Comparaison des types de grues offshore
Les principaux types de grues offshore, leurs usages et leurs capacités, la manière de lire une fiche technique de grue et les conséquences de chaque type pour la compensation de pilonnement.
- Les plateformes utilisent surtout des grues sur socle à flèche treillis de plusieurs dizaines de tonnes pour desservir les navires de ravitaillement. Les navires privilégient les grues compactes à flèche articulée ou télescopique. Les navires-grues embarquent des grues pivotantes de levage lourd d’environ 1,000 à 10,000 t, tandis que les navires d’installation autoélévateurs portent des grues ceinturant une jambe d’environ 800 à plus de 3,000 t.
- La fiche technique d’une grue décrit trois éléments distincts : la flèche (articulée, droite ou télescopique ; treillis ou caisson), son mode de relevage (par vérin ou par câble) et son support (socle, embase cylindrique ou jambe de navire autoélévateur).
- Les grues qui transfèrent des charges entre une installation et des navires de ravitaillement en mer disposent d’un tableau de charges pour chaque hauteur significative de vague, avec le facteur dynamique déjà intégré. Les grues de levage lourd, les grues sur navire autoélévateur et les grues sous-marines sont souvent évaluées avec un seul facteur de calcul. Vérifiez ce que comprend le tableau avant d’ajouter un facteur.
- Un compensateur de pilonnement en ligne est suspendu sous le crochet et fonctionne donc avec tout type de grue ; les quatre points à vérifier à l’interface sont indiqués ci-dessous.
Les grues offshore sont désignées de plusieurs façons à la fois : par la forme de leur flèche, par le mode de relevage de celle-ci, par leur support et par leur fonction. Une « grue sur socle à flèche articulée relevée par vérin » peut aussi être une « grue sous-marine ». Cette page classe les principaux types selon leur lieu d’utilisation, puis explique ces désignations.
Les principaux types
- Grue sur socle à flèche treillisplusieurs dizaines de tonnesLa grue de plateforme : grande portée, relevage par câble, dessert les navires de ravitaillement
- Grue à flèche articuléede quelques tonnes à plusieurs centaines de tonnesSe replie pour le rangement ; grue courante sur les navires, souvent avec compensation active de pilonnement (AHC)
- Grue télescopiqueenviron 1–30 tSections de flèche extensibles ; levages compacts de matériel et de provisions
- Grue pivotante de levage lourdenviron 1,000–10,000 tNavires-grues : topsides, structures porteuses et fondations
- Grue ceinturant une jambeenviron 800 à plus de 3,000 tPivote autour d’une jambe d’un navire d’installation autoélévateur
- Portique en Ade plusieurs dizaines à quelques centaines de tonnesMise à l’eau et récupération par la poupe : ROV, trancheuses, structures sous-marines
Comparaison
| Type | Lieu d’utilisation | Capacité typique | Levages typiques | Compensation de pilonnement |
|---|---|---|---|---|
| Grue sur socle à flèche treillis | Plateformes fixes ; unités de production flottantes ; certains navires | Plusieurs dizaines de tonnes | Transfert de cargaison avec les navires de ravitaillement, équipements, maintenance | Sur une plateforme fixe, seul le pont inférieur subit le pilonnement : un amortisseur tel que POLARIS absorbe le choc lors de la prise en charge |
| Grue à flèche articulée | Navires de ravitaillement, de construction et de service ; plateformes | De quelques tonnes à plusieurs centaines de tonnes | Manutention sur pont ; construction sous-marine avec AHC | Les grues sous-marines disposent souvent d’un treuil AHC ; sinon, on peut utiliser une unité en ligne sous le crochet |
| Grue télescopique | Navires et plateformes | Environ 1–30 t | Provisions, pièces de rechange, petits équipements, travaux par-dessus bord | Rarement nécessaire ; pour les levages plus lourds par-dessus bord jusque dans l’eau, une petite unité passive en ligne |
| Grue pivotante de levage lourd | Navires-grues ; les plus grands sont semi-submersibles | Environ 1,000–10,000 t par grue (20,000 t avec deux grues en tandem) | Topsides, structures porteuses, fondations, modules lourds | Unités passives ou passives adaptatives lourdes en ligne, pour la zone de déferlement et la pose |
| Grue ceinturant une jambe | Navires d’installation autoélévateurs | Environ 800 à plus de 3,000 t | Composants d’éoliennes, fondations | Une fois le navire élevé sur ses pieds, la grue ne subit pas le pilonnement : pose en douceur et choc lors du levage depuis une barge flottante d’approvisionnement |
| Portique en A | Poupe des navires, parfois flancs | De plusieurs dizaines à quelques centaines de tonnes | ROV, trancheuses, charrues, structures sous-marines | Mise à l’eau et récupération à travers la zone de déferlement : treuil AHC ou unité passive en ligne |
Les capacités sont des plages arrondies tirées de fiches techniques publiques de grues et de navires. Seul le tableau de charges certifié d’une grue donnée fait foi pour déterminer ce qu’elle peut lever.
