EuroWire March 2018

Article technique

La est généralement attribuée à une tension axiale excessive ou couple ou à une flexion trop importante. Dans les couches d’acier, elle dépend de la séparation et de l’instabilité dues à la détorsion et à la dégradation mécanique résultant de l’usure et de la fatigue de l’acier, ou de l’exposition à des agents externes adverses tels que la pression et la température. Dans les tubes en acier, une défaillance peut également survenir en raison d’une pression externe excessive ou de la rupture d’un tuyau flexible ou d’un tube à cause d’une pression interne excessive. Les câbles océaniques profonds exigent des résistances élevées pour limiter l’allongement et pour maintenir de longs cycles de vie. À mesure que les profondeurs sous-marines augmentent, il est de plus en plus difficile de répondre aux exigences de résistance. La résistance du câble est obtenue en utilisant un fil d’acier galvanisé. Un fil plus épais peut augmenter la résistance, mais il entraîne également une augmentation de poids. Par conséquent, le plus grand avantage est atteint grâce à des résistances à la traction supérieures (UTS). Les principaux facteurs contribuant à la résistance à la traction sont: • Chimie de l’acier et refroidissement du fil machine • Patentage (normalisation) ▼ ▼ Figure 5 : Chimie de l’acier et refroidissement du fil machine, patentage du fil machine (normalisation) et travail à froid (tréfilage à haute vitesse) défaillance mécanique

▲ ▲ Figure 3a, 3b, 3c : Exemples de câbles ombilicaux et sous-marins

▲ ▲ Figure 4 : Défauts dans les câbles

croissante de pétrole et de gaz; les préoccupations environnementales con- cernant la nécessité d’améliorer la fiabilité et la sécurité de tous les équipements sous-marins liés à la production de pétrole et de gaz ainsi que la nécessité d’extraire le pétrole et le gaz des zones les plus difficiles des océans, généralement dans les eaux plus profondes. Les exigences concernant les eaux profondes augmentent la demande de couches d’acier en mesure de supporter les applications les plus dynamiques auxquelles les câbles doivent être soumis. Par conséquent il est nécessaire que les matériaux en acier présentent une résistance à la fatigue supérieure et qu’ils soient plus résistants afin que les câbles ombilicaux et les câbles d’alimentation spécifiques puissent être plus petits, plus minces et plus légers. En même temps, il est nécessaire de maintenir les facteurs de sécurité à des niveaux élevés, de manière à ce que la durée de vie du câble, qui est de l’ordre de 20 ans, ne soit pas menacée. Les problèmes du câble peuvent concerner plusieurs domaines, à savoir: • Incidents pendant le transport ou l’installation

et doit être hautement fiable dans l’environnement sous-marin où la récupération et la réparation pourraient être impossibles ou s’avérer extrêmement coûteuses. Des câbles ombilicaux de longueur inférieure sont également utilisés pour faciliter la connexion entre les structures sous-marines et les structures pour les installations en mer, ainsi que pour contrôler les systèmes de retenue de la pression pendant le forage de puits et les interventions de réparation dans les puits. La Figure 3a montre un exemple typique de câble d’alimentation sous-marin conçu pour transmettre l’énergie électrique entre les plates-formes, les équipements sous-marins et la terre ferme. Le câble peut être constitué de plusieurs couches d’armure en acier réalisée avec du fil rond ou avec des bandes plates. La Figure 3b montre un exemple typique d’un câble ombilical sous-marin consistant en un tube d’acier utilisé pour le contrôle hydraulique et pour les lignes d’injection chimique pour les systèmes de contrôle de tête de puits. La Figure 3c montre un exemple typique d’un câble ombilical sous-marin constitué par un ensemble de tuyaux hydrauliques flexibles, pouvant également inclure des câbles électriques ou des fibres optiques, utilisés pour commander des structures sous-marines à partir de plates-formes offshore ou d’un navire flottant. Le besoin de progrès technologiques a été largement déterminé par une combinaison d’aspects: la demande

• Défauts de conception • Utilisation incorrecte • Rupture de fatigue • Problèmes de fabrication

• Dommages causés par les attaques de requins et par l’encrassement biologique • Dommages accidentels Bon nombre de ces problèmes sont souvent interdépendants.

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