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WO2014016508A1 - Ancrage de centrales solaires flottantes - Google Patents

Ancrage de centrales solaires flottantes Download PDF

Info

Publication number
WO2014016508A1
WO2014016508A1 PCT/FR2013/051771 FR2013051771W WO2014016508A1 WO 2014016508 A1 WO2014016508 A1 WO 2014016508A1 FR 2013051771 W FR2013051771 W FR 2013051771W WO 2014016508 A1 WO2014016508 A1 WO 2014016508A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
floats
matrix
tubular beams
installation according
float
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2013/051771
Other languages
English (en)
Inventor
Emmanuel Fontaine
Gérard PAPON
Manuel VELOSO
Bertrand COLIN
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.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Ciel et Terre International SAS
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Ciel et Terre International SAS
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 IFP Energies Nouvelles IFPEN, Ciel et Terre International SAS filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of WO2014016508A1 publication Critical patent/WO2014016508A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/02—Hulls assembled from prefabricated sub-units
    • B63B3/04—Hulls assembled from prefabricated sub-units with permanently-connected sub-units
    • B63B3/06—Hulls assembled from prefabricated sub-units with permanently-connected sub-units the sub-units being substantially identical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/02—Hulls assembled from prefabricated sub-units
    • B63B3/08—Hulls assembled from prefabricated sub-units with detachably-connected sub-units

Definitions

  • the invention relates to a floating installation comprising a plurality of floats assembled together so as to form a layer of floats.
  • the blocks are assembled together by means of ears on the edges of the blocks and connecting keys connecting the ears.
  • each key is inserted into a housing created between the blocks, crossing the ears.
  • FR 2.960207 A1 It is also known from FR 2.960207 A1 to anchor such a floating structure by means of anchoring points inside and below the floating structure.
  • FR 2.960207 A1 teaches connecting keys each having a bore, in the lower part, for the passage of a rope on which is attached a shackle. This shackle makes it possible to fix at the key an anchor line, itself secured to a dead body or an anchor.
  • Such floating structures are subject to the influence of wind, current and wave, exerting on each float of the structure of the forces that will be transmitted via the links to the other floats of the structure, and to the points of anchorage.
  • the object of the present invention is to overcome the aforementioned drawbacks by proposing a floating installation resulting from the assembly of floats and whose anchoring system makes it possible to limit the concentration of the forces between the floats.
  • Another object of the present invention is to provide such an installation whose anchoring system can anchor a very large number of floats and on a water surface as small as possible.
  • Another object of the present invention is to provide such an installation whose anchoring system is tolerant vis-à-vis the relief of the bottom.
  • Another object of the present invention is to provide such an installation that does not require maintenance adjustment of the anchoring system, and in particular the adjustment of the length of the anchor lines.
  • Another object of the present invention is to provide such an installation capable of withstanding extreme conditions such as flood or storm.
  • the invention relates to a floating installation 1 on a body of water, comprising: floats assembled together by connecting means and so as to form a sheet of floats,
  • a system for anchoring said float layer comprising anchor lines
  • said anchoring system comprises:
  • a structure extending substantially in a plane, fixed to said sheet of floats, said structure comprising tubular beams so as to form a matrix defining a plurality of cells, said matrix being coupled to said float layer so as to partition the floats of said layer of floats into several subsets of floats, respectively received in the cells of the matrix, and to take up the efforts of each subset of floats.
  • the matrix of the anchoring system makes it possible to partition the floats of the sheet into several subsets of floats of smaller sizes, and thus to control (limit) the efforts at the links between floats.
  • the forces between the floats of a subset are thus transmitted to the matrix of the rigid structure, and not to the floats of the neighboring subsets.
  • Such a design advantageously allows to anchor a sheet of large floats and high number of floats, for example several thousand floats.
  • the matrix makes it possible to distribute the forces transmitted by these anchor lines on the surface of the float sheet, and not only locally at the anchoring points of these lines.
  • the tubular beams of the matrix form a grid.
  • the anchoring system is self-adaptive, not requiring adjustment of the length of the anchor lines, allowing in particular to anchor the floating installation on irregular funds.
  • the anchor lines are respectively anchored to the bottom by means of dead bodies, independent of each other, each dead body being dimensioned so as to be displaced in the case of excessive traction on the line. associated anchorage.
  • each subset of floats is fixed to the tubular beams by means of floats positioned astride said tubular beams and fixed to said tubular beams.
  • the floats straddling the tubular beams may each have an underside having a groove complementary to the section of the tubular beams, said groove forming a housing receiving one of said tubular beams of the matrix.
  • the attachment of the float to said matrix may comprise, in addition to the groove complementary to the section of the tubular beams a flexible link entwined on the peripheral float and the associated tubular beam so as to maintain said tubular beam housed in said groove .
  • junction elements such as braces, join together the tubular beams at intersections of the matrix
  • the anchoring lines are fixed at the intersections of the matrix, between the tubular beams, and in particular to the joining elements;
  • the connecting means between said floats comprise ears of said floats and connecting elements passing through said ears;
  • said connecting means are flexible links so as to allow a relative movement between floats
  • the flotation of the matrix is obtained by the tubular beams which enclose a volume of air;
  • the charge of the matrix is taken up by means of dedicated floats, distinct from the floats of said sheet.
  • said installation is a floating solar power plant and has solar panels, all or part of the floats of said web of floats supporting said solar panels.
