ISO 13819-1:1995

Petroleum and natural gas industries - Offshore structures - Part 1: General requirements

Specifies general principles for the design and assessment of structures subjected to known or foreseeable types of actions. The principles specified are applicable worldwide and are applicable to all types of materials used including steel, concrete, aluminium etc..

Industries du pétrole et du gaz naturel — Structures en mer — Partie 1: Exigences générales

L'ISO 13819-1 prescrit les principes généraux régissant le calcul et l'évaluation de structures soumises à des types d'actions connus ou prévisibles. Les principes énoncés sont applicables à travers le monde. Les principes généraux sont applicables à tous les types de constructions en mer, y compris les structures prenant appui sur le fond marin et les structures flottantes. Les principes généraux sont applicables à tous les types de matériaux utilisés, y compris l'acier, le béton, l'aluminium, etc. La norme est applicable à l'étude de structures complètes, y compris les sous-structures, les superstructures, les coques, les fondations et les systèmes d'amarrage. La Norme spécifie des principes de conception qui s'appliquent également aux étapes successives de la construction (c'est-à-dire à la fabrication, au transport et à l'installation), à l'utilisation de la structure pendant sa durée de vie escomptée, et à son abandon. Généralement, les principes sont également applicables à la réévaluation ou à la modification des structures existantes. Les aspects liés au contrôle de qualité sont également traités dans cette norme. NOTE -- Le terme "action" a été introduit dans la terminologie ISO pour couvrir les effets provoqués par une déformation imposée ainsi que les charges. Le terme "charge", qui 252prévaut dans certains pays, peut être généralement utilisé comme ayant essentiellement la même signification que le terme "action". Il a été souvent employé, dans le passe, pour désigner uniquement les actions directes (voir 5.2.1).

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 26-Dec-1995
• Withdrawal Date: 26-Dec-1995
• ICS: 75.180.10 - Exploratory, drilling and extraction equipment
• Technical Committee: ISO/TC 67/SC 7 - Offshore structures
• Drafting Committee: ISO/TC 67/SC 7/WG 1 - General requirements
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 22-Nov-2002
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Consolidated By: ISO 8230-2:2008 - Safety requirements for dry-cleaning machines - Part 2: Machines using perchloroethylene
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revised: ISO 19900:2002 - Petroleum and natural gas industries - General requirements for offshore structures
• Effective Date: 15-Apr-2008

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL IS0
STANDARD 13819-l
First edition
1995-12-01
Petroleum and natural gas industries -
Offshore structures -
Part 1:
General requirements
industries du p&role et du gaz na turel - Structures en mer -
Partie I: Exigences g&&ales
Reference number
IS0 13819-I :I 995(E)
IS0 13819=1:1995(E)
Page
Contents
Scope .
Definitions 1
........................................................................................................................................
................................................................................................ 3
General requirements and conditions
Principles of limit states design .
Basic variables . 15
Analyses - Calculations and testing . 18
Design format of partial factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Quality control .
.....................................................................................................
Assessment of existing structures 27
Annex A Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*. 31
0 IS0 1995
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by
any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the
publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
IS0 13819=1:1995(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (IS0 member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
IS0 technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. IS0 collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for
voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies
casting a vote.
International Standard IS0 13819- 1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Materiak, equipment
and offshore structures for petroleum and natural gas industries, Subcommittee SC 7, Offshore structures.
IS0 138 19 will consist of the following parts, under the general title Petroleum and natural gas industries -
Oflshore structures:
Part 1: General requirements
- Part 2: Fixed steel structures
Part 3: Fixed concrete structures
- Part 4: Floating systems
Part 5: Arctic structures
- Part 6: Site specific assessment of MODUS
Annex A of the present part of IS0 138 19 is for information only.
n.
III
llS013819=1:1995(E)
Introduction
It is important to recognize that structural integrity is an overall concept comprising models for describing
actions, structural analyses, design rules, safety elements, workmanship, quality control procedures and
national requirements, all of which are mutually dependent. The modifications of one aspect of design in
isolation can disturb the balance of reliability inherent in the overall concept or structural system. The
implications involved in modifications, therefore, need to be considered in relation to the overall reliability of
all offshore structural systems.
International Standard IS0 138 19 constitutes a common basis covering those aspects that address design
requirements and assessments of all structures used by the petroleum and natural gas industries worldwide.
Through its application the intention is to achieve reliability levels appropriate for manned and unmanned
offshore structures, whatever the nature or combination of the materials used.
IS0 13819 is intended to provide a wide latitude in the choice of structural configurations, materials and
techniques without hindering innovation. It shall, therefore, be used in conjunction with sound engineering
judgment.
Part 1 of IS0 13819 applies to offshore structures and is in accordance with the principles of IS0 2394: 1986,
General principles on reliability for structures. It includes, where appropriate, add.itional provisions that are
specific to offshore structures.
iv
INTERNATIONAL STANDARD @ IS0 IS0 13819-1:1995(E)
Petroleum and natural gas industries - Offshore structures -
Part 1:
General requirements
1 Scope
Part 1 of the Standard specifies general principles for the design and assessment of structures
The principles specified are applicable
subjected to known or foreseeable types of actions.
worldwide.
The general principles are applicable to all types of offshore structures including bottom founded
structures as well as floating structures.
The general principles are applicable to all types of materials used including steel, concrete,
aluminum, etc.
The Standard is applicable to the design of complete structures including substructures, topside
structures, vessel hulls, foundations, and mooring systems.
The Standard specifies design principles that are also applicable to the successive stages in
construction (namely fabrication, transportation and installation), to the use of the structure during
its intended life, and to its abandonment. Generally, the principles are also applicable to the
Aspects related to quality control are also
reassessment or modification of existing structures.
addressed.
NOTE: The term “action” was introduced into IS0 terminology to cover the effects due to
imposed deformation as well as loads. The term “load”, which is prevalent in some countries,
can generally be used with essentially the same meaning as “action”. In the past, “load” has often
been used to describe direct actions only (see Clause 5.2.1).
Definitions
For the purposes of this International Standard, the following definitions apply:
21 . Air gap:
The clearance between the highest water surface that occurs during the extreme
environmental conditions and the underside of the deck.

