Levages de transfert : compensation de pilonnement entre deux structures mobiles

Un levage de transfert déplace une charge entre une grue et un pont dont les mouvements sont indépendants : un navire ravitailleur et une plateforme, deux navires, ou une barge et un navire-grue. Voici l’effet de leur mouvement relatif lors de la prise en charge et de la dépose, ainsi que ce qu’un compensateur de pilonnement peut faire, et ses limites.

Par Peter Wang, directeur des opérations · juillet 2026 · Mise à jour en septembre 2026 · Lecture : 9 min

Levage compensé d’un collecteur entre un navire offshore et une barge amarrée à couple.

En bref

Le cas de charge dépend du mouvement relatif entre la tête de grue et le pont que la charge quitte ou sur lequel elle est déposée. Le pont réagit aux vagues selon sa propre dynamique. La tête de grue aussi, sauf si elle se trouve sur une plateforme fixe ; leurs mouvements sont souvent déphasés.
Lors de la prise en charge, les élingues détendues se tendent brutalement lorsque le pont descend tandis que la tête de grue monte : la charge doit passer instantanément de la vitesse du pont à celle du crochet. DNV-RP-N103 calcule cette charge de choc à partir de la vitesse de levage, de la vitesse relative, de la raideur du système de levage et de la masse de la charge.
À la dépose, un pont qui monte sous une charge en cours de descente la rencontre à la somme de leurs vitesses et peut la heurter de nouveau après le premier contact.
Un compensateur passif assouplit le système de levage : à la prise en charge, la mise en tension devient plus lente et moins brutale, et les élingues ne se retendent pas par à-coups après le premier contact. Il ne ralentit pas un pont montant et ne suit pas son mouvement ; cela exige une commande active qui mesure le mouvement de ce pont. Dégager rapidement la charge du pont, comme le fait ANTARES en mode de levage rapide, est l’autre condition d’une prise en charge sûre.

Lors d’un levage depuis le pont du navire-grue lui-même, la tête de grue et le pont bougent ensemble et le décollement est simple. Lors d’un transfert, leurs mouvements sont distincts : la charge doit quitter ou rejoindre un pont qui bouge par rapport au crochet.

Deux structures mobiles, une charge

Le mouvement déterminant est la différence entre celui de la tête de grue et celui de l’autre pont. Si la grue se trouve sur une plateforme fixe, sa tête reste immobile et seul le pont du navire ravitailleur bouge. Sur une plateforme flottante, telle qu’un FPSO ou une plateforme semi-submersible, la tête de grue bouge aussi. Entre deux navires flottants, chacun réagit à sa manière aux mêmes vagues : leurs tailles, caps et périodes propres différents produisent des amplitudes et des phases différentes. Lorsque leurs mouvements sont déphasés, le mouvement relatif peut approcher la somme des deux ; lorsqu’ils sont en phase, ils se compensent en partie.

Le mouvement propre de la tête de grue augmente avec sa portée par rapport à l’axe longitudinal du navire, puisque le roulis s’ajoute au pilonnement, et avec sa distance par rapport au milieu du navire, puisque le tangage s’y ajoute. Il en va de même pour l’emplacement sur l’autre pont : le pont de chargement d’un navire ravitailleur s’étend vers l’arrière, jusqu’à la poupe, où l’effet du tangage est maximal. Le tableau de charges d’une grue offshore réduit déjà sa capacité pour les levages depuis un navire ravitailleur, au moyen d’un facteur dynamique fondé sur ce même mouvement relatif ; voir les tableaux de charges des grues.

Figure 1. Une charge transférée entre un navire-grue et une barge. (A) À la prise en charge, la tête de grue monte tandis que le pont sous la charge descend, et les élingues détendues se tendent instantanément. (B) À la dépose, le pont monte vers la charge en cours de descente ; ils se rencontrent à la somme de leurs vitesses. Un compensateur en ligne atténue l’à-coup à la prise en charge et dans les élingues après le premier contact, mais ne ralentit pas le pont montant et ne suit pas la barge. Schéma non à l’échelle.

