Brevet FR2470195A1 — publié le 19810529

La présente invention concerne les digues ou barrages, par exemple un barrage à marée formé dans un estuaire, ainsi qu'un procédé de construction de tels digues et barrages, appelés collectivement "barrages" dans la suite du présent mémoire. L'invention concerne ainsi un barrage comprenant plusieurs caissons et un réceptacle de type modulaire destiné à loger les caissons de manière qu'ils soient adjacents et côte à côte. L'invention concerne aussi un procédé de construction de barrage à un emplacement déterminé, ce procédé comprenant l'installation d'un réceptacle de type modulaire à l'emplacement voulu, et le logement de plusieurs caissons dans le réceptacle, afin qu'ils soient adjacents et côte à côte. Le réceptacle comporte de préférence plusieurs modules séparés adjacents et placés côte à côte, ces modules étant placés progressivement à l'emplacement voulu, en direction transversale. Chaque module peut comporter un bâti destiné à coopérer avec un bâti adjacent, ou une base ayant plusieurs parois qui en remontent et qui sont destinées à loger les caissons entre elles. Les caissons peuvent être disposés dans une partie du réceptacle d'une maniere qui empêche leur déplacement transversalement au barrage. Certains au moins des caissons peuvent comporter une turbine et celle-ci peut être montée dans le caisson correspondant, avant ou après le logement de celui-ci dans le réceptacle. Pendant la construction par exemple d'un barrage dans un estuaire, l'eau qui s'écoule dans l'espace compris entre les deux côtés du barrage a une vitesse croissante lorsque la dimension de l'espace libre diminue si bien que les difficultés de construction du barrage augmentent dans la phase finale. L'invention remédie à cet inconvénient par construction d'une partie au moins du barrage à l'aide d'abord d'un réceptacle modulaire qui forme une référence rigide sans constSuer un obstacle important à l'écoulement de l'eau, si bien que l'augmentation de vitesse de l'eau dans l'estuaire lors de la construction du barrage est considérablement réduite, et ensuite plusieurs caissons sont logés successivement dans le réceptacle modulaire dans lequel ils peuvent être disposés de façon réglée depuis le réceptacle modulaire rigide alors que la vitesse du courant d'eau augmente. D'autres caractéristiques et avantages de 1'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une perspective d'une partie d'un barrage à marée en cours de cdnstruction - la figure la est une perspective analogue d'une variante de barrage à marée de la figure 1 - la figure 2 est une coupe à plus grande échelle d'un caisson de base, suivant la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 est une coupe agrandie d'un caisson élémentaire, suivant la ligne III-III de la figure 1 - la figure 4 est une coupe agrandie d'un caisson de base, suivant la ligne IV-IV de la figure 1 - les figures 5 à 7 sont des coupes partielles illustrant d'autres stades de l'installation du caisson élémentaire de la figure 3 dans le caisson de base de la figure 4 - la figure 8 est une coupe agrandie suivant la ligne VIII-VIII de la figure la - la figure 9 est une perspective d'une partie d'un bâti modulaire destiné à un barrage à marée - la figure 10 est une vue de bout partiellement arrachée d'une partie d'un bâti modulaire analogue à celui de la figure 9 et dans lequel est placé un caisson élémentaire - la figure 11 est une coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 10 - la figure 12 une coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 10 ; et - la figure 13 représente une variante du caisson élémentaire de la figure 12. La figure 1 représente une partie dDun côté d'un barrage 10 à marée, en cours de construction transversalement au lit 11 d'un estuaire et comprenant plusieurs réceptacles modulaires sous forme de caissons de base 12 de béton armé, placés côte à côte et adjacents transversalement à l'estuaire 11. Le caisson 12 de base placé à gauche de la figure 1 a une cloison avant 13 et une cloison arrière 14 et on l'a représenté alors qu'il flotte le long du caisson 12 de base d'extrémité. Le caisson flottant 12 de base peut être noyé afin qu'il s'enfonce, à l'emplacement prévu, près du côté du caisson 12 de base d'extrémité, et la cloison avant 13 et la cloison arrière 14 sont retirées. Chaque caisson 12 de base a une base plane 20 et cinq parois 21 qui en dépassent perpendiculairement, en étant régulièrement espacées et parallèles de manière qu'elles délimitent quatre canaux 22. Un caisson élémentaire 25 se loge dans chaque canal 22 (on n'en a représenté que six), et il est placé dans le canal correspondant 22 par flottaison du caisson élémentaire 25 comme indiqué à droite de la figure 1, par remorquage dans le canal correspondant 22 puis par coulée du caisson 25 afin qu'il repose sur la base 20. Plus précisément et comme indiqué sur la figure 2, chaque caisson 12 de base a une glissière 26 destinée au logement de la cloison avant 13 et à délimiter un conduit 27, et un certain