IS0 13819-1:1995(E)
@ IS0
22 . Compliant structure:
A structure that is sufficiently flexible, such that applied lateral dynamic actions can be
balanced substantially by the inertial reaction.
23 . Fitness for purpose:
A structure condition describing a structure that meets the intent of this Standard, but does
not meet certain provisions of this standard in local areas, such that failure in these areas
will not cause unacceptable risks to life-safety or the environment.
24 0 Fixed structure:
A structure that is bottom founded and transfers all actions that act upon it to the sea floor.
25 0 Jack-up:
A mobile unit that can be relocated and is bottom founded in its operating mode. The jack-up
reaches its operational mode by lowering the legs to the sea floor and then jacking the hull to the
required elevation.
26 a Return period:
The average time (usually years) between occurrence of events or actions of a specified
magnitude or larger.
27 . Riser:
piping connecting the facilities or piping on the production deck with the subsea
The
facil ities or pipelines.
28 l Semi-submersible:
A floating unit that can be relocated. A semi-submersible normally consists of a deck
structure with a number of widely spaced, large diameter, supporting columns that are
attached to submerged pontoons.
29 l Tension leg platform:
A buoyant structure that is anchored to the sea floor by vertical mooring legs.
2.10 Well conductor:
A tubular pipe extending upward from the sea floor (or below) that contains the pipes
(casing) that extend into the petroleum reservoir.
@ IS0
IS0 13819=1:1995(El)
3 General requirements and conditions
NOTE: The requirements and conditions set forth in this section define the objective of the
design. Criteria to enable designers and builders to reach this goal are provided throughout this
Standard. However, unforeseen events that cause a structure to not achieve its objectives during
its service life does not automatically imply a lack of compliance with this Standard.
3.1 Fundamental requirements
A structure and its structural components shall be designed, constructed, and maintained so that it
is suited to its intended use. In particular, it shall, with appropriate degrees of reliability, fulfill
the following performance requirements:
It shall withstand actions liable to occur during its construction and anticipated use
a>
(ultimate limit state requirement).
(serviceabil ity limit state
It shall perform adequately under all expected actions
requirement).
It shall not fail under repeated actions (fatigue limit state).
t be subsequently
In the case of hazards (accidental or abnormal events), it shall not
damaged disproportionately to the original cause (accidental 1 imit state).
Appropriate degrees of reliability may depend upon:
e>
the cause and mode of failure
the possible consequences of failure in terms of risk to life, environment and property
the expense and effort required to reduce the risk of failure
different requirements at national, regional or local level
This standard is set forth to provide criteria so that the above requirements are fulfilled during the
intended life of the structure.
A structure designed and constructed in accordance to the present standard is assumed to
comply
with the above requirements.
3.2 Durability, maintenance and inspection
The durability of the structure in its environment shall be such that the general state of the
structure is kept at an acceptable level during its life.
Maintenance shall include the performance of regular inspections, inspections on special occasions
(e.g., after an earthquake or other severe environmental event), the upgrading of protection
systems and repair of structural components.
IS0 13819-1:1995(E)
Durability shall be achieved by either:
a maintenance program, or
a>
designing so that deterioration will not invalidate the state of the structure in those areas
b)
where the structure cannot be or is not expected to be maintained.
In the first case above, the structure shall be designed and constructed so that no significant
degradation is likely to occur within the time intervals between the inspections. The necessity of
relevant parts of the structure being available for inspection - without unreasonably complicated
Degradation may be reduced or prevented by
dismantling - shall be considered during design.
providing a suitable protection system.
The rate of deterioration may be estimated on the basis of calculations, experimental
investigations, experience from other structures or a combination of these.
NOTE: Structural integrity, serviceability throughout the intended service life, and durability are
not simply functions of the design calculations but are also dependent on the quality control
exercised in manufacture, the supervision on site, and the manner in which the structure is used
and maintained.
3.3 Hazards
3.3.1 General
Hazardous circumstances, that alone or in combination with normal conditions could cause the
serviceability or ultimate limit states to be exceeded, shall be taken into account.
Possible hazards to the structure and its components include:
an error caused by lack of information, omission, misunderstanding, etc.,
a>
effects of abnormal actions, or
b)
operation malfunction that could lead to fire, explosion, capsizing, etc.
C>
The measures taken to counter such hazard s should basically consist of:
careful planning at all phases of development and operation,
a>
avoiding the structural effects of the hazards by either eliminating the source or by
b)
bypassing and overcoming them,
minimizing the consequences, or
C>
designing for h azard s.
d)
If a specific hazard has to be considered, it shall be used to define a design situation (see Clause
4.2.2). This design situation will normally be dominated by one hazardous occurrence with
expected concurrent normal operating conditions.
IS0 13819-1:1995(E)
3.3.2 Accidental events
The possibility of accidental events shall be considered, and suitable criteria shall be established,
when appropriate. Possible accidental events include, for example, vessel collision, dropped
objects, explosion, fire and unintentional flooding. Design requirements should be established
.
taking account of the operational conditions and the type, function and location of the structure.
3.4 Design basis
The influences arising from the intended use of the structure and the environmental conditions
shall be described as the design situations associated with normal use of the structure. The
influences arising during construction of the structure and the associated environmental conditions
shall also be covered by suitable design situations (see Clause 4.2.2).
All relevant influences and conditions shall be considered in order to establish the design basis for
the structure. Sections 3.5 to 3.12 describe the principal influences and conditions that should be
considered to establish the design basis for offshore structures.
3.5 Service requirements
The service requirements and the expected service life shall be specified. The structure may be
used for drilling, producing, storage, personnel accommodation, or other function or combination
of functions.
3.6 Operating requirements
3.6.1 Manning
The manning level for each phase of the structure’s life shall be specified.
3.6.2 Well conductors and risers
The number, location, size, spacing and operating conditions of all well conductors and risers -
shall be specified and taken into account in the structural design. The design and/or layout shall
provide protection of conductors and risers from accidental damage.
The design should have provisions to mitigate the consequences of accidental damage to well
conductors and risers.
3.6.3 Equipment and material layouts
Equipment and material layouts and their associated weights, centers of gravity, and exposure to
environmental actions shall be specified. Consideration should be given to planned future
operations.
3.6.4 Personnel and material transfer
Plans for transferring personnel and materials shall be specified. For example;
the types, sizes and weights of helicopters,
a>
IS0 13819=1:1995(E)
the types, sizes and displacements of supply and other service vessels,
b) ,
the number, types, sizes and locations of the deck cranes and other materials handling
,
C>
systems, and
planned emergency personnel evacuation.
3.6.5 Motions and vibrations
Structures and parts of structures shall be designed so that accelerations, velocities, and
displacements do not impair safety and serviceability within defined limits.
3.7 Special requirements
All special operational, construction, and maintenance requirements not covered under Clauses
3.6.1 - 3.6.5 that would also affect the safety of the structure shall be specified, together with
their expected concurrent environmental conditions.
The limiting environmental conditions specific to certain operations should be specified. This will
normally apply to floating units (e.g., limiting environmental conditions for certain drafts ) or
jack-ups (e.g.,. limiting environmental conditions when the cantilever is fully extended).
3.8 Location and orientation
The site location and structure orientation shall be specified. For structures designed to be
relocatable, the range of limiting environmental conditions, water depths, and soil conditions
should be provided.
The site for the structure in latitude and longitude should be identified early in order that the
appropriate environmental conditions and soil conditions can be identified.
NOTE: Orientation of the structure refers to its position in plan referenced to a fixed direction
such as true north. The orientation is normally governed by the direction of prevailing seas,
winds, and currents, as well as safety and operational requirements.
3.9 Structural configuration
3.9.1 General
The choice of the structural system shall be made so that the primary structure is able to maintain
adequate structural integrity during normal service and after specified action causing events. The
choice of materials, detailing, and method of construction as well as quality control can also
influence structural integrity.
3.9.2 Deck elevation
The topside structure shall normally have adequate clearance above the design wave crest. Any
topside structure or piping not having adequate clearance (airgap) shall be designed for actions
caused by waves and currents. Minor structure or components may be excluded from this
requirement.
IS0 13819-1:1995(E)
The deck elevation and airgap shall be determined taking into account the values of and
uncertainties in the following parameters as applicable:
water depth,
a>
tides and surges,
b)
crest elevation of extreme waves,
C>
wave-structure interaction,
d)
structure motion and draft,
e>
initial and long-term settlements and inclination, and
f)
subsidence.
g>
3.9.3 Splash zone
1 atform
The splash zone extent shall be established taking into account the values of the p
elevation, motions of floating vessels, tidal ranges, wave crests and wave troughs
For floating structures with possibilities for draft adjustment, the splash zone shal 1 be defined
relative to the extreme draft levels expected.
. ,
NOTE: The splash zone is that part of a structure that is intermittently exposed to an and
immersed in the sea. The splash zone is important in relation to inspection and maintenance
considerations and can l- rave an impact on the design to resist corrosion and fatigue.
3.9.4 Station-keeping systems
1 be provided with a station-keeping system, which may be either passive
Floating structures shal
.i on of both passive and active.
or active or a combinat
The station-keeping system shall be designed to maintain adequate position reference as well as
directional control when orientation is important for safety or operational considerations.
Passive station-keeping systems may include catenary mooring, spring buoy, articulated leg, or
Active systems may include dynamic positioning based on thrusters or
tension leg systems.
catenary systems based on changing mooring line tensions.
A mooring system for floating structures may be designed to be disconnectable to mitigate the
effects of severe storms, if the disconnection can be accomplished in a controlled manner without
(1) impairing the safety of personnel on board the unit or a neighboring infrastructure or (2)
creating undue risk to the environment. When disconnected, then other standards may apply.
3.9.5 Compartmentation of structures
Floating structures or structures for which buoyancy is important shall normally be subdivided
into compartments to limit the consequences of unintended flooding (see Clause 4.1.5).
The amount of compartmentation should consider special conditions and protection measures that
can be used to prevent flooding. Fewer compartments may be justified, if buoyancy is only
needed in temporary phases or the consequences of flooding have only minor effects on the
overall reliability.
IS0 138194:1995(E)
3.10 Environmental conditions
3.10.1 Meteorological and oceanographical information
The phenomena listed in Clauses 3.10.1.1 through 3.10.1.8 shall, where appropriate to the region,
be taken into account in the design.
They shall be described by physical characteristics and, where available, statistics. The joint
From
occurrence of different parameters should also be defined when suitable data are available.
this information, appropriate environmental design conditions shall be established that will
consider the following:
the type of structure being designed,
a)
the phase of development, (e.g., construction, transportation, installation, drilling,
b)
production, etc), and
the limit-state considered.
C>
Usually two sets of conditions have to be established that will consider:
normal meteorological and oceanographic conditions that are expected to occur frequently
during the life of the structure. These conditions are needed to plan field operations such
as installation and to develop the actions caused by environment associated with particular
operations or serviceability checks, and
extreme meteorological and oceanographic conditions that recur with a given return
period.
Extreme, normal and other meteorological and oceanographic parameters should be determined
from actual measurements at the site or by suitable validated model data such as from hindcast
models.
NOTE 1: Environmental actions are generally derived from design environmental conditions.
The extreme environmental conditions normally have a specified return period for the in-service
condition (see Clause 7.2.1). Alternatively, the action associated with extreme environmental
conditions can be defined to have a specified return period, if adequate data exist to reliably
determine the specified return period, allowing for the joint occurrence of extreme meteorological
and oceanographic conditions occurring at the site, and further provided that the partial factors are
selected accordingly.
NOTE 2: Normally, the structure’s response to actions caused by the environment are
investigated for a range of potential combinations of environmental parameters and consideration
is given to the relationship considering the closeness of the wave period compared to the natural
response period of motion or vibration.
For example, for two different seastate conditions, each
having the same composite return period, it is possible that the seastate having
lower wave heights but a longer or shorter associated period will develop more severe actions
acting on some components.
Compliant or floating structures are generally sensitive to more environmental parameters than
fixed or bottom-founded structures, since dynamic effects will be more significant for such
structures.
@ IS0
IS0 13819-1:1995(E)
NOTE 3: Normally, consideration is given to specific problems such as the tuning of the
wavelength and a characteristic dimension of the structure (e.g., (1) the distance between the main
legs of gravity based structures or semi-submersible units, or (2) the length of the hull of a
ship-shaped barge.)
3.10.1.1 Wind
Actions caused by wind acting on a structure shall be considered for both the global and local
design, Site specific information on wind speed, direction and duration shall be determined.
Wind is usually characterized by the mean value of its velocity over a given time interval at a
given elevation above the mean water level. In specific cases (for example, design of flexible
structures like flare-towers and compliant structures with periods of motion that are large), the
frequency content is of importance and should be taken into account.
The variability with elevation and the spatial coherence should also be considered.
NOTE: Generally, the sustained wind speed at the time of peak actions caused by waves are used
for global design in conjunction with wave actions. Maximum gust conditions during the design
storm are used to design topsides and individual members.
3.10.1.2 wavs
Actions caused by waves acting on a structure shall be considered for both the global and the local
design. Site specific information shall be established to consider the following:
seastate characteristics in terms of wave height, period, duration, directions, and spectra,
a)
and
the long term statistics of these characteristics.
b)
3.10.1.3 Water depth and sea level variations
The water depth shall be specified. The magnitude of the low and high tides and positive and
negative storm surges shall be specified.
The possibility of ground subsidence shall be considered when determining the water depth.
3.10.1.4 Currents
Such phenomena as tidal, wind driven, global circulation, loop and eddy currents shall be
considered when relevant.
Currents shall be described by their velocity (magnitude and direction), variability with water-
depth, and persistence.
The occurrence of fluid motion caused by internal waves should be considered.
NOTE: Global circulation currents are driven by large scale global forces. Loop currents are
associated with major ocean current circulation patterns as they conform to the land masses, e.g.,
Gulf of Mexico loop current. Eddy currents are meso-scale circulatory features shed from loop or
other major circulation currents. Eddy currents can persist for several months or more. Internal
waves are propagating waves that can occur at the interface between layers of fluids having
different densities.
IS0 13819=1:1995(E)
@ IS0
3.10.1.5 Marine growth
Marine growth shall be considered and defined by its thickness, roughness, density and variation
with depth.
The design may rely on a periodic marine growth cleaning or anti fouling systems during the
platform life. Such reliance should be documented and the cleaning program defined over the life
of the installation. The consequences of not maintaining this program should be specified.
NOTE: In most offshore areas, marine growth will occur on submerged platform members.
Marine growth increases surface roughness, member diameter and mass, which in turn affects
actions caused by waves and earthquakes and structural motions.
3.10.1.6 Ice and snow
Ice and snow accumulations shall be considered when relevant to the region. The accumulation of
snow on horizontal and vertical surfaces (thickness and density) shall be defined. The maximum
wind, waves and current to consider at the same time shall be stated. In addition, the possibility
of ice build-up through freezing of sea spray, rain or fog shall also be considered.
Sea ice and iceberg occurrences shall be considered when relevant.
3.10.1.7 Temperatures
The maximum, average and minimum air and sea temperatures at the site shall be determined
when temperatures are likely to be relevant to structural design.
NOTE: Air and sea temperatures can affect the characteristics of materials.
3.10.1.8 Other meteorological and oceanographical information
Other environmental information such as precipitation, fog, wind chill, and variability of the
density and oxygen content of the sea water shall be determined when relevant.
3.10.2 Active geological processes
The nature, magnitude and return periods of potential sea floor movements shall be evaluated by
(1) site investigations and analysis or (2) model testing. Sea floor behavior and its influence on
the overall integrity of the structure and foundation shall be documented. Information should
include such items as relic permafrost in cold regions, the potential for subsidence, etc.
NOTE: In most offshore areas, geological processes associated with movement of the near
surface sediments can occur within time periods relevant to platform design. Due to the
uncertainty associated with definition of these processes, a parametric approach to studies can be
helpful in development of design criteria.
@ IS0
IS0 13819=1:1995(E)
3.10.2.1 Earthquakes
Actions resulting from seismic activity shall be considered in the structure design for regions that
are considered to be seismically active.
The seismic hazard may be determined on the basis of previous records of seismic activity, both
If there are insufficient data, seismicity may be
in magnitude and probability of occurrence.
determined by detailed site specific investigations. The latter should include (1) seismotectonic
and site characterization, including location of potential causative faults and fault slip history, if
available, (2) seismic exposure assessment, including long term event occurrence probabilities, (3)
ground motion characterization, including attenuation, and (4) specification of the design ground
motion.
3.10.2.2 Faults
If siting near
Siting of facilities in close proximity to faults shall be avoided, if at all possible.
potentially active features cannot be avoided, the magnitude and time scale of expected movements
shall be estimated on the basis of a geological study and demonstrated to lead to acceptable
consequences and/or low risk of occurrence.
NOTE: In some offshore areas, faults can extend to the sea tloor with potential for either vertical
or horizontal movement. Fault movement can occur as a result of seismic activity, removal of
fluids from deep reservoirs or long term creep related to large scale sedimentation or erosion.
3.10.2.3 Shallow gas
The presence of shallow gas shall be determined as part of the site specific investigations.
NOTE: If either biogenic or petrogenic gas is present in the porewater of near-surface soils, it is
possible it will have a serious effect on the foundation behavior and drilling operations. The
presence of shallow gas can be determined by means of shallow seismic measurements.
3.10.3 Geotechnical information
3.10.3.1 Soil properties
Site investigations shall be performed to define the various soil strata, their corresponding physical
and engineering properties, and potential hazards to the structure.
The site investigations shall provide adequate information to characterize soil properties
throughout the depth and area that will affect or be affected by the structure foundation.
Site investigations should include one or more soil borings to provide samples and/or in-situ test
data suitable for defining engineering properties at the platform site. The number and depths of
borings depend on the soil variability in the vicinity of the site, the platform configuration and
expected actions.
Geophysical surveys should usually be part of the site investigations and should generally be
carried out before soil borings are taken. In order to develop the required foundation design
parameters, data obtained during the investigations should be considered in combination with an
evaluation of the shallow geology of the region.
IS0 13819-1:1995(E)
If practical, the soil sampling and testing program should be defined after reviewing the
geophysical results.
NOTE: Previous site investigations and experience at the site can reduce or eliminate the number
and extent of investigations or studies needed for additional structures.
3.10.3.2 Sea floor instability
The scope of site investigations in areas of potential instability shall focus on (1) identification of
metastable geological features surrounding the site and (2) definition of the geotechnical properties
required for modeling and estimating sea floor movement.
NOTE: Movements of the sea floor can be caused by ocean wave pressures, earthquakes, soil
Weak under-consolidated sediments can be
self-weight or a combination of these phenomena.
unstable at very shallow angles of slope. Earthquakes can induce failure of sea floor slopes that
are otherwise stable under existing self-weight forces
and wave conditions.
3.10.3.3 Scour
The possibility of scour shall be accounted for in the design. The extent of scour shall be
determined (1) on the basis of previous records from sites with similar sea floor features, (2) from
model tests, or (3) from calculations calibrated by prototype or model tests.
NOTE: Scour is removal of sea floor soils by currents and waves. Such erosion can be a
geological process or can be caused by structural components interrupting the natural fluid flow
near the sea tloor.
3.11 Construction
Consideration shall be given to all activities and operations required for construction including,
where appropriate, fabrication, load-out, transportation, installation and securing in place of the
structure. Design requirements shall be established taking into account the type of structure and
its location, the environmental conditions, the construction equipment, and the nature and duration
of the construction operations.
3.12 Abandonment or removal
Consideration should be given at the design stage to requirements for abandonment or removal of
the structure at the end of its service life.
4 Principles of limit states design
4.1 Limit states
The structural performance of a whole structure or part of it shall be described with reference to a
specified set of limit states beyond which the structure no longer satisfies the design requirements.
IS0 13819-1:1995(E)
4.1.1 Categories of limit states
The limit states are divided into the following four categories which, in turn, may be subdivided:
the ultimate limit states that generally correspond to the maximum resistance to applied
a>
actions,
the serviceability limit states that correspond to the criteria governing normal functional
b)
use,
the fatigue limit states that correspond to the accumulated effect of repeated actions, and
C>
the accidental damage limit states that correspond to the situation where damage to
d)
components has occurred due to an accidental event.
4.1.2 Ultimate limit states (ULS)
Examples of ultimate limit states are:
loss of static equilibrium of the structure, or of a part of the structure, considered as a
a)
rigid body (e.g. overturning or capsizing),
failure of critical components of the structure caused by exceeding the ultimate strength (in
b)
some cases reduced by repeated actions) or the ultimate deformation of the components.
transformation of the structure into a mechanism (collapse or excessive deformation),
C>
loss of structural stability (buckling, etc.),
d)
loss of station keeping (free drifting), and
sinking.
4.1.3 Serviceability limit states (SLS)
Examples of serviceability limit states are:
deformations or movements that affect the efficient use of structural or nonstructural
a>
components,
excessive vibrations producing discomfort or affecting nonstructural components or
b)
equipment (especially if resonance occurs),
local damage (including cracking) that reduces the durability of a structure or affects the
C)
use of structural or nonstructural components,
corrosion that reduces the durability of the structure and affects the properties and
geometrical parameters of structural and nonstructural components, and
motions that exceed the limitations of equipment.
e>
IS0 13819-1:1995(E)
@ IS0
To control serviceability limit states by design, it is often necessary to use one or more constraints
(C) that describe acceptable deformations, accelerations, crack widths, etc. (see Clause 7.1)
4.1.4 Fatigue limit states (FLS)
reseated actions.
Fatigue limit states refer to cumulative damage due to
4.1.5 Accidental damage limit states (ALS)
The accidental damage limit state check ensures that local damage or flooding does not lead to
complete loss of integrity or performance of the structure.
NOTE: The intention of this limit case is to ensure that the structure can tolerate the damage due
to specified accidental events and subsequently maintain structural integrity for a sufficient period
under specified environmental conditions to enable evacuation to take place.
4.2 Design
4.2.1 General design requirements
All relevant limit states shall be considered in design. A calculation model should be established
that will address each relevant limit state. This model should incorporate all appropriate variables
and also allow for (1) the uncertainties with respect to actions, (2) the response of the structure as
a whole, (3) the behavior of individual components of the structure and (4) the effect on the
environment.
The design procedure should not be refined to a point that is incompatible with the standard of
workmanship likely to be achieved and the knowledge of the important design parameters.
4.2.2 Design situations
For any structure it is generally necessary to consider several distinct design situations.
Corresponding to each of these design situations, there may be different structural systems,
different design values, different environmental conditions, etc.
The design situations may be classified as:
persistent situations, having a duration of the same order as the life of the structures,
a)
transient situations, having a shorter duration and varying levels of intensity, e.g.,
b)
construction, load out, transportation, and installation phases.
accidental situations (during and after an accident), normally of short duration and low
C>
probability of occurrence.
IS0 13819-1:1995(E)
5 Basic variables
5.1 General
The calculation model expressing each limit state considered will contain a specified set of basic
variables. In general, the basic variables will correspond to measurable physical quantities.
Normally, the basic variables will characterize:
actions,
a>
properties of materials and soils, and
b)
geometrical parameters e
C>
5.2 Actions
5.2.1 Definitions
An action is:
an assembly of concentrated or distributed actions acting on the structure (direct actions),
a>
or
an assembly of actions resulting from imposed or constrained deformations (indirect
b)
actions).
5.2.2 Classification of actions according to the variation of their magnitude with time
Actions can be classified according to their variation in time into:
permanent actions (G) that are likely to act throughout a given design situation and for
a>
which variations in magnitude with time are
negligible in relation to the mean value, or
1)
attain some limiting value.
2)
Permanent actions generally include:
the self weight of structures,
the weight of topside permanent fixtures and functional equipment,
the forces applied by earth pressure,
the deformations imposed during construction,
the actions resulting from shrinkage of concrete or distortions due to welding,
the forces resulting from water pressure,
IS0 13819=1:1995(E)
@ IS0
the actions resulting from support settlements and/or subsidence, and
prestressing forces.
variable actions (Q) that are unlikely to act throughout a given design situation, not
b)
including environmental actions.
Variable actions generally include:
actions due to use and occupancy, including actions caused by crane loads, drilling
hook loads, variable ballast, helicopter loads, etc.,
self weight of temporary structures and equipment,
actions caused during erection,
all moving actions such as for movable drilling derricks, and
functional temperature changes, as they can induce actions or affect material
properties.
environmental actions (EA) that may be repeated, sustained or both repeated and
C>
sustained.
Environmental actions generally include:
actions caused by wind,
actions caused by wave,
actions caused by current,
actions resulting from marine growth, snow, and accumulated ice and their
indirect effects on variable actions and other environmental actions,
actions caused by ice (direct),
environmental temperature changes as they can induce actions or affect material
properties, and
actions caused by earthquakes.
repetitive actions (RA) whose variation in magnitude with time is significant and occurs
d)
repeatedly, leading to possible fatigue effects, and
accidental actions (A). Accidental actions can have minor consequences (more frequent)
e>
or can cause severe structural damage (very rare).
IS0 13819-1:1995(E)
Accidental actions generally result from:
collisions,
dropped objects,
tire,
explosions,
unexpected subsidence of subsoil,
unexpected erosion or scour, and
unexpected flooding.
5.2.3 Classification of actions according to their variation in space
Actions can also be classified according to their variation in space into two groups:
fixed actions that have a spatial distribution over the entire structure, such that the
a)
position, magnitude and orientation of the actions are constant.
free actions that can act at various positions on the structure.
b)
Actions that cannot be defined as belonging to either of these two groups may be considered to
consist of a fixed part and a free part.
The treatment of free actions requires the consideration of different arrangements of the actions. A
design situation is determined by fixing the positions of each of the free actions (see Clause
4.2.2).
5.2.4 Classification of actions according to the structural response
Actions may be further classified according to the way in which the structure responds to an
action:
static actions that produce static response without causing significant acceleration of the
a>
structure component.
or
dynamic actions that cause significant acceleration of the structure or component, thereby
b)
a dynamic response.
NOTE: Whether or not the action is regarded as dynamic is dependent on the structure and the
nature of the source of the action. For simplicity, dynamic actions can often be treated as
equivalent static actions in which the dynamic effects, which depend on the behavior of the
structure, are taken into account by either an appropriate increase in the magnitude of the primary
static action or by the addition of a representative set of inertial actions as appropriate for the type
of structure.
IS0 13819=1:1995(E)
5.3 Properties of materials and soils
The values describing the properties of materials and their variability shall be based on either
specific qualification tests or in situ observations in conjunction with other sources of information.
Properties relating to special test specimens should be converted to the relevant properties of the
actual material in the structure by the use of conversion factors or functions that should take
account of any scale effects and any dependence on time and temperature. The uncertainty in the
properties of the material in the structure or of the soil should be derived from the uncertainties of
the standard test results and of the conversion factor or function.
For additional soil considerations, see Clauses 3.10.2 and 3.10.3.
5.4 Geometrical parameters
Geometrical parameters that define the shape, size and overall arrangement of structures,
components and cross-sections shall be described. When the deviation of any of the geometrical
parameters from its prescribed value has a significant effect on the structural behavior and the
resistance of the structure, the magnitude and variability of the deviation shall be taken into
account by prescribed tolerance limits (see Clause 7.4).
NOTE: In many cases, the random variability of the geometrical parameters may be considered
to be small in comparison with the varia
...

