Brevet FR2392180A1 — publié le 19781222

La présente invention concerne des ouvrages en béton immergé, tels que des caissons de fondation, des plateformes gravitaires pour installations marines ou des plateformes flottantes pour installations industrielles diverses Certains ouvrages de ce genre et notamment des plateformes gravitaires, ont été et sont encore construits en flottaison selon la technique du coffrage glissant, avec immersion progressive. L'embase creuse de l'ouvrage est construite à sec et mise en flottaison puis la partie principale dudit ouvrage est édifiée sur l'embase à l'aide de coffrages glissants, Ouvrage étant progressivement immergé pour assurer sa sustentation et son équilibre en flottaison. Au fur et à mesure que ouvrage s'enfonce dans l'eau, ses parois sont soumises à des pressions hydrostatiques croissantes qui finalement donnent naissance à des contraintes très importantes dans le béton. Avec les caractéristiques actuelles des matériaux utilisée auJourdlhui et pour les dimensions courantes des ouvrages de ce type, il est difficile par ce procédé connu de dépasser des hauteurs de I'ordre de 200, ou à la rigueur 300 mètres. Selon un autre procédé connu, on peut réaliser des ouvrages beaucoup plus hauts et immergés plus profondément en ayant recours à une plateforme suspendue sur laquelle repose la colonne ou Ouvrage à construire. Selon ce deuxième procédé, on utilise un ou plusieurs flotteurs ou engins flottants munis de treuils auxquels est suspendue la plateforme en question. L'ouvrage est alors coulé, par exemple dans un coffrage glissant, en appui sur cette plateforme qui est progressivement abaissée à l'aide des treuils pour assurer la stabilité et maintenir à peu près constant le niveau de la surface de travail où se réalise la construction de la colonne. En maintenant le mssme niveau d'eau à 1 t intérieur et à l'extérieur de la colonne, on évite tout effort latéral de sorte qu'on peut envisager ia construction d'ouvrages beaucoup plus hauts que selon la technique précédente. fia limite pratique de cette seconde méthode est déterminée d'une part par la capacité et l'encombrement des treuils et des cibles de support et de manoeuvre de la plateforme et d'autre part par les contraintes verticales prenant naissance dans l'ouvrage posé à Sa partie basse sur la platef orme. Le poids apparent dans l'eau du béton armé ou précontraint est de l'ordre de 1,5 tonne par mètre cube, de sorte que la contrainte verticale prenant naissance à la base dlune colonne cylindrique sous son seul poids propre est égale à 1,5 h (h étant la hauteur en mètres et les contraintes étant exprimées en tonnes par mètre carré). Pour une contrainte admissible de l'ordre de i 500 t/m2 (qui suppose déjà un béton de très bonne qualité) la limite pratique de la hauteur est de 1 000 m, à la condition que les problèmes suivants aient été préalablement réglés de façon satisfaisante - stabilité élastique de l'ouvrage vis-à-vis du flambement transversal (il sera presque toujours nécessaire de lier les cibles de suspension à l'ouvrage), - protection mécanique et pérennité vis-à-vis de la corrosion de la plateforme et des cibles de suspension. La présente invention a essentiellement pour but de remédier aux difficultés inhérentes aux procédés connus que l'on vient de rappeler et, notamment, de permettre de réaliser des ouvrages beaucoup plus hauts et beaucoup plus durables. Selon l'invention, l'ouvrage est construit avec immersion progressive, en demeurant suspenduà l'engin ou aux engins flottants par le moyen d'armatures qui restent enrobées dans ledit ouvrage. De préférence, on fait évoluer la section des armatures en rajoutant peu à peu des armatures supplémentaires qui se trouvent ancrées par adhérence dans la masse de béton à divers niveaux, la nature et la section des armatures, par exemple des câbles en acier à haute résistance, étant déterminées en fonction du taux de précQntrainte que l'on veut obtenir. L'invention s'étend également aus ouvrages réalisés selon le procédé précité ou par des moyens équivalents - ouvrages dont la hauteur peut atteindre plusieurs milliers de mètres sans risque de flambement - ainsi qu'à un appareillage permettant de mettre en oeuvre ledit procédé. