Comportement des fondations et des ancrages de structures marines sous l'effet de sollicitations cycliques Behavior of Foundations and Anchors for Marine Structures under the Effect of Cyclic Stresses

L'exploration et l'exploitation des hydrocarbures en haute mer conduisent à la mise en place d'ouvrages fixes ou flottants de dimensions de plus en plus colos sales, par des profondeurs d'eau sans cesse croissantes, atteignant actuellement 200 à 300 mètres en production, un millier de mètres en exploration. Les fondations des ouvrages pétroliers de production comprennent essentiel-lement- les pieux ou groupes de pieux, battus ou forés; - les fondations superficielles à embase poids. Le comportement des fondations ou ancrages de structures sous l'action des sollicitations cycliques est étudié, en fonction de la nature des terrains, à partir - de mesures et d'observations sur des structures réelles; d'expérimentations sur des modèles en semi-grandeur ou de simulations sur modèles réduits. Les exemples donnés situent la diversité des problèmes rencontrés pour l'instal-lation des ouvrages en haute mer et! l'ampleur des travaux nécessaires pour décrire plus correctement les phénomènes d'intéraction sols-structures mannes sous l'effet des chargements cycliques et transitoires et, par suite, mieux optimiser le dimensionnement des fondations et des ancrages. <br> Exploration and production of hydrocarbons in the high seas lead ta the installation of fixed or floating structures having more and more colossal sizes at constantly increasing water depths which now attain 200 ta 300 meters for production and 1000 meters for exploration. The foundations of ail production structures mainly consist of - pilings or groups of pilings, either driven or drilled; superficial gravity foundations the behovior of foundations or anchors for such structures under the effect of cyclic stresses is examined as a function of the nature of formations, on the basis of - measurements and observations on actual structures, experiments with semi-full-sized models or by simulations with scale models. The examples given illustrate the diversity of the problems encountered in installing structures in the high secs and the scope of the research required for a more correct description of phenomena relating to sols-marine structures interaction under the effect of cyclic and transitory loading sa as ta better optimize the design and scale of foundations and anchors

Comportement en tension et compression des pieux de fondation ou d'ancrage des ouvrages en mer

L'Association de Recherche en Géotechnique Marine (ARGEMA) a effectué depuis 1978 un vaste programme d'étude du comportement de pieux expérimentaux, battus ou forés-cimentés, de dimensions moyennes (diamètre ≈ 30 cm, fiche de 13 à 23 mètres), très instrumentés (efforts, déplacements, contraintes,...), implantés sur divers sites représentatifs des sols rencontrés couramment en mer : Chaque pieu a été soumis à un programme important de chargements simulant l'action soit d'une houle d'amplitude constante, soit de tempête centennales. Les résultats obtenus permettent de dégager certaines conclusions importantes sur le frottement sol-pieu en tension et compression, l'influence des chargements cycliques, l'effet de l'histoire des chargements

Comportement des sédiments marins carbonatés

Les sédiments carbonatés recouvrent les fonds marins de nombreuses zones d'activités pétrolières actuelles. La méconnaissance des caractéristiques mécaniques de ces sols explique en partie les difficultés rencontrées pour l'implantation de structures marines. Un important programme d'essais réalisés sur divers sédiments carbonatés a été effectué afin de préciser : - la définition d'une méthodologie d'identification de ces sédiments ; - l'influence de leurs caractéristiques physiques sur leur comportement mécanique. Le comportement des sédiments carbonatés, soumis à des sollicitations cycliques simulant l'action de la houle sur les fondations d'ouvrages en mer, a été longuement étudié à l'appareil triaxial et sur un modèle réduit de similitude de fondation de structure à embase poids en utilisant la technique de centrifugation. Les essais réalisés confirment l'importance du seuil caractéristique comme limite fondamentale dans l'étude des sables carbonatés sous chargement cyclique

Ancres marines - ancrage à terre

Après un rapide rappel du fonctionnement des ancres marines sous l'angle de la géotechnique, le principe d'un nouveau type d'ancre est présenté pour les ancrages à hautes capacités nécessités par les travaux pétroliers en haute mer.L'étude a d'abord été menée sur modèles réduits car des efforts d'arrachage très grands ne permettent pas d'optimiser commodément les formes. Le développement des matériels montre que la similitude donne de bons résultats pour les matériaux argileux et des résultats moins satisfaisants pour les sables, ce qui rend indispensable de développer les ancres dans le sable par des essais sur maquettes de plus en plus grandes

Frottement latéral des pieux dans les sables carbonatés

Les formations carbonatées rencontrées en de nombreuses zones d'activités pétrolières en mer posent de difficiles problèmes de dimensionnement et de mise en place des pieux de fondation ou d'ancrage des ouvrages de production. Depuis 1978, l'ARGEMA, Solmarine et Total-CFP ont entrepris un important programme de recherche sur le comportement des pieux battus, forés et cimentés ou battus-cimentés dans les sables carbonatés. Les expérimentations conduites sur le site de Plouasne avec des pieux d'une longueur de 20 m ont largement contribué à l'amélioration du choix et du dimensionnement des pieux dans les formations carbonatées en mer

Réparation des pieux battus dans les sables carbonatés

Les formations carbonatées rencontrées en de nombreuses zones d'activités pétrolières en mer posent de difficiles problèmes de dimensionnement et de mise en place des pieux. Sur plusieurs sites de sable carbonaté, la capacité portante des pieux battus se révèle beaucoup plus faible que prévu et des techniques de réparation doivent être étudiées. Dans ce contexte, l'ARGEMA (Association de Recherche en Géotechnique Marine), groupement français d'organismes de recherche, de compagnies pétrolières et de contracteurs offshore, a expérimenté une réparation d'un pieu expérimental de 30 cm de diamètre et 23 m de long battu dans un sable carbonaté. Le frottement latéral de ce pieu mobilisé juste après battage était très faible. La réparation a consisté à injecter du coulis de ciment à partir d'un forage situé à 40 cm du pieu. Cet article décrit les procédures et les caractéristiques des injections réalisées et leurs conséquences sur la capacité portante du pieu. Le frottement entre le pieu et le terrain s'accroît avec le volume de ciment injecté; les valeurs maximales obtenues sont du même ordre de grandeur que celles observées avec un pieu foré-cimenté