NORME
INTERNATIONALE 13819-I
Première édition
1995-12-01
Industrie du pétrole et du gaz naturel -
Structures en mer -
Partie 1:
Exigences générales
Petroleum and natural gas industries - Offshore structures -
Part 1: General requirements
Numéro de référence
Sommaire
iv
............................................................................................................................
Introduction
Domaine d’application .
2 Définitions .
......................................................................... 3
3 Exigences et conditions générales
....................................................................... 13
4 Principes de calcul aux états limites
..................................................................................................... 15
5 Variables de base
........................................................................................ 18
6 Analyses, calcul et essais
Format de calcul aux coefficients partiels . 20
Contrôle de la qualité .
Évaluation des structures existantes .
Annexe
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A
0 ISO 1995
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
@ ISO ISO 13819-1:1995(F)
Avant-propos
LIS0 (Organisation internationale de normalisation) est une
fédération mondiale d’organismes nationaux de normalisation
(comités membres de I’ISO). L’élaboration des Normes
internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO.
Chaque comité membre, intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations
internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec I’ISO, participent également aux travaux. L’ISO
collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation
électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités
techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 138194 a été élaborée par le comité
technique ISO/TC 67, Matériel, équipement et sfructures en mer
pour les indusfries du pétrole ef du gaz naturel, sous-comité SC 7,
Sfrucfures en mer.
L’ISO 13819 comprendra les parties suivantes, présentées sous le
titre général Industries du pétrole et du gaz naturel - Structures en
mer
- Partie 1: Exigences générales
- Partie 2: Structures fixes en acier
- Partie 3: Structures fixes en béfon
- Partie 4: Structures floffanfes
- Partie 5: Sfrucfures fixes en environnemenf glaciaire
- Partie 6: Qualification des plates-formes mobiles de forage
(MODU) pour des sifes particuliers
L’annexe A de la présente partie de I’ISO 13819 est donnée
uniquement à titre d’information.
. . .
III
0 ISO ISO 13819-1:1995(F)
Introduction
II est important de savoir que l’intégrité de la construction est un
concept général qui comprend les modèles servant à décrire les
actions, les analyses structurales, les règles de conception, les
aspects liés à la sécurité, à la fabrication, ainsi que les procédures
et les exigences de contrôle de la qualité, sans perdre de vue
l’interdépendance qui existe entre ces divers éléments. La
modification d’un aspect isolé du projet peut perturber la fiabilité
intrinsèque à la conception générale ou au type de structure. Par
conséquent, les effets d’ensemble des modifications doivent être
considérés par rapport à la fiabilité d’ensemble de tous les
systèmes de construction des structures en mer.
La Norme internationale ISO 13819 constitue une base commune
concernant les exigences et les évaluations de conception de
toutes les structures en mer utilisées par les industries du pétrole et
du gaz naturel dans le monde. Le but de I’ISO 13819 est d’obtenir,
par son application, des niveaux de fiabilité appropriés aux
structures en mer habitées ou non, quelle que soit la nature ou la
combinaison des matériaux utilisés.
L’ISO 13819 vise à permettre un choix étendu de configurations de
construction, de matériaux et de techniques autorisant l’intégration
des progrès technologiques, sans faire obstacle à l’innovation. II
est, par conséquent, nécessaire de l’appliquer à la lumière d’un
jugement technique avisé.
L’ISO 13819-l s’applique aux structures en mer et est conforme
aux principes de I’ISO 2394:1986, Principes généraux de /a fiabilifé
des constructions. Elle comporte, lorsque cela est approprié, des
dispositions supplémentaires spécifiques aux constructions en mer.

NORME INTERNATIONALE o ISO ISO13819-1:1995(F)
Industrie du pétrole et du gaz naturel - Structures en mer -
Partie 1:
Exigences générales
1 Domaine d’application
L’ISO 13819-l prescrit les principes généraux régissant le calcul et l’évaluation de structures soumises à
des types d’actions connus ou prévisibles. Les principes énoncés sont applicables à travers e monde.
Les principes généraux sont applicables à tous les types de constructions en mer, y compris les
structures prenant appui sur le fond marin et les structures flottantes.
Les principes généraux sont applicables à tous les types de matériaux utilisés, y camp -is l’acier, le
béton, l’aluminium, etc.
La norme est applicable à l’étude de structures complètes, y compris les sous-structures, les
superstructures, les coques, les fondations et les systèmes d’amarrage.
La Norme spécifie des principes de conception qui s’appliquent également aux étapes successives de la
construction (c’est-à-dire à la fabrication, au transport et à l’installation), à l’utilisation de la structure
pendant sa durée de vie escomptée, et à son abandon. Généralement, les principes sont également
applicables à la réévaluation ou à la modification des structures existantes. Les aspects liés au contrôle
de qualité sont également traités dans cette norme.
NOTE - Le terme “action” a été introduit dans la terminologie ISO pour couvrir les effets provoqués par une
déformation imposée ainsi que les charges. Le terme “charge”, qui prévaut dans certains pays, peut être
généralement utilisé comme ayant essentiellement la même signification que le terme “action”. II a été souvent
employé, dans le passé, pour désigner uniquement les actions directes (voir 52.1).
2 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 13819, les définitions suivantes s’appliquent.
21 . garde d’air
Marge entre le niveau le plus élevé de l’eau, susceptible d’être rencontré dans des conditions
d’environnement extrêmes et le dessous du pont.
22 . structure souple
Structure qui est suffisamment souple pour que les charges dynamiques latérales qui lui sont appliquées
puissent être équilibrées en grande partie par les forces d’inertie.

ISO13819-1:1995(F) 0 ISO
. aptitude à l’usage
Condition d’une structure conforme à l’esprit de la présente Norme, sans être pour autant conforme à
toutes les dispositions de cette norme pour ce qui est de certaines zones locales, de sorte qu’une
défaillance dans ces zones n’entraîne pas de risques inacceptables présentant un danger pour la vie ou
pour l’environnement.
.
24 structure fixe
sur le fond de la mer et qui transfère au fond marin toutes les charges qui lui
Structure qui prend appui
sont appliquées.
25 . structure auto-élévatrice
Unité mobile, qui est déplaçable d’un site à un autre et qui est posée sur le fond, lorsqu’elle est en
opération. La structure auto-élévatrice est installée en position de fonctionnement en descendant ses
jambes jusqu’à ce qu’elles viennent prendre appui sur le fond, puis en soulevant la coque jusqu’à la
hauteur requise.
26 . période de retour
Temps moyen (habituellement exprimé en années) entre l’apparition d’événements ou d’actions ayant
au moins la grandeur spécifiée.
27 . colonne montante
Canalisation reliant les installations ou tuyautages situés dans la superstructure aux installations ou aux
canalisations sous-marines.
28 . structure semi-submersible
Structure flottante qui peut être déplacée. Une structure semi-submersible se compose normalement
d’un pont supporté par plusieurs colonnes de grand diamètre, largement espacées entre elles et fixées à
des flotteurs immergés.
29 . plate-forme à lignes tendues
Structure flottante qui est ancrée au fond par des tendons verticaux.
2.10 tube conducteur
Canalisation tubulaire qui monte depuis le fond marin (ou en dessous) et qui contient les tubes de
cuvelage qui se prolongent dans le réservoir de pétrole.

