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Système d'amarrage à bouée unique

type de bouée

Un système d'amarrage à bouée unique (SBM), également appelé amarrage à point unique (SPM), est une bouée de chargement ancrée au large, qui sert de point d’amarrage et d’interconnexion pour les pétroliers chargeant ou déchargeant du gaz ou des produits liquides. Les SPM assurent la liaison entre les collecteurs sous-marins statiques et les pétroliers. Ils peuvent accueillir des navires de tout tonnage, même de très grands transporteurs de pétrole brut (VLCC), là où aucune autre installation n’est disponible.

Amarrage à point unique à Whiddy Island, en Irlande.
Amarrage à point unique au large de Puthuvype, à Cochin (Inde).
SPM au large de Cochin
SPM au large de Cochin

En eaux peu profondes, les SPM sont utilisés pour charger et décharger du pétrole brut et des produits raffinés provenant de champs pétrolifères côtiers et offshore ou de raffineries, généralement via un système de stockage. Ces bouées conviennent généralement à tous les types de pétroliers. Dans les champs pétrolifères en eaux profondes, les SPM sont généralement utilisés pour charger du pétrole brut directement depuis les plateformes de production, lorsqu'il est économiquement avantageux de ne pas construire de pipeline jusqu’au rivage. Ces systèmes d'amarrage alimentent généralement des pétroliers dédiés, capables de s’amarrer sans assistance[1].

Plusieurs types d’amarrage à point unique sont utilisés[1].

Composants

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Le système d’amarrage complet comporte quatre groupes de composants : le corps de la bouée, les éléments d’amarrage et d’ancrage, le système de transfert de produits et d’autres éléments.

Corps de la bouée

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Le corps de la bouée peut reposer sur des pieds fixes, ancrés fixées au fond marin, avec une partie rotative située au-dessus du niveau de l’eau, qui est reliée au pétrolier en cours de (dé)chargement. Les deux sections sont reliées par un palier à rouleaux, appelé «palier principal ». Alternativement, le corps de la bouée peut également être maintenu en place par plusieurs chaînes d’ancrage rayonnant dans plusieurs directions. Grâce à cette configuration, le pétrolier amarré peut pivoter librement autour de la bouée et trouver une position stable.

Éléments d'amarrage et d'ancrage

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Les amarres fixent la bouée au fond marin. La conception de la bouée doit tenir compte de son comportement en fonction des conditions de vent, de vagues et de courants, ainsi que du tonnage des pétroliers. Ceci détermine la configuration optimale de l'amarrage et les dimensions des différents éléments des pieds d'amarrage. Les points d'ancrage dépendent fortement de la nature du sol local[2].

Composants d’amarrage

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  • Ancres ou pieux, pour relier l’amarrage au fond marin[2]
  • Joint de lest ou de chaîne d'ancre à la bouée (SPM)[2]
  • Chaîne d’ancre[2]
  • Butées de chaîne, pour relier les chaînes à la bouée[2].

Système d'amarrage par aussières

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Un pétrolier est amarré à une bouée au moyen d’un système d'amarrage par aussières. Les normes du Forum maritime international des compagnies pétrolières (en anglais, Oil Companies International Marine Forum, ou OCIMF) définissent les systèmes d’amarrage.

Ce système se compose généralement d'un cordage en nylon, fixé par une manille à un joint d'amarrage intégré sur le pont de la bouée. À l'extrémité du câblot côté pétrolier, une chaîne anti-frottement est fixée pour éviter tout dommage causé par le chaumard du pétrolier. Une goupille de charge peut être fixée sur le joint d'amarrage sur le pont de la bouée pour mesurer les charges exercées sur le câblot.

Les systèmes d'amarrage utilisent un ou deux cordages, selon le tonnage maximal du navire amarré à la bouée. Ces cordages peuvent être à un seul brin ou à œillets. Ils sont généralement fixés à une chaîne anti-frottement OCIMF côté pétrolier d’exportation (de type A ou B selon le tonnage maximal du pétrolier et les charges d'amarrage). Cette chaîne anti-frottement est ensuite maintenue dans le bloque-chaîne à bord du pétrolier exportateur.

Un système d'amarrage de base comprend les éléments suivants (en partant de la bouée) : manille et bride côté bouée pour la connexion à l'anneau de fixation ; manille d'amarrage ; amarre d'amarrage ; chaîne anti-frottement ; bouée de support ; amarres de remorquage ; bouée de balisage pour la récupération.

Conformément aux recommandations de l'OCIMF, le système d'amarrage est généralement acheté complet auprès d'un fabricant.

Système de transfert de produits

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Le cœur de chaque bouée est le système de transfert de produits. À partir d'un point d'ancrage géostatique, par exemple un collecteur d'extrémité de pipeline (PLEM) situé sur le fond marin, ce système transfère les produits vers le pétrolier de déchargement.

Les principaux composants du système de transfert de produits sont :

  • des flexibles sous-marins, généralement appelés « risers »,
  • une ou plusieurs conduites flottantes,
  • un raccord de sécurité marin,
  • un pivot de produit, des vannes et de la tuyauterie.

Risers

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Les risers sont des flexibles qui relient la tuyauterie sous-marine à la bouée. Leur configuration peut varier en fonction de la profondeur, de l'état de la mer, des mouvements de la bouée, etc.

Conduites flottantes

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Les conduites flottantes relient la bouée au pétrolier de déchargement. Elles peuvent être équipées d'un raccord de sécurité pour éviter la rupture des flexibles/câbles et les déversements d'hydrocarbures qui en résulteraient.

