Brevet FR2412656A1 — publié le 19790720

La présente invention concerne un masque mobile perfectionné destiné à équiper un systeme de pente d'eau, du genre utilisé pour faire franchir une dénivellation a des engins pour la navigation intérieure. L'invention vise également un procédé pour assurer la finition de la maçonnerie du canal de la pente d'eau, ce procédé utilisant précisément le masque du genre précité Le dispositif de masque mobile et le procédé visés par la présente invention ont Principalement pour but d'assurer une étanchéité améliorée entre le masque mobile retenant le coin d'eau et-les parois du canal. Un autre but de l'invention est d'assurer une réduction de l'usure des pointes coniques équipant les rouleaux d'étanchéité du masque mobile. On sait que les pentes d'eau sont des ouvrages destinés a remplacer les écluses, parce qu t elles présentent par rapport celles-ci de grands avantages -tant au point de vue technique qu'au point de vue du prix- lorsque la hauteur a franchir par les bateaux est importante. Une pente d'eau comporte un canal en pente, a section sensiblement rectangulaire, reliant un bief amont muni d'une porte éclipsable et un bief aval. Le long du canal peut se déplacer un masque obturateur transversal, relié a un engin moteur capable de se mouvoir sur des chemins de roulement ménages le long des bajoyers du canal. Le masque constitue une fermeture sensiblement étanche du canal, de sorte qu'il neut retenir par sa face amont un certain volume d'eau. En raison de la pente, la section verticale longitudinale de ce volume est triangulaire et la masse d'eau présente la forme d'un coin. Un bateau flottant sur ce coin d'eau s'élève ou s'abaisse comme lui, lorsque l'engin moteur se déplace le long du canal. Pour assurer une bonne étanchéité du pourtour du masque avec le radier et les bajoyers du canal, des,dispositions particulieres ont été imaginées qui ont notamment fait l'objet du brevet français ci-après - nO 73 23829 du 29 Juin 1973. Selon ce brevet, le masque est muni sur trois côté de rouleaux d'étanchéité, dont les extrémites en regard les unes des autres présentent des surfaces coniques, ces extrémités étant tangentes entre elles. Ces rouleaux sont montés dans des boitiers mobiles remplis d'eau sous pression. Les boîtiers mobiles se déplacent en frottant sur deux toles parallèles portées par le masque, ce qui empêche toute fuite entre lesdits boitiers et le masque. Les deux boitiers latéraux sont déplaçables transversalement par rapport au masque proprement dit, et plaqués contre les bajoyers du canal par des vérins inclinés à 450 vers le bas, denuis le masque vers lesdits bajoyers. Le boitier enveloppant le rouleau inférieur est fixé rigidement au masque. Le but d'un tel dispositif est d'assurer un bon contact avec la maçonnerie des bajoyers dont l'écartement théorique ne saurait être partout rigoureusement respecté. Grâce aux vérins, les rouleaux latéraux viennent au contact des maçonneries, quel que soit l'écartement des bajoyers, et la pression qu'ils exercent a pour effet d'écraser légèrement la matière plastique du revêtement des rouleaux, cet écrasement étant favorable a l'obtention d'une bonne étanchéité. L'expérience a toutefois montré qu'en raison des différences de frottement existant entre les boitiers et le masque et des variations inévitables d'écartement des bajoyers, il est très difficile d'obtenir une application parfaite des rouleaux sur les trois parois concernées du canal. I1 en résulte a certains passages des fuites relativement importantes et d'autre part une usure parfois trop rapide des pointes terminant les rouleaux, dont les surfaces coniques en regard patinent l'une sur l'autre, au lieu de rouler, du fait que les pointes des deux cônes ne coïncident plus Le demandeur a d'autre part mis expérimentalement en évidence le fait suivant : les fuites sont dues en grande partie à ce que les frottements des boîtiers dans le corps du masque varient d'une manière imprévisible.De ce fait, c'est tantt le boitier de rive droite et tantôt celui de rive gauche qui fait la plus forte saillie par rapport au corps du masque. Au cours des passages successifs en un point déterminé du canal, la position du corps du masque par rapport aux