ISOi3819-1:1995(F)
@ ISO
Exigences et conditions générales
NOTE - Les exigences et les conditions stipulées dans la présente section définissent l’objectif du projet. Les
critères permettant aux concepteurs et aux constructeurs d’atteindre cet objectif sont indiqués tout au long de la
présente Norme internationale. Cependant, des événements imprévus qui font qu’une structure n’atteint pas ses
objectifs pendant sa durée de vie en exploitation n’implique pas nécessairement que la structure n’est pas conforme
aux exigences de la présente norme.
31 . Prescriptions fondamentales
Une structure et ses éléments structuraux doivent être conçus, construits et entretenus de manière à
être adapté à son usage. Ils doivent, en particulier et avec des niveaux de fiabilité appropriés, satisfaire
aux exigences suivantes:
a) Ils doivent supporter toutes les charges auxquelles ils sont susceptibles d’être soumis pendant leur
exécution et leur utilisation prévue (prescription d’état limite ultime).
b) Ils doivent se comporter convenablement sous toutes les charges prévues (prescription d’état
limite de service).
c) Ils ne doivent pas être endommagés lorsqu’ils sont sollicités par des charges répétées (état limite
de fatigue).
d) En cas de dangers (accidents ou événements imprévus), ils ne doivent pas subir de dégâts dont
l’ampleur serait disproportionnée par rapport à la cause qui en serait l’origine (état limite accidentel).
e) Les niveaux de fiabilité appropriés’peuvent dépendre des facteurs suivants:
- la cause et le mode de ruine
- les conséquences éventuelles de la ruine en termes de risques pour les vies humaines,
l’environnement et les biens
- le niveau d’effort et de dépenses nécessaire à la réduction du risque de ruine
- les différentes prescriptions nationales, régionales ou locales.
Le but de la présente norme est de fournir des critères qui permettront de satisfaire aux prescriptions
mentionnées ci-dessus, pendant la durée de vie de la structure.
Une structure conçue et réalisée conformément à la présente norme est supposée être conforme aux
prescriptions mentionnées ci-dessus.
32 . Durabilité, entretien et inspection
La durabilité de la structure dans son environnement doit être telle que l’état général de la structure soit
maintenu à un niveau acceptable pendant toute sa durée de vie.
L’entretien doit comprendre la réalisation d’inspections périodiques, ou d’inspections effectuées dans
des circonstances particulières (par exemple, après un séisme ou autre effet sévère de
l’environnement), la maintenance des systèmes de protection et la réparation d’éléments structuraux.
IS0138194:1995(F)
0 ISO
La durabilité doit être assurée:
a) soit par un prograr lme d’entretien,
7 de sorte que la détérioration ne compromette pas l’état de la structure dans les
b) soit par conceptior
zones où la structure ne peut pas être entretenue ou n’est pas prévue pour être entretenue.
Dans le premier cas, I a structure doit être conçue et construite de sorte qu’aucune détérioration
significative ne puisse se produire pendant les intervalles de temps prévus entre les inspections. La
nécessité d’accéder, à des fins d’inspection, aux parties concernées de la structure - sans que cela
exige un démontage exagérément compliqué - doit être considérée lors de la phase de conception de
la structure. II est possible de réduire ou d’éviter la détérioration en prévoyant un système de protection
convenable.
Le taux de détérioration peut être évalué en se fondant sur des calculs, sur des études expérimentales,
sur l’expérience acquise avec d’autres structures, ou sur une combinaison de ces derniers.
L’intégrité de la structure, son aptitude au service pendant la durée d’utilisation prévue et sa durabilité ne
NOTE -
résultent pas uniquement des calculs, mais également du contrôle de la qualité assuré pendant la fabrication et la
surveillance sur le site, ainsi que de la manière dont la structure est utilisée et entretenue.
33 . Dangers
3.3.1 Généralités
II est nécessaire de tenir compte de situations dangereuses qui, à elles seules ou en combinaison avec
des conditions normales, sont susceptibles d’entraîner un dépassement des états limites de service ou
des états limites ultimes.
Les dangers auxquels la structure et ses éléments structuraux peuvent être exposés, peuvent être
causés par:
- une erreur due à un manque d’information, à des omissions, à des malentendus, etc.;
- les effets d’actions anormales ; ou
- une exploitation incorrecte, pouvant provoquer un incendie, une explosion, un chavirement, etc.
Les mesures prises pour faire face à ces dangers consistent principalement à:
a) assurer une planification soignée de toutes les phases de développement et d’exploitation ;
b) éviter les effets des dangers sur la structure, soit en éliminant leur cause, soit en trouvant un
moyen pour les contourner ou les pallier ;
c) en minimiser les conséquences ; ou
d) tenir compte des dangers lors de la conception.
Lorsqu’un danger spécifique doit être pris en considération, il est nécessaire de l’utiliser pour définir une
situation de projet (voir 4.2.2). La situation de projet examinée sera normalement dominée par une seule
circonstance dangereuse qui viendra s’ajouter aux conditions normales de fonctionnement prévues.
15013819=1:1995(F)
@ ISO
3.3.2 Événements accidentels
II est nécessaire de considérer l’éventualité d’événements accidentels et de définir des critères
Les événements accidentels susceptibles de se produire
convenables, selon le cas approprié.
comprennent, par exemple, la collision d’un navire, la chute d’un objet, une explosion, un incendie ou un
envahissement involontaire. Il convient d’établir des exigences de calcul, en tenant compte des
conditions d’exploitation, ainsi que du type, de la fonction et de l’emplacement de la structure.
3.4 Bases d’études
Les influences liées à l’utilisation prévue de la structure et les conditions d’environnement doivent être
décrites en tant que situations de projet associées à l’utilisation normale de la structure. Les influences
apparaissant pendant la construction de la structure et les conditions d’environnement associées doivent
aussi être couvertes par des situations de projet appropriées (voir 4.2.2).
II est nécessaire de prendre en compte toutes les influences et conditions concernées, afin d’établir les
bases d’études de la structure. Les paragraphes 3.5 à 3.12 décrivent les principales influences et
conditions qu’il convient de prendre en compte pour établir les bases d’études des ouvrages en mer.
3.5 Exigences de service
II est nécessaire de spécifier les exigences de service et la durée d’utilisation prévue. La structure peut
être utilisée pour le forage, la production et le stockage des hydrocarbures, ainsi que pour le logement
du personnel, ou pour une autre fonction ou combinaison de fonctions.
3.6 Exigences d’exploitation
3.6.1 Personnel
Les effectifs prévus à bord doivent être spécifiés pour chaque phase de la vie de la structure.
3.6.2 Tubes conducteurs et colonnes montantes
Le nombre, l’emplacement, la taille, l’espacement et les conditions d’utilisation de tous les tubes
conducteurs et de toutes les colonnes montantes doivent être spécifiés et pris en compte lors de l’étude
de la structure. La conception et/ou l’implantation doivent assurer la protection des tubes conducteurs et
des colonnes montantes contre les détériorations accidentelles.
Lors de la conception, il convient de prévoir des dispositions visant à atténuer les effets des
détériorations accidentelles sur les tubes conducteurs et sur les colonnes montantes.
3.6.3 Implantations des équipements et du matériel
II est nécessaire de spécifier l’implantation des équipements et du matériel, ainsi que leurs poids ; leurs
centres de gravité et leur exposition aux sollicitations de l’environnement. II convient de tenir compte des
activités programmées pour le futur.
IS0138194:1995(F)
@ ISO
3.6.4 Transfert du personnel et du matériel
Les plans relatifs au transfert du personnel et du matériel doivent être définis. Par exemple:
les types, les dimensions et les poids des hélicoptères,
a)
b) les types, les dimensions et les déplacements des navires de ravitaillement et autres navires de
service,
c) le nombre, les types, les dimensions et les emplacements des grues de bord et autres systèmes
de manutention,
d) l’évacuation programmée du personnel en cas d’urgence.
3.6.5 Mouvements et vibrations
Les structures et les parties de structures doivent être conçues de sorte que, dans des limites
spécifiées, les accélérations, les vitesses et les mouvements ne compromettent ni la sécurité ni
l’aptitude au service.
3.7 Exigences particulières
Toutes les prescriptions particulières, relatives à l’exploitation, à la construction et à l’entretien, qui ne
sont pas couvertes par les paragraphes 3.6.1 à 3.6.5 et qui sont susceptibles d’affecter la sécurité de la
structure, doivent être spécifiées avec les conditions d’environnement associées.
II convient de spécifier les conditions d’environnement limites qui sont spécifiques à certains types
d’activités. Cela s’appliquera normalement à des structures flottantes (par exemple conditions
d’environnement limites pour un tirant d’eau donné) ou des structures auto-élévatrices (par exemple les
conditions d’environnement limites lorsque l’appareil est à son débordement maximum).
3.8 Position et orientation
L’emplacement du site et l’orientation de la structure doivent être spécifiés. En ce qui concerne les
structures déplaçables, il convient d’indiquer la gamme des conditions d’environnement limites, des
profondeurs d’eau et des caractéristiques du sol.
II convient de déterminer, au plus tôt, la position de la structure en latitude et en longitude afin de
pouvoir définir convenablement les conditions d’environnement et les caractéristiques du sol.
NOTE - L’orientation de la structure est definie par sa position dans un plan rapporté à une direction fixe telle que
le nord vrai. L’orientation est normalement régie par la direction des vents et des courants marins dominants, ainsi
que par les prescriptions applicables en matière de sécurité et d’exploitation.
3.9 Configuration de la structure
3.9.1 Généralités
Le type de structure doit être choisi de sorte que la structure primaire soit en mesure d’assurer une
intégrité structurale adéquate pendant l’utilisation normale et après des événements spécifiés
provoquant des actions. Le choix des matériaux, la conception des détails, la méthode de construction
et le contrôle de la qualité peuvent avoir un effet sur l’intégrité de la structure.