  • the float sheet may thus comprise a row of floats capable of constituting a maintenance corridor, arranged between two successive rows of floats supporting the solar panels.
  • FIG. 1 is a schematic view of an installation according to the invention according to a first embodiment, said matrix, rectangular cells, forming a grid.
  • FIG. 2 is a schematic view of an installation according to the invention according to a second embodiment, said matrix being triangular cells.
  • FIG. 3 is a schematic view of an installation according to the invention according to a third embodiment, said matrix being hexagonal cells, the beams forming a honeycomb pattern.
  • FIG. 4 is a detailed perspective view of an intersection between the tubular beams of a matrix forming a grid, according to a third embodiment of the invention
  • FIG. 5 is a view from above of a cell of a matrix forming a grid according to the third embodiment of the invention.
  • - Figure 6 is a detailed view of the installation of Figure 4, illustrating more particularly the attachment of the subsets to the matrix by means of floats positioned astride the tubular beams of the matrix.
  • Figure 7 is a bottom view of the installation of Figure 4.
  • FIG. 8 is a top view of an installation according to Figure 4, further having dedicated floats for the recovery of the load of the matrix.
  • the invention relates to a floating installation 1 on a body of water, comprising:
  • anchoring lines 8 such as for example chains or cables.
  • Floats 2 may be synthetic elements (i.e. plastic), for example, polyhedral shapes, each consisting of a sealed envelope capable of enclosing a volume of air.
  • the sealed envelope may have an opening closed by a plug, for example screwed. This opening may allow partial filling of the interior volume of the envelope to change the buoyancy conditions.
  • floats can be manufactured by rotational molding techniques, or else by extrusion blow molding.
  • the connecting means may comprise lugs 12 of said floats and connecting elements 13, such as pins passing through said lugs.
  • the ears are protruding from the sealed envelope, preferably in one piece with said sealed envelope, obtained in particular during the molding of said float.
  • the assembly of the floats is then obtained by juxtaposing the floats 2 and so as to match the ears 12 of the floats to join, then inserting each of the connecting elements 13 through the ears 12 in correspondence.
  • said anchoring system comprises:
  • Said structure has tubular beams 4.5 directed in at least two directions of the plane, and assembled together, in particular at their ends, so as to form a matrix 6 with several cells 7.
  • junction elements 1 1 can join together the tubular beams 4.5 at the intersections of the tubular beams of the matrix 6.
  • These junction elements 1 1 may be braces (four branches), or stars to three branches, each branch of said element being fixed to the end of a tubular beam.
  • the matrix 6 is coupled to said ply 3 of floats so as to partition the floats of said float layer into several subsets of floats and to resume the efforts of each subset of floats.
  • the matrix 6 thus makes it possible to isolate the subsets of floats from each other, the forces applied to the floats of a subassembly transmitting to the matrix 6, and not to the floats of the neighboring subsets of the floating installation. .
  • Each subset S1 to S9 of floats has a reduced number of floats compared to the total number of floats of the sheet, thereby decreasing the risk of concentration of efforts at the links between floats.
  • each subassembly are interconnected by links and more particularly by the ears 12 and the elements of link 13 previously described and are arranged juxtaposed with each other in two directions of the water plane, perpendicular to each other.
  • each subset may have a number of floats of between 9 and 1 000 floats, or even between 50 and 500 floats.
  • the matrix 6 makes it possible to distribute the forces transmitted by these anchor lines on the surface of the anchor.
  • the float ply 3 to each of the subsets S1 to S9, and not only to the anchoring points of the ply associated with said lines.
  • the connecting means between the floats 2 are flexible connections so as to allow a relative movement between floats, once the floats assembled together, thus allowing a deformation of the float sheet, at least at the level of said subassembly S1 to S9.
  • the connecting means may comprise one or more elastomeric pads 14 sandwiched between the lugs 12 in correspondence, and said connecting element 13.
  • the elastomeric pads 14 allow by their elasticity a relative movement between the ears, and thus a angle between two floats connected by the ears.
  • the anchoring lines 8 can be fixed at the intersections of the matrix 6, between the tubular beams 4,5, and in particular to said connecting elements 11. All or part of the connecting elements 1 1 may have for this purpose a catching loop 15 for an anchor line.
  • tubular beams 4,5 of the matrix 6 form a grid of rectangular cells, in particular squares.
  • Tubular beams thus comprise first tubular beams 4 and second tubular beams 5, respectively directed in two perpendicular directions.
  • the rectangular cells of the matrix 6 respectively define the subsets of floats S1 to S9.
  • FIG. 2 illustrates a matrix 6 with triangular-shaped cells defining the subsets of floats S1 'to S4.
  • the matrix of FIG. 3 is in the form of a honeycomb with hexagonal cells.
  • the cells formed by the beams of the matrix are polyhedra.
  • the cells of the matrix may be of identical size or not.
  • the anchoring system can be self-adapting.
  • the anchoring lines 8 can be respectively anchored to the bottom by means of dead bodies 9, independent of each other, each dead body 9 being dimensioned so as to be displaced in the case of traction too much. important on the associated anchor line 8.
  • the matrix assembly 6 / sheet 3 of floats is thus dimensioned to allow, in the case of heavy loads to lift and move one or a few dead bodies 9, and until the blocking of the floating structure by the tensioning of other anchor lines 8.
