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Mécanique appliquée

Les fonds marins ont la fibre composite

En exploitation pétrolière offshore, le riser de forage ou de production fait la liaison entre le puits et le support flottant. Par grands et ultra grands fonds, le poids du riser devient très important et son allègement est un enjeu fondamental.

Une des voies envisagées par IFPEN, en collaboration avec les industriels du secteur, est l'utilisation de matériaux composites dans la fabrication de ces conduites .

Yann Poirette

Yann Poirette
Direction Mécanique appliquée
yann.poirette@ifpen.fr

L'introduction de cette technologie en mer reste conditionnée à la levée de plusieurs verrous, parmi lesquels la prédiction de l'évolution dans le temps des propriétés mécaniques des matériaux, leur tenue à la fatigue, et plus généralement le calcul de la durée de vie des structures composites.

Aujourd'hui, faute d'outils de dimensionnement simples, les structures composites sont souvent réalisées avec des coefficients de sécurité élevés pour préserver leur intégrité tout au long de leur vie, ce qui rend in fine cette technologie encore économiquement peu viable.

IFPEN a accru ses efforts pour mieux appréhender cette problématique. Un modèle d'endommagement de structures tubulaires composites a ainsi été développé. Basé sur les similitudes de comportement entre l'accumulation de l'endommagement et la viscoélasticité des matériaux composites, ce modèle permet de prédire l'évolution du dommage et donc la durée de vie d'une structure soumise à un chargement de fatigue ou de fluage.

Ce travail est une contribution importante pour l'utilisation de structures composites soumises à des sollicitations mécaniques répétées. Il ne considère pas les contraintes liées à l'environnement marin, dont l'influence peut être cruciale.

C'est le prochain développement à engager pour relever le défi de l'ultra grand fond en proposant des structures composites optimisées.

Publications

  • Y. Poirette et al., Field Testing of Hybrid Choke and Kill Lines, OTC Proceedings, 2009, Houston, Texas.
    >> DOI: 10.4043/20077-MS
  • P. Treasurer et al., Characterisation and analysis of carbon fibre/epoxy composite tubes, ICCM proceedings, 2009, Edinburgh, UK.
    >> Lire la publication (.pdf - 10 pages)

 

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