IS0138194:1995(F)
@ ISO
3.9.2 Cote du pont
La superstructure doit normalement avoir une garde suffisante par rapport à la crête des vagues de
projet. Toute structure ou canalisation ayant une garde insuffisante doit être conçue en tenant compte
des sollicitations causées par les vagues et les courants. Cette prescription ne s’applique pas
obligatoirement aux structures et aux éléments mineurs.
La cote du pont et la garde d’air doivent être déterminées en tenant compte des valeurs des paramètres
ci-dessous et des incertitudes concernant ces paramètres, autant que nécessaire:
a) profondeur d’eau ;
b) marées et surélévations ;
c) hauteur des crêtes de vagues extrêmes ;
d) interactions entre vagues et structure ;
e) mouvement et tirant d’eau de la structure ;
f) tassements et inclinaisons initiaux et à long terme, et
g) subsidence.
3.9.3 Zone de marnage
L’étendue de la zone de marnage doit être déterminée en tenant compte du niveau de la plate-forme,
des mouvements des supports flottants, de l’amplitude des marées, des crêtes et des creux de vagues.
En ce qui concerne les structures flottantes ayant un tirant d’eau réglable, la zone de marnage doit être
déterminée par rapport aux tirants d’eau extrêmes prévus.
NOTE - La zone de marnage représente la partie d’une structure qui est alternativement exposée à l’air et
immergée. La zone de marnage est importante pour ce qui concerne l’inspection et l’entretien et peut avoir une
influence sur l’étude de la résistance à la corrosion et à la fatigue.
3.9.4 Systèmes de maintien à poste
Les structures flottantes doivent être munies d’un système de maintien à poste qui peut être passif, actif,
ou les deux à la fois.
Le système de maintien à poste doit être conçu de manière à garder une position de référence adéquate
et à fournir une commande directionnelle lorsque l’orientation constitue un facteur important pour la
sécurité et l’exploitation.
Les systèmes passifs de tenue à poste peuvent comprendre des systèmes d’amarrage à lignes
caténaires, à flotteurs de rappel’ à jambes articulées, ou à lignes tendues. Les systèmes actifs peuvent
comprendre des systèmes de positionnement dynamique par propulseurs ou des systèmes d’ancrage à
lignes caténaires avec contrôle de tension.
ISO13819-1:1995(F) 0 ISO
II est possible de concevoir un système d’ancrage pour structures flottantes, qui soit déconnectable pour
atténuer les effets des tempêtes sévères, à condition que la déconnexion puisse être accomplie de
manière contrôlée, sans (1) compromettre la sécurité du personnel à bord de la structure ou présent à
bord d’une infrastructure voisine, ni (2) engendrer des risques excessifs pour l’environnement. Lorsque
l’unité est déconnectée d’autres normes peuvent alors s’appliquer.
3.9.5 Compartimentage des structures
II est habituellement nécessaire de subdiviser en compartiments les structures flottantes ou les
structures pour lesquelles la flottabilité est importante, afin de limiter les conséquences d’un
envahissement accidentel (voir 4.15).
Lors de la définition du compartimentage, il convient de considérer les conditions particulières et les
mesures de protection, qui peuvent servir à éviter l’envahissement. Un nombre réduit de compartiments
peut être justifié, à condition que la flottabilité ne soit nécessaire que dans des phases provisoires ou
que les conséquences de l’envahissement n’affectent que de façon mineure la fiabilité générale.
3.10 Conditions d’environnement
3.10.1 Informations météorologiques et océanographiques
Les phénomènes, dont les listes sont fournies en 3.1OA. à 3.10.18, doivent être pris en compte lors de
la conception, lorsqu’ils concernent la région.
Ils doivent être décrits par des caractéristiques physiques et, quand elles sont disponibles par des
II convient également de définir les situations où différents paramètres
résultats statistiques.
interviennent simultanément, et quand les informations adéquates sont disponibles des conditions
d’environnement de projet doivent être établies en tenant compte:
a) du type de structure en cours d’étude ;
b) de la phase de développement (par exemple construction, transport, installation, forage,
production, etc.); et
c) de l’état limite considéré.
Habituellement, il faut établir deux ensembles de conditions qui tiennent compte:
a) des conditions météorologiques et océanographiques normales, supposées se reproduire
fréquemment durant la vie de la structure. Ces conditions sont nécessaires pour programmer des
opérations effectuées sur le terrain, telles que l’installation’ et pour définir les actions dues à
l’environnement, associées à des vérifications pour des opérations et des utilisations particulières ;
b) des conditions météorologiques et océanographiques extrêmes qui se reproduisent avec une
période de retour donnée.
II convient de déterminer les paramètres météorologiques et océanographiques extrêmes, normaux et
autres, à partir de mesures réelles effectuées sur le site ou par les résultats de modèles de calcu
appropriés et validés, telles que celles obtenues à partir de modèles de prévision.
NOTES
1 Les actions de l’environnement sont généralement déduites des conditions d’environnement de projet. Le: 5
conditions d’environnement extrêmes ont habituellement une période de retour choisie pour la situation en service
sur site (voir 7.2.1). Une autre façon de définir l’action associee aux conditions d’environnement extrêmes est de
prendre l’action ayant la période de retour choisie, s’il existe des données adéquates, en tenant compte des
IS013819=1:1995(F)
@ ISO
possibilités que les conditions météorologiques et océanographiques extrêmes se produisent simultanément ou non
sur le site, et de plus a condition de choisir les coefficients partiels en conséquence.
2 La réponse de la structure aux actions générées par l’environnement est normalement étudiée pour un
ensemble de combinaisons possibles des paramètres d’environnement. II faut porter une attention particulière a la
proximité entre la période de houle et les périodes propres de mouvement ou de vibration de la structure. Par
exemple, pour deux états de mer différents, mais ayant la même fréquence d’apparition, il est possible que l’état de
la mer ayant des hauteurs de vagues plus faibles, mais une période associée plus longue ou plus courte, soumette
certains composants a des actions plus sévères.
Les structures souples ou flottantes sont généralement sensibles a un plus grand nombre de paramétres
d’environnement que les structures fixes ou les ouvrages posés au fond de la mer, car les effets dynamiques seront
plus importants pour ces structures.
3 Normalement, on prête attention a des problèmes spécifiques, tels que l’accord entre la longueur d’onde de la
houle et une dimension caractéristique de la structure (par exemple, (1) la distance entre les jambes principales des
structures gravitaires ou des structures semi-submersibles, ou (2) la longueur de la coque d’une barge).
3.10.1.1 Vent
Les actions générées par le vent, lorsqu’il agit sur une structure, doivent être considérées à la fois pour
l’étude d’ensemble et pour les études locales. II est nécessaire d’établir des informations concernant la
vitesse, la direction et la durée du vent spécifiques sur le site.
Le vent est habituellement caractérisé par la valeur moyenne de sa vitesse pendant un intervalle de
temps donné et à une altitude donnée au-dessus du niveau moyen de la mer. Dans des cas spécifiques
(par exemple, la conception de structures flexibles telles que des torchères ou des structures souples
ayant des périodes propres importantes), le contenu fréquentiel est important et il convient d’en tenir
compte.
II convient également d’étudier la variabilité en fonction de l’altitude et la cohérence spatiale.
Généralement, la vitesse du vent soutenu, au moment où se produisent les actions extrêmes dues aux
NOTE -
vagues, est utilisée pour l’analyse d’ensemble, conjointement aux actions de la houle. On utilise des conditions de
rafales maximales pendant la tempête de projet, pour concevoir les superstructures et les éléments pris
individuellement.
3.10.1.2. Vagues
Les actions dues aux vagues, lorsqu’elles agissent sur une structure, doivent être considérées à la fois
pour l’étude d’ensemble et les études locales. II est nécessaire d’établir des informations spécifiques qui
tiennent compte:
a) des caractéristiques des états de mer, en termes de hauteur de vagues, de période, de durée, de
directions et de spectres, et ’
b) des statistiques à I ong terme de ces caractéristiques.
3.10.1.3 Profondeur d’eau et variations de niveaux
La profondeur d’eau doit être spécifiée. II est également nécessaire de spécifier les valeurs des marées
hautes et des marées basses, et des surélévations de tempêtes positives et négatives.
La possibilité de subsidence du sol doit être également prise en compte lors de la détermination de la
profondeur d’eau.
ISO13819-1:1995(F) @ ISO
3.10.1.4 Courants
Les phénomènes tels que les courants de marées, les courants causés par le vent, les courants
océaniques, les courants de boucle et les courants de remous seront pris en compte lorsqu’applicables.
Les courants doivent être décrits par leur vitesse (amplitude et direction), par leur variabilité en fonction
de la profondeur et par leur persistance.
II convient également de prendre en compte le déplacement de liquide provoqué par les ondes internes.
NOTE - Les courants océaniques sont régis par des forces à l’échelle planétaire. Les courants de boucle sont
associés aux trajets des principaux courants marins, lorsqu’ils rencontrent les masses des terres, tel par exemple,
le courant de boucle du Golfe du Mexique. Les courants de remous sont des courants de circulation à échelle
intermédiaire provenant des courants de boucle ou autres courants de circulation majeurs. Les courants de remous
persistent pendant plusieurs mois ou plus. Les vagues internes sont des ondes de propagation qui peuvent se
produire à l’interface entre des couches de fluides ayant des densités différentes.
3.10.1.5 Concrétions marines
Les concrétions marines doivent être prises en compte et définies par leur épaisseur, leur rugosité, leur
densité et leur variation en fonction de la profondeur.
La conception peut s’appuyer sur des nettoyages périodiques des concrétions marines ou des systèmes
antisalissures. Si de telles hypothèses sont utilisées, il convient de les documenter et de définir le
programme de nettoyage pendant toute la durée de vie de l’installation. II convient de spécifier les
conséquences de la non-application de ce programme.
Dans la plupart des zones marines, des concrétions marines se produisent sur les éléments immergés
NOTE -
des plates-formes. Les concrétions marines augmentent la rugosité de la surface des éléments, leur diamètre et
leur masse, ce qui modifie les actions causées par les vagues, les séismes et les déplacements structuraux.
3.10.1.6 Glace et neige
L’accumulation de glace et de neige doit être prise en compte, lorsque cela est applicable à la région
considérée. On doit définir l’accumulation de neige sur des surfaces horizontales et verticales (épaisseur
et densité). On doit également spécifier le vent, les vagues et le courant maximaux à prendre en compte
simultanément. En outre, on doit tenir compte d’une éventuelle accumulation de glace due aux embruns,
à la pluie ou au brouillard.
La présence de glace sous forme de plaques et d’icebergs doit être prise en compte, lorsque cela est
applicable.
3.10.1.7 Températures
On doit définir les températures maximales, moyennes et minimales de l’air et de la mer au niveau du
site, lorsque les températures sont susceptibles d’influencer la conception de la structure.
NOTE - Les températures de l’air et de la mer peuvent affecter les caractéristiques des matériaux.
3.10.1.8 Autres informations météorologiques et océanographiques
Lorsque cela est applicable, on doit définir d’autres informations relatives à l’environnement, telles que
des informations concernant les précipitations, le brouillard, le refroidissement dû au vent, la variabilité
de la densité et de la teneur en oxygène de l’eau de mer.

IS013819=1:1995(F)
@ ISO
3.10.2 Processus géologiques actifs
La nature, l’amplitude et les périodes de récurrence des déplacements potentiels du sol marin doivent
être évaluées par (1) étude et analyse du site, ou (2) par des essais sur modèles. On doit documenter le
comportement du sol marin et son influence sur l’intégrité générale de la structure et de ses fondations.
Il convient d’inclure dans les renseignements fournis des éléments d’information tels que le gel
permanent (permafrost) dans les régions froides, le risque de subsidence.
NOTE - Dans la plupart des zones marines, les processus géologiques associés au déplacement des sédiments a
proximité de la surface peuvent se produire dans la vie des plates-formes. En raison de l’incertitude associée a la
définition de ces processus, une approche paramétrique peut s’avérer utile pour la détermination des critères de
calcul.
Séismes
3.10.2.1
Les actions résultant d’une activité séismique doivent être prises en compte lors de la conception des
structures, lorsque ces structures sont prévues pour être installées dans des régions actives au point de
vue séismique.
On peut déterminer le risque d’une secousse sismique à partir de précédents enregistrements de
l’activité sismique, concernant tant l’intensité que la probabilité de l’événement. Si les données
disponibles sont insuffisantes’ la séismicité peut être déterminée par des études spécifiques et détaillées
du site. II convient que ces études comprennent (1) la séismotectonique et la caractérisation du site, y
compris la position des éventuelles failles à l’origine des séismes et I’historique de ces failles, si de telles
informations sont disponibles, (2) l’évaluation des risques d’exposition à des secousses séismiques, y
compris des probabilités d’événements à long terme, (3) la caractérisation du mouvement du sol, y
compris son atténuation, et (4) la spécification des valeurs de calcul du mouvement de sol.
3.10.2.2 Failles
L’implantation d’installations à proximité immédiate de failles doit être évitée, dans toute la mesure du
possible. Si l’implantation à proximité de formations potentiellement actives ne peut être évitée, l’échelle
d’amplitude et de temps des mouvements prévus doit être évaluée sur la base d’une étude géologique
et il doit être démontré que ces mouvements du sol entraînent des conséquences acceptables et/ou un
faible taux de probabilité.
NOTE - Dans certaines zones marines, des failles peuvent s’étendre jusqu’au sol marin, avec un risque de
glissement vertical ou horizontal. Le glissement d’une faille peut se produire suite a une activité sismique, au
prélèvement de fluides dans des réservoirs installes en profondeur, ou a un mouvement du sol a long terme, lié à la
sédimentation ou a l’érosion a grande échelle.
3.10.2.3 Gaz présents à faible profondeur
La détermination de la présence de gaz à faible profondeur doit être effectuée en tant que partie
intégrante des études spécifiques du site.
NOTE - La présence de gaz biogènes ou de gaz pétrogènes dans l’eau interstitielle des sols marins situés à
proximité de la surface, peut affecter sérieusement le comportement des fondations ainsi que les opérations de
forage. La présence de gaz a faible profondeur peut être déterminée a l’aide de mesures sismiques effectuées dans
les couches supérieures du sol marin.

IS013819=1:1995(F) @ ISO
3.10.3 Informations géotechniques
3.10.3.1 Propriétés des sols
On doit effectuer une étude du site afin de déterminer les différentes couches du sol, leurs propriétés
physiques et techniques, ainsi que les risques potentiels qu’elles représentent pour la structure.
Les études du site doivent fournir des informations adéquates pour caractériser les propriétés du sol sur
toute la profondeur et toute la surface qui affecteront les fondations de la structure ou qui seront
affectées par ces dernières.
II est recommandé que les études du site comprennent un ou plusieurs sondages du sol afin d’obtenir
des échantillons etlou des résultats d’essais effectués in situ, qui serviront à définir les propriétés
techniques du sol marin, sur le site de la plate-forme. Le nombre et la profondeur des sondages
dépendent de la variabilité du sol au voisinage du site, de la configuration de la plate-forme et des
actions prévues.
Des reconnaissances géophysiques doivent être normalement incluses dans les études du site. Ces
reconnaissances sont habituellement réalisées avant les sondages. Afin de définir les paramètres de
calcul requis pour la fondation, il convient d’analyser les résultats obtenus au cours des études, en les
considérant conjointement aux caractéristiques géologiques à faible profondeur de la région.
Dans la mesure du possible, il convient de définir le programme de sondage du sol et d’essais, après
analyse des résultats géophysiques.
NOTE - Les études antérieures du site et l’expérience acquise sur le terrain peuvent réduire, voire supprimer, le
nombre et l’étendue des observations ou des études requises pour des structures supplémentaires.
Instabilité du sol marin
3.10.3.2
Les études du site dans des zones potentiellement instables doivent être axées (1) sur l’identification de
structures géologiques métastables aux alentours du site et (2) sur la définition des propriétés
géotechniques requises pour la modélisation et l’évaluation des mouvements du sol marin.
NOTE - Les mouvements du sol marin peuvent être causés par les pressions des vagues océaniques, les
séismes, le poids propre du sol, ou par une combinaison de ces phénomènes. Il est possible que des sédiments
insuffisamment consolidés s’avèrent instables lorsqu’ils sont déposés à faible profondeur sur des pentes à très forte
inclinaison. Des séismes peuvent provoquer l’écroulement des pentes du sol marin qui sont normalement stables
lorsqu’elles sont soumises au poids des masses existantes et aux conditions de la houle.
3.10.3.3 Affouillement
La présence d’un affouillement éventuel doit être prise en compte lors de la conception. L’étendue de
l’affouillement doit être déterminée (1) en se fondant sur des documents antérieurs relatifs à des sites
présentant des caractéristiques similaires du sol marin, (2) à partir d’essais sur modèles; ou (3) à partir
de calculs validés par des essais sur prototypes ou sur modèles.
NOTE - Un affouillement est un creusement des sols du fond marin, par les vagues et les courants. Une telle
érosion peut résulter d’un processus géologique, ou peut être causée par des éléments structuraux qui interrompent
l’écoulement naturel des fluides a proximité du sol marin.
3.11 Construction
II est nécessaire de prendre en compte toutes les activités et opérations requises pour la construction, y
compris, selon le cas applicable, la fabrication, le chargement, le transport, l’installation et la fixation en
place de la structure. Les prescriptions de calcul doivent être établies en tenant compte du type de
ISOl3819-1:1995(F)
0 ISO
structure et de son emplacement, des conditions d’environnement, des équipements de construction,
ainsi que de la nature et de la durée des travaux de construction.
3.12 Abandon ou enlèvement
II convient, lors de la phase d’études, de tenir compte des prescriptions relatives à l’abandon ou à
l’enlèvement de la structure à la fin de la vie en service.
4 Principes de calcul aux états limites
4.1 États limites
Les performances de la structure ou d’une partie de la structure doivent être définies par référence à un
ensemble spécifié d’états limites, au-delà desquels la structure ne satisfait plus aux prescriptions pour
lesquelles elle a été conçue.
4.1 .l Catégories d’états limites
Les états limites sont classés dans les quatre catégories décrites ci-dessous, qui à leur tour, peuvent
être subdivisées:
a) les états limites ultimes, qui correspondent généralement à la résistance maximale aux actions
appliquées ;
b) les états limites de service, qui correspondent aux critères relatifs à l’utilisation normale ;
c) les états limites de fatigue, qui correspondent à l’effet cumulé des actions répétées ; et
d) les états limites de détériorations accidentelles, qui correspondent à la situation dans laquelle la
détérioration des éléments est due à un événement accidentel.
4.1.2 États limites ultimes (ULS)
Les exemples ci-dessous correspondent à des états limites ultimes:
a) perte d’équilibre statique de la structure ou d’une partie de la structure, considérée comme un
corps rigide (par exemple renversement ou chavirement) ;
b) rupture d’éléments critiques de la structure, causée par un dépassement de la résistance à la
rupture (elle-même réduite, dans certains cas, par des actions répétées), ou la déformation ultime du
matériau ;
c) transformation de la structure en un mécanisme (effondrement ou déformation excessive);
d) perte de stabilité structurale (flambage, etc.) ;
e) perte de tenue à poste (dérive libre, etc.) ;
f) naufrage.
IS0138194:1995(F)
@ ISO
4.1.3 États limites de service (SLS)
Les exemples ci-dessous correspondent à des états limites de service:
a) déformations ou mouvements qui affectent l’utilisation normale d’éléments structuraux ou non
structuraux ;
b) vibrations excessives, génératrices d’inconfort ou affectant des éléments non structuraux ou des
équipements (particulièrement, en cas de résonance) ;
c) dommage local (y compris la fissuration) qui réduit la durabilité d’une structure ou affecte la tenue
d’éléments structuraux ou non structuraux ;
d) corrosion qui réduit la durabilité de la structure et affecte les propriétés et les paramètres
géométriques d’éléments structuraux ou non structuraux ; et
e) mouvements qui dépassent les possibilités des équipements.
Pour éviter d’atteindre les états limites de service par le dimensionnement de la structure, il est souvent
nécessaire de décrire les déformations, les accélérations, les largeurs de fissure acceptables, etc., par
une ou plusieurs valeurs limites (C) (voir . .
7 1)
4.1.4 États limites de fatigue (FLS)
Les états limites de fatigue se rapportent à une accumulation de détériorations dues à des actions
répétées.
4.1.5 États limites de détériorations accidentelles (ALS)
Le contrôle des états limites de détériorations accidentelles permet de vérifier qu’un endommagement
local ou un envahissement n’entraînent pas une perte totale de l’intégrité ou des performances de la
structure.
NOTE - Le but de cet état limite est de s’assurer que la structure est en mesure de tolérer les détériorations dues
à des événements accidentels spécifiés et qu’elle est, de ce fait, en mesure de garantir l’intégrité de la structure
pendant une période suffisante dans des conditions d’environnement déterminées, afin de permettre l’évacuation en
toute sécurité.
4.2 Calculs
4.2.1 Règles générales
Tous les états limites concernés doivent être pris en compte dans le projet. Il convient d’établir un
modèle de calcul qui permettra de traiter chaque état limite concerné. II est recommandé que cemodèle
contienne des variables appropriées pour tenir compte (1) des incertitudes relatives aux actions, (2) de
la réponse de la structure dans son ensemble, (3) du comportement des éléments individuels de la
structure et (4) de l’effet sur l’environnement.
Toutefois, il convient que le raffinement dan
...