maçonneries du canal ne sera donc pas toujours la même = parfois les fuites seront réduites et parfois elles seront importantes. La structure de masque mobile proposée par la présente invention vise a remédier aux inconvenients qui viennent d'être exposés. Le masque mobile visé par l'invention comporte un panneau disposé transversalement à l'intérieur du canal reliant le bief amont et le bief aval de la pente dreau, ce panneau étant muni sur trois cotés de rouleaux d'étanchéité destinés venir en contact avec les parois du canal et comportant à leurs extrémités des surfaces coniques tangentes entre elles, l'un des rouleaux latéraux étant en partie logé a l'intérieur d'un boitier déplaçable transversalement par rapport au panneau du masque et soumis à l'action de moyens de poussée qui- le sollicitent obliquement vers le bajoyer correspondant du canal, tandis que le rouleau inférieur destiné a rouler sur le radier du canal est logé dans un boîtier fixé au panneau.Suivant l'invention, ce masque est caractérisé en ce que le boîtier qui abrite en partie l'autre rouleau latéral est rendu solidaire du panneau du masque. Cette disposition dissymétrique du masque se traduit par une économie dans sa réalisation et assure une réduction remarquable des frottements entre les pointes du rouleau inférieur et du rouleau latéral- dont l'axe est fixe var rapport au panneau. Mais cette structure permet aussi l'exécution d'un procédé de bétonnage du canal particulièrement intéressant en vue de la limitation des fuites. Suivant l'invention, le procédé pour la finition de la maçonnerie d'un canal de pente d'eau, ce canal comportant un radier et deux bajoyers relies par des pans coupés disposés obliquement, est caractérisé en ce que l'on bétonne l'ensemble des parois du canal mais en réservant un espace libre relativement au profil théorique en regard de-chacun des pans coupés, puis qu'après la prise du beton ainsi coulé on remplit cet espace libre d'une charge de béton frais sur une épaisseur au moins égale à celle correspondant au profil théorique, après quoi on déplace le long du- canal et avant la prise du béton ainsi ajouté, un masque comportant sur trois côtés des rouleaux d'étanchéité à pointes coniques tangentes entre elles, l'un des rouleaux latéraux étant sollicité transversalement vers le bajoyer correspondant du canal alors que le rouleau inférieur et l'autre rouleau latéral occupent chacun une position fixe relativement au masque, les pointes coniques de ces rouleaux, tangentes entre elles faisant l'office de truelles mobiles relativement au béton frais chargé sur les pans coupés du canal. On peut ainsi faire en sorte que le profil du pan coupé situé du côté du rouleau fixe soit un plan tangent aux deux surfaces coniques dont les pointes coïncident et que le profil du pan coupe situé du coté du rouleau mobile du masque épouse les déplacements en hauteur de la pointe de ce dernier, consécutives aux variations d'ecartement de la paroi du canal. L'invention concerne encore, a titre a d'ouvrage de génie civil, un canal de pente d'eau reliant un bief amont et un bief aval et comportant un radier raccordé à deux bajoyers par des pans coupés, caractérisé en ce que l'un de ces pans coupés présente relativement au bajoyer pris comme référence un profil qui se confond avec le profil théorique du canal alors que l'autre pan coupé présente relativement à ce profil théorique un profil en partie en creux quand l'écartement du bajoyer adjacent est supérieur a l'écartement théorique et un profil en partie en relief lorsque cet écartement est inférieur à sa valeur théorique. D'autres particularités et avantages de l'invention résulteront encore de la description ci-après. Aux dessins annexés donnés a titre d'exemple non limitatif, la figure 1 est une vue très schématique en coupe longitudinale montrant un système de pente d'eau pourvu d'un masque conforme a l'invention. La figure 2 est une vue partielle en perspective avec arrachement, prise de l'amont, montrant la structure du masque conforme à l'invention. La figure 3 est une vue schématique en élévation montrant avec arrachement les positions relatives des rouleaux du masque, les autres organes de celui-ci étant respires. La figure 4 est une vue analogue a