Les clump weights sont un composant de stabilisation très efficace et ainsi une des solutions lorsqu'il s'agit d'optimiser un système d'ancrage. Ils peuvent être utilisés pour la stabilisation des éoliennes offshore flottantes, des systèmes houlomoteurs, des dispositifs hydroliens flottants et des installations d'aquaculture offshore.
Leur position sur le système d'ancrage et leur contribution à son efficacité en font un composant critique. La conception tout comme le matériau avec lequel les clump weights sont fabriqués sont des éléments essentiels, garantissant leur performances, leur fiabilité et leur qualité.
Il n'est pas facile de concevoir des clump weights universels
Les clump weights peuvent être utilisés dans le cadre de nombreuses applications offshore, et cela dans des environnements variés. Par conséquent, leur conception doit répondre aux exigences spécifiques de chaque systèmes d'ancrage.
FMGC Clump Weights pour WindFloat
Grâce à sa longue expérience dans les solutions de lestage couplée à une bonne compréhension des exigences liées aux systèmes d’ancrage Offshore, FMGC a conçu des clump weights répondant aux attentes et standards du secteur. Ces clump weights assurent les forces de rappels et limitent ainsi la zone d’excursion de la plateforme flottante, sans avoir recours à des solutions coûteuses ou à des longueurs d’ancrage plus importantes. Ces clump weights permettent aussi la reprise d’une partie des forces verticales appliquées à l'ancre dans des configurations caténaires ou semi-taut.
La configuration « distribuée »consiste en un ensemble de clump weights de taille moyenne, distribué sur un segment de la ligne d'ancrage. Cette configuration optimise l'efficacité et le coût de la solution grâce à une récupération proportionnelle des efforts permis par la répartition de la masse et par un dimensionnement plus précis.
Au contraire, la solution « mutualisée » se compose d'un unique clump weight fixé sur un point spécifique de la ligne d'ancrage. Ce système, souvent positionné proche de la plateforme assure une réduction des tensions appliquées aux lignes d'ancrage.
FMGC est en mesure de dimensionner et de personnaliser le design ainsi que l'ensemble des étapes de validation de ses clump weights en fonction des exigences spécifiques du projet, et ceux pour les configurations distribuées et mutualisées.
Garantir l'efficacité et la fiabilité
Afin de garantir une efficacité et une fiabilité optimales du système d'ancrage, ses différents composants doivent être conçus et dimensionnés conformément aux besoins du projet et aux conditions de site.
En tant que composant important du système d'ancrage, les clump weights nécessitent un dimensionnement précis, tenant compte de la durée de vie du projet, des efforts appliqués, mais également des interactions avec les autres composants d'ancrage.
Grâce à son process de fabrication, reposant sur le moulage, la fonte est un matériau très adapté dès lors qu’il s'agit de conceptions personnalisées. En effet, ce process permet l’obtention d’une large gamme de formes et de systèmes d'assemblage. Il permet aussi l’ajout d'éléments de manutention, de connection, etc.
Afin de fournir la solution la plus adaptée, répondant à l’ensemble des exigences, les équipes de la FMGC travaillent en étroite collaboration avec le client de la phase de concept au déploiement de la solution. Par ailleurs, la FMGC est capable de réaliser l’ensemble des analyses et validations numériques mais aussi des tests sur prototypes garantissant la fiabilité des clump weights, et ce en tenant compte des interactions possibles avec les autres composants d'ancrage.
Fonte grise : le choix d'un matériau de qualité
Les clump weights sont fabriqués en fonte avec une microstructure à graphite lamellaire EN-GJL-200. Cette matière, disposant d'une forte densité (7.1 dans l'air) est obtenue grâce à une sélection minutieuse de matières premières, toutes issues de la filière du recyclage.
La fonte représente ainsi un excellent compromis entre résistance mécanique et coût de revient. FMGC a su repérer le grand potentiel que cet équilibre offre au secteur offshore.
