Brevet FR2386445A1 — publié le 19781103

La présente invention concerne une structure flottante habitable mobile préfabriquée de grande dimension, composée d'une plateforme émergée comportant des superstructures dont les charges sont irrégulièrement réparties, ladite plateforme étant supportée par des pilotis s'appuyant sur des flotteurs complètement immergés, la réserve de flottabilité étant constituée par le volume des pilotis, ladite structure possédant ses propres moyens d'ancrage. L'invention concerne aussi le procédé de construction de ladite structure. On connait, depuis quelques années, les plateformes, notamment employées pour les forages de l'industrie pétrolière. Elles sont destinées à résister à de fortes mers, au large, et sont relativement hautes par rapport à leur largeur. Il faut rappeler qu'elles sont supportées par un treillis tubulaire reposant sur des flotteurs immergés. Elles sont destinées à être remorquées en pleine mer et comportent leurs propres moyens de production d'énergie et leurs réserves de combustibles. Dans cet esprit, elles ne sont pas conçues pour réaliser une tle flottante présentant toutes les garanties de sécu rité. Le but de l'invention est de prévoir une structure flottante avec platef orme de très grande dimension qui est prévue pour être ancrée dans des eaux relativement calmes mais qui puisse être propulsée en haute mer pour être ancrée éventuellement en d'autres lieux. La platef orme de l'invention est donc conçue pour présenter un sens de marche avec une résistance hydrodynamique raisonnable lors du déplacement. Pour abaisser le prix de revient, la plateforme de l'invention est constituée d'un nombre réduit d'éléments identiques, ce qui n'est guère le cas des plateformes existantes. D'une façon générale, la structure flottante de l'invention est caractérisée principalement par le fait qu'elle combine a) des pilotis qui ont tous la meme hauteur et sont répartis suivant un quadrillage régulier, les situant équidistants les uns des autres, b) des flotteurs qui sont cylindriques à axe horizontal, tous orientés dans le même sens, cloisonnés au droit des pilotis, constitués de tronçons en forme de virole et qui supportent plusieurs pilotis, le diamètre de ces flotteurs variant avec le poids des superstructures directement au-dessus d'eux, c) un entretoisement et un contreventement des pilotis par des poutres à type très limité, d) une constitution en éléments préfabriqués que l'on assemble à flot, e) des moyens d'amarrage semi-rigides latéraux de bateaux logistiques appropriés dont l'axe est parallèle aux axes des flotteurs, lesdits moyens d'amarrage permettant un largage rapide, f) des moyens d'accostage à l'abri d'un port-constitué dans la structure elle-meme. Toujours dans un but de normalisation, les pilotis ont tous la même section tandis que les flotteurs sont constitués de deux calottes identiques et de viroles qui ont le même diamètre que les calottes. Pratiquement on pourra quand même prévoir deux diamètres différents de viroles et de calottes. Commodément, les viroles ont deux longueurs différentes, ltune double de l'autre, ce qui permet de réaliser des flotteurs ayant une longueur multiple entier de la longueur de virole la plus courte. Suivant une forme préférée de réalisation de l'invention, le sommet des pilotis supporte des poutres disposées rectangulairement pour constituer un réseau à mailles carrées entre chaque pilotis, réseau qui supporte un autre réseau semblable, mais plus petit, entre quatre pilotis pour constituer un gitane supportant le pont et les superstructures. tes moyens d'amarrage latéraux de bateaux logistiques sont constitués, de façon préférentielle, par des ensembles triangulaires dont un côté est articulé sur plusieurs pilotis et peut osciller autour d'un axe horizontal et dont le sommet opposé comporte un moyen d'accrochage à rotule aux bateaux, moyens d'accrochage comportant un dispositif de largage rapide. Pour réaliser celui-ci, on peut constituer l'accrochage à rotule par un aiguillot vertical articulé s'engageant dans un fémelot, ltaiguillot étant retenu dans le fémelot par une clavette facilement expulsable. L'invention- sera mieux eomprise à l'aide de la description ci-après qui en donne un exemple de réalisation non limitatif et qui est illustré par les dessinsJoints dans lesquels la figure l est une vue en plan de l'ensemble de la structure, la partie gauche étant coupée