Pivot de produit

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Le pivot de produit assure la liaison entre la partie géostatique et la partie rotative de la bouée. Il permet au pétrolier de déchargement de pivoter par rapport à la bouée d'amarrage. La taille des pivots de produit varie en fonction de la capacité de la tuyauterie et des risers qui y sont raccordés. Les raccords pivotants peuvent offrir un ou plusieurs passages indépendants pour les fluides, les gaz, les signaux électriques ou l'alimentation. Ils sont équipés d'un système d'étanchéité multiple afin de minimiser les risques de fuite de produit dans l'environnement.

Autres composants

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D’autres composants possibles des SPM sont :

  • un appontement permettant l’accès au pont de la bouée,
  • des défenses pour protéger la bouée,
  • des équipements de levage et de manutention,
  • des aides à la navigation pour la visibilité maritime et une corne de brume pour alerter les navires en mouvement.
  • un sous-système électrique permettant le fonctionnement des vannes et l’alimentation des aides à la navigation ou d’autres équipements.

Configurations

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Amarrage à un seul brin d'ancrage (SALM)

Amarrage à brin d'ancrage caténaire

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Une configuration courante est l'amarrage à brin d'ancrage caténaire (CALM)[3], capable de gérer de très grands pétroliers. Cette configuration utilise six ou huit chaînes d'ancrage robustes, disposées radialement autour de la bouée, d'un tonnage adapté à la charge prévue. Chaque chaîne mesure environ 350 mètres de long et est fixée à une ancre ou un pieu pour assurer la force de retenue nécessaire. Les chaînes d'ancrage sont précontraintes afin de maintenir la bouée en position au-dessus du PLEM (Plancher, Extension, Module). Lorsque la charge du pétrolier est appliquée, les chaînes robustes situées du côté opposé se redressent et se soulèvent du fond marin pour appliquer la charge d'équilibrage. Sous pleine charge, environ 27 mètres de chaîne reposent encore sur le fond. La colonne montante flexible peut présenter trois configurations de base, toutes conçues pour compenser les variations de profondeur dues aux marées et les déplacements latéraux causés par les charges d'amarrage. Dans tous les cas, la courbure du flexible est modifiée pour compenser les mouvements latéraux et verticaux de la bouée, et les flexibles sont maintenus à une flottabilité neutre par des flotteurs répartis sur toute leur longueur.

Les trois configurations de base sont[1] :

  • Amarrage en lanterne chinoise : deux à quatre flexibles symétriques relient le PLEM à la bouée, la convexité de la courbe étant orientée radialement vers l’extérieur.
  • Amarrage en S aplati : le flexible de la colonne montante quitte le PLEM avec un angle prononcé, puis s’aplatit avant de se courber progressivement vers le haut pour rejoindre la bouée approximativement à la verticale, formant ainsi un S aplati.
  • Amarrage en S prononcé : le flexible remonte d’abord à peu près à la verticale jusqu’à un flotteur immergé, avant de former un coude serré vers le bas, suivi d’une courbe douce passant de l’horizontale à la verticale pour se fixer à la bouée.

Autres configurations

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Moins courantes, les configurations suivantes sont utilisées :

  • amarrage à une seule jambe d’ancrage (SALM), utilisable en eaux peu profondes et profondes[1] (voir le Thistle SALM comme exemple) ;
  • amarrage à jambe d’ancrage verticale, rarement utilisé[1].
  • Deux types de tours d'amarrage à point unique :
    • les tours à structure tubulaire, constituées d'une structure tubulaire ancrée au fond marin et surmontée d'un plateau tournant supportant le matériel d'amarrage et la tuyauterie[1] ;
    • et les tours à pieux ressorts, dotées de colonnes montantes en acier intégrées à la structure[1].
  • L'amarrage à bouée unique en position exposée (ELSBM) permet de stocker la ligne d'amarrage et le flexible de chargement sur des tambours lorsqu'ils ne sont pas utilisés. Cette configuration est adaptée aux conditions difficiles[1].
  • La plateforme de chargement articulée (ALP) est également adaptée aux conditions difficiles[1].

Voir aussi

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Notes et références

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  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (en) John Bevan, The Professional Diver's Handbook, Alverstoke, Gosport, Hampshire, Submex Ltd, (ISBN 978-0950824260), p. 41.
  2. 1 2 3 4 5 (en-US) « IALA Guideline 1066 - The Design of FLoating Aid to Navigation Moorings (Revised June 2010) », sur IALA, (consulté le ).
  3. ↑ (en-US) « Jettyless SPM Fluid Transfer Solutions by Imodco », sur SBM Offshore, (consulté le ).

Bibliographie

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  • Grzegorz Rutkowski, Gdynia Maritime University, « A Comparison Between Conventional Buoy Mooring CBM, Single Point Mooring SPM and Single Anchor Loading SAL Systems Considering the Hydro-meteorological Condition Limits for Safe Ship’s Operation Offshore », TransNav the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, no 13(1),‎ , p. 187-195 (lire en ligne).
  • Junwei Yu, Shaowei Zhang, Wencai Yang, Yongzhi Xin et Huaining Gao, « Design and Application of Buoy Single Point Mooring System with Electro-Optical-Mechanical (EOM) Cable », Journal of Marine Science and Engineering, no 8(9),‎ , p. 672 (lire en ligne).

Liens externes

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