nombre de ca vités rectangulaires 28a, 28b, 28c et 28d, à la partie supérieure de chaque paroi 21 (une seule paroi est représentée sur la figure 2) afin que des poutres de support (non représentées) puissent y être logées. Un réservoir amovible 29 de flottaison est fixé à la cloison avant 13 et un autre réservoir amovible 29 est fixé à la cloison arrière 14. La cloison avant 13 et la cloison arrière 14 sont construites sous forme creuse et en acier afin que le poids du caisson 12 de base soit réduit. L'un des caissons élémentaires 25 est repré senté plus en détail sur la figure 3 à laquelle on se réfère maintenant, et il comprend un corps 34 de béton armé, du type à double paroi, destiné à délimiter un certain nombre de cavités 36, 37, 38, 39 et 40 entre les parois et à former un conduit profilé 35 qui traverse le caisson élémentaire et dans lequel une turbine 42 est montée. Un obturateur 45 sous forme d'une cloison se loge dans une glissière 46, d'un premier côté de la turbine 42, et une cloison 48 d'extrémité se loge à l'extrémité du caisson 25, de l'autre côté de la turbine 42.Un couvercle amovible 49 d'écoutille se loge dans un passage 50 et donne accès à la turbine 42, et un réservoir amovible 52 de flottaison est fixé à la paroi du conduit 35 entre l'obturateur=45 et l'extrémi- té voisine du caisson 25. On considère, en référence aux figures 4 à 7, les différents stades de l'installation du caisson élé- mentaire 25 dans le caisson 12 de base. Sur la figure 4, l'un des caissons 12 de base repose sur le lit 11 de l'estuaire après retrait de la cloison avant 13, de la cloison arrière 14 et des réservoirs 29 de flottaison représentés sur la figure 2. Sur la figure 5, la cloison arrière 14 a été remise en place et un caisson elemen- taire 25 flotte dans le canal 22 du caisson 12 de base, après y avoir été remorqué. La figure 6 représente le caisson élémentaire 25 qui repose sur la base 20 du caisson 12 contre un épaulement 55, après le retrait du réservoir 52 de flottaison et de la cloison avant 13 représentée sur la figure 20 afin que le courant de marée puisse passer dans le canal 22.Des poutres 31a, 31b, 31c et 31d sont disposées transversalement audessus du canal 22, en travers de chaque caisson 12, et sont supportées dans les cavités correspondantes28a, 28b, 28c et 28d, et un bâtiment 32 de service, disposé à la partie supérieure de tous les caissons 12 de base (figure 1) est porté par la poutre 31c et une poutre adjacente 31d. La figure 7 représente le dernier stade du montage du caisson élémentaire 25 et du caisson 12 de base. Un organe 60 délimitant un conduit d'extrémité et formé de béton armé est placé près de la cloison 48 d'extrémité et celle-ci est raccordée à un treuil 61 d'une chambre 62 des machines placée à la partie supérieure du caisson 12.Un panneau de fermeture avant 71, formé d'acier, est installé dans la partie supérieure de la glissière 26 au-dessus du caisson élémentaire 25 afin qu'il permette la transmission du courant de marée dans le conduit 27. Des paires de panneaux de fermeture 64, 65 et 66, 67 sont disposées transversalement au canal 22 au-dessus du caisson 25 afin qu'ils isolent l'obturateur 45 et la cloison 48-d'extrémlté respectivement, lorsqu'ils sont en position haute, et afin qu'un espace 5 soit délimité au-dessus de la turbine 42, l'obturateur 45 étant commandé à partir du haut du caisson 12 par un treuil 68 placé dans une chambre 69 de machine.Un portique 73 supporte un treuil roulant 74 au-dessus du panneau 50 d'écoutille des caissons 25 afin que les différents éléments de la turbine 42 puissent etre retirés et remplacés, une première extrémité du portique 73 étant portée par le boîtier 32 qui délimite trois conduits 77, 78, 79 dans lesquels sont placés les tuyauteries et câbles de service (non représentés), une route 80 de service étant formée audessus. Un panneau avant 83 de toit et des panneaux arrière 84 et 85 de toit terminent la couverture du haut du caisson 12 de base.Les cavités 36 à 40 du caisson élémentaire 25 sont remplies d'une matière de lestage, par exemple, de sable hydraulique ou de béton pauvre, et les techniques classiques de jointoiement, par exemple mettant en oeuvre un joint spécial à sac gonflable (non représenté) sont utilisées pour la fermeture étanche de l'espace-compris entre les côtés du caisson élémentaire 25 et les parois 21 du caisson 12 de base. L'ampleur de l'installation des caissons 12 de base avant introduction des caissons élémentaires 25 peut varier, tous les caissons 12 de base pouvant être mis en place avant que commence l'introduction des caissons élémentaires 25. I1 faut se rappeler qu'un barrage à marée peut être construit à partir de caissons de base ayant une autre section que celle des caissons 12 des figures 1 à 7, par exemple d'une manière telle qu'un caisson élémentaire est étayé à la fois à l'avant et à l'arriè- re, lorsqu'il est soumis au courant de marée, comme indiqué sur les figures la et 8. La figure la représente une partie d'un barrage 110 à marée en construction, analogue