NORME
INTERNATIONALE 13819-I
Première édition
1995-12-01
Industrie du pétrole et du gaz naturel -
Structures en mer -
Partie 1:
Exigences générales
Petroleum and natural gas industries - Offshore structures -
Part 1: General requirements
Numéro de référence
Sommaire
iv
............................................................................................................................
Introduction
Domaine d’application .
2 Définitions .
......................................................................... 3
3 Exigences et conditions générales
....................................................................... 13
4 Principes de calcul aux états limites
..................................................................................................... 15
5 Variables de base
........................................................................................ 18
6 Analyses, calcul et essais
Format de calcul aux coefficients partiels . 20
Contrôle de la qualité .
Évaluation des structures existantes .
Annexe
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A
0 ISO 1995
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
@ ISO ISO 13819-1:1995(F)
Avant-propos
LIS0 (Organisation internationale de normalisation) est une
fédération mondiale d’organismes nationaux de normalisation
(comités membres de I’ISO). L’élaboration des Normes
internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO.
Chaque comité membre, intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations
internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec I’ISO, participent également aux travaux. L’ISO
collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation
électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités
techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 138194 a été élaborée par le comité
technique ISO/TC 67, Matériel, équipement et sfructures en mer
pour les indusfries du pétrole ef du gaz naturel, sous-comité SC 7,
Sfrucfures en mer.
L’ISO 13819 comprendra les parties suivantes, présentées sous le
titre général Industries du pétrole et du gaz naturel - Structures en
mer
- Partie 1: Exigences générales
- Partie 2: Structures fixes en acier
- Partie 3: Structures fixes en béfon
- Partie 4: Structures floffanfes
- Partie 5: Sfrucfures fixes en environnemenf glaciaire
- Partie 6: Qualification des plates-formes mobiles de forage
(MODU) pour des sifes particuliers
L’annexe A de la présente partie de I’ISO 13819 est donnée
uniquement à titre d’information.
. . .
III
0 ISO ISO 13819-1:1995(F)
Introduction
II est important de savoir que l’intégrité de la construction est un
concept général qui comprend les modèles servant à décrire les
actions, les analyses structurales, les règles de conception, les
aspects liés à la sécurité, à la fabrication, ainsi que les procédures
et les exigences de contrôle de la qualité, sans perdre de vue
l’interdépendance qui existe entre ces divers éléments. La
modification d’un aspect isolé du projet peut perturber la fiabilité
intrinsèque à la conception générale ou au type de structure. Par
conséquent, les effets d’ensemble des modifications doivent être
considérés par rapport à la fiabilité d’ensemble de tous les
systèmes de construction des structures en mer.
La Norme internationale ISO 13819 constitue une base commune
concernant les exigences et les évaluations de conception de
toutes les structures en mer utilisées par les industries du pétrole et
du gaz naturel dans le monde. Le but de I’ISO 13819 est d’obtenir,
par son application, des niveaux de fiabilité appropriés aux
structures en mer habitées ou non, quelle que soit la nature ou la
combinaison des matériaux utilisés.
L’ISO 13819 vise à permettre un choix étendu de configurations de
construction, de matériaux et de techniques autorisant l’intégration
des progrès technologiques, sans faire obstacle à l’innovation. II
est, par conséquent, nécessaire de l’appliquer à la lumière d’un
jugement technique avisé.
L’ISO 13819-l s’applique aux structures en mer et est conforme
aux principes de I’ISO 2394:1986, Principes généraux de /a fiabilifé
des constructions. Elle comporte, lorsque cela est approprié, des
dispositions supplémentaires spécifiques aux constructions en mer.

NORME INTERNATIONALE o ISO ISO13819-1:1995(F)
Industrie du pétrole et du gaz naturel - Structures en mer -
Partie 1:
Exigences générales
1 Domaine d’application
L’ISO 13819-l prescrit les principes généraux régissant le calcul et l’évaluation de structures soumises à
des types d’actions connus ou prévisibles. Les principes énoncés sont applicables à travers e monde.
Les principes généraux sont applicables à tous les types de constructions en mer, y compris les
structures prenant appui sur le fond marin et les structures flottantes.
Les principes généraux sont applicables à tous les types de matériaux utilisés, y camp -is l’acier, le
béton, l’aluminium, etc.
La norme est applicable à l’étude de structures complètes, y compris les sous-structures, les
superstructures, les coques, les fondations et les systèmes d’amarrage.
La Norme spécifie des principes de conception qui s’appliquent également aux étapes successives de la
construction (c’est-à-dire à la fabrication, au transport et à l’installation), à l’utilisation de la structure
pendant sa durée de vie escomptée, et à son abandon. Généralement, les principes sont également
applicables à la réévaluation ou à la modification des structures existantes. Les aspects liés au contrôle
de qualité sont également traités dans cette norme.
NOTE - Le terme “action” a été introduit dans la terminologie ISO pour couvrir les effets provoqués par une
déformation imposée ainsi que les charges. Le terme “charge”, qui prévaut dans certains pays, peut être
généralement utilisé comme ayant essentiellement la même signification que le terme “action”. II a été souvent
employé, dans le passé, pour désigner uniquement les actions directes (voir 52.1).
2 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 13819, les définitions suivantes s’appliquent.
21 . garde d’air
Marge entre le niveau le plus élevé de l’eau, susceptible d’être rencontré dans des conditions
d’environnement extrêmes et le dessous du pont.
22 . structure souple
Structure qui est suffisamment souple pour que les charges dynamiques latérales qui lui sont appliquées
puissent être équilibrées en grande partie par les forces d’inertie.

ISO13819-1:1995(F) 0 ISO
. aptitude à l’usage
Condition d’une structure conforme à l’esprit de la présente Norme, sans être pour autant conforme à
toutes les dispositions de cette norme pour ce qui est de certaines zones locales, de sorte qu’une
défaillance dans ces zones n’entraîne pas de risques inacceptables présentant un danger pour la vie ou
pour l’environnement.
.
24 structure fixe
sur le fond de la mer et qui transfère au fond marin toutes les charges qui lui
Structure qui prend appui
sont appliquées.
25 . structure auto-élévatrice
Unité mobile, qui est déplaçable d’un site à un autre et qui est posée sur le fond, lorsqu’elle est en
opération. La structure auto-élévatrice est installée en position de fonctionnement en descendant ses
jambes jusqu’à ce qu’elles viennent prendre appui sur le fond, puis en soulevant la coque jusqu’à la
hauteur requise.
26 . période de retour
Temps moyen (habituellement exprimé en années) entre l’apparition d’événements ou d’actions ayant
au moins la grandeur spécifiée.
27 . colonne montante
Canalisation reliant les installations ou tuyautages situés dans la superstructure aux installations ou aux
canalisations sous-marines.
28 . structure semi-submersible
Structure flottante qui peut être déplacée. Une structure semi-submersible se compose normalement
d’un pont supporté par plusieurs colonnes de grand diamètre, largement espacées entre elles et fixées à
des flotteurs immergés.
29 . plate-forme à lignes tendues
Structure flottante qui est ancrée au fond par des tendons verticaux.
2.10 tube conducteur
Canalisation tubulaire qui monte depuis le fond marin (ou en dessous) et qui contient les tubes de
cuvelage qui se prolongent dans le réservoir de pétrole.