  • Each subset of floats S1 to S9 can be attached to the tubular beams 4, 5 of the rigid matrix, around the periphery of said subset of floats.
  • each cell 7 of the matrix defines one of said subsets S1 to S9 of floats. All or part of the peripheral floats of the subassembly is then secured to the beams defining the cell, and in particular to the four beams defining the cell 7 of rectangular shape, in the case of a grid.
  • one of said subsets of floats can extend over several consecutive cells of the matrix. All or part of the peripheral floats of the subassembly is then secured to the peripheral beams of the corresponding zone, and in particular to the peripheral beams defining the plurality of cells.
  • each subset of floats is attached to the tubular beams 4,5, namely in particular first tubular beams 4 and second tubular beams 5, by means of floats positioned astride said tubular beams 4 and / or And attached to said tubular beams.
  • all or part of the peripheral floats straddling the tubular beams may each have an underside having a groove 21 complementary to the section of the tubular beams, said groove 21 forming a housing receiving the interlocking play one of said 4.5 tubular beams of the rigid matrix.
  • the attachment of the horse float comprises, besides the groove 21 complementary to the section of the tubular beams 4 and / or 5, a flexible link 10 entangled on the float 20 and the tubular beam associated so as to maintain said tubular beam housed in said groove 21.
  • the flexible link 10 may be a strap, in particular equipped with a loop for its tensioning. Any other attachment may be considered to maintain the tubular beam 4 or 5 in the groove 21.
  • the tubular beams 4,5 may be corrosion resistant metal beams.
  • the charge of the matrix is taken up by all or part of the floats 2 of the sheet 3.
  • the charge of the structure forming the matrix 6 will not be taken up by the floats 2 of the web 3.
  • the matrix may thus be provided floating.
  • the flotation of the matrix 6 is obtained by the tubular beams 4,5 which contain a volume of air.
  • the tubular beams 4,5 can be sealed by closing their ends, thus forming sealed boxes.
  • flotation means i.e. a synthetic foam
  • flotation means can be introduced into the volume of the tubular beams to obtain their flotation.
  • the charge of the matrix 6 is taken over by dedicated floats 62, distinct from the floats 2 of said sheet 3, outside said tubular beams 4 and 5.
  • These dedicated floats may, for example, be of polyhedral forms, each consisting of a sealed envelope capable of enclosing a volume of air.
  • the sealed envelope may have an opening closed by a plug, for example screwed. This opening may allow partial filling of the interior volume of the envelope to change the buoyancy conditions.
  • These floats 62 may be manufactured by rotational molding techniques, or else by extrusion blow molding.
  • dedicated floats 62 can be positioned in abutment under the tubular beams 4,5 of the matrix 6. According to the non-limiting embodiment of FIG. 7, all or some of the dedicated floats 62 may have on their upper surface a groove 63 complementary to the section of the tubular beams 4,5, said groove 63 forming a housing receiving by interlocking one said tubular beams of the matrix 6.
  • this dedicated float 62 with groove 63 may be mechanically coupled to one of said saddle floats 20 and in such a way as to sandwich the tubular beam 4 or 5 between the two floats 20,62.
  • the grooves 21, 63 each represent about half of the section of the tubular beam 4 or 5 to be sandwiched.
  • the attachment (not shown) between the dedicated float 63 and the horse float 20, superimposed, can be achieved in different ways, for example by means of link (s), bolts system or other.
  • the installation may have solar panels such as photovoltaic panels, all or part of the floats of said float sheet supporting said solar panels.
  • the floats 2 can thus be constituted by the waterproof envelopes of the panel support devices described by the company CIEL ET TERRE in the international application PCT / EP2012 / 056425 which is introduced by reference.
  • the float layer comprises a row of floats capable of constituting a maintenance corridor arranged between two successive rows of floats supporting the solar panels.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

ANCRAGE DE CENTRALES SOLAIRES FLOTTANTES
L'invention est relative à une installation flottante comprenant une pluralité de flotteurs assemblés entre eux de manière à constituer une nappe de flotteurs.
Dans le domaine des structures flottantes on connaît du document FR 2.699.495 A1 une structure résultant de l'assemblage de blocs flottants. Ces blocs, constitués par des éléments synthétiques creux sont assemblés de manière à former une surface permettant la circulation de personnes ou du matériel.
Les blocs sont assemblés entre eux par l'intermédiaire d'oreilles sur les arrêtes des blocs et de clavettes de liaison reliant les oreilles. Lorsque les blocs sont accolés les uns aux autres, chaque clavette est insérée dans un logement crée entre les blocs, en traversant les oreilles.
Selon cette antériorité FR 2.699.495 A1 l'ancrage est réalisé uniquement sur les côtés de la structure, par l'intermédiaire de barres d'ancrages venant se fixer sur ses bords.
On connaît également du document FR 2.960207 A1 d'ancrer une telle structure flottante au moyen de points d'ancrage à l'intérieur et en dessous de la structure flottante. A cet effet ce document FR 2.960207 A1 enseigne des clavettes de liaison présentant chacune un alésage, en partie inférieure, pour le passage d'un filin sur lequel est attachée une manille. Cette manille permet de fixer à la clavette une ligne d'ancrage, elle-même solidarisée à un corps mort ou une ancre.
De telles structures flottantes sont soumises à l'influence du vent, du courant et de la houle, exerçant sur chaque flotteur de la structure des efforts qui vont se transmettre via les liaisons aux autres flotteurs de la structure, et jusqu'aux points d'ancrage.
