Évaluation préliminaire de l’opérabilité selon l’état de mer pour un levage offshore.
CONSTELLATION, notre simulateur interne de levage dans le domaine temporel, modélise une opération définie, du pont au fond marin, et classe une grille Hs×Tp déclarée selon des critères de projet identifiés. On obtient ainsi une enveloppe d’états de mer. L’opérabilité pondérée et une fenêtre météorologique continue nécessitent des données météo-océaniques propres au site et une analyse de persistance.
Par Ingénierie Norwegian Dynamics · · Révisé en · Lecture : 4 min
Le rôle de CONSTELLATION
CONSTELLATION résout l’opération définie à partir des principes physiques fondamentaux : équation du mouvement de la charge utile, thermodynamique du ressort à gaz fondée sur un modèle de gaz réel, hydrodynamique de Morison et réponse temporelle dans la zone de déferlement et lors de la pose. DNV-RP-N103 éclaire la méthode d’analyse ; l’édition désignée au contrat et les critères d’acceptation du projet régissent les travaux d’exécution. Le modèle couple la grue, le navire, l’élingage, le compensateur et la charge utile.
Couplage fondé sur les principes physiques
L’ensemble du chemin de charge (grue, navire, élingage, compensateur, charge utile) est résolu dans un seul modèle temporel, sans recourir à un facteur statique.
Évaluation sur une grille déclarée
Chaque cellule Hs×Tp nécessite également un cap, un spectre et un étalement directionnel fixés, ainsi que le courant, la profondeur d’eau, l’état du navire, la durée de simulation et la méthode de détermination des extrêmes.
Le critère limitant est identifié
Nous indiquons quel critère est déterminant (DAF dans la zone de déferlement, pose, vitesse au contact ou course) et quelle est la marge disponible.
Modélisé, sans certification
Une évaluation préliminaire des états de mer fondée sur les hypothèses ND déclarées. Elle est reprise selon les données du projet, l’édition des normes désignée et les critères approuvés avant son émission.
Exemple d’enveloppe d’états de mer
Le graphique ci-dessous illustre la présentation d’une évaluation avec compensation pour une structure sous-marine d’environ 190 t avec le ANTARES 250 t en mer de face. Il ne représente pas une simulation de projet publiée et ses valeurs numériques par cellule ne sont pas transférables. Un résultat de projet exige l’ensemble des données énumérées ci-dessous.
Dans cet exemple, la limite passe par Hs 2.5 m pour Tp 8 s. Le cercle repère la cellule illustrative Hs 2.0 m. Les cellules vides au-delà de la ligne pointillée dépassent la limite DNV-RP-C205 de cambrure : de tels états de mer ne se produisent pas et ne sont donc pas évalués. Ces valeurs servent uniquement à la démonstration ; elles ne constituent pas une limite opérationnelle approuvée.
Ce que nous simulons
Une évaluation de projet peut suivre une seule simulation continue du pont au fond marin plutôt qu’une vérification statique. Le modèle du compensateur change de mode thermodynamique du gaz selon la phase, à mesure que la charge passe par-dessus bord et s’immerge.
Quatre résultats à distinguer
Enveloppe d’états de mer
Classement non pondéré de la grille pour les valeurs déclarées de Hs, Tp, ainsi que le cap, le spectre, l’étalement directionnel, le courant, la profondeur d’eau et l’état du navire.
Opérabilité pondérée
L’enveloppe combinée avec une distribution météo-océanique pour un site et une saison identifiés. La méthode de pondération et les exclusions doivent accompagner le pourcentage indiqué.
Fenêtre météorologique continue
Évaluation d’une prévision ou d’une série temporelle tenant compte de la durée de la tâche, de la persistance, des interruptions et de l’incertitude des prévisions. Voir Fenêtres météorologiques.
Avantage du compensateur
Écart établi à partir de simulations comparables avec et sans compensation, avec les mêmes sollicitations, point de réponse, germes aléatoires, durée et méthode de détermination des extrêmes.
Données nécessaires à une évaluation de projet
Chemin de charge
États de la charge utile et de sa flottabilité ; géométrie, rigidité et prétension de l’élingage ; modèle de tête de grue ou de treuil ; données force–course du compensateur et butées de fin de course.
Navire et environnement
RAO et état du navire, point de réponse et cap ; spectre et étalement directionnel ; courant, profondeur d’eau et coefficients hydrodynamiques.
Paramètres de simulation
Grille Hs×Tp déclarée, pas de temps, montée en régime, durée, nombre de germes aléatoires, règle de choix de ces germes et traitement statistique ou des valeurs extrêmes.
Base de décision
Critères d’acceptation du projet, éditions des normes désignées, référence comparable lorsqu’un avantage est revendiqué, ainsi que climatologie ou séries temporelles et persistance lorsque la disponibilité ou les fenêtres météorologiques sont présentées.
Les critères que nous vérifions
Chaque état de mer évalué doit satisfaire à tous les critères d’acceptation pour être jugé exploitable.
| Critère d’acceptation | Valeur illustrative par défaut | Origine |
|---|---|---|
| DAF lors de la traversée de la zone de déferlement | ≤ 2.0 | Valeur ND par défaut pour l’avant-projet ; méthode d’analyse éclairée par DNV-RP-N103 |
| Épisodes d’élingue détendue | = 0 | Valeur ND par défaut pour l’avant-projet ; l’exigence de tension minimale du projet prévaut |
| DAF à la pose | ≤ 2.5 | Valeur ND-DS-10 par défaut pour l’évaluation préliminaire |
| Vitesse au contact | ≤ 0.5 m/s | Valeur ND-DS-10 par défaut pour l’évaluation préliminaire |
| Utilisation de la course | ≤ 90 % | Valeur ND-DS-10 par défaut pour l’évaluation préliminaire |
Ces valeurs sont des valeurs ND par défaut pour l’évaluation préliminaire, et non des limites énoncées par DNV-RP-N103 ou des critères certifiés propres au projet. Les critères d’acceptation approuvés du projet et les éditions des normes désignées au contrat prévalent.
Résultats de cet exemple avec compensation
Ces résultats décrivent uniquement l’exemple avec compensation. Ils ne chiffrent pas l’avantage du compensateur, qui exige une simulation comparable sans compensation sur la même base.
Faites évaluer votre opération
Transmettez-nous les données de la structure, du navire, du site et de la tâche. Nous pouvons fournir une enveloppe d’états de mer, son critère limitant et une configuration recommandée du compensateur ; ajoutez des données météo-océaniques propres au site et des données de persistance pour évaluer l’opérabilité pondérée ou une fenêtre météorologique continue.
Les résultats CONSTELLATION sont des prévisions techniques fondées sur des méthodes d’analyse éclairées par DNV-RP-N103 et sur les hypothèses de modélisation ND déclarées ; ils ne constituent pas une analyse certifiée. Les limites de projet ne sont publiées qu’après définition du navire contractuel, des données météo-océaniques, de l’édition des normes, des critères d’acceptation et du dossier de simulation.