Lire les désignations d’une fiche technique de grue
Une fiche technique décrit trois caractéristiques distinctes. Elles peuvent se combiner librement : une flèche articulée est généralement relevée par vérin, une longue flèche treillis par câble, et les deux peuvent être montées sur socle.
| Caractéristique | Options | Ce que cela change |
|---|---|---|
| Géométrie de la flèche | Forme : articulée (repliable), droite ou télescopique. Structure : treillis ou caisson | Portée, rangement et enveloppe de travail. Une flèche articulée se replie pour occuper moins de place et place les charges près du pont. |
| Relevage | Par vérin (cylindre hydraulique) ou par câble (câble de relevage depuis un portique) | La manière dont l’angle de la flèche est maintenu. Les vérins conviennent aux flèches compactes ; le relevage par câble aux longues flèches treillis. |
| Montage | Socle (y compris les modèles à pivot central), embase cylindrique, montage autour d’une jambe | Transmission des charges à la structure et plage de rotation |
Les noms liés à la fonction s’ajoutent à ces caractéristiques. « Grue de plateforme », « grue sous-marine » et « grue de levage lourd » décrivent la tâche. Une grue sous-marine, par exemple, est généralement une grue à flèche articulée ou treillis avec compensation active de pilonnement et un long câble. DNV-ST-0378 emploie « grue de plateforme » dans un sens plus restreint, pour les levages au port ou à l’intérieur de l’unité ; selon cette norme, une grue qui dessert des navires de ravitaillement en mer est une grue offshore.
Conséquences du type de grue pour la compensation de pilonnement
Du point de vue de la charge, la structure de la grue, le câble, les élingues et tout compensateur constituent une chaîne de ressorts au-dessus d’elle. Avec une masse suspendue m et une raideur globale k, le levage présente une période propre
Les ressorts agissent en série ; le plus souple domine donc k:
Un long câble sous-marin assouplit la chaîne et rapproche T_n des périodes de houle, où la charge peut entrer en résonance. Un compensateur passif ajoute un ressort à gaz beaucoup plus souple. Avec un volume de gaz suffisant, il porte la période propre bien au-delà des périodes de houle et la charge ne suit qu’une faible partie du mouvement de la tête de grue. S’il est dimensionné trop raide, il peut au contraire placer la période dans la bande de la houle ; la nouvelle période est donc vérifiée par rapport aux états de mer du projet (voir évitement de la résonance). Le principe est le même pour tout type de grue. Ce qui change selon le type, c’est la source du pilonnement :
- Grue sur un navire flottant (flèche articulée, levage lourd, portique en A) : la tête de grue suit les mouvements du navire, et la charge est descendue à travers la zone de déferlement puis posée. C’est le cas de RIGEL et CYGNUS, ou encore ANTARES lorsque la charge varie pendant le levage.
- Grue sur une plateforme fixe levant une charge depuis un navire de ravitaillement : la grue reste immobile tandis que le pont bouge. Le pic survient au décollement, lorsque les élingues se tendent brusquement ; un amortisseur tel que POLARIS l’absorbe.
- Navire autoélévateur, une fois élevé sur ses pieds : la grue ne subit pas le pilonnement. La compensation sert à poser les charges en douceur et, lorsque les composants proviennent d’une barge flottante d’approvisionnement, à absorber le choc au décollement, comme pour une grue de plateforme.
Une unité en ligne est suspendue sous le crochet et fonctionne de façon autonome, indépendamment des commandes de la grue. Quatre points restent à vérifier pour chaque grue :
- Hauteur libre. L’unité ajoute sa propre longueur entre le crochet et la charge. Vérifiez la hauteur de levage au rayon de travail.
- Liaison au crochet. Une manille sur le crochet, ou l’œil supérieur de l’unité fixé par axe dans la moufle, ce qui évite la manille supérieure et sa longueur.