la figure 3 montrant a plus grande échelle les positions des rouleaux du masque en cours de bétonnage des pans coupés du canal. La figure 5 est une vue de dessus nartielle du masque en cours de bétonnage des pans coupés du canal. La figure 6 est une coupe transversale à plus grande échelle montrant une structure préférée pour les pans coupés du canal. En se reportant à la figure 1 des dessins annexés, on voit représentée de façon schématique une pente d'eau qui comprend un canal incliné 1 constitué par des bajoyers latéraux 2 et un fond ou radier 3. Le canal 1 relie un bief amont 4, obturé par une porte éclipsable 5, à un bief aval 6. Sur les bas-côtés du canal 1 entre les bajoyers 2 et le fond 3 sont ménagés des pans coupés 7 inclinés à 450 et de faible hauteur par exemple moins de 0,50 m. Un masque 8 disposé transversalement par rapport au canal 1 qui retient un coin d'eau 9 sur lequel flotte un (ou plusieurs) bateau 10 tel qu'une péniche, peut être déplacé entre le bief amont 4 et le bief aval 6 et vice-versa. Le déplacement du masque 8 est assuré par un engin moteur 11 comportant de chaque côté un ensemble de roues porteuses et motrices 12 pouvant se déplacer sur un chemin de roulement 13 adjacent chacun des bajoyers 2 et constitué par la surface supérieure de ceux-ci. L'engin moteur 11 est relié au masque 8 par une (ou plusieurs) jambe de force 14. La jambe de force 14 peut permettre de soulever le masque 8 et a cet effet elle est articulée sur le corps de l'engin moteur 11 et reliée de préférence a des contrepoids non figurés assurant son équilibrage. On va maintenant décrire plus spécialement le masque 8 visé par la présente invention. Ce masque (figures 2 et 3) comporte un panneau renforcé 15 (par exemple à double paroi 16, 17). Le panneau 15 de forme rectangulaire est bordé latéralement par deux rouleaux d'étanchéité 18, 19 mobiles autour d'axes 20, 21 parallèles au plan du panneau 15 et sensiblement verticaux. Conformément à la présente invention, le montage des rouleaux 18 et 19 est différent. L'un de ses rouleaux, par exemple le rouleau 18, situé à gauche lorsque le masque est vu de l'amont, comme sur la figure 2, est monté dans un boitier 22 conformément a la structure prévue dans le brevet français 73 23829. Ce boitier 22 est engagé dans l'épaisseur du panneau 15 et les liaisons avec ce dernier sont telles que le boitier 22 est capable d'un déplacement transversal suivant SS' parallèlement au plan du masque 8. A cet effet, le boitier 22 est monté a coulisse relativement au panneau 15 et il est relié à ce dernier par l'intermédiaire d'un ensemble de vérins 24 articulés en 26 sur le boitier 22 et en 28 par exemple sur une membrure 30 annartenant au masque. Les vérins 24 par exemple au nombre de deux sur la hauteur du panneau 15 sont de préférence inclinés d'environ 459 vers le bas. De façon connue, l'espace compris a l'intérieur du boitier 22 entre ce dernier et le rouleau 18 est alimenté en eau sous pression par l'intermédiaire d'une canalisation telle que 32 et la fuite d'eau est limitée par des rebords 34 qui s'approchent à faible distance de la paroi souple du rouleau 18. L'eau qui s'échappe par intervalles lamellaires en question empêche la pénétration des corps etrangers, tels que des feuilles, dont la présence contrarierait la bonne rotation des rouleaux. Le guidage en rotation du rouleau 18 relativement au boitier 22 est assuré Par des moyens conformes au brevet français précité et dont la description ne sera pas reprise ici pour simplifier. Conformément a l'invention, le montage du rouleau 19 diffère de celui du rouleau 18 en ce sens qu'il est lié rigidement au panneau 15, le boitier 23 qui abrite en partie le rouleau 19 étant fixé à demeure au panneau 15. Ce boitier est par ailleurs alimente en eau sous pression par des tuyauteries 25, la fuite. entre le boitier 23 et le rouleau 19 étant limitée par des rebords 27. A leur partie inférieure, les rouleaux 18 et 19 sont respectivement terminés par des pointes coniques 34 et 35 (figure 3). Lorsque le masque 8 est au repos et dans sa position moyenne, les pointes 34, 35 sont en contact tangentiel avec des pointes similaires 36 et 37 portées par un rouleau inférieur 38 logé également dans un bqitier analogue au