à mi-hauteur des pilotis, la figure 2 est une coupe verticale transversale d'une travée de la structure à un endroit où la plateforme est à son niveau normal, la figure 3 est une coupe verticale transversale d'une travée de la structure à un endroit où elle supporte un bac devant contenir de la terre végétale, la figure 4 est une coupe verticale longitudinale partielle de la structure, la figure 5 est une vue en plan d'une partie de la structure englobant quatre pilotis adjacents, la partie gauche correspondant à un endroit devant supporter un bac de terre (figure 3) tandis que la partie droite représente la structure au niveau de la plate forme (figure 2), la figure 6 est une vue en plan d'un moyen d'amarrage par ensemble triangulaire. La structure se compose d'une plateforme l émergée supportée par des pilotis 2 s'appuyant sur des flotteurs 3, 4, 5 complètement immergés. La réserve de flottabilité de l'en semble est constituée par le volume des pilotis 2. Une particularité essentielle de l'invention, étant donné les grandes dimensions de la plateforme 1 qui peut faire plusieurs centaines de mètres aussi bien en longueur qulen largeur, réside dans le fait que la structure est constituée d'un nombre de types d'éléments très restreint qui se reproduisent en très grand nombre dans llassemblage de ladite structure. En particulier, les pilotis 2 ont tous la meme hauteur et le meme diamètre, par exemple de 1,5 m environ tandis que la hauteur est de 9,5 m. Les pilotis 2 sont maintenus équidistants l'un de l'autre par des poutres 6, 7, 8, 9, 10, ll qui reposent sur leur sommet. Le maintien est consolidé par un contreventement constitué par des contrefiches 12, 13 et des arcades14. Les contrefiches 12, 13 sont disposées transversalement. En effet, longitudinalement, il n'est guère besoin de contrefiche puisque deux pilotis 2 adjacents sont maintenus par les flotteurs longitudinaux 3. A certains endroits de la plateforme l, il est prévu des bacs 15, octogonaux, qui s'insèrent entre quatre pilotis 2 et dont le bord affleure la plateforme l. Pour soutenir ces bacs 15 on prévoit un gttage 16 (figure 5), composé de poutres longitudinales 17 reposant sur des poutres transversales 18, ces deux ensembles de poutres étant soudés à des poutres maîtresses transversales 19 et à des poutres maîtresses longitudinales 20 qui sont reliées dans les angles, par des poutres obliques 21 Le mitage 16 se trouve à une distance verticale sous la plateforme 1 égale à la hauteur des bacs 15. Les poutres 6, 7 soutiennent aussi un gitage 22 composé de poutres longitudinales 23 et de poutres transversales 24. Le gitane 22 supporte un plancher constituant le dessus de la plateforme 1. La structure de l'invention, telle qu'elle est indiquée en exemple, comporte > dans sa partie centrale, un lagon 25 et plusieurs bassins tels que 26 et 27. Sur la périphérie, cn a prévu des parties habitables 28 qui se presentent sous la forme de plusieurs ponts superposés qui constituent des superstructures élevées permettant de mettre à l'abri la partie centrale de la plateforme 1. Il-existe aussi une salle des fetes et une chapelle en 29, une galerie marchande 30, des dancings 31, un hôpital 32, au-dessus d'une salle des machines, un port de plaisance 33.Dans les parties habitables 28 on trouve des cabines, des réserves, des blanchisseries, des boulangeries, des réserves frigorifiques, des cuisines, des salles à manger, des salles de jeux ét en général, tout ce qui est nécessaire à la vie d'une communauté de plusieurs milliers de personnes. On a vu que les bacs 15 de la plateforme étaient abaissés de façon que leurs bords affleurent le niveau du pont. Ces bacs sont destinés à contenir de la terre végétale accueillant une végétation, y compris des arbres. Les flotteurs 3 sont constitués à partir de deux calottes telles que 35 et de viroles 36, 37 qui sont soudées bout à bout. Dans l'exemple indiqué, les viroles 36, 37 ont un diamètre de 3,50 m ; les viroles 36 ont une longueur de 5 m et les viroles 37 une longueur de 10 m. De cette façon, on peut réaliser des flotteurs 3 de longueur multiple entier de 5 m pour aboutir à toutes les longueurs désirables et diverses que l'on peut apprécier, à titre d'exemple, à la figure 1.La longueur maximum des flotteurs 3, qui a été prévue dans l'exemple indiqué, est de 75 mo A 11 intérieur des flotteurs, il est prévu des cloisons étanches, sous forme de disques circulaires 38 