Brevet FR2442301A1 — publié le 19800620

L'invention est du domaine de la protection des plans d'eau contre les clapots et/ou la houle. Elle vise plus précisément des dispositifs brise-lames flottants et/ou immergeables, notamment destinés k être assemblés et ancrés pour former des digues amovibles. Les effets de propagation de la houle peuvent causer de graves avaries, allant parfois jusqu' la destruction, aux ouvrages ou installations fixes tels que les appontements pétroliers, les ports artificiels amovibles, les constructions temporaires du domaine maritime, les usines flottantes, les plates-formes de forage et installations analogues. Afin de s'opposer b ces effets de la houle, on avait propose jusqu'à présent un certain nombre de digues ou d' éperons brise-lames fixes de réalisation longue etcotteuse. L'invention a plus particulièrement pour objet un dispositif brise-lames flottant et/ou immergeable, obviant aux inconvénients des digues fixes tout en étant amovibles, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un élément annihilateur de la houle, constitué avantageusement d'au moins deux caissons étanches, éventuellement munis de moyens de ballastage, disposés parallèlement l'un à l'autre et reliés par une ossature, cet élément annihilateur étant articulé à un élément stabilisateur de la houle, constitué d'au moins deux caissons étanches, éventuellement munis de moyens de ballastage, disposés parallèlement l'un à l'autre et reliés par une ossature formée d'un certain nombre de caissons étanches, latéraux et transversaux, disposés de façon B définir une structure de support pour des blocs artificiels0 Dans une première forme de réalisation, tous les caissons des dispositifs brise-lames sont rempIis d'air de façon à former une digue flottante, dont les extrémités sont fixées à des moyens d'ancrage par des orins avantageusement associés à des contrepoids, respectivement0 Dans une seconde forme de réalisation, un certain nombre des caissons de l'élément stabilisateur sont ballastés et associés à des moyens d'ancrage, de façon k former une digue semi-immergeable. Dans une troisième forme de réalisation, le ou les caissons des extrémités libres des éléments annihilateurs sont ballastés et associés à des moyens d'ancrage, l'élément annihilateur de la houle étant avantageusement conçu pour recevoir des éléments tripodiques irréguliers. Ces éléments tripodiques irréguliers sont, par ailleurs, des réalisations originales de la présente invention. Tous ces dispositifs comportent à chacune de leurs extrémités des moyens d'ancrage. Il est clair que le choix du type et modèle de forme de réalisation pour construire la digue est fonction de deux paramètres essentiels, à savoir s dune part, les caractéristiques de la houle (période longueur d'onde et creux) ; d'autre part, la profondeur du bassin dans lequel elle se propage. Les besoins se faisant sentir, il sera fait usage en général des première et seconde formes de réalisation pour la construction d'une digue flottante ou semi-immergeable dans le but d'abriter un plan d'eau, alors que le fond est trop important pour permettre l'érection d'une digue immergeable qui pourra & re construite à partir de la troisième forme de réalisation. Ces différents dispositifs permettent de réaliser par assemblage d'éléments spécifiques flottants, assemblés entre eux et susceptibles entre partiellement immergés sur le lieu d'utilisation, des digues pouvant Qtre livrées et mouillées rapidement, tout en ne nécessitant que des travaux de génie civil ou d'adapta- tion très réduits, voire inexistants. Ces dispositifs permettent des constructions de type évolutif suivant les conditions locales avec possibilité d'appareillage rapide vers un nouveau mouillage. L'invention sera mieux comprise B la lecture de la description non limitative suivante de formes de réalisation particulière de dispositifs brise-lames, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe verticale d'une forme de réalisation de dispositif brise-lames flottant ; - la figure 2 est une vue en plan d'une digue flottante formée à partir des dispositifs brise-lames de la figure 1 - la figure 3 est une vue montrant la forme de réalisation de la figure 1, soumise au travail de la houle 3 - la figure 4 est une vue en coupe verticale d'une forme de réalisation de dispositif brise-lames semi-immergeable ;; - la figure 5 est une vue montrant la forme de réalisation de la figure 4, soumise au travail de la houle g - la figure 6 est une vue en coupe verticale d'une forme de réalisation de dispositif brise-lames immergeable ; et - la figure 7 est une vue en plan du dispositif de la figure 6. Dans les zones d'extrémités d'une ossature 3, par exemple une charpente métallique, sont montés deux caissons