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les parti cularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une vue schématique d'ensemble représentant un appareillage permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention. La figure 2 est une coupe partielle d'un exemple d'ouvrage. Sur la figure 1, un engin flottant 1, par exemple en métal ou en béton, présente une ouverture centrale 2 dans laquelle sera construit le corps de l'ouvrage 3 que l'on veut réaliser. A sa partie inférieure, l'ouverture 2 est prolongée par un mur 4 vertical, destiné à protéger l'ouvrage des effets de la houle, au moins pendant la période de construction. Qu-dessus de l'ouverture 2 est édifiée une première plateforme 5 en principe horizontale et qui repose sur l'engin 1 à l'aide de pieds 6 s'appuyant sur des coussins 7 en élastomère, par exemple en néoprène. La plateforme 5 est surmontée d'une seconde plateforme 8 qui lui est parallèle et repose sur des colonnes 9. La plateforme 8 porte une série annulaire de poulies 10, montées sur une superstructure appropriée i1 et réparties autour de l'axe de l'ouverture 2. Les axes de rotation des poulies sont parallèles aux plateformes 5 et 8. Sur ces poulies passent des armatures de suspension 12, par exemple des cribles en acier à haute résistance, tels que ceux dont sont constituées les armatures de précontrainte. Les cules 12 sont fournis par des bobines 13 mon, tées sur l'engin 1 autour de l'ouverture 2. Des poulies, ils pas sent à travers des vérins 14 à trou central auxquels ils peuvent Outre ancrés, traversent la plateforme 8 par des orifices appropriés puis passent dans des dispositifs d' ancrage 15 portés par la plateforme 5 qu' ils traversent comme la plateforme 8, pour parvenir à la zone de travail 16 de 1 engin 1. Les vérins 14 sont situés de préférence au-dessous du niveau du métacentre de l'engin flottant. Dans cette zone est prévu un dispositif de coffrage 17 fixe par rapport à 1' engin flottant 1 et dans lequel on coule, autour des cibles 12 une première portion de l'ouvrage 3, les dispositifs d'ancrage 15 étant alors serrés sur les cibles 12. Ces câbles se trouvent enrobés dans ladite portion et, lorsque cette dernière a suffisamment fait prise, on peut la décoffrer et elle demeure suspendue auxdits cables. On met alors en action les vérins 14 auxquels on ancre les cibles 12 puis on desserre les dispositifs d'ancrage 15 et on fait descendre la portion de l'ouvrage coulée, avec les cibles 12, de la course desdits vérine et on serre à nouveau les dispositifs d'ancrage. On peut alors procéder à la coulée d'une deuxième portion de l'ouvrage et ainsi de suite0 Au fur et à mesure de la construction de l'ouvrage 3, le poids du béton est suspendu aux cibles 12 auxquels il adhère et ces cibles sont ainsi automatiquement soumis à la tension qui équilibre le poids de l'ouvrage déjaugé. Le béton est donc soustrait complètement aux contraintes verticales créées par son poids. Au cours de la construction, la tension des cales 12 augmente peu à peu jusqu'à atteindre son maxi- muni lorsque l'ouvrage est achevé. Il ne serait pas économique de prévoir, dès le début de la construction, une section de cibles capable de supporter la totalité de la charge finale. Au contraire, on fait évoluer la section de cules en rajoutant de temps en temps des fils ou torons supplémentaires qui se trouvent ancrés par adhérence dans la masse de béton à différents niveaux. On peut ainsi construire des ouvrages dont la hauteur peut atteindre plusieurs milliers de mètres et qui ne craignent pas le flambage, les cibles se trouvant par ailleurs protégés par le béton qui les enrobe. Le procédé qui vient autre décrit peut recevoir divers perfectionnements. C'est ainsi que l'on peut créer une précontrainte verticale supplémentaire en rendant temporairement solidaire de ouvrage 3 un dispositif tel qu'un anneau 18 et en exer çant une poussée descendante sur ledit anneau au moyen de vérins 19, s'appuyant sous la plateforme 5, jusqu'à ce que la prise du béton coulé ait été suffisante. On peut aussi accélérer la prise du béton par des procédés connus tels que la chaleur ou le vide. On peut encore faire subir au béton des compressions dans le sens radial. Lorsque le corps de l'ouvrage est terminé, s'il doit demeurer lié à