que l'on dispose, de préférence, au droit des pilotis 2 pour renforcer les flotteurs à l'endroit où ils exercent leur effort mécanique de poussée vers le haut sur lesdits pilotis 2. On voit que l'on peut donc rationaliser la construction des flotteurs 3 et répartir le poids de l'ensemble de la structure sur un grand nombre de flotteurs indépendants, ce qui assure le maximum de sécurité. Le remplacement d'un flotteur avarié peut se faire avec les techniques habituelles de réparations navales en considérant qu'actuellement on peut réaliser des soudures sous l'eau. La répartition des flotteurs sous les pilotis se fait évidemment régulièrement de façon que les flotteurs 3 soient tous dans le même sens, comme indiqué à la figure l, et on peut aussi moduler le volume des flotteurs, en faisant varier le diamètre des viroles, suivant le poids de la structure se trouvant directement au-dessus desdits flotteurs.Ainsi, sous les bassins 26, 27 et sous le lagon 25, qui sont particu lièrement lourds puisqu'ils il contiennent de liteau, on prévoit des flotteurs 4 de plus gros diamètre. Ce diamètre est choisi en fonction du poids à supporter. La constitution en quadrillage des éléments reposant sur les pilotis 2, favorise la constitution de plateforme rectangulaire ou carrée. Pour des raisons de robustesse, on prévoiera, de préférence, une plateforme octogonale obtenue en coupant à 4TO, en plan, les angles du rectangle. On peut y ajouter un ou plusieurs appendices tel que celui qui existe du cté du port de plaisance 33. Une particularité importante de l'invention réside dans des moyens d'amarrage semi-rigides latéraux 39 de bateaux logistiques 40, 41 appropriés, dont l'axe est parallèle aux axes des flotteurs 3. Les bateaux logistiques 40, 41 permettent d'apporter à la structure tout ce qui lui est nécessaire en énergie, en produit, en alimentation etc... Ils permettent aussi de recueillir tous les déchets, sous-produit de la superstructurne, éliminant ainsi tout risque de pollution. Ils permettent aussi d'assurer la propulsion de l'ensemble de la superstructure lorsqu'on veut la déplacer. Les moyens d'amarrage 39 (figure 6), sont constitués par des barres 42, 43, 44 articulées sur les pilotis 2 autour de chapes 45. En fait les barres 42, 43, 44 constituent des ensembles. triangulaires constitués de barres obliques 42, 44 et de barres plus courtes 43. Pour parler en terme de charpente, les barres 42, 44 constituent les arbalétriers tandis que la barre 43 constitue le poinçon. Les trois barres 42, 43 > 44 se rejoignent en un noeud 46 présentant une rotule pour s'accrocher au bateau 41.Cette rotule est, de préférence, constituée par l'ensemble d'une chape (non représentée) à axe horizontal dont un élément présente un aiguillot vertical 47 s'engageant dans un fémelot 48 soudé sur la virure de carreau du bateau 41. De préférence, on engagera l'aiguillot 47 de bas vers le haut et on le retiendra dans le fémelot 48 par une clavette que Ilon pourra expulser rapidement en cas de nécessité pour séparer le navire 41 de la superstructure, en cas d'incendie, par exemple. La structure de l'invention pourra avoir de nombreux usages. Toutefois l'usage que l'on a prévu de donner dans ltexem- ple est celui d'un complexe de vacances ressemblant à un atoll polynésien avec les éléments habitables disposés sur le pourtour pour protéger du vent et les piscines et même le lac ou lagon situés dans la partie centrale. On a vu qu'il était prévu une végétation abondante dans des bacs qui pourront être constitués en béton expansé, donc légers, encastrés dans la surface de la plateforme.Les moyens d' amarrage spéciaux combinés à la plateforme et à des navires aménagés permettent, non seulement d'assurer toutes les contraintes logistiques de la structure > en éliminant tout danger de pollution, mais encore prévoient la facilité de déplacement, évidemment à vitesse lente, de lten- semble de la plateforme. Ce déplacement est favorisé par llorien- tation des flotteurs. La structure modulaire des flotteurs 3 > des pilotis 2, des mitages 16 et 22 ainsi que la surface de la plateforme 1, permet la préfabrication à terre d'un très grand nombre d'éléments qui peuvent être soudés en cale sèche pour constituer des sous-ensembles. Les différents sous-ensembles peuvent ensuite être assemblés à flot pour constituer l'ensemble de la structure. L'invention concerne donc aussi, dans le cas particulier de cette