement aux maillons à plat 321 a.

Les maillons verticaux 321 b du brin aval 32 sont destinés à s'étendre en regard et à distance de la partie centrale 91 précitée.

Maillon de liaison

Le maillon de liaison 37 est particulier en ce sens qu'il est structuré pour coopérer avec ce barbotin 2 de sorte à assurer le passage en continu sous charge de l'un des brins de chaîne à l'autre des brins de chaîne, aussi bien en vire qu'en dévire.

Ce maillon de liaison 37, décrit plus en détail ci-dessous en relation avec les figures 6 et 7, comporte :

- une partie d'extrémité amont 371 , destinée à être solidarisée avec le maillon terminal 35 du brin de chaîne amont 31 ,

- une partie d'extrémité aval 372, destinée à être solidarisée avec le maillon terminal 36 du brin de chaîne aval 32, et

- une partie de jonction 373, raccordant ces deux parties d'extrémités 371 , 372.

Ce maillon de liaison 37 est adapté à coopérer avec les empreintes 63, 64 de deux dents 62 juxtaposées de la roue 6 du barbotin 2 (c'est-à-dire encore deux dents 62 décalées angulairement l'une par rapport à l'autre).

En particulier, lors du passage de ce maillon de liaison 37 au sein de la roue 6 :

- sa partie d'extrémité aval 372 coopère avec une empreinte proximale 64 de la face latérale 621 d'une dent 62 et, simultanément,

- sa partie d'extrémité amont 371 coopère avec une empreinte distale 63 de la face latérale 621 en regard d'une dent 62 juxtaposée (figure 2).

Les parties d'extrémités 371 , 372 de ce maillon 37 présentent ainsi chacune un contour extérieur 371 1 , 3721 ayant la forme partielle d'un anneau, en particulier la forme d'un tronçon courbe d'un anneau :

- la partie d'extrémité amont 371 a la forme générale d'un tronçon courbe 31 12 d'un maillon 31 1 du brin de chaîne amont 31 , et

- la partie d'extrémité aval 372 a la forme générale d'un tronçon courbe 3212 d'un maillon 321 du brin de chaîne aval 32.

Selon la présente forme de réalisation, les parties d'extrémité 371 , 372 de ce maillon de liaison 37 sont ici de type monobloc ; elles sont destinées alors à coopérer avec des maillons terminaux 35, 36 démontables.

Ces parties d'extrémités 371 , 372 du maillon 37 définissent chacune un orifice traversant 3712, 3722 recevant, respectivement, l'un des maillons terminaux 35, 36 des brins de chaîne 31 , 32.

Ces parties d'extrémité 371 , 372 s'étendent dans un même plan médian ; les deux orifices 3712, 3722 ont chacun un axe traversant 3712', 3722' s'étendant ainsi parallèlement l'un par rapport à l'autre.

Les deux faces 3731 opposées de la partie de jonction 373 comportent chacune deux rampes latérales 3732, s'étendant parallèlement aux axes traversants 3712', 3722'.

Au niveau de chaque face 3731 , les deux rampes latérales 3732 convergent depuis la partie d'extrémité aval 372 vers la partie d'extrémité amont 371 .

Ces rampes latérales 3732 sont destinées à coopérer avec la rampe de guidage 9 du barbotin 3, et en particulier avec les surfaces latérales d'appui 912 de sa partie centrale 91 , de sorte à provoquer un mouvement de pivotement de sa partie d'extrémité aval 372 (illustré par la flèche F sur la figure 9), pour faciliter le passage du brin de chaîne aval 32 au sein de ladite rampe de guidage 9.

Procédé

En pratique, l'ancrage d'un engin offshore P se déroule par une succession de phases.

Dans une première phase, les ancres sont installées dans le fond marin, et elles sont chacune raccordées à l'extrémité aval d'un brin aval 32 de la chaîne d'ancrage 3.

De son côté, l'engin offshore P est équipé du système d'ancrage 1 comportant le brin de chaîne amont 31 en prise avec la roue 6 du barbotin 2.

Dans une seconde phase, le maillon terminal 35 du brin de chaîne amont 31 et le maillon terminal 36 du brin de chaîne aval 32 sont solidarisés l'un avec l'autre par le maillon de liaison 37 selon l'invention, sur un navire d'installation par exemple.

Dans une troisième phase, la chaîne d'ancrage 3 est progressivement mise en tension par une rotation adaptée de la roue 6 du barbotin 2.

Cette rotation du barbotin 2 exerce pour cela une traction sur la chaîne d'ancrage 3 qui est déplacée vers l'amont, en direction du puits à chaîne.