ISOi3819-1:1995(F)
@ ISO
Exigences et conditions générales
NOTE - Les exigences et les conditions stipulées dans la présente section définissent l’objectif du projet. Les
critères permettant aux concepteurs et aux constructeurs d’atteindre cet objectif sont indiqués tout au long de la
présente Norme internationale. Cependant, des événements imprévus qui font qu’une structure n’atteint pas ses
objectifs pendant sa durée de vie en exploitation n’implique pas nécessairement que la structure n’est pas conforme
aux exigences de la présente norme.
31 . Prescriptions fondamentales
Une structure et ses éléments structuraux doivent être conçus, construits et entretenus de manière à
être adapté à son usage. Ils doivent, en particulier et avec des niveaux de fiabilité appropriés, satisfaire
aux exigences suivantes:
a) Ils doivent supporter toutes les charges auxquelles ils sont susceptibles d’être soumis pendant leur
exécution et leur utilisation prévue (prescription d’état limite ultime).
b) Ils doivent se comporter convenablement sous toutes les charges prévues (prescription d’état
limite de service).
c) Ils ne doivent pas être endommagés lorsqu’ils sont sollicités par des charges répétées (état limite
de fatigue).
d) En cas de dangers (accidents ou événements imprévus), ils ne doivent pas subir de dégâts dont
l’ampleur serait disproportionnée par rapport à la cause qui en serait l’origine (état limite accidentel).
e) Les niveaux de fiabilité appropriés’peuvent dépendre des facteurs suivants:
- la cause et le mode de ruine
- les conséquences éventuelles de la ruine en termes de risques pour les vies humaines,
l’environnement et les biens
- le niveau d’effort et de dépenses nécessaire à la réduction du risque de ruine
- les différentes prescriptions nationales, régionales ou locales.
Le but de la présente norme est de fournir des critères qui permettront de satisfaire aux prescriptions
mentionnées ci-dessus, pendant la durée de vie de la structure.
Une structure conçue et réalisée conformément à la présente norme est supposée être conforme aux
prescriptions mentionnées ci-dessus.
32 . Durabilité, entretien et inspection
La durabilité de la structure dans son environnement doit être telle que l’état général de la structure soit
maintenu à un niveau acceptable pendant toute sa durée de vie.
L’entretien doit comprendre la réalisation d’inspections périodiques, ou d’inspections effectuées dans
des circonstances particulières (par exemple, après un séisme ou autre effet sévère de
l’environnement), la maintenance des systèmes de protection et la réparation d’éléments structuraux.
IS0138194:1995(F)
0 ISO
La durabilité doit être assurée:
a) soit par un prograr lme d’entretien,
7 de sorte que la détérioration ne compromette pas l’état de la structure dans les
b) soit par conceptior
zones où la structure ne peut pas être entretenue ou n’est pas prévue pour être entretenue.
Dans le premier cas, I a structure doit être conçue et construite de sorte qu’aucune détérioration
significative ne puisse se produire pendant les intervalles de temps prévus entre les inspections. La
nécessité d’accéder, à des fins d’inspection, aux parties concernées de la structure - sans que cela
exige un démontage exagérément compliqué - doit être considérée lors de la phase de conception de
la structure. II est possible de réduire ou d’éviter la détérioration en prévoyant un système de protection
convenable.
Le taux de détérioration peut être évalué en se fondant sur des calculs, sur des études expérimentales,
sur l’expérience acquise avec d’autres structures, ou sur une combinaison de ces derniers.
L’intégrité de la structure, son aptitude au service pendant la durée d’utilisation prévue et sa durabilité ne
NOTE -
résultent pas uniquement des calculs, mais également du contrôle de la qualité assuré pendant la fabrication et la
surveillance sur le site, ainsi que de la manière dont la structure est utilisée et entretenue.
33 . Dangers
3.3.1 Généralités
II est nécessaire de tenir compte de situations dangereuses qui, à elles seules ou en combinaison avec
des conditions normales, sont susceptibles d’entraîner un dépassement des états limites de service ou
des états limites ultimes.
Les dangers auxquels la structure et ses éléments structuraux peuvent être exposés, peuvent être
causés par:
- une erreur due à un manque d’information, à des omissions, à des malentendus, etc.;
- les effets d’actions anormales ; ou
- une exploitation incorrecte, pouvant provoquer un incendie, une explosion, un chavirement, etc.
Les mesures prises pour faire face à ces dangers consistent principalement à:
a) assurer une planification soignée de toutes les phases de développement et d’exploitation ;
b) éviter les effets des dangers sur la structure, soit en éliminant leur cause, soit en trouvant un
moyen pour les contourner ou les pallier ;
c) en minimiser les conséquences ; ou
d) tenir compte des dangers lors de la conception.
Lorsqu’un danger spécifique doit être pris en considération, il est nécessaire de l’utiliser pour définir une
situation de projet (voir 4.2.2). La situation de projet examinée sera normalement dominée par une seule
circonstance dangereuse qui viendra s’ajouter aux conditions normales de fonctionnement prévues.
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3.3.2 Événements accidentels
II est nécessaire de considérer l’éventualité d’événements accidentels et de définir des critères
Les événements accidentels susceptibles de se produire
convenables, selon le cas approprié.
comprennent, par exemple, la collision d’un navire, la chute d’un objet, une explosion, un incendie ou un
envahissement involontaire. Il convient d’établir des exigences de calcul, en tenant compte des
conditions d’exploitation, ainsi que du type, de la fonction et de l’emplacement de la structure.
3.4 Bases d’études
Les influences liées à l’utilisation prévue de la structure et les conditions d’environnement doivent être
décrites en tant que situations de projet associées à l’utilisation normale de la structure. Les influences
apparaissant pendant la construction de la structure et les conditions d’environnement associées doivent
aussi être couvertes par des situations de projet appropriées (voir 4.2.2).
II est nécessaire de prendre en compte toutes les influences et conditions concernées, afin d’établir les
bases d’études de la structure. Les paragraphes 3.5 à 3.12 décrivent les principales influences et
conditions qu’il convient de prendre en compte pour établir les bases d’études des ouvrages en mer.
3.5 Exigences de service
II est nécessaire de spécifier les exigences de service et la durée d’utilisation prévue. La structure peut
être utilisée pour le forage, la production et le stockage des hydrocarbures, ainsi que pour le logement
du personnel, ou pour une autre fonction ou combinaison de fonctions.
3.6 Exigences d’exploitation
3.6.1 Personnel
Les effectifs prévus à bord doivent être spécifiés pour chaque phase de la vie de la structure.
3.6.2 Tubes conducteurs et colonnes montantes
Le nombre, l’emplacement, la taille, l’espacement et les conditions d’utilisation de tous les tubes
conducteurs et de toutes les colonnes montantes doivent être spécifiés et pris en compte lors de l’étude
de la structure. La conception et/ou l’implantation doivent assurer la protection des tubes conducteurs et
des colonnes montantes contre les détériorations accidentelles.
Lors de la conception, il convient de prévoir des dispositions visant à atténuer les effets des
détériorations accidentelles sur les tubes conducteurs et sur les colonnes montantes.
3.6.3 Implantations des équipements et du matériel
II est nécessaire de spécifier l’implantation des équipements et du matériel, ainsi que leurs poids ; leurs
centres de gravité et leur exposition aux sollicitations de l’environnement. II convient de tenir compte des
activités programmées pour le futur.
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3.6.4 Transfert du personnel et du matériel
Les plans relatifs au transfert du personnel et du matériel doivent être définis. Par exemple:
les types, les dimensions et les poids des hélicoptères,
a)
b) les types, les dimensions et les déplacements des navires de ravitaillement et autres navires de
service,
c) le nombre, les types, les dimensions et les emplacements des grues de bord et autres systèmes
de manutention,
d) l’évacuation programmée du personnel en cas d’urgence.
3.6.5 Mouvements et vibrations
Les structures et les parties de structures doivent être conçues de sorte que, dans des limites
spécifiées, les accélérations, les vitesses et les mouvements ne compromettent ni la sécurité ni
l’aptitude au service.
3.7 Exigences particulières
Toutes les prescriptions particulières, relatives à l’exploitation, à la construction et à l’entretien, qui ne
sont pas couvertes par les paragraphes 3.6.1 à 3.6.5 et qui sont susceptibles d’affecter la sécurité de la
structure, doivent être spécifiées avec les conditions d’environnement associées.
II convient de spécifier les conditions d’environnement limites qui sont spécifiques à certains types
d’activités. Cela s’appliquera normalement à des structures flottantes (par exemple conditions
d’environnement limites pour un tirant d’eau donné) ou des structures auto-élévatrices (par exemple les
conditions d’environnement limites lorsque l’appareil est à son débordement maximum).
3.8 Position et orientation
L’emplacement du site et l’orientation de la structure doivent être spécifiés. En ce qui concerne les
structures déplaçables, il convient d’indiquer la gamme des conditions d’environnement limites, des
profondeurs d’eau et des caractéristiques du sol.
II convient de déterminer, au plus tôt, la position de la structure en latitude et en longitude afin de
pouvoir définir convenablement les conditions d’environnement et les caractéristiques du sol.
NOTE - L’orientation de la structure est definie par sa position dans un plan rapporté à une direction fixe telle que
le nord vrai. L’orientation est normalement régie par la direction des vents et des courants marins dominants, ainsi
que par les prescriptions applicables en matière de sécurité et d’exploitation.
3.9 Configuration de la structure
3.9.1 Généralités
Le type de structure doit être choisi de sorte que la structure primaire soit en mesure d’assurer une
intégrité structurale adéquate pendant l’utilisation normale et après des événements spécifiés
provoquant des actions. Le choix des matériaux, la conception des détails, la méthode de construction
et le contrôle de la qualité peuvent avoir un effet sur l’intégrité de la structure.

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3.9.2 Cote du pont
La superstructure doit normalement avoir une garde suffisante par rapport à la crête des vagues de
projet. Toute structure ou canalisation ayant une garde insuffisante doit être conçue en tenant compte
des sollicitations causées par les vagues et les courants. Cette prescription ne s’applique pas
obligatoirement aux structures et aux éléments mineurs.
La cote du pont et la garde d’air doivent être déterminées en tenant compte des valeurs des paramètres
ci-dessous et des incertitudes concernant ces paramètres, autant que nécessaire:
a) profondeur d’eau ;
b) marées et surélévations ;
c) hauteur des crêtes de vagues extrêmes ;
d) interactions entre vagues et structure ;
e) mouvement et tirant d’eau de la structure ;
f) tassements et inclinaisons initiaux et à long terme, et
g) subsidence.
3.9.3 Zone de marnage
L’étendue de la zone de marnage doit être déterminée en tenant compte du niveau de la plate-forme,
des mouvements des supports flottants, de l’amplitude des marées, des crêtes et des creux de vagues.
En ce qui concerne les structures flottantes ayant un tirant d’eau réglable, la zone de marnage doit être
déterminée par rapport aux tirants d’eau extrêmes prévus.
NOTE - La zone de marnage représente la partie d’une structure qui est alternativement exposée à l’air et
immergée. La zone de marnage est importante pour ce qui concerne l’inspection et l’entretien et peut avoir une
influence sur l’étude de la résistance à la corrosion et à la fatigue.
3.9.4 Systèmes de maintien à poste
Les structures flottantes doivent être munies d’un système de maintien à poste qui peut être passif, actif,
ou les deux à la fois.
Le système de maintien à poste doit être conçu de manière à garder une position de référence adéquate
et à fournir une commande directionnelle lorsque l’orientation constitue un facteur important pour la
sécurité et l’exploitation.
Les systèmes passifs de tenue à poste peuvent comprendre des systèmes d’amarrage à lignes
caténaires, à flotteurs de rappel’ à jambes articulées, ou à lignes tendues. Les systèmes actifs peuvent
comprendre des systèmes de positionnement dynamique par propulseurs ou des systèmes d’ancrage à
lignes caténaires avec contrôle de tension.
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II est possible de concevoir un système d’ancrage pour structures flottantes, qui soit déconnectable pour
atténuer les effets des tempêtes sévères, à condition que la déconnexion puisse être accomplie de
manière contrôlée, sans (1) compromettre la sécurité du personnel à bord de la structure ou présent à
bord d’une infrastructure voisine, ni (2) engendrer des risques excessifs pour l’environnement. Lorsque
l’unité est déconnectée d’autres normes peuvent alors s’appliquer.
3.9.5 Compartimentage des structures
II est habituellement nécessaire de subdiviser en compartiments les structures flottantes ou les
structures pour lesquelles la flottabilité est importante, afin de limiter les conséquences d’un
envahissement accidentel (voir 4.15).
Lors de la définition du compartimentage, il convient de considérer les conditions particulières et les
mesures de protection, qui peuvent servir à éviter l’envahissement. Un nombre réduit de compartiments
peut être justifié, à condition que la flottabilité ne soit nécessaire que dans des phases provisoires ou
que les conséquences de l’envahissement n’affectent que de façon mineure la fiabilité générale.
3.10 Conditions d’environnement
3.10.1 Informations météorologiques et océanographiques
Les phénomènes, dont les listes sont fournies en 3.1OA. à 3.10.18, doivent être pris en compte lors de
la conception, lorsqu’ils concernent la région.
Ils doivent être décrits par des caractéristiques physiques et, quand elles sont disponibles par des
II convient également de définir les situations où différents paramètres
résultats statistiques.
interviennent simultanément, et quand les informations adéquates sont disponibles des conditions
d’environnement de projet doivent être établies en tenant compte:
a) du type de structure en cours d’étude ;
b) de la phase de développement (par exemple construction, transport, installation, forage,
production, etc.); et
c) de l’état limite considéré.
Habituellement, il faut établir deux ensembles de conditions qui tiennent compte:
a) des conditions météorologiques et océanographiques normales, supposées se reproduire
fréquemment durant la vie de la structure. Ces conditions sont nécessaires pour programmer des
opérations effectuées sur le terrain, telles que l’installation’ et pour définir les actions dues à
l’environnement, associées à des vérifications pour des opérations et des utilisations particulières ;
b) des conditions météorologiques et océanographiques extrêmes qui se reproduisent avec une
période de retour donnée.
II convient de déterminer les paramètres météorologiques et océanographiques extrêmes, normaux et
autres, à partir de mesures réelles effectuées sur le site ou par les résultats de modèles de calcu
appropriés et validés, telles que celles obtenues à partir de modèles de prévision.
NOTES
1 Les actions de l’environnement sont généralement déduites des conditions d’environnement de projet. Le: 5
conditions d’environnement extrêmes ont habituellement une période de retour choisie pour la situation en service
sur site (voir 7.2.1). Une autre façon de définir l’action associee aux conditions d’environnement extrêmes est de
prendre l’action ayant la période de retour choisie, s’il existe des données adéquates, en tenant compte des
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possibilités que les conditions météorologiques et océanographiques extrêmes se produisent simultanément ou non
sur le site, et de plus a condition de choisir les coefficients partiels en conséquence.
2 La réponse de la structure aux actions générées par l’environnement est normalement étudiée pour un
ensemble de combinaisons possibles des paramètres d’environnement. II faut porter une attention particulière a la
proximité entre la période de houle et les périodes propres de mouvement ou de vibration de la structure. Par
exemple, pour deux états de mer différents, mais ayant la même fréquence d’apparition, il est possible que l’état de
la mer ayant des hauteurs de vagues plus faibles, mais une période associée plus longue ou plus courte, soumette
certains composants a des actions plus sévères.
Les structures souples ou flottantes sont généralement sensibles a un plus grand nombre de paramétres
d’environnement que les structures fixes ou les ouvrages posés au fond de la mer, car les effets dynamiques seront
plus importants pour ces structures.
3 Normalement, on prête attention a des problèmes spécifiques, tels que l’accord entre la longueur d’onde de la
houle et une dimension caractéristique de la structure (par exemple, (1) la distance entre les jambes principales des
structures gravitaires ou des structures semi-submersibles, ou (2) la longueur de la coque d’une barge).
3.10.1.1 Vent
Les actions générées par le vent, lorsqu’il agit sur une structure, doivent être considérées à la fois pour
l’étude d’ensemble et pour les études locales. II est nécessaire d’établir des informations concernant la
vitesse, la direction et la durée du vent spécifiques sur le site.
Le vent est habituellement caractérisé par la valeur moyenne de sa vitesse pendant un intervalle de
temps donné et à une altitude donnée au-dessus du niveau moyen de la mer. Dans des cas spécifiques
(par exemple, la conception de structures flexibles telles que des torchères ou des structures souples
ayant des périodes propres importantes), le contenu fréquentiel est important et il convient d’en tenir
compte.
II convient également d’étudier la variabilité en fonction de l’altitude et la cohérence spatiale.
Généralement, la vitesse du vent soutenu, au moment où se produisent les actions extrêmes dues aux
NOTE -
vagues, est utilisée pour l’analyse d’ensemble, conjointement aux actions de la houle. On utilise des conditions de
rafales maximales pendant la tempête de projet, pour concevoir les superstructures et les éléments pris
individuellement.
3.10.1.2. Vagues
Les actions dues aux vagues, lorsqu’elles agissent sur une structure, doivent être considérées à la fois
pour l’étude d’ensemble et les études locales. II est nécessaire d’établir des informations spécifiques qui
tiennent compte:
a) des caractéristiques des états de mer, en termes de hauteur de vagues, de période, de durée, de
directions et de spectres, et ’
b) des statistiques à I ong terme de ces caractéristiques.
3.10.1.3 Profondeur d’eau et variations de niveaux
La profondeur d’eau doit être spécifiée. II est également nécessaire de spécifier les valeurs des marées
hautes et des marées basses, et des surélévations de tempêtes positives et négatives.
La possibilité de subsidence du sol doit être également prise en compte lors de la détermination de la
profondeur d’eau.
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3.10.1.4 Courants
Les phénomènes tels que les courants de marées, les courants causés par le vent, les courants
océaniques, les courants de boucle et les courants de remous seront pris en compte lorsqu’applicables.
Les courants doivent être décrits par leur vitesse (amplitude et direction), par leur variabilité en fonction
de la profondeur et par leur persistance.
II convient également de prendre en compte le déplacement de liquide provoqué par les ondes internes.
NOTE - Les courants océaniques sont régis par des forces à l’échelle planétaire. Les courants de boucle sont
associés aux trajets des principaux courants marins, lorsqu’ils rencontrent les masses des terres, tel par exemple,
le courant de boucle du Golfe du Mexique. Les courants de remous sont des courants de circulation à échelle
intermédiaire provenant des courants de boucle ou autres courants de circulation majeurs. Les courants de remous
persistent pendant plusieurs mois ou plus. Les vagues internes sont des ondes de propagation qui peuvent se
produire à l’interface entre des couches de fluides ayant des densités différentes.
3.10.1.5 Concrétions marines
Les concrétions marines doivent être prises en compte et définies par leur épaisseur, leur rugosité, leur
densité et leur variation en fonction de la profondeur.
La conception peut s’appuyer sur des nettoyages périodiques des concrétions marines ou des systèmes
antisalissures. Si de telles hypothèses sont utilisées, il convient de les documenter et de définir le
programme de nettoyage pendant toute la durée de vie de l’installation. II convient de spécifier les
conséquences de la non-application de ce programme.
Dans la plupart des zones marines, des concrétions marines se produisent sur les éléments immergés
NOTE -
des plates-formes. Les concrétions marines augmentent la rugosité de la surface des éléments, leur diamètre et
leur masse, ce qui modifie les actions causées par les vagues, les séismes et les déplacements structuraux.
3.10.1.6 Glace et neige
L’accumulation de glace et de neige doit être prise en compte, lorsque cela est applicable à la région
considérée. On doit définir l’accumulation de neige sur des surfaces horizontales et verticales (épaisseur
et densité). On doit également spécifier le vent, les vagues et le courant maximaux à prendre en compte
simultanément. En outre, on doit tenir compte d’une éventuelle accumulation de glace due aux embruns,
à la pluie ou au brouillard.
La présence de glace sous forme de plaques et d’icebergs doit être prise en compte, lorsque cela est
applicable.
3.10.1.7 Températures
On doit définir les températures maximales, moyennes et minimales de l’air et de la mer au niveau du
site, lorsque les températures sont susceptibles d’influencer la conception de la structure.
NOTE - Les températures de l’air et de la mer peuvent affecter les caractéristiques des matériaux.
3.10.1.8 Autres informations météorologiques et océanographiques
Lorsque cela est applicable, on doit définir d’autres informations relatives à l’environnement, telles que
des informations concernant les précipitations, le brouillard, le refroidissement dû au vent, la variabilité
de la densité et de la teneur en oxygène de l’eau de mer.

