La présente invention concerne un nouveau système d'ancra¬ ge.

Le système d'ancrage selon l'invention est notamment utili¬ sable pour immobiliser des structures flottantes telles que navires, plate-formes de forage et de production d'hy¬ drocarbures au large des côtes ...etc. Ce système d'ancra¬ ge peut également être appliqué pour 1'ancrage dé structu¬ res à terre.

Les ancres actuelles sont basées sur le principe de la i- se en place dans le sol d'une surface, d'une plaque ou d'un croc appelé bêche, sur lequel on exerce ensuite une force horizontale par l'intermédiaire d'une tige rigide,appelée verge, attachée à une chaîne par un oeil.

Le poids de l'ancre est important pour permettre 1*engage- ment initial dans le sol de la ou des bêches, qui est fai¬ ble au moment du dépôt de l'ancre et qui augmente lors¬ qu'on commence à la traîner. Devant la patte enterrée de l'ancre, le sol travaille en butée ; il se forme un coin analogue au coin de Coulomb : l'ancre et le coin de sol auraient tendance à glisser en remontant si ce n'était le poids de l'ancre qui maintient la ou les pattes à une cer-

taine profondeur, réalisant ainsi un équilibre cinématiq de sorte que l'on admet souvent'que la ténue d'une ancre (c'est-à-dire l'effort de traction horizontale limite F) est proportionnelle au poids P de l'ancre. Selon les for mes d'ancre, le rapport de proportionnalité F est compri

P entre 5 et' 15 pour les fonds de sable, entre 8 et 20 ^' pou les fonds d'argile. Ainsi, pour les ancrages à forte cap cité, les ancres sont très massives, jusqu'à 10 ou 15 tonn

Une contrainte supplémentaire provient du fait que l'anc doit se trouver systématiquement dans une position favor ble pour que l'accrochage se fasse dans toutes les confi rations de dépôt sur le fond. D'où des formes présentant en général deux plans de symétrie, comme par exemple la très classique ancre à jas, ou ayant des mécanismes arti lés autour d'un axe placé à l'extrémité de la verge et q lui est perpendiculaire, mécanismes permettant d'aboutir à des positions symétriques.

Enfin, l'ancre doit être retirée à la fin du mouillage, d'où parfois certains dispositifs annexes destinés à fac liter le relevage.

Un objet de l'invention est de fournir une ancre de dime sions et' poids nettement réduits par rapport aux ancres traditionnelles pour une même force de retenue.

Un autre objet de l'invention est de fournir une ancre dont la mise en place soit facilitée.

On connaît déjà par le brevet français n° 1 562 678 une a cre coπportant une plaque incurvée qui présente un plan de symétrie et dont les sections par ce plan de symétrie et par des plans parallèles à celui-ci ont très sensiblement la for d'arcs de cercles. Un dispositif d'attache permet de rel

la plaque à une chaîne ou un câble d'ancre , ce dispositif d'attache étant placé dans le plan de symétrie de la pla¬ que et étant fixé sur celle-ci de façon que le câble ou la chaîne d'ancre exerce sur son point d'attache une force di- rigée vers l'extérieur de la face convexe de la plaque.

De préférence, le dispositif d'attache est monté de façon à être placé au centre de gravité de la plaque ou à proxi¬ mité de celui-ci.

Une telle ancre présente cependant l'inconvénient de péné- trer dans le sol .suivant une trajectoire circulaire, l'in¬ clinaison moyenne de la plaque par rapport à l'horizontale allant en augmentant au cours de l'enfoncement.

Cette particularité est défavorable à la stabilité de 1'ancre car elle ne permet pas à 1'ancre de s'enfouir très profondément, toute diminution de l'enfouissement tendant à se traduire par un dégagement plus facile de la plaque.

On connaît également, par le brevet U.S.n° 2 721 530, une ancre comportant une plaque à laquelle la ligne d'ancrage est fixée par l'intermédiaire de chaînes attachées en plu¬ sieurs points de la plaque et réunies à la ligne d'ancra¬ ge par un anneau. Une telle ancre ne peut pénétrer que dans des vases molles.

L'invention fournit un système d'ancrage ne présentant pas les inconvénients ci-dessus.