l'engin flottant 1, on peut réaliser cette liaison de diverses manières. Par exemple, on peut consolider et protéger la liaison des cibles 12 avec la plateforme 5 qui subsiste alors à demeure sur l'engin, le cas échéant après enrobage total ou partiel dans une superstructure en béton raccordée au corps tubulaire de 1 ouvrage. On peut aussi, par exemple, comme le montre la figure 2 munir le corps tubulaire d'une tette élargie 20 en béton de diamètre supérieur à celui de l'ouverture 2 de l'engin 1 et qui repose sur celui-ci par 1' intermédiaire de coussins d'appui 21 en élastomère. il est également possible de remplacer le dispositif de plateforme par toute superstructure convenable. il va d ' ailleurs de soi que les modes de réalisation décrits n'ont été donnés qu'à titre d'exemple et qu'on pourrait les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de construction d'un ouvrage en béton immergé soutenu par un engin flottant, avec immersion progressive de l'ouvrage au fur et à mesure qua se poursuit la coulée de celui-ci, caractérisé en ce que l'ouvrage est suspendu à engin flottant par le moyen d'armatures qui demeurent enrobées dans ledit ouvrage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait évoluer la section des armatures supportant l'ouvrage en rajoutant peu à peu des armatures supplémentaires qui se trouvent ancrées par adhérence dans la masse de béton et en ce que l'on détermine la nature et la section des armatures en fonction du poids apparent de la partie d'ouvrage déjà réalisée. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on augmente la précontrainte verticale due au poids apparent de la partie d'ouvrage déjà réalisée en intercalant des vérins de poussée entre ladite partie et l'engin flottant et en ce que l'on détermine la nature et la section des armatures en fonction de la précontrainte totale. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on bloque les armatures par rapport à 1' engin flottant pendant la construction d'une portion de l'ouvrage puis, après un durcissement suffisant de ladite portion, on libère les armatures et on fait descendre le tout d'une hauteur correspondant à celle de la portion d'ouvrage suivante, on rebloque les armatures, on procède à la coulée de ladite portion suivante et on répète ce processus jusqu'à ce que l'ouvrage ait été coulé. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ouvrage demeure lié à l'engin flottant après sa construction, ladite liaison s'effectuant par le moyen d'appuis élastiques. 6. Appareillage permettant la mise en oeuvre des procédés selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant un engin flottant et des moyens de coulée de béton, caractérisé en ce que ledit engin est équipé de dispositifs permettant de bloquer des armatures destinées à être enrobées dans l'ouvrage à construire et de laisser descendre lesdites armatures au fur et à mesure que la cnnstruction de 1' ouvrage progresse. 7. Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une première plateforme munie de dispositifs de blocage pour les armatures et une seconde plateforme équipée de vérins sur lesquels lesdites armatures peuvent être bloquées, ce qui permet de faire descendre l'ou- vrage de la hauteur des portions à couler. 8. Appareillage selon la revendication 7, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour exercer une précontrainte supplémentaire par appui sur la portion de ouvrage exécutée. 9. Appareillage selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les plateformes sont montées sur des appuis élastiques. 10. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la première plateforme est agencée de façon à demeurer incorporée à l'ouvrage défi nitif. 11. Ouvrage immergé caractérisé en ce qu'il a été construit par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 12. Ouvrage immergé caractérisé en ce qu'il a été construit avec l'appareillage selon l'une quelconque des revendications 6 à 10. 13. Ouvrage selon l'une des revendications Il ou 12, caractérisé en ce qu'il est muni d'une tEte s'appuyant sur l'engin flottant par des appuis élastiques. 14. Ouvrage selon la revendication 13, caractérisé en ce que la tette contient une partie des dispositifs ayant servi à supporter l'ouvrage lors de sa construction.