étanches flottants 4, 5 associés respectivement à une plage concave avant 1, légèrement inclinée sur l'horizontale dans la direction de la houle, et à une plage concave arrière 2 qui lui est sensiblement parallèle. Les caissons étanches ou flotteurs 4, 5 sont dimensionnés de façon qu'ils aient toujours une réserve de flottabilité, de manière à assurer une parfaite stabilité de l'appareil et éviter que la digue se voit submergée. L'intervalle entre les plages 1 et 2, leur dimensionnement ainsi que les largeurs immergées et émergées par rapport au plan d'eau moyen sont conditionnés et appropriés aux caractéristiques de la plus forte houle pouvant être enregistrée sur le lieu du mouillage. Les plages 1 et 2 sont constituées d'éléments métalliques horizontaux non jointifs 6 de sections appropriées de manière à assurer une grande rigidité de l'ensemble. Ces diverses parties constituent l'élément annihilateur de houle. L'élément stabilisateur de houle est constitué de deux caissons étanches flottants d'extrémité 7 reliés à un ensemble de flotteurs longitudinaux 8 et transversaux 9 solidaires les uns des autres de façon à former une ossature de support pour des tripodes asymétriques 10. Les caissons 7, 8 et 9 formant l'ossature principale de l'élément stabilisateur sont dimensionnés de façon qu'ils aient eux aussi une réserve de flottabilité permettant après lestage de placer verticalement les tripodes 10 en position convenable. Les éléments annihilateurs et le stabilisateur sont réunis entre eux pour former un dispositif brise-lames, des moyens d'articulation 11 permettant un large débattement transversal de la digue. Les dispositifs brise-lames ainsi formés sont reliés entre eux dans le sens longitudinal pour former une digue flottante au moyen d'un dispositif d'assemblage articulé 12 permettant d'absorber les phénomènes de roulis et tangage créés par une houle légèrement de travers au droit des plages 1 et 2. Les tripodes 10 ont été conçus spécialement pour s'adapter aux dispositifs brise-lames de l'invention et comportent chacun trois branches asymétriques. L'expression "branches asymétriques" ici et dans ce qui suit signifie que les branches sont de longueurs différentes mais équidistantes par rapport & leur centre. La longueur des branches appropriée X leur écartement confère k donner au tripode une parfaite tenue et bonne stabilité sur son support, quelles que soient les perturbations de liteau et la gîte de ltélément stabilisateur. L'asymétrie des branches permet d'orienter chaque tripode différemment par rapport à son vis-a-vis et, de ce fait, former une plage ruiniforme permettant l'assouvisse- ment de la houle. Les tripodes sont disposés à fleur d'eau sur toute la largeur du stabilisateur, de façon que la composante verticale soit tout d'abord réduite par la résistance surfaciale, formée par le complexe flotteurs et tripodes et que la composante horizontale de ce mouvement orbital soit réduite par l'évolution de la turbulence des eaux déferlentes sur la surface des tripodes. À chaque extrémité du dispositif brise-lames sont disposés des moyens de mouillage constitués par des orins 12 associés à des lests ou contrepoids 13 et reliés à des blocs ancrage 14. Ces moyens de mouillage confèrent une grande élasticité au dispositif brise-lames, ce qui a pour effet de diminuer les efforts anormaux qui peuvent se produire aux rappels et permettre un débattement des éléments compatibles avec l'amplitude maximum de houle pouvant survenir ainsi que les mouvements de marée. Sur l'élément annihilateur, pour éviter toute détérioration des amarres, les dispositifs de fixation sont largement déportés de la plage avant. L'utilisation de ce dispositif élastique permet à l'en- semble d'erre en traction permanente, ce qui a pour effet d'éviter les rappels brutaux lors des mouvements des éléments de digue et permet en conséquence de diminuer les efforts sur les points d'ancrage. Lors de l'assemblage de la digue, deux dispositifs briselames voisins peuvent être réunis par une meAme liaison articulée et élastique, les extrémités des orins étant formées en patte d'oie dont les branches sont fixées respectivement sur deux éléments de digue voisins (voir figure 2)o Dans la forme de réalisation de dispositif brise-lames selon les figures 4 et 5, on assemble les mimes éléments que dans la première forme de réalisation sauf qu'est prévu à l'extrémité libre de l'élément stabilisateur un flotteur 17 muni de moyens de ballastage (non représentés au dessin) et de moyens d'ancrage 18, un certain nombre des flotteurs 19 formant l'ossature support des tripodes 10 étant également pourvus de moyens permettant leur ballastage partiel. La partie inférieure de l'élément assurant l'ancrage aval des dispositifs brise-lames