boitier 23 et qui fait comme ce dernier corps avec le panneau 15. Ce boîtier n'a pas été représenté pour plus de clarté sur la figure 3. I1 est conforme par exemple à celui décrit dans le brevet français 73 23829 déjà cité. Les pointes coniques terminant les divers rouleaux présentent un angle au sommet de 900 de sorte que lorsque les sommets de deux pointes coniques telles que 35 et 37 coïncident, comme montré à la figure 3, ces surfaces coniques comportent une génératrice commune a orientée à 450. Cette condition est toujours assurée pour les rouleaux 19 et 38 dont les axes 21 et 39 sont fixes par rapport au panneau 15. Par contre, compte tenu du degré de liberté conféré au boitier 22 relativement au panneau 15, le rouleau 18 peut recevoir un déplacement transversal suivant SS' et compte tenu de l'incli- naison des vérins 24, ce déplacement se produit selon un glissement tangentiel relatif de la pointe 34 le long de la pointe 36. Le rouleau 18 peut ainsi passer d'une position 18a decalée vers l'intérieur du masque et dans laquelle la largeur de ce masque est minimale, la hauteur du rouleau 18 étant alors maximale, vers une position 18b décalée vers l'extérieur pour laquelle la largeur du masque est maximale et la pointe 34 est dans sa position la plus basse. Ces déplacements sont exagérés sur les figures 3 et'4 pour plus de clarté. I1 résulte de la liaison dissymétrique ainsi prévue, qu'au cours des déplacements en montée ou en descente du masque sous l'action de l'engin moteur 11, le déplacement transversal du seul rouleau 18 permet au masque d'encaisser les variations -d'ecartement relatif des bajoyers 2, ces variations etant de toute façon faibles, comme indiqué plus bas. Le masque équipé conformément à l'invention présente donc une meilleure faculté d'adaptation aux irrégularités du canal que dans le brevet précité et de plus son prix de revient est réduit, sa structure étant notablement simplifiée. Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu de faire contribuer le masque lui-même a la finition des maçonneries du canal 1. L'expérience montre en effet quel'on peut assez facilement construire des parois verticales des bajoyers 2 dont l'écartement theorique peut être de l'ordre d'une douzaine de mètres sans que cet écartement varie b-eaucoup le long du canal, l'erreur pouvant être par exemple, de quelques millimètres, voire d'un centimètre tout au-plus. Par contre, a réalisation cor ecte des pans coupés est plus délicate. Précisément le masque aménagé conformément à l'invention permet l'exécution d'un-procédé qui vise à réduire considérablement le jeu pouvant exister entre les pointes des rouleaux et les pans coupés 7, sans accroitre le frottement des pointes sur ces surfaces. Selon ce procédé on bétonne tout d'abord les parois du canal suivant le profil MNOPQR (figure 4) et ceci aussi symétriquement que possible de chaque côté, en laissant à hauteur des pans coupés 7 le niveau du béton suivant OP en retrait de quelques centimètres relativement au profil théorique NQ qui correspond à la position de la génératrice aa de la figure 3. Parallèlement on a remplacé les pointes coniques des rouleaux à titre provisoire par des pointes métalliques, par exemple en acier inoxydable schématisées en 35a, 37a, 36a-et 34a sur la figure 3. En réservant ainsi un certain volume disponible à hauteur des pans coupés 7, on a toutefois pris soin de menager dans le volume libre disponible NOPQ un certain nombre de pattes de scellement telles que 41 (figure 4). On remplit alors l'espace !mOPQ d'une charge de béton frais 40, de préférence légèrement excédentaire, ce béton étant déposé sur une longueur suffisante le long des pans coupés 7. Avant que le béton ainsi mis en place ait fait sa prise, on déplace le long du canal 1 le masque 8. Les pointes telles que 35a, 37a, ou 36a et 34a font office de truelles et assurent le compactage du béton et sa mise à une cote correspondant rigoureusement a la position de la génératrice aa, sur le coté droit de la figure 4 ou les positions relatives des rouleaux 19 et 38 sont immuables. Bien entendu on fait en sorte qu'au moment du passage du masque 8 le béton soit encore légèrement plastique, sa plasticité étant toutefois insuffisante pour lui permettre de