La compacité, la densité et l'efficacité du lestage en fonte dans les domaines offshore assurent une efficacité supérieure aux autres matériaux envisageables. En outre, la fonte présente une grande résistance à la corrosion et à l'abrasion.
FMGC a ainsi demandé à InVivo Environment d’effectuer une analyse du comportement de la fonte dans un environnement maritime. Les conclusions ont confirmé :
- « La corrosion de la fonte est sans danger pour l'environnement maritime en raison des faibles quantités de résidus lixiviés. »
- « Le taux de corrosion de la fonte est relativement bas : environ 0,20 mm par an. »
Avantages de la fonte
Télécharger la fiche technique de la FMGC sur la fonte
1.Caractéristiques techniques supérieures
La fonte présente une haute densité et une capacité intéressante à résister aux efforts et sollicitations mécaniques tout en conservant un coût inférieur à celui des autres matériaux tels que l'acier.
2. Rentabilité
Dans une configuration mutualisée, la solution de lestage fabriquée en fonte permet d'atteindre le poids cible tout en conservant un encombrement et un volume moindres comparés au béton. La densité du béton peut être améliorée grâce à l'ajout d'agrégats, ceux-ci vont cependant augmenter le coût sans pour autant être à même d'atteindre la densité de la fonte.
La configuration “distribuée” est la plupart du temps dans les points les plus bas de la ligne d’ancrage. Ceci implique un impact répété sur le fond marin qui demande un matériau ayant les propriétés mécaniques nécessaires pour supporter ces charges.
Les clump weights en fonte de FMGC peuvent résister à des chocs sur les fonds marins pendant 25 ans dans un environnement d’éolienne flottante (confirmé par des études numériques et des tests de chutes). D’autres matériaux, comme l’acier par exemple peuvent également supporter ces charges mais pour un coût supérieur.
De plus, sur les configurations caténaires, l’utilisation de clump weight réduit la longueur des lignes d’ancrage et permet une réduction des coûts significatives.
Les lests proposés par la FMGC ne requiert aucun revêtement coûteux pour résister à l'abrasion ou à la corrosion. La solution, adoptée aujourd'hui par FMGC, consiste à surdimensionner le lest en tenant compte des hypothèses de corrosion retenues. Cette solution permet ainsi de conserver un prix compétitif pour le lestage tout en assurant le poids nécessaire durant l’ensemble de la période d'exploitation.
Focus sur la densité
La densité a une importance évidente lorsqu'il s'agit de la flottabilité des objets, surtout dans le secteur offshore. Lorsqu'il s'agit des solutions de lestage et de stabilisation, la densité a un impact important, surtout dans les eaux peu profondes dans lesquelles la houle et les courants appliquent des efforts hydrodynamiques importants.
Le concept de densité a l'impact suivant sur les clump weights :
Dans la configuration distribuée, la haute densité de la fonte permet de fournir le poids nécessaire pour garantir les forces de rappel dans un volume restreint, permettant ainsi de ne pas être sujet à des efforts hydrodynamiques supplémentaires, mais aussi de faciliter l'implémentation de ces pièces sur le système d'ancrage. Cela facilite l'installation, mais limite également l'empreinte au sol des clump weights une fois déployés.
Dans la configuration mutualisée, la densité garantit une solution plus compacte qui est moins soumise aux charges hydrodynamiques, permettant une réduction du poids nécessaire ainsi qu'une meilleure stabilité des clump weights en suspension.
Densité de la fonte par rapport au béton armé et au sable :
En tant que leader européen dans la conception, le développement et la fabrication de solutions de lestage, FMGC recommande fortement l'utilisation de la fonte. Il s'agit d'une des meilleures options en terme de matériaux pour la réalisation de clump weights fournissant un bon équilibre entre la réduction des coûts, la densité, la solidité et la résistance à la corrosion.