plateforme, le procédé de construction permettant de la réaliser. REVENDICATIONS 10/ Structure flottante habitable mobile préfabriquée de grande dimension composée d'une plateforme émergée comportant des superstructures dont les charges sont irrégulièrement réparties, ladite plateforme étant supportée par des pilotis s'appuyant sur des flotteurs complètement immergés, la réserve de flottabilité étant constituée par le volume des pilotis, ladite structure possédant ses propres moyens d'ancrage, c a r a c t é r i s é e par le fait qu'elle combine a) des pilotis qui ont tous la même hauteur et sont répartis suivant un quadrillage régulier, les situant équidistants les uns des autres, b) des flotteurs qui sont cylindriques, à axe horizontal, tous orientés dans le meme sens, cloisonnés au droit des pilotis, constitués de tronçons en forme de viroles et qui supportent plusieurs pilotis, le diamètre de ces flotteurs variant avec le poids des superstructures directement au-dessus d'eux, c) un entretoisement et un contreventement des pilotis par des poutres à types très limités, d) une constitution en éléments préfabriqués que l'on assemble à flot, e) des moyens d'amarrage semi-rigides latéraux de bateaux logistiques appropriés dont l'axe est parallèle aux axes des flotteurs lesdits moyens d'amarrage permettant un largage rapide, f) des moyens d'accostage à l'abri d'un port constitué dans la structure elle-memeB 2 / Structure flottante habitable, telle que définie dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é e par le fait que les pilotis ont tous la même section. 30/ Structure flottante habitable, telle que définie dans l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, prise isolément, c a r a c t é r i s é e par le fait que les flotteurs sont constitués à partir de deux calottes et de viroles qui ont, commodément, deux longueurs différentes, l'une double de l'autre. 40/ Structure flottante habitable, telle que déf i- nie dans l'une ou l'autre des revendications 1, 2 ou 3 > prise isolément, c a r a c t é r i s é e par le fait que le sommet des pilotis supporte des poutres disposées rectangulairement pour constituer un réseau à mailles carrées entre chaque pilotis, réseau qui supporte un autre réseau semblable mais plus petit entre quatre pilotis pour constituer un stage supportant le pont et les superstructures. 50/ Structure flottante habitable, telle que définie dans l'une ou l'autre des revendications 1, 2, 3 ou 4, prise isolément, c a r a c t é r i s é e par le fait que les moyens d'amarrage sont constitués par des ensembles triangulaires dont un côté est articulé sur plusieurs pilotis et peut osciller autour d'un axe horizontal et dont le sommet opposé comporte un moyen d'accrochage à rotule au bateau comportant un dispositif de largage rapide. 60/ Structure flottante habitable, telle que définie dans la revendication 5 > c a r a c t é r i s é e par le fait que le moyen d'accrochage à rotule est constitué par un aiguillot vertical articulé s'engageant dans un fémelot, litai guillot étant retenu dans le fémelot par une clavette facilement expulsable. 70/ Structure flottante habitable, telle que définie dans l'une ou llautre des revendications précédentes, prise isolément, c a r a c t é r i s é e par le fait que certains de ses côtés ou bords extérieurs sont coupés à 450 > en plan, en respectant le quadrillage de pilotis. 80/ Structure flottante habitable, telle que définie dans la revendication 7, c a r a c t é r i s é e par le fait que la structure a un plan polygonal. 90/ Structure flottante habitable, telle que définie dans llune ou autre des revendications 7 ou 8, prise isolément, c a r a c t é r i s é e par le fait que la partie centrale de la superstructure comporte au moins un bassin de grande dimension, tandis que la périphérie de cette sion, tandis qu? la meme superstructure présente des parties habitables surélevées en plusieurs ponts superposés. 10 / Procédé de construction de la structure flottante telle que définie dans l'une quelconque des revendications précédentes, prise isolément, c a r a c t é r i s é par a) la préfabrication à terre des différents éléments de base, tels que pilotis, poutures, viroles, cloisons, flotteurs, b) le montage en cale sèche de ces éléments pour constituer des ensembles, c) l'assemblage à flot des ensembles indiqués en b), d) llaménagement, la finition et l'armement à flot de llensem- ble de la structure.