fluer par gravité. Le cas échéant1 on peut d'ailleurs effectuer plusieurs passes successives du masque 8, celui-ci pouvant travailler dans les deux sens de son déplacement et jusqu'à finition parfaite. Les conditions du bétonnage complémentaire réalisé sur le pan coupé 7 situé à gauche sur la figure 4 sont les suivantes : si l'on admet a priori que l'écartement des bajoyers 2 n'est pas rigoureusement conforme au gabarit, et par exemple que cet écartement est supérieur à la valeur prévue (cas de la figure 4), le rouleau 18 va être poussé vers l'extérieur et vers le bas sous l'action des vérins 24, la pointe 34a va glisser sur la pointe 36a, les sommets correspondant des parties coniques étant alors décalés, comme montré de façon très exagérée sur la figure 4. Dans ce cas, le volume compris entre les deux pointes 34a , 36a et la partie 50 déjà maçonné du pan coupe 7 ne correspond plus a un trapèze comme pour la partie de droite mais à deux trapèzes rectangles de hauteur différente.Le volume ainsi ménagé sera néanmoins bétonné par l'intermédiaire des pointes 34a et 36a, le béton épousant par plasticité les variations d'épaisseur imposées par la poussée des rouleaux. La finition du bétonnage est ainsi assurée par le masque lui-mrne, le garnissage des pans coupés 7 gardant en quelque sorte en mémoire les déformations unilatérales du masque en conséquence des variations d'écartement entre les parois des bajoyers. Le procédé prévu par l'invention permet ainsi après durcisse ment des charges de béton mises en place sur ces pans coupés 7, d'obtenir de chaque côté du masque un contact aussi intime que possible entre les pointes coniques de ce dernier et lesdits pans coupés, le contact étant par ailleurs réalisé d'une manière excellente avec les bajoyers 2 et le fond 3. Dans ces conditions on comprend que les fuites pourront être réduites dans une proportion considérable ; en même temps l'usure des pointes sera limitée surtout en ce qui concerne les pointes 35 et 37 qui ne sont susceptibles d'aucun glissement relatif. Du côté gauche le glissement relatif des pointes sera facilité du fait que ce glissement ne résultera pas seulement d'une poussée sur les parois des parties cylindriques du rouleau 18 mais également sera adapté aux variations de hauteur du pan coupé. Pour faciliter la mise des charges de béton frais à la cote voulue par l'intermediaire des pointes des rouleaux faisant, comme on l'a vu, office de truelles, l'invention prévoit avantageusement de disposer en avant de ces pointes des racloirs inclinés 42, 43 (figure 5) qui s'étendent en direction des pans coupés 7 mais sont en retrait relativement au gabarit du masque quelle que soit la position du rouleau 18. Ainsi le racloir 42 descend a une profondeur légèrement inférieure par exemple de quelques centimètres a celle de la génératrice a. La position laterale et en profondeur du racloir 43 est en très faible retrait relativement a la pointe 34 du rouleau 18 lorsque celui-ci est en position 18a de moindre écartement. Les racloirs 42, 43 sont fixées de manière amovible au panneau 15 et de préférence inclinées vers le centre de ce panneau de manière à renvoyer vers lui la charge de béton frais qui est râclé lors du déplacement du masque. Les racloirs 42, 43 comportent à cet effet un rebord inférieur 44 qui sert à recueillir le béton frais râcle, afin d'éviter sa chute sur le fond 3 du canal. Pour améliorer encore l'étanchéité, ltinvention prévoit de recouvrir, après la prise, la surface NQ des pans coupés 7 (figure 6) par une mince feuille de matière plastique 45 de préférence choisie pour ses propriétés auto-lubrifiantes et hydrofuges, telle que le polytétrafluoréthylène. Cette feuille d'une épaisseur de quelques millimètres et qui peut être collée par exemple au moyen d'une résine epoxy ou autre, reduit à la fois considérablement le frottement des pointes des rouleaux sur- le pan coupé 7 et de plus limite les fuites ; il en résulte une economie d'eau, une plus faible résistance à l'avancement du masque et une réduction de l'usure des pointes. Bien entendu du côte de la charge 50 du pan coupé, la feuille 45 est aménagée pour épouser les dénivellations correspondantes de la paroi résultant de son mode d'élaboration. Avec ou sans le