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3.10.2 Processus géologiques actifs
La nature, l’amplitude et les périodes de récurrence des déplacements potentiels du sol marin doivent
être évaluées par (1) étude et analyse du site, ou (2) par des essais sur modèles. On doit documenter le
comportement du sol marin et son influence sur l’intégrité générale de la structure et de ses fondations.
Il convient d’inclure dans les renseignements fournis des éléments d’information tels que le gel
permanent (permafrost) dans les régions froides, le risque de subsidence.
NOTE - Dans la plupart des zones marines, les processus géologiques associés au déplacement des sédiments a
proximité de la surface peuvent se produire dans la vie des plates-formes. En raison de l’incertitude associée a la
définition de ces processus, une approche paramétrique peut s’avérer utile pour la détermination des critères de
calcul.
Séismes
3.10.2.1
Les actions résultant d’une activité séismique doivent être prises en compte lors de la conception des
structures, lorsque ces structures sont prévues pour être installées dans des régions actives au point de
vue séismique.
On peut déterminer le risque d’une secousse sismique à partir de précédents enregistrements de
l’activité sismique, concernant tant l’intensité que la probabilité de l’événement. Si les données
disponibles sont insuffisantes’ la séismicité peut être déterminée par des études spécifiques et détaillées
du site. II convient que ces études comprennent (1) la séismotectonique et la caractérisation du site, y
compris la position des éventuelles failles à l’origine des séismes et I’historique de ces failles, si de telles
informations sont disponibles, (2) l’évaluation des risques d’exposition à des secousses séismiques, y
compris des probabilités d’événements à long terme, (3) la caractérisation du mouvement du sol, y
compris son atténuation, et (4) la spécification des valeurs de calcul du mouvement de sol.
3.10.2.2 Failles
L’implantation d’installations à proximité immédiate de failles doit être évitée, dans toute la mesure du
possible. Si l’implantation à proximité de formations potentiellement actives ne peut être évitée, l’échelle
d’amplitude et de temps des mouvements prévus doit être évaluée sur la base d’une étude géologique
et il doit être démontré que ces mouvements du sol entraînent des conséquences acceptables et/ou un
faible taux de probabilité.
NOTE - Dans certaines zones marines, des failles peuvent s’étendre jusqu’au sol marin, avec un risque de
glissement vertical ou horizontal. Le glissement d’une faille peut se produire suite a une activité sismique, au
prélèvement de fluides dans des réservoirs installes en profondeur, ou a un mouvement du sol a long terme, lié à la
sédimentation ou a l’érosion a grande échelle.
3.10.2.3 Gaz présents à faible profondeur
La détermination de la présence de gaz à faible profondeur doit être effectuée en tant que partie
intégrante des études spécifiques du site.
NOTE - La présence de gaz biogènes ou de gaz pétrogènes dans l’eau interstitielle des sols marins situés à
proximité de la surface, peut affecter sérieusement le comportement des fondations ainsi que les opérations de
forage. La présence de gaz a faible profondeur peut être déterminée a l’aide de mesures sismiques effectuées dans
les couches supérieures du sol marin.

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3.10.3 Informations géotechniques
3.10.3.1 Propriétés des sols
On doit effectuer une étude du site afin de déterminer les différentes couches du sol, leurs propriétés
physiques et techniques, ainsi que les risques potentiels qu’elles représentent pour la structure.
Les études du site doivent fournir des informations adéquates pour caractériser les propriétés du sol sur
toute la profondeur et toute la surface qui affecteront les fondations de la structure ou qui seront
affectées par ces dernières.
II est recommandé que les études du site comprennent un ou plusieurs sondages du sol afin d’obtenir
des échantillons etlou des résultats d’essais effectués in situ, qui serviront à définir les propriétés
techniques du sol marin, sur le site de la plate-forme. Le nombre et la profondeur des sondages
dépendent de la variabilité du sol au voisinage du site, de la configuration de la plate-forme et des
actions prévues.
Des reconnaissances géophysiques doivent être normalement incluses dans les études du site. Ces
reconnaissances sont habituellement réalisées avant les sondages. Afin de définir les paramètres de
calcul requis pour la fondation, il convient d’analyser les résultats obtenus au cours des études, en les
considérant conjointement aux caractéristiques géologiques à faible profondeur de la région.
Dans la mesure du possible, il convient de définir le programme de sondage du sol et d’essais, après
analyse des résultats géophysiques.
NOTE - Les études antérieures du site et l’expérience acquise sur le terrain peuvent réduire, voire supprimer, le
nombre et l’étendue des observations ou des études requises pour des structures supplémentaires.
Instabilité du sol marin
3.10.3.2
Les études du site dans des zones potentiellement instables doivent être axées (1) sur l’identification de
structures géologiques métastables aux alentours du site et (2) sur la définition des propriétés
géotechniques requises pour la modélisation et l’évaluation des mouvements du sol marin.
NOTE - Les mouvements du sol marin peuvent être causés par les pressions des vagues océaniques, les
séismes, le poids propre du sol, ou par une combinaison de ces phénomènes. Il est possible que des sédiments
insuffisamment consolidés s’avèrent instables lorsqu’ils sont déposés à faible profondeur sur des pentes à très forte
inclinaison. Des séismes peuvent provoquer l’écroulement des pentes du sol marin qui sont normalement stables
lorsqu’elles sont soumises au poids des masses existantes et aux conditions de la houle.
3.10.3.3 Affouillement
La présence d’un affouillement éventuel doit être prise en compte lors de la conception. L’étendue de
l’affouillement doit être déterminée (1) en se fondant sur des documents antérieurs relatifs à des sites
présentant des caractéristiques similaires du sol marin, (2) à partir d’essais sur modèles; ou (3) à partir
de calculs validés par des essais sur prototypes ou sur modèles.
NOTE - Un affouillement est un creusement des sols du fond marin, par les vagues et les courants. Une telle
érosion peut résulter d’un processus géologique, ou peut être causée par des éléments structuraux qui interrompent
l’écoulement naturel des fluides a proximité du sol marin.
3.11 Construction
II est nécessaire de prendre en compte toutes les activités et opérations requises pour la construction, y
compris, selon le cas applicable, la fabrication, le chargement, le transport, l’installation et la fixation en
place de la structure. Les prescriptions de calcul doivent être établies en tenant compte du type de
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structure et de son emplacement, des conditions d’environnement, des équipements de construction,
ainsi que de la nature et de la durée des travaux de construction.
3.12 Abandon ou enlèvement
II convient, lors de la phase d’études, de tenir compte des prescriptions relatives à l’abandon ou à
l’enlèvement de la structure à la fin de la vie en service.
4 Principes de calcul aux états limites
4.1 États limites
Les performances de la structure ou d’une partie de la structure doivent être définies par référence à un
ensemble spécifié d’états limites, au-delà desquels la structure ne satisfait plus aux prescriptions pour
lesquelles elle a été conçue.
4.1 .l Catégories d’états limites
Les états limites sont classés dans les quatre catégories décrites ci-dessous, qui à leur tour, peuvent
être subdivisées:
a) les états limites ultimes, qui correspondent généralement à la résistance maximale aux actions
appliquées ;
b) les états limites de service, qui correspondent aux critères relatifs à l’utilisation normale ;
c) les états limites de fatigue, qui correspondent à l’effet cumulé des actions répétées ; et
d) les états limites de détériorations accidentelles, qui correspondent à la situation dans laquelle la
détérioration des éléments est due à un événement accidentel.
4.1.2 États limites ultimes (ULS)
Les exemples ci-dessous correspondent à des états limites ultimes:
a) perte d’équilibre statique de la structure ou d’une partie de la structure, considérée comme un
corps rigide (par exemple renversement ou chavirement) ;
b) rupture d’éléments critiques de la structure, causée par un dépassement de la résistance à la
rupture (elle-même réduite, dans certains cas, par des actions répétées), ou la déformation ultime du
matériau ;
c) transformation de la structure en un mécanisme (effondrement ou déformation excessive);
d) perte de stabilité structurale (flambage, etc.) ;
e) perte de tenue à poste (dérive libre, etc.) ;
f) naufrage.
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4.1.3 États limites de service (SLS)
Les exemples ci-dessous correspondent à des états limites de service:
a) déformations ou mouvements qui affectent l’utilisation normale d’éléments structuraux ou non
structuraux ;
b) vibrations excessives, génératrices d’inconfort ou affectant des éléments non structuraux ou des
équipements (particulièrement, en cas de résonance) ;
c) dommage local (y compris la fissuration) qui réduit la durabilité d’une structure ou affecte la tenue
d’éléments structuraux ou non structuraux ;
d) corrosion qui réduit la durabilité de la structure et affecte les propriétés et les paramètres
géométriques d’éléments structuraux ou non structuraux ; et
e) mouvements qui dépassent les possibilités des équipements.
Pour éviter d’atteindre les états limites de service par le dimensionnement de la structure, il est souvent
nécessaire de décrire les déformations, les accélérations, les largeurs de fissure acceptables, etc., par
une ou plusieurs valeurs limites (C) (voir . .
7 1)
4.1.4 États limites de fatigue (FLS)
Les états limites de fatigue se rapportent à une accumulation de détériorations dues à des actions
répétées.
4.1.5 États limites de détériorations accidentelles (ALS)
Le contrôle des états limites de détériorations accidentelles permet de vérifier qu’un endommagement
local ou un envahissement n’entraînent pas une perte totale de l’intégrité ou des performances de la
structure.
NOTE - Le but de cet état limite est de s’assurer que la structure est en mesure de tolérer les détériorations dues
à des événements accidentels spécifiés et qu’elle est, de ce fait, en mesure de garantir l’intégrité de la structure
pendant une période suffisante dans des conditions d’environnement déterminées, afin de permettre l’évacuation en
toute sécurité.
4.2 Calculs
4.2.1 Règles générales
Tous les états limites concernés doivent être pris en compte dans le projet. Il convient d’établir un
modèle de calcul qui permettra de traiter chaque état limite concerné. II est recommandé que cemodèle
contienne des variables appropriées pour tenir compte (1) des incertitudes relatives aux actions, (2) de
la réponse de la structure dans son ensemble, (3) du comportement des éléments individuels de la
structure et (4) de l’effet sur l’environnement.
Toutefois, il convient que le raffinement dan
...