Le système d'ancrage selon l'invention comporte une ancre formée d'au moins une plaque à laquelle est attachée au moins une ligne d'ancrage en au moins un point, par une

liaison souple n'introduisant sensiblement aucun moment d rotation au point d'attache, le point d'application de la force de traction sur la plaque étant fixe et situé en av du barycentre de la surface portante de cette plaque, si l'on considère le sens du mouvement de celle-ci dans le sol au cours de sa mise en place, l'ancre comportant en outre des moyens pour faciliter la pénétration de la plaq dans le sol par simple traction sur la ligne, ces moyens étant constitués en combinant à un poids suffisant de l'a cre des organes agencés de façon à maintenir inclinée ver le sol l'extrémité d'attaque de l'ancre, cette inclinaiso de l'ancre par rapport au sol n'excédant pas 30°.

Par liaison souple, on entend ici une liaison n'introdui¬ sant sensiblement aucun moment de rotation au point, d'at- tache sur la plaque, telle qu'une liaison par fil, chaîne rotule, ou _, par une tige articulée pouvant tourner d'un an gle pouvant atteindre sensiblement 360° autour d'un axe perpendiculaire au plan longitudinal de symétrie de la plaque.

Le poids de l'ancre sera choisi suffisant pour éviter qu' avant son enfouissement complet, elle ne pivote ou bascul vers l'avant autour de son extrémité d'attaque ou d'un a voisin de celle-ci, .sous l'effet de la traction exercée par la ligne d'ancrage.

Le poids minimal de cette ancre pour éviter cet inconvé¬ nient est fonction de la nature du sol, il est d'autant plus élevé que le sol est plus raide.

Par ailleurs, on donnera à la ligne d'ancrage la section la plus faible possible compatible avec sa tenue à la traction, afin de favoriser l'enfouissement de l'ancre

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dans le sol .

Cet enfouissement peut éventuellement être favorisé en utilisant une technique de battage.

Des exemples de réalisation de l'invention sont illustrés par les dessins annexés où :

- la figure 1 représente schématiquement en vue de dessus un premier type d'ancre selon l'invention,

- la figure 1 A montre une variante du mode de réalisation illustré par la figure 1,

- la figure 2 montre, en vue de côté, l'ancre posée sur le fond au début de sa mise en place,

- les figures 3 et 4 illustrent le mouvement de l'ancre dans le sol.au cours de sa mise en place,

- les figures 5 à 10 montrent schématiquement différentes formes de réalisation de l'invention.

Les figures 1 et 2 représentent un système d'ancrage selon l'invention posé sur le fond de l'eau avant sa mise en pla¬ ce et comportant une plaque 1 à laquelle est attachée une ligne d'ancrage 2, constituée d'une chaîne ou d'un câble.

Dans ce dispositif, la liaison entre la plaque,et la ligne d'ancrage est une liaison souple, c'est-à-dire sans inter¬ position d'une verge fixée rigidement sur la plaque.

Par ailleurs, le point d'attache P de la ligne d'ancrage sur ^' la plaque est situé en avant du barycentre G de la surface portante de la plaque vers l'extrémité d'attaque 3

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de cette plaque, si l'on considère le sens du mouvement celle-ci dans le sol 4 au cours de sa mise en place (fig res 3 et 4) .

Enfin, des organes tels que les pattes 5 ( fig. 2) facil tent la pénétration de l'ancre dans le sol en donnant à son extrémité d'attaque 3 une inclinaison initiale dirig vers le sol. La valeur de l'angle d'inclinaison i sur l' rizontale n'excède pas 30°.

La nouvelle ancre est un véritable planeur souterrain. L'ancrage est obtenu par l'enfoncement progressif d'une plaque ou d'une forme* qui glisse dans le sol sous l'effet de la force appliquée par la chaîne. Cette force peut êt décomposée dans le sens du mouvement, et perpendiculaire¬ ment au plan moyen de l'ancre, en deux composantes donnan au _. iveau de l'ancre et du sol des contraintes normales n et tangentielles t. L'ancre ^' continue à glisser et à s'enfoncer tant que l'on a : t ^ c + n tg ψ , où c et ψ sont l'adhésion et l'angle de frottement du sol sur l'an¬ cre. A ce stade, la résistance de l'ancre est assurée par son frottement latéral. Lorsque l'inégalité n'est plus vé rifiée, le système se bloque, la forme est fixée et son arrachement ne peut se produire que par l'entraînement d'un volume de sol ayant la forme approximative d'un cône inversé incliné (Figure 3) .