Selon les constatations des inventeurs la manière dont se concentrent les efforts dans de telles structures est difficilement maîtrisable ce qui peut engendrer, en particulier pour des structures de grandes tailles, des efforts inacceptables au niveau des liaisons entre flotteurs, au niveau des oreilles de fixation notamment, susceptibles de dégrader les liaisons.
En raison des incertitudes de positionnement des corps morts ou des ancres sur le fond, une telle conception nécessite par ailleurs un réglage de maintenance des lignes d'ancrage qui doivent être retendues régulièrement.
A défaut de maintenance des lignes d'ancrage, l'effort total peut se retrouver concentré sur quelques lignes d'ancrage seulement, les autres lignes étant détendues, l'effort total s'accumulant ainsi sur les quelques points d'ancrage correspondants. Ce phénomène peut dégrader la stabilité de la structure flottante et accentuer les efforts sur les liaisons entre flotteurs.
Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités en proposant une installation flottante résultant de l'assemblage de flotteurs et dont le système d'ancrage permet de limiter la concentration des efforts entre les flotteurs.
Un autre but de la présente invention est de proposer une telle installation dont le système d'ancrage permet d'ancrer un très grande nombre de flotteurs et sur une surface d'eau la plus petite possible.
Un autre but de la présente invention est de proposer une telle installation dont le système d'ancrage est tolérant vis-à-vis du relief du fond.
Un autre but de la présente invention est de proposer une telle installation qui ne nécessite pas de réglage de maintenance du système d'ancrage, et en particulier du réglage de la longueur des lignes d'ancrage.
Un autre but de la présente invention est de proposer une telle installation apte à résister à des conditions extrêmes telles que crue ou tempête.
D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter.
Aussi l'invention est relative à une installation flottante 1 sur une étendue d'eau, comprenant : - des flotteurs assemblés entre eux par des moyens de liaison et de manière à former une nappe de flotteurs,
- un système d'ancrage de ladite nappe de flotteurs comprenant des lignes d'ancrage ,
Selon l'invention, ledit système d'ancrage comprend :
- une structure, s'étendant sensiblement suivant un plan, fixée à ladite nappe de flotteurs, ladite structure comprenant des poutres tubulaires de manière à former une matrice définissant plusieurs cellules ladite matrice étant couplée à ladite nappe de flotteurs de manière à partitionner les flotteurs de ladite nappe de flotteurs en plusieurs sous-ensembles de flotteurs, reçus respectivement dans les cellules de la matrice, et à reprendre les efforts de chaque sous-ensemble de flotteurs.
- lesdites lignes ancrage étant fixées en différentes positions sur ladite matrice et assurant l'ancrage de l'ensemble matrice et nappe de flotteurs au fond de l'étendue d'eau.
La matrice du système d'ancrage permet de partitionner les flotteurs de la nappe en plusieurs sous-ensembles de flotteurs de plus petites tailles, et ainsi de maîtriser (limiter) les efforts au niveau des liaisons entre flotteurs. Les efforts entre les flotteurs d'un sous-ensemble sont ainsi transmis à la matrice de la structure rigide, et non aux flotteurs des sous-ensembles voisins.
L'ensemble des efforts sur les flotteurs, conséquence notamment des vents, des courants ou de la houle, se cumule sur la matrice et sont transmis aux lignes d'ancrage fixées en plusieurs points sur la matrice rigide.
Une telle conception permet avantageusement d'ancrer une nappe de flotteurs de grande dimension et de nombre de flotteurs élevé, par exemple de plusieurs milliers de flotteurs.
Dans le cas où l'effort total de l'ancrage se concentrerait en quelques unes des lignes d'ancrage seulement, la matrice permet de répartir les efforts transmis par ces lignes d'ancrage sur la surface de la nappe de flotteur, et non seulement localement aux points d'ancrage de ces lignes.
Selon un mode de réalisation les poutres tubulaires de la matrice forment un quadrillage.
De préférence le système d'ancrage est auto-adaptatif, ne nécessitant pas de réglage de la longueur des lignes d'ancrage, permettant notamment d'ancrer l'installation flottante sur des fonds irréguliers.
A cet effet les lignes d'ancrage sont respectivement ancrées au fond par l'intermédiaire de corps morts, indépendants les uns des autres, chaque corps mort étant dimensionné de manière à pouvoir être déplacé dans le cas d'une traction trop importante sur la ligne d'ancrage associée.
Selon un mode de réalisation particulier, chaque sous- ensemble de flotteurs est fixé aux poutres tubulaires par l'intermédiaire de flotteurs positionnés à cheval sur lesdites poutres tubulaires et fixés auxdites poutres tubulaires.
A cet effet, les flotteurs à cheval sur les poutres tubulaires peuvent présenter chacun une sous-face comportant une gorge complémentaire à la section des poutres tubulaires, ladite gorge formant un logement recevant l'une desdites poutres tubulaires de la matrice.
Selon un mode de réalisation, la fixation du flotteur à ladite matrice peut comprendre, outre la gorge complémentaire à la section des poutres tubulaires un lien souple enlacé sur le flotteur périphérique et la poutre tubulaire associée de manière à maintenir ladite poutre tubulaire logée dans ladite gorge.