revêtement 45, on constate que le pan coupé situé à droite sur la figure 4, ctest- -dire celui qui est adjacent au bajoyer 2 de référence présente un profil correspondant au profil théorique, alors que le pan coupé situé a gauche présente dans sa partie adjacente à l'autre bajoyer, un profil en partie en creux relativement au profil théorique Si l'écartement des deux bajoyers est supérieur à la valeur théorique et vice-versa, de sorte que le profil du canal est caractéristique de l'invention. REVENDICATIONS 1. Masque mobile relié a un engin moteur,destine à équiper un système de pente d'eau servant a faire franchir une dénivellation a des engins de navigation intérieure, ce masque comportant un panneau disposé transversalement à I1 intérieur du canal reliant le bief amont et le bief aval de la pente d'eau, ce panneau étant muni sur trois côtés de rouleaux d'étanchéité destinés à venir en contact avec les parois du canal et comportant à leurs extrémités des surfaces coniques tangentes entre elles, l'un des rouleaux latéraux étant en partie logé a l'intérieur d'un boîtier déplaçable transversalement par rapport au panneau du masque et soumis a l'action de moyens de poussée qui le sollicitent obliquement vers le bajoyer correspondant du canal, tandis que le rouleau inférieur destiné a rouler sur le radier du canal est logé dans un boitier fixe au panneau, caractérisé en ce que le boîtier qui abrite en partie l'autre rouleau-lateral est rendu solidaire du panneau du masque. 2. Procédé pour la finition de la maçonnerie d'un canal de pente d'eau, ce canal comportant un radier et deux bajoyers reliés par des pans coupés disposés obliquement, caractérisé en ce que l'on bétonne l'ensemble des parois du canal mais en réservant un espace libre-relativement au profil-théorique en regard de chacun des pans coupés, puis qu'après la prise du béton ainsi coulé on remplit cet espace libre d'une charge de béton frais sur une épaisseur au moins égale a celle correspondant au profil théorique, après quoi on déplace le long du canal et avant la prise du béton ainsi ajouté, un masque comportant sur trois côtés des rouleaux d'étanchéité à pointes coniques tangentes entre elles, l'un des rouleaux latéraux étant sollicité transversalement vers le bajoyer correspondant du canal alors que le rouleau inférieur et l'autre rouleau latéral occupent chacun une position fixe relativement au masque, les pointes coniques de ces rouleaux tangentes entre elles, faisant l'office de truelles mobiles relativement au béton frais chargé sur les pans coupés du canal 3. Procédé-conforme à larevendication 2 caractérisé en ce qu'on effectuer plusieurs-passes successives du masque le long du canal dans les deux sens de son déplacement sur la même partie de ce canal en cours de finition. 4. Procédé conforme à l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que pendant les phases de finition des bas-côtés du-canal, les rouleaux du masque sont munis de pointes coniques métalliques. 5. Procédé conforme à l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que, pendant les phases de finition, la paroi antérieure du masque est munie de racloirs montés de manière amovible et disposés au-dessus des pans coupés du canal1 les bords inférieurs-de ces râcles se situant au-dessus du gabarit correspondant du masque quelle que soit la position du rouleau latéral mobile de celui-ci. 6. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la surface des bas-côtés du canal après finition de ces derniers est recouverte d'une feuille de matière plastique auto-lubrifiante telle que le polytêtrafluoréthylène, cette feuille étant fixée à ladite surface du pan coupe. 7. Canal de pente d'eau reliant un bief amont et un bief aval et comportant un radier raccordé à deux bajoyers par des pans coupés, caractérisé en ce que l'un de ces pans coupés présente relativement au bajoyer pris comme référence un profil qui correspond au profil théorique du canal alors que l'autre pan coupé présente relativement a ce profil théorique un profil en partie en creux dans les parties du canal ol l'écartement des bajoyers est supérieur à l'écartement théorique et un profil en partie en relief dans les parties où cet écartement est inférieur à sa valeur théorique.