constitutifs de la digue (c8té port) permet au moyen de crapauds articulés un large débattement de l'élément submersible solidaire de l'élément flottant par l'intermédiaire des dispositifs d'assemblage articulés. L'immersion de l'élément submersible est effectuée par un ballastage total du flotteur 17 et partiel des flotteurs 19 dont l'opération est con trôlée en fonction de l'immersion du réservoir supérieur non ballasté 7 qui assure la réserve de flottabilité de l'élément et, de ce fait, permet l'équilibre dynamique de l'ensemble. Le ballastage s'effectue gravitairement en eau au moyen de vannes de remplissage à commande manuelle ou automatique. Le déballastage étant pratiqué par l'insufflation d'air comprimé dans les réservoirs afin d'en chasser l'eau à l'extérieur0 Ces dispositifs conventionnels, couramment employés pour ce genre d'opération, ne sont pas représentés au dessin. Une fois immergé, l'élément submersible repose sur le fond par l'intermédiaire d'un bloc d'ancrage 18, ce qui constitue la première opération de mouillage de la digue. Afin d'éviter les mouvements brutaux et désordonnés de la digue dus à la houle, le premier mouillage est complété comme sur la digue flottante et, comme illustré au dessin, par un dispositif élastique 12, 13, 14 permettant à l'ensemble d'être en traction permanente et d'éviter les mouvements brutaux de la digue et, par conséquent, de diminuer les efforts sur les points d'ancrage. Comme représenté au dessin, l'élément stabilisateur immergeable est équipé des mêmes tripodes 10 que son homologue flottant. Compte tenu de la position définitive du dispositif brise-lames, ces tripodes sont positionnés dans un plan incliné approprié pour offrir un chicanage maximum à la propagation de la houle. Dans la forme de réalisation des figures 6 et 7, le dispositif brise-lames est constitué essentiellement par deux éléments similaires immergeables reliés entre eux par un dispositif d'as- semblage articulé 102. Sur ces deux éléments sont représentés les flotteurs de ballastage lova, 101b représentant les éléments essentiels formant l'ossature 101 de la digue. Cette ossature 101 est composée pour chaque élément de deux caissons cylindriques 101a et lOlb, de deux caissons longitudinaux 101c et transversaux 101d solidaires les uns des autres, de façon à former un grand flotteur partiellement immergeable adapté pour supporter et maintenir en place les tripodes asymétriques 103, du même type que ceux 10 utilisés dans les formes de réalisation précédentes. L'ensemble des caissons est dimensionné d'une part de façon à supporter les tripodes 103, tout en conservant une bonne flottabilité de l'ensemble pendant le transfert de la digue sur les lieux du mouillage et, d'autre part, offrir une construction métallique robuste résistant aux effets de la houle. Le caisson cylindrique 101 a est équipé de deux bêches 101 e renforcées de nervures et disposées sur le caisson perpendiculairement l'une par rapport à l'autre afin d'augmenter et de parfaire l'appui sur le fond marin et, de ce fait, assurer un bon ancrage de la digue. Comme illustré à la figure 7, le caisson cylindrique 101b est composé de trois compartiments distincts comprenant s deux compartiments de ballastage 101bol aux extrémités et solidaires des caissons longitudinaux 101c et un compartiment central non ballasté 101b2 renfermant la machinerie nécessaire aux opérations de ballastage et déballastage des réservoirs 101-101b-101c et 101d. Durant le ballastage ou le déballastage,les opérations de remplissage ou de vidange des caissons se font simultanément sur les deux éléments submersibles du dispositif brise-lames afin de maintenir impérativement l'ensemble en équilibre durant toute la manoeuvre. Le ballastage s'effectue gravitairement en eau directement par l'ouverture simultanée des vannes 104 sur chacun des deux réservoirs 101but, permettant la répartition de l'eau dans lten- semble des réservoirs IOta, 101c et 101d. Le déballastage, opération inverse, s'effectue en pratiquant l'insufflation d'air comprimé simultanément dans les deux réservoirs fOlbl par l'ouverture des vannes 105,permettant de chasser l'eau à l'extérieur par l'intermédiaire de quatre réseaux auxiliaires indépendants (non représentés au dessin) disposés sur chaque réservoir 101bl et muni de clapets anti-retour interdisant un quelconque retour d'eau dans ces réservoirs. Le caisson cylindrique 101b de l'élément aval de la digue est équipé d'un pare-lames 107 approprié aux caractéristiques de la plus forte houle pouvant être enregistrée sur le lieu du mouillage. Ce pare-lames 107 de forme concave est incliné sur lthori- zontale afin de rabattre la vague.Selon une variante de réalisation, le pare-lames peut être prévu orientable sur le caisson par rapport