Selon des caractéristiques optionnelles de l'invention prises seules ou en combinaison ;
- des éléments de jonction, tels que croisillons, solidarisent entre elles les poutres tubulaires aux intersections de la matrice ;
- les lignes d'ancrage sont fixées au niveau des intersections de la matrice, entre les poutres tubulaires, et notamment aux éléments de jonction ; - les moyens de liaison entre lesdits flotteurs comprennent des oreilles desdits flotteurs et des éléments de liaison traversant lesdites oreilles ;
- lesdits moyens de liaison sont des liaisons souples de manière à autoriser un mouvement relatif entre flotteurs ;
- la matrice est flottante ;
- la flottaison de la matrice est obtenue par les poutres tubulaires qui renferment un volume d'air ;
- la charge de la matrice est reprise au moyen de flotteurs dédiés, distincts des flotteurs de ladite nappe.
Selon un mode de réalisation, ladite installation est une centrale solaire flottante et présente des panneaux solaires, tout ou partie des flotteurs de ladite nappe de flotteurs supportant lesdits panneaux solaires. La nappe de flotteurs peut ainsi comprendre une rangée de flotteurs apte à constituer un couloir de maintenance, disposée entre deux rangées successives de flotteurs supportant les panneaux solaires.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe parmi lesquelles :
- La figure 1 est une vue schématique d'une installation conforme à l'invention selon un premier mode de réalisation, ladite matrice, à cellules rectangulaires, formant un quadrillage.
- La figure 2 est une vue schématique d'une installation conforme à l'invention selon un deuxième mode de réalisation, ladite matrice étant à cellules triangulaires.
- La figure 3 est une vue schématique d'une installation conforme à l'invention selon un troisième mode de réalisation, ladite matrice étant à cellules hexagonales, les poutres formant un dessin à nid d'abeilles.
- La figure 4 est une vue en perspective de détail d'une intersection entre les poutres tubulaires d'une matrice formant un quadrillage, selon un troisième mode de réalisation de l'invention
- La figure 5 est une vue de dessus d'une cellule d'une matrice formant un quadrillage selon le troisième mode de réalisation de l'invention. - La figure 6 est une vue de détail de l'installation de la figure 4, illustrant plus particulièrement la fixation des sous-ensembles à la matrice par l'intermédiaire de flotteurs positionnés à cheval sur les poutres tubulaires de la matrice.
- La figure 7 est une vue de dessous de l'installation de la figure 4.
- La figure 8 est une vue de dessus d'une installation selon la figure 4, présentant, en outre, des flotteurs dédiés pour la reprise de la charge de la matrice.
Aussi l'invention est relative à une installation flottante 1 sur une étendue d'eau, comprenant :
- des flotteurs 2 assemblés entre eux par des moyens de liaison de manière à former une nappe 3 de flotteurs,
- un système d'ancrage de ladite nappe 3 de flotteurs comprenant des lignes d'ancrage 8 telles que par exemple chaînes ou câbles.
Les flotteurs 2 peuvent être des éléments synthétiques (i.e. plastiques), par exemple, de formes polyédriques, constitués chacun par une enveloppe étanche apte à renfermer un volume d'air.
Eventuellement l'enveloppe étanche peut présenter une ouverture fermée par un bouchon, par exemple vissé. Cette ouverture peut permettre le remplissage partiel du volume intérieur de l'enveloppe afin de changer les conditions de flottabilité.
Ces flotteurs peuvent être fabriqués par les techniques de roto- moulage, ou encore, par extrusion soufflage.
Les moyens de liaison peuvent comprendre des oreilles 12 desdits flotteurs et des éléments de liaison 13, tels que goupilles traversant lesdites oreilles. Les oreilles sont saillantes de l'enveloppe étanche, de préférence d'un seul tenant avec ladite enveloppe étanche, obtenues notamment lors du moulage dudit flotteur.
L'assemblage des flotteurs est alors obtenu en juxtaposant les flotteurs 2 et de manière à mettre en correspondance les oreilles 12 des flotteurs à joindre, puis en insérant chacun des éléments de liaison 13 au travers des oreilles 12 en correspondance.
Selon l'invention, ledit système d'ancrage comprend :
- une structure, s'étendant sensiblement suivant un plan, fixée parallèlement à ladite nappe de flotteurs,
- lesdites lignes ancrage 8, en particulier indépendantes, fixées en différentes positions sur ladite matrice rigide et assurant l'ancrage de l'ensemble matrice rigide et nappe de flotteurs au fond de l'étendue d'eau.
Ladite structure présente des poutres tubulaires 4,5 dirigées suivant au moins deux directions du plan, et assemblées entre elles, notamment à leurs extrémités, de manière à former une matrice 6 à plusieurs cellules 7.
A cet effet des éléments de jonction 1 1 peuvent solidariser entre elles les poutres tubulaires 4,5 aux intersections des poutres tubulaires de la matrice 6. Ces éléments de jonction 1 1 peuvent être des croisillons (à quatre branches), ou encore des étoiles à trois branches, chacune des branches dudit élément se fixant à l'extrémité d'une poutre tubulaire.
Selon l'invention la matrice 6 est couplée à ladite nappe 3 de flotteurs de manière à partitionner les flotteurs de ladite nappe de flotteurs en plusieurs sous-ensembles de flotteurs et à reprendre les efforts de chaque sous-ensemble de flotteurs.
La matrice 6 permet ainsi d'isoler les sous-ensembles de flotteurs entre eux, les efforts appliqués sur les flotteurs d'un sous-ensemble se transmettant à la matrice 6, et non aux flotteurs des sous-ensembles voisins de l'installation flottante.