Prise en charge : détente puis à-coup

Avant le décollement, la charge repose sur le pont et les élingues sont détendues ; la grue reprend le mou en levant. Si le pont descend tandis que la tête de grue monte, les élingues se tendent instantanément et la charge quitte le pont avec une secousse : elle doit passer aussitôt de la vitesse du pont à celle du crochet. DNV-RP-N103 donne la charge de choc au décollement à partir de la vitesse de levage $v_c$ , ainsi que de la vitesse relative verticale entre la charge et la tête de grue $v_{rct}$ , et de la raideur $K$ du système de levage, avec $M$ la masse dans l’air :

F_{\text{snap}} = (v_c + v_{rct}) \sqrt{K M}

La charge de choc croît avec la racine carrée de la raideur. Prenons une charge de 100 t levée à 0.25 m/s depuis un pont se déplaçant à 1.0 m/s par rapport à la tête de grue, avec un système de levage de 10 MN/m : la charge de choc est de 1,250 kN, en plus du poids de 981 kN. Un compensateur qui rend le système 100 fois plus souple réduit la charge de choc au dixième, soit 125 kN, mais utilise pour cela 1.25 m de course ; la période propre du levage passe de 0.6 s à 6.3 s et entre dans la plage des périodes de houle. Il faut donc dimensionner la course du compensateur et vérifier le risque de résonance du levage.

Après le décollement, la charge doit aussi s’éloigner avant que le pont ne remonte, faute de quoi celui-ci la heurte par dessous. Une grue lente ne peut pas toujours gagner cette course contre le pont. Notre article sur le levage rapide montre à quelle fréquence une grue seule a laissé le pont heurter la charge, avec des vitesses de levage de 1 à 20 m/min dans un cas de 250 t, et comment ANTARES dégage rapidement la charge en se rétractant.

ANTARES en levage rapide, charge dégagée dès la première tentative depuis une barge ravitailleuse soumise au pilonnement, simulation dans CONSTELLATION.

Dépose : pose sur un pont mobile

À la dépose, le problème s’inverse. Un pont qui monte sous une charge en cours de descente la rencontre à la somme de leurs vitesses. Après le premier contact, la vague suivante peut soulever à nouveau le pont contre la charge ou l’en éloigner : la charge subit des chocs ou les élingues se tendent brutalement jusqu’à ce que la grue ait déroulé assez de câble pour que le pont porte la charge. La vitesse de pose doit rester dans les limites admissibles pour la charge et le pont.

Un compensateur passif ne ralentit pas un pont montant : la charge le rencontre toujours à la somme de sa vitesse de descente et de la vitesse du pont. Il assouplit en revanche le gréement. Lorsque le pont redescend après le premier contact, l’équipement s’allonge au lieu de laisser les élingues se tendre brutalement. Entre deux navires, il peut aussi isoler la charge du mouvement propre du navire-grue, si sa période propre est nettement supérieure à la période des vagues. Faire suivre à la charge le mouvement d’un pont mobile exige une commande active qui mesure le mouvement de ce pont.

Rôle de chaque équipement

Besoin	Équipement
Atténuer la mise en tension à la prise en charge et empêcher les élingues de se retendre brutalement après le premier contact	RIGEL (55 à 1,000 t) ou CYGNUS (12.5 à 10,000 t) : un ressort à gaz passif monté en ligne et réglé sur le pont pour le levage
Modifier le réglage pendant le levage et dégager rapidement la charge	ANTARES (30 à 4,000 t) : compensation passive adaptative, avec un mode de levage rapide qui rétracte l’équipement pour dégager la charge du pont
Limiter une charge de choc inévitable	POLARIS (75 à 4,000 t) : un amortisseur qui maintient l’effort près du réglage de sa valve pendant sa course, puis se réarme pour le levage suivant
Suivre le mouvement de l’autre pont	Une commande active qui mesure le mouvement de l’autre pont ainsi que celui du navire-grue. Une compensation active de pilonnement classique immobilise la charge par rapport au fond marin, et non par rapport à un pont mobile.