à l'horizontale , permettant de ce fait un réglage en fonction de l'inclinaison de ltélément submersible dont l'angle peut varier en fonction du profil du fond marin. il est constitué d'éléments métalliques horizontaux 106 jointifs assemblés sur une ossature appropriée de manière à assurer à l'ensemble une grande rigidité, Compte tenu de la position respective des deux éléments submersibles du dispositif brise-lames, et pour assurer aux tripodes asymétriques 103 une bonne stabilité sur le support, ces derniers sont positionnés dans un plan incliné compatible avec les efforts auxquels ils sont soumis. De plus, cette position confère à donner un maximum d'efficacité au système pour combattre et assouvir la houle. Ces dispositifs brise-lames peuvent être éventuellement réunis les uns aux autres ou aux formes de réalisation précédentes par des dispositifs d'articulation appropriés. il est clair que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus, en référence aux dessins annexés, mais qu'elle englobe toutes les modifications et variantes issues du même principe de base. REVENDICATIONS 1. Dispositif brise-lames flottant et/ou immergeable, notamment destiné à la construction de digues amovibles, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un élément annihilateur de la houle, constitué avantageusement d'au moins deux caissons étanches, éventuellement munis de moyens de ballastage, disposés parallèlement l'un à l'autre et reliés par une ossature, cet élé mentiannihilateur étant articulé à un élément stabilisateur de la houle, constitué d'au moins deux caissons étanches, éventuellement munis de moyens de ballastage, disposés parallèlement l'un à l'autre et reliés par une ossature formée d'un certain nombre de caissons étanches, latéraux et transversaux, disposés de façon à définir une structure de support pour des blocs artificiels. 2. Dispositif brise-lames selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte à chacune de ses extrémités des moyens d'ancrage. 3. Dispositif brise-lames selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'élément annihilateur est constitué par une ossature 3 aux extrémités de laquelle sont montés deux caissons étanches flottants 4, 5 associés respectivement à une plage concave avant 1 et à une plage concave arrière 2, cet élément étant associé par son extrémité libre à un dispositif élastique d'ancrage 12, 13, 14. 4. Dispositif brise-lames selon la revendication 1 ou 3, caractérisé par le fait que l'élément stabilisateur de houle est constitué de deux caissons d'extrémités 7 reliés à un ensemble de flotteurs longitudinaux 8 et transversaux 9, solidarisés les uns avec les autres pour former une ossature de support pour des tripodes asymétriques 10, cet élément étant associé par son extrémité libre à un dispositif élastique de mouillage et d'ancrage 12, 13, 14. 5. Dispositif brise-lames selon la revendication 1 ou 3, caractérisé par le fait qu'à l'extrémité libre de l'élément stabilisateur est prévu un flotteur 17 muni de moyens de ballastage et associés à des moyens d'ancrage 18, un certain nombre des flotteurs 19 formant l'ossature support des tripodes asymétriques 10 étant également pourvus de moyens permettant leur ballastage partiel. 6. Dispositif brise-lames selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments annihilateur et stabi q lisateur sont identiques et constitués chacun de deux caissons cylindriques 101a et 101b, de deux caissons longitudinaux lOlc et transversaux 101d solidaires les uns des autres, de façon à former un grand flotteur partiellement immergeable adapté pour supporter et maintenir en place les tripodes asymétriques 103, du même type que ceux 10 utilisés dans les formes de réalisation précédentes. 7. Dispositif brise-lames selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le caisson cylindrique ioula est équipé de moyens d'ancrage constitués de deux bêches 101e renforcées de nervures. 8. Dispositif brise-lames selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le caisson cylindrique 101b est composé de trois compartiments distincts comprenant : deux compartiments de ballastage tOlbl aux extrémités et solidaires des caissons longitudinaux 101c et un compartiment central non ballasté 101b2 renfermant la machinerie nécessaire aux opérations de ballastage et déballastage des réservoirs 101a-101b-101c et 101d. 9. Dispositif brise-lames selon l'une quelconque des revendications 1, 4, 5 et 6, caractérisé par le fait que les tripodes asymétriques 10, 103 ont des branches de longueurs diffé- rentes mais équidistantes par rapport à leur centre. 10. Méthode de construction de digues, caractérisée par le fait que l'on utilise au moins un dispositif brise-lames selon l'une quelconque des revendications 1 k 9.