Chaque sous-ensemble S1 à S9 de flotteurs présente un nombre réduit de flotteurs par comparaison au nombre total de flotteurs de la nappe, diminuant de fait les risques de concentration des efforts au niveau des liaisons entre flotteurs.
Les flotteurs 2 de chaque sous-ensemble sont reliés entre eux par des liaisons et plus particulièrement par les oreilles 12 et les éléments de liaison 13 précédemment décrits et sont disposés juxtaposés entre eux suivant deux directions du plan d'eau, perpendiculaire entre elles. Par exemple, chaque sous-ensemble peut présenter un nombre de flotteurs compris entre 9 et 1 .000 flotteurs, voire compris entre 50 et 500 flotteurs.
L'ensemble des efforts sur les flotteurs, conséquence notamment des vents, des courants ou de la houle, se cumule sur la matrice 6 et sont transmis aux lignes d'ancrage 8 fixées en plusieurs points sur la matrice 6.
A l'inverse et même dans le cas où l'effort total de l'ancrage se concentrerait en quelques unes des lignes d'ancrage 8 seulement, la matrice 6 permet de répartir les efforts transmis par ces lignes d'ancrage sur la surface de la nappe 3 de flotteur, à chacun des sous-ensemble S1 à S9, et non seulement aux points d'ancrage de la nappe associés auxdites lignes.
De préférence les moyens de liaison entre les flotteurs 2 sont des liaisons souples de manière à autoriser un mouvement relatif entre flotteurs, une fois les flotteurs assemblés entre eux, autorisant ainsi une déformation de la nappe de flotteurs, au moins au niveau desdits sous- ensemble S1 à S9.
A cet effet les moyens de liaison peuvent comprendre un ou plusieurs coussinets élastomères 14 pris en sandwich entre les oreilles 12 en correspondance, et ledit élément de liaison 13. Les coussinets élastomères 14 autorisent par leur élasticité un mouvement relatif entre les oreilles, et ainsi une prise d'angle entre deux flotteurs reliés par les oreilles.
Les lignes d'ancrage 8 peuvent être fixées au niveau des intersections de la matrice 6, entre les poutres tubulaires 4,5, et notamment auxdits éléments de jonction 1 1 . Tout ou partie des éléments de jonction 1 1 peut présenter à cet effet une boucle d'accrochage 15 pour une ligne d'ancrage.
Selon le mode de réalisation illustré selon un exemple non limitatif à la figure 1 , les poutres tubulaire 4,5 de la matrice 6 forme un quadrillage à cellules rectangulaires, notamment carrés. Les poutres tubulaires comprennent ainsi des premières poutres tubulaires 4 et des secondes poutres tubulaires 5, dirigées respectivement suivant deux directions perpendiculaires. Les cellules rectangulaires de la matrice 6 définissent respectivement les sous-ensembles de flotteurs S1 à S9.
D'autres dessins de la matrice sont envisageables tels qu'illustrés selon les exemples non limitatifs des figures 2 et 3. Par exemple, la figure 2 illustre une matrice 6 à cellules de formes triangulaires, définissant les sous-ensembles de flotteurs S1 ' à S4'. Selon un autre exemple, la matrice de la figure 3 est en forme de nid d'abeille à cellules hexagonales.
De manière générale les cellules formées par les poutres de la matrice sont des polyèdres. Les cellules de la matrice peuvent être de dimensions identiques ou non.
De manière avantageuse le système d'ancrage peut être autoadaptatif. A cet effet les lignes d'ancrage 8 peuvent être respectivement ancrées au fond par l'intermédiaire de corps morts 9, indépendants les uns des autres, chaque corps mort 9 étant dimensionné de manière à pouvoir être déplacé dans le cas d'une traction trop importante sur la ligne d'ancrage 8 associée.
Aussi, et dans le cas d'une traction trop importante sur une ligne d'ancrage, les efforts transmis par les flotteurs se cumulent sur la matrice 6.
L'ensemble matrice 6 /nappe 3 de flotteurs est ainsi dimensionnée pour permettre, dans le cas de sollicitations importantes de soulever et de déplacer un ou quelques corps morts 9, et jusqu'au blocage de la structure flottante par la mise en tension d'autres lignes d'ancrage 8.
Cette conception permet à l'installation :
- de résister à des conditions extrêmes, telles que rencontrées, par exemple, lors de tempêtes ou de crue, en limitant l'effort maximal sur chaque ligne d'ancrage 8 et en permettant à l'installation de se déplacer de manière limitée, - d'ancrer l'installation sur des fonds présentant un relief irrégulier, l'un ou quelques uns des corps morts pouvant se retrouver soulevé(s) du fond, suspendus à l'ensemble matrice 6/nappe 3 de flotteurs, et sans risque de flambage des poutres tubulaires 4,5 de la matrice 6.
Chaque sous ensemble de flotteurs S1 à S9 peut être fixé aux poutres tubulaires 4, 5 de la matrice rigide, sur le pourtour dudit sous- ensemble de flotteurs.
De préférence, chaque cellule 7 de la matrice définit un desdits sous-ensembles S1 à S9 de flotteurs. Tout ou partie des flotteurs périphériques du sous-ensemble est alors solidarisé aux poutres définissant la cellule, et en particulier au quatre poutres définissant la cellule 7 de forme rectangulaire, dans la cas d'un quadrillage.