Le choix découle d’un modèle de levage intégrant les mouvements des deux structures, la grue, le gréement et la charge utile dans les états de mer prévus pour l’opération. CONSTELLATION modélise le transfert avec et sans compensateur et fournit les charges de choc, le dégagement après le décollement et la course utilisée.

Sources et hypothèses

La charge de choc au décollement suit DNV-RP-N103, anciennement DNV-RP-H103, 4.7.5 avec 4.7.2 : vitesse du choc $v_c + v_{rct}$ et masse dans l’air, sans masse ajoutée (ce terme ne s’applique que dans l’eau). La charge au crochet est égale au poids statique plus la charge de choc (4.4.2).
Le mouvement relatif résulte de la réponse des deux navires à la tête de grue et au point de pose. Côte à côte, les deux coques s’abritent et se perturbent mutuellement, et l’eau dans l’intervalle peut entrer en résonance ; c’est pourquoi DNV-RP-N103 (9.2.2) demande de modéliser les deux navires ensemble.
Le risque de nouveau contact après le décollement s’évalue selon DNV-RP-N103 9.5, à partir de la vitesse de levage ainsi que de la période et de l’amplitude du mouvement relatif ; les résultats du levage rapide et les hypothèses de leur modèle figurent sur notre page consacrée au levage rapide.
L’exemple de 100 t est illustratif : 10 MN/m pour la grue, le câble et le gréement, et un compensateur 100 fois plus souple.

Questions fréquentes

Qu’est-ce qu’un levage de transfert ?

Un levage entre deux structures dont les mouvements sont indépendants : d’un navire vers une plateforme, d’un navire vers un autre, ou d’une barge vers un navire-grue. Le cas de charge dépend du mouvement relatif entre la tête de grue et l’autre pont, pas seulement du pilonnement du navire-grue.

Pourquoi les levages de transfert présentent-ils plus de risques que les levages ordinaires depuis un pont ?

À la prise en charge et à la dépose, l’écart entre la charge et l’autre pont varie avec les deux mouvements. Des élingues détendues peuvent se tendre brutalement à la prise en charge, le pont peut remonter et heurter la charge après le décollement, et un pont montant peut rencontrer violemment la charge à la dépose.

Qu’est-ce qui provoque une charge de choc à la prise en charge ?

Les élingues se tendent à la vitesse relative entre la charge et la tête de grue, à laquelle s’ajoute la vitesse de levage. DNV-RP-N103 calcule la charge de choc au décollement en multipliant cette vitesse par la racine carrée du produit de la raideur du système de levage et de la masse : $F_{\text{snap}} = (v_c + v_{rct}) \sqrt{K M}$ .

Un compensateur passif de pilonnement peut-il suivre l’autre pont ?

Non. Il assouplit le système de levage, ce qui rend la mise en tension plus lente et moins brutale et évite les à-coups dans les élingues après le premier contact. Il ne mesure ni ne suit le mouvement de l’autre pont et ne ralentit pas un pont qui monte vers la charge. Faire suivre à la charge un pont mobile exige une commande active qui mesure le mouvement de ce pont.

Quel compensateur convient à un levage de transfert ?

RIGEL ou CYGNUS pour atténuer la mise en tension à la prise en charge et les à-coups dans les élingues après le premier contact ; ANTARES lorsque le réglage doit changer pendant le levage ou que la charge doit être dégagée rapidement ; POLARIS pour limiter une charge de choc unique ; et une commande active qui mesure l’autre pont lorsque la charge doit suivre son mouvement.