Le barbotin 2 coopère alors successivement avec - le brin de chaîne amont 31 , par l'intermédiaire des empreintes distales 63 de ses dents 62, - le maillon de liaison 37, venant s'étendre entre deux dents 62 juxtaposées et - le brin de chaîne aval 32, par l'intermédiaire des empreintes proximales 64 de ses dents 62.

En particulier, le brin de chaîne amont 31 coopère avec deux dents 62 successives de sorte qu'un groupe de plusieurs maillons 31 1 (en l'espèce trois) est suspendu entre les parties distales 66 desdites dents 62.

L'un des maillons 31 1 b verticaux de cette série de maillons 31 1 , situé en aval, est sollicité par l'empreinte distale 63 associée.

Les deux maillons 31 1 a à plat, de part et d'autre de ce groupe de maillons 31 1 , recouvrent les parties distales 66 des deux dents 62 juxtaposées.

De son côté, lors de son passage dans le barbotin 2, le maillon de liaison 37 coopère avec la roue 6 de sorte que, simultanément, d'une part, la partie d'extrémité aval 372 coopère avec une empreinte proximale 64 de la face latérale 621 d'une dent 62 en aval et, d'autre part, la partie d'extrémité amont 371 coopère avec une empreinte distale 63 de la face latérale 621 en regard d'une dent 62 juxtaposée en amont.

La sollicitation de ce maillon de liaison 37 est alors exercée par l'empreinte proximale

64 située en aval.

Les maillons terminaux 35, 36 sont alors à plat et insérés dans les dents 62 juxtaposées.

L'engrènement du brin de chaîne aval 32 est quant à lui obtenu par l'agencement de chaque maillon 321 b vertical dans l'espace formé par deux empreintes proximales 64 en regard. La sollicitation de ce maillon 321 est alors exercée par l'empreinte proximale 64 située en aval.

Les maillons 321 b à plat, reliant deux maillons 321 b verticaux, sont quant à eux introduits et emmanchés sur les parties proximales 67 des dents 62 successives.

Le passage de la chaîne d'ancrage 3 au sein du barbotin 2, en particulier depuis le brin de chaîne amont 31 jusqu'au brin de chaîne aval 32, s'effectue ainsi en continu et sous charge.

Les lignes de trajectoire des brins de chaîne amont 31 et aval 32 étant identiques, ou au moins approximativement identiques, les vitesses linéaires des brins de chaîne amont 31 et aval 32 sont également identiques, ou au moins approximativement identiques.

Cette caractéristique est en particulier intéressante pour assurer un cheminement rapide et efficace du brin de chaîne amont 31 .

Parallèlement, chaque rampe de guidage 9 coopère successivement avec - le brin de chaîne amont 31 , par l'intermédiaire de la partie centrale 91 , - le maillon de liaison 37, venant s'étendre dans cette partie centrale 91 et - le brin de chaîne aval 32, par l'intermédiaire de la partie latérale 92.

Le brin de chaîne amont 31 chemine au niveau de la partie centrale 91 de sorte que : - les maillons 31 1 b verticaux s'étendent partiellement dans la nervure centrale 91 1 , perpendiculairement aux surfaces d'appui latérales 912, et

- les maillons 31 1 a à plat glissent sur les deux surfaces d'appui latérales 912.

Lors du passage du maillon de liaison 37, deux de ses rampes latérales 3732 glissent sur les deux surfaces d'appui latérales 912 de la partie centrale 91 .

Cette coopération provoque un mouvement de pivotement de sa partie d'extrémité aval 372, dans un sens en écartement par rapport à la rampe de guidage 9.

Ce phénomène provoque aussi un mouvement en écartement du maillon terminal 36 du brin de chaîne aval 32 ce qui facilite l'entrée et le positionnement du brin de chaîne aval 32 par rapport à la partie latérale 92 de la rampe de guidage 9.

Le brin de chaîne aval 92 chemine ensuite le long de la partie latérale 92 de sorte que :

- les maillons 321 b verticaux s'étendent partiellement dans la partie centrale 91 , perpendiculairement aux surfaces d'appui latérales 921 , et

- les maillons 321 a à plat glissent sur les deux surfaces d'appui latérales 921 . Dans une phase finale, la tension appliquée à la chaîne d'ancrage 3 par le barbotin 2 est verrouillée par l'activation des moyens stoppeurs.

Lors d'une manœuvre inverse de la chaîne d'ancrage 3 par le barbotin 2, cette chaîne d'ancrage 3 et son maillon de liaison 37 sont tout simplement manœuvrés selon une cinématique inverse à celle décrite ci-dessus.