Selon un autre mode de réalisation non illustré, un desdits sous-ensembles de flotteurs peut s'étendre sur plusieurs cellules consécutives de la matrice. Tout ou partie des flotteurs périphériques du sous-ensemble est alors solidarisé aux poutres périphériques de la zone correspondante, et en particulier aux poutres périphériques définissant la pluralité de cases.
Selon un mode de réalisation chaque sous-ensemble de flotteurs est fixé aux poutres tubulaires 4,5, à savoir notamment premières poutres tubulaires 4 et secondes poutres tubulaires 5, par l'intermédiaire de flotteurs positionnés à cheval sur lesdites poutres tubulaires 4 et/ou 5 et fixés auxdites poutres tubulaires.
Ces flotteurs 2 à cheval sur les poutres tubulaires 4,5 sont disposés à la périphérie des flotteurs des sous-ensembles S1 à S9.
A cet effet tout ou partie des flotteurs périphériques à cheval sur les poutres tubulaires peuvent présenter chacun une sous-face comportant une gorge 21 complémentaire à la section des poutres tubulaires, ladite gorge 21 formant un logement recevant au jeu d'emboîtement l'une desdites poutres tubulaires 4,5 de la matrice rigide.
Eventuellement, la fixation du flotteur à cheval comprend, outre la gorge 21 complémentaire à la section des poutres tubulaires 4 et/ou 5, un lien souple 10 enlacé sur le flotteur 20 et la poutre tubulaire associée de manière à maintenir ladite poutre tubulaire logée dans ladite gorge 21 . Le lien souple 10 peut être une sangle, notamment équipée d'une boucle pour sa mise en tension. Toute autre fixation peut être envisagée pour maintenir la poutre tubulaire 4 ou 5 dans la gorge 21 .
Les poutres tubulaires 4,5 peuvent être des poutres métalliques résistantes à la corrosion.
Eventuellement, selon un mode de réalisation, la charge de la matrice est reprise par tout ou partie des flotteurs 2 de la nappe 3.
Toutefois, et de préférence, la charge de la structure formant la matrice 6 ne sera pas reprise par les flotteurs 2 de la nappe 3. La matrice peut être ainsi prévu flottante.
Selon un mode de réalisation, la flottaison de la matrice 6 est obtenue par les poutres tubulaires 4,5 qui renferment un volume d'air. Par exemple les poutres tubulaires 4,5 peuvent être rendues étanches en obturant leurs extrémités, constituant ainsi des caissons étanches. Selon un autre exemple, des moyens de flottaison (i.e. une mousse synthétique) peuvent être introduits dans le volume des poutres tubulaires afin d'obtenir leur flottaison.
Selon un autre mode de réalisation encore, la charge de la matrice 6 est reprise grâce à de flotteurs dédiés 62, distincts des flotteurs 2 de ladite nappe 3, extérieurs aux dites poutres tubulaires 4 et 5. Ces flotteurs dédiés peuvent, par exemple, être de formes polyédriques, constitués chacun par une enveloppe étanche apte à renfermer un volume d'air.
Eventuellement l'enveloppe étanche peut présenter une ouverture fermée par un bouchon, par exemple vissé. Cette ouverture peut permettre le remplissage partiel du volume intérieur de l'enveloppe afin de changer les conditions de flottabilité.
Ces flotteurs 62 peuvent être fabriqués par les techniques de roto-moulage, ou encore, par extrusion soufflage.
Ces flotteurs dédiés 62 peuvent être positionnés en appui sous les poutres tubulaires 4,5 de la matrice 6. Selon le mode de réalisation non limitatif de la figure 7 tout ou partie des flotteurs dédiés 62 peuvent présenter sur leur surface supérieure une gorge 63 complémentaire à la section des poutres tubulaires 4,5, ladite gorge 63 formant un logement recevant par emboîtement l'une desdites poutres tubulaires de la matrice 6.
Par exemple ce flotteur dédié 62 avec gorge 63 peut être couplé mécaniquement à l'un desdits flotteurs à cheval 20 et de telle façon à prendre en sandwich la poutre tubulaire 4 ou 5 entre les deux flotteurs 20,62. A cet effet les gorges 21 ,63 représentent chacune environ la moitié de la section de la poutre tubulaire 4 ou 5 à prendre en sandwich.
La fixation (non illustrée) entre le flotteur dédié 63 et le flotteur à cheval 20, superposés, peut être réalisée de différentes manières, par exemple au moyen de lien(s), de système de boulons ou autres.
Selon un mode de réalisation l'installation peut présenter des panneaux solaires tels que panneaux photovoltaïques, tout ou partie des flotteurs de ladite nappe de flotteurs supportant lesdits panneaux solaires. Les flotteurs 2 peuvent ainsi être constitués par les enveloppes étanches des dispositifs supports de panneaux décrits par la Société CIEL ET TERRE dans la demande internationale PCT/EP2012/056425 qui est introduite par référence.
Selon un mode de réalisation la nappe de flotteurs comprend une rangée de flotteurs apte à constituer un couloir de maintenance disposée entre deux rangées successives de flotteurs supportant les panneaux solaires.