La figure 1 A représente une variante dans laquelle la li gne d'ancrage 2 se divise au voisinage de la plaque 3 en deux branches 2a et 2b dont les points d'attache respec¬ tifs P et P sur la plaque 3 sont également situés en avant du barycentre G comme dans le mode de réalisation précédent.

La trajectoire de l'ancre est conditionnée :

- par sa position initiale sur le sol : le plan moyen de l'ancre fait avec la surface du sol un angle i soigneuse¬ ment déterminé, qui dépend de la forme de l'ancre, mais qui est en général de l'ordre de 15° à 25° ;

- par la position du point d'accrochage de la ligne d'an¬ crage ;

- par la section ou le maître couple de cette ligne d'an¬ crage qui impose à celle-ci une certaine forme en "chai- nette" dans le sol ; c'est cette forme qui détermine l'angle de la tangente à la ligne d'ancrage avec le plan moyen de l'ancre au point d'accrochage de la ligne, en fonction de la profondeur de l'ancre (figure 3), angle qui conditionne la poursuite ou l'arrêt du glissement ;

- par la forme de l'ancre qui permet des trajectoires rapi- dément plongeantes, ou rectilignes, ou au contraire ten¬ dant asymptotiquement vers l'horizontale.

La figure 3 représente diverses positions de l'ancre et de la ligne d'ancrage pour une ancre ayant une trajectoire rectiligne, jusqu'au blocage et à l'arrachement. On voit que l'ancre pénètre plus profondément jusqu'à la position (c ¹ ) lorsque le sol est argileux ( ψ = 0).

La figure 4 indique trois trajectoires courbes, dont une avec asymptote horizontale. Cette forme permet la réalisa¬ tion d'un équilibre cinématique et un ancrage qui dérape à force constante.

De nombreuses formes d'ancres selon l'invention ont été étudiées. Elles comportent toujours au moins une plaque qui peut être pointue (pour favoriser la pénétration) ou non (figures 5 à 10) . Mais il peut y avoir plusieurs sur-

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faces ayant la forme d'un dièdre inversé ou/et d'une fl che. Il peut y avoir plusieurs plans moyens parallèles, comme les ailes d'un bi-plan, avec des surfaces de guid verticales ou inclinées formant des ailerons, comme les dérives.d'un avion pour empêcher des mouvements d'instab lité (figures 9 et 10) . Dans tous les cas, la position d point d'accrochage du câble tracteur est essentielle et doit être choisie de façon que le dispositif donne la fo ce optimale d'ancrage.

Diverses formes peuvent être utilisées sans changer le principe de l'invention, de la même façon que des cerf- volants peuvent avoir,des formes très diverses tout en participant du même principe. Pour arracher l'ancre, il suffit de tirer sur la ligne d'ancrage à la verticale ou en arrière, éventuellement avec un autre câble fixé à l'arrière de l'ancre pour la faire glisser dans le sen inverse.

Les nouvelles ancres peuvent être disposées en série ou en parallèle. Un avantage de la- série est que l'ancre es tirée vers l'avant par la ligne d'ancrage et retenue par ^• l'arrière par l'accrochage de l'ancre suivante, ce qui lui permet de s'aligner plus facilement, par exemple si l'on veut tendre vers l'horizontale, ce qui est une très bonne position puisqu'elle augmente l'angle entre la nor maie à l'ancre et la tangente à la ligne d'ancrage. D'au tre part, plusieurs ancres en série augmentent la force de l'ancrage. En parallèle, les ancres additionnent auss leur force, qu'elles évoluent dans des plans différents ou qu'elles soient dans le même plan vertical.

Les nouvelles ancres permettent d'obtenir des forces trè importantes, par exemple en mer de l'ordre de plusieurs centaines de tonnes avec un fond en sable, avec un maté-

riel peu encombrant, par exemple une plaque de 2 m x 3 m.

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