- Plage de charge. La charge dans l’air et dans l’eau, y compris dans la zone de déferlement, doit rester dans les limites de course et de capacité de l’unité.
- Critères de levage. Dans l’élingage, l’unité est un équipement de levage : son certificat et sa charge maximale d’utilisation sont vérifiés par rapport aux charges de calcul du levage. Voir DNV-ST-N001.
Tableaux de charges et charges dynamiques
Le tableau de charges d’une grue offshore indique la charge maximale d’utilisation à chaque rayon. Pour les transferts de charges avec des navires en mer, DNV-ST-0378 [8.2.4.1] et EN 13852-1 la donnent pour chaque hauteur significative de vague, avec le facteur dynamique correspondant à cet état de mer déjà intégré ; lisez la case correspondant au rayon le plus défavorable et à l’état de mer prévu. Les grues de levage lourd, les grues sur navire autoélévateur et les grues sous-marines sont souvent évaluées avec un seul facteur de calcul ; l’analyse du levage compare alors le DAF du levage à ce facteur. Avant d’ajouter un facteur d’amplification dynamique distinct, vérifiez ce que le tableau comprend déjà afin de ne pas compter deux fois la même marge. Le guide des tableaux de charges des grues explique comment lire le tableau et le facteur dynamique, tandis que le guide du facteur d’amplification dynamique porte sur le levage lui-même.
Questions fréquentes
Quels sont les principaux types de grues offshore ?
Les grues sur socle à flèche treillis des plateformes ; les grues à flèche articulée et télescopique des navires ; les grues pivotantes de levage lourd des navires-grues, d’environ 1,000 à 10,000 t par grue ; les grues ceinturant une jambe des navires d’installation autoélévateurs ; et les portiques en A pour la mise à l’eau et la récupération par la poupe.
Quelle est la différence entre une grue à flèche articulée et une grue à flèche treillis ?
Une flèche articulée se replie au niveau d’une articulation, est généralement relevée par des vérins hydrauliques et se range de façon compacte, ce qui convient aux navires. Une flèche treillis est une longue structure légère, généralement relevée par câble, adaptée aux grandes portées et aux levages lourds.
Qu’est-ce que le relevage par vérin ?
Il consiste à relever et abaisser la flèche à l’aide d’un cylindre hydraulique (vérin). L’autre solution est le relevage par câble : un câble venant d’un portique maintient l’angle de la flèche. Le relevage par vérin convient aux flèches compactes, celui par câble aux longues flèches treillis.
Qu’est-ce qu’une grue ceinturant une jambe ?
C’est une grue de navire d’installation autoélévateur dont la couronne d’orientation entoure l’une des jambes du navire, ce qui libère de la place sur le pont. Ses capacités vont d’environ 800 à plus de 3,000 t, principalement pour l’installation d’éoliennes et de fondations.
Les tableaux de charges des grues offshore tiennent-ils compte des charges dynamiques ?
Pour les grues qui transfèrent des charges avec des navires en mer, oui : selon DNV-ST-0378 et EN 13852-1 le tableau indique la charge maximale d’utilisation pour chaque hauteur significative de vague, avec le facteur dynamique de cet état de mer déjà intégré. Les grues de levage lourd, les grues sur navire autoélévateur et les grues sous-marines sont souvent évaluées avec un seul facteur de calcul ; le facteur d’amplification dynamique du levage est alors comparé à ce facteur. Dans tous les cas, vérifiez ce que comprend le tableau avant d’ajouter un facteur. Voir le guide « tableau de charges des grues ».
Peut-on utiliser un compensateur de pilonnement en ligne avec n’importe quelle grue ?
En principe, oui : il est suspendu sous le crochet et fonctionne indépendamment des commandes de la grue. Pour chaque grue, vérifiez la hauteur libre, la liaison au crochet, la plage de charge dans l’air et dans l’eau, ainsi que le certificat et la charge maximale d’utilisation par rapport aux charges de calcul du levage.
Références et sources
- DNV-ST-0378 (juillet 2019, modifiée en octobre 2021) : grues offshore et tableaux de charges par hauteur significative de vague [8.2.4] ; EN 13852-1:2025 Grues offshore d’usage général (grues flottantes : EN 13852-2).
- Capacités typiques : fiches techniques publiques de grues offshore et de navires-grues, arrondies en plages.
- La période propre et la raideur des ressorts en série sont des résultats classiques pour un système à un degré de liberté.
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