Naturellement d'autres modes de réalisation de l'invention auraient pu être envisagés sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications ci-après. NOMENCLATURE
1 . Installation flottante,
2. Flotteurs,
3. Nappe de flotteurs,
4. Poutres tubulaire (Premières poutres tubulaires),
5. Poutre tubulaire (Deuxièmes poutres tubulaires),
6. Matrice,
7. Cellules (Matrice),
8. Lignes d'ancrage,
9. Corps morts,
10. Liens souples,
1 1 . Eléments de jonction (intersections),
12. Oreilles,
13. Eléments de liaison,
14. Coussinets élastomères.
15. Boucle accrochage (éléments de fonction).
20. Flotteurs à cheval,
21 . Gorges (flotteurs à cheval),
60. Quadrillage
62. Flotteurs dédiés (matrice 6),
63. Gorges (flotteurs 62),
S1 à S9. Sous-ensembles de flotteurs (Figure 1 ), S1 'à S4'. Sous-ensembles de flotteurs (Figure 2), S1 " à S4". Sous-ensemble de flotteurs (Figure 3),

Claims

REVENDICATIONS
1 . Installation flottante (1 ) sur une étendue d'eau, comprenant :
- des flotteurs (2) assemblés entre eux par des moyens de liaison de manière à former une nappe (3) de flotteurs,
- un système d'ancrage de ladite nappe de flotteurs comprenant des lignes d'ancrage
caractérisée en ce que ledit système d'ancrage comprend :
- une structure, s'étendant sensiblement suivant un plan, fixée à ladite nappe de flotteurs, ladite structure comprenant des poutres tubulaires (4,5) assemblées entre elles de manière à former un matrice (6) à plusieurs cellules (7), ladite matrice (6) étant couplée à ladite nappe (3) de flotteurs et agencée de manière à partitionner les flotteurs (2) de ladite nappe de flotteurs en plusieurs sous-ensembles (S1 à S9) de flotteurs, respectivement reçus dans lesdits cellules (7) de la matrice, et à reprendre les efforts de chaque sous-ensemble (S1 à S9) de flotteurs.
- lesdites lignes ancrage (8) fixées en différentes positions sur ladite matrice (6) et assurant l'ancrage de l'ensemble matrice (6) et nappe de flotteurs au fond de l'étendue d'eau.
2. Installation selon la revendication 1 , dans laquelle les poutres tubulaires (4,5) de la matrice (6) forment un quadrillage (60).
3. Installation selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle ledit système d'ancrage est auto-adaptatif, les lignes d'ancrage (8) étant respectivement ancrées au fond par l'intermédiaire de corps morts (9), indépendants les uns des autres, chaque corps mort (9) étant dimensionné de manière à pouvoir être déplacé dans le cas d'une traction trop importante sur la ligne d'ancrage (8) associée.
4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3 dans laquelle chaque sous ensemble (S1 à S9) de flotteurs est fixé aux poutres tubulaires (4,5) de la matrice sur le pourtour dudit sous-ensemble (S1 à S9) de flotteurs.
5. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle chaque sous-ensemble de flotteurs (S1 à S9) est fixé aux poutres tubulaires par l'intermédiaire de flotteurs (20) positionnés à cheval sur lesdites poutres tubulaires (4,5) et fixés auxdites poutres tubulaires.
6. Installation selon la revendication 5 dans laquelle les flotteurs (20) à cheval sur les poutres tubulaires (4,5) présentent chacun une sous-face comportant une gorge (21 ) complémentaire à la section des poutres tubulaires (4,5), ladite gorge (21 ) formant un logement recevant par emboîtement l'une desdites poutres tubulaires de la matrice (6).
7. Installation selon la revendication 6, dans laquelle la fixation du flotteur à ladite matrice comprend, outre la gorge (21 ) complémentaire à la section des poutres tubulaires (4,5), un lien souple (10) enlacé sur le flotteur à cheval(20) et la poutre associée (4 ;5) de manière à maintenir ladite poutre tubulaire logée dans ladite gorge (21 ).
8. Installation selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle des éléments de jonction (1 1 ) solidarisent entre elles les poutres tubulaires (4,5) aux intersections des poutres tubulaires de la matrice (6).
9. Installation selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle les lignes d'ancrage (8) sont fixées à la matrice au niveau des intersections des poutres tubulaires (4,5) de la matrice, et en particulier aux éléments de jonction (1 1 ).
10. Installation selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle les moyens de liaison comprennent des oreilles (12) desdits flotteurs et des éléments de liaison (13) traversant lesdites oreilles.
1 1 . Installation selon l'une des revendications 1 à 10, dans laquelle lesdits moyens de liaison entre flotteurs comprennent des liaisons souples (12,13) de manière à autoriser un mouvement relatif entre flotteurs, et ainsi une déformation de la nappe de flotteurs au moins au niveau desdits sous-ensembles (S1 à S9) de flotteurs.
12. Installation selon l'une des revendications 1 à 1 1 , comprenant des panneaux solaires et dans laquelle tout ou partie des flotteurs de ladite nappe de flotteurs supportent lesdits panneaux solaires.
13. Installation selon l'une des revendications 1 à 12, dans laquelle la matrice (6) est flottante.
14. Installation selon la revendication 13 dans laquelle la flottaison de la matrice (6) est obtenue par les poutres tubulaires (4,5) qui renferment un volume d'air.
15. Installation selon la revendication 13, dans laquelle la charge de la matrice (6) est reprise au moyen de flotteurs dédiés (62), extérieurs, distincts des flotteurs (2) de ladite nappe (3).
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