au barrage 10 de la figure 1 et ayant plusieurs caissons 112 de base analogues à de nombreux égards aux caissons 12 représentés sur la figure 1, ces caissons de base étant destinés à loger des caissons élémentaires 125 dans des canaux 122 délimités par des parois adjacentes 121 des caissons de base 112.Comme l'indique la figure 8, le caisson de base 112 a une base surélevée 120 et plusieurs nervures transversales 123, dépassant sous la base 120 vers le lit 11 de l'estuaire, l'espace compris entre la base surélevée 120 et le lit 11 de l'estuaire étant rempli d'une matière de jointoiement. Un épaulement avant incliné 155 et un épaulement arrière incliné 156 depassent de la base 120 et assurent le positionnement de parties d'inclinaison correspondante du caisson élémentaire 125 qui est représenté avec son obturateur 145 formant une cloison avant dans la position levée et une cloison 148 d'extrémité dans la position baissée. Une turbine 142 est placée dans la caisson élémentaire 125 et deux couvercles amovibles 149, 150 d'écoutille permettent l'accès à la turbine 142 par le haut.Le caisson 112 de base a une glissière 126 de logement d'une cloison avant temporaire non représentée et a des parois latérales 121 placées de part et d'autre (une seule est représentée), une partie intermédiaire verticale 123 supportant trois couvercles amovibles 124 de couverture et un bâtiment 32 de service identique au bâtiment 32 de la figure 6 le caisson comporte en outre un panneau 171 de fermeture avant et un panneau 172 de fermeture arrière des tinés à enfermer un espace 176 délimité au-dessus du caisson élémentaire 125. D'autres réceptaclesmodulaires peuvent être utilisés selon l'invention, par exemple à bâti modulaire ouvert tel que représenté sur la figure 9 à laquelle on se réfère maintenant et qui représente un bâti ouvert 210 formé de béton armé, comprenant une série de modules 212 de forme rectiligne. Chaque module 212 a un châssis rectangulaire 213 ayant un bras 214 à chaque coin du châssis 213 en direction perpendiculaire, et deux pieds 215 dépassant sous le châssis 213. Chaque bras 214, à l'extrémité gauche sur la figure 9, a un plot 216 de section çarrée et l'autre extrémité du bras 214 a une cavité correspondante 217 si bien que les modules 212 peuvent être assemblés sous forme rectiligne, les plots 216 d'un module 212 se logeant dans des cavités correspondantes 217 du module adjacent 212.Un caisson élémentaire non représenté peut être logé dans les châssis 213 de la manière décrite en référence aux figures 1 à 8, et l'espace formé autour des caissons élémentai- res peut être bouché d'une manière analogue (non repré sentée). Une partie d'un bâti modulaire ouvert particulier est représentée sur les figures- 10 à 12 et notamment sur les figures 10 et 11 sur lesquelles des modules 240 de béton armé sont représentés et comportent chacun des bras supérieurs 241, un bras inférieur arrière 246 de forme tubulaire carrée et un bras inférieur avant 247 de forme tubulaire trapézoidale, les modules 240 ayant des pieds 215 qui prennent appui sur le lit 11 de l'estuaire ou qui y pénètrent. Un caisson élémentaire 255 dans lequel une turbine 256 est montée est représenté en position de flottaison entre deux modules 240 et a une cloison avant 258 et une cloison arrière 259, aux extrémités d'un conduit 260 passant dans le caisson élémentaire 255, ainsi que des couvercles d'écoutille 261, 262 et 263, permettant la fermeture du conduit 260. Un rebord 270, dirigé vers l'intérieur, dépasse de chaque module 240 entre le bras inférieur arrière 246 et le bras inférieur avant 247. Les figures 10 et 12 représentent un autre caisson élémentaire 255 qui repose sur deux rebords 270 et a un canal trapézoidal 272 placé autour des bras in férieurs avant 247 alors que son extrémité est en butée contre les bras inférieurs arrière 246 afin que le caisson soit étayé vers l'avant et vers l'arrière lorsqu'il subit le courant de marée. Un obturateur en forme de porte coulissante 275 est placé dans une glissière 276 (et est représenté en position haute) après retrait du couvercle 263 d'écoutille de la figure 11 et de la cloison arrière représentée aussi sur cette figure. Trois poutres 280 et deux poutres 281 de béton armé sont disposées transversalement au module 240 et supportent un panneau 282 de fermeture d'extrémité, trois panneaux 283 de fermeture interne, un bâtiment 32 de service identique au bâtiment 32 des figures 7 et 8 et un panneau 284 de fermeture avant. Une chemise290 de jointoiement avant et une chemise 291 de jointoiement arrière sont fixées aux extrémités arrière correspondantes du caisson 255 et l'espace compris entre les chemises 290, 291 et la face inférieure du caisson 255 est rempli d'un composé de jointoiement, non représenté. Des cavités formees dans le caisson élémentaire 255 sont remplies de manière analogue d'une matière convenable de lestage, comme décrit en référence au caisson élémentaire 25 représenté sur la figure 7. I1 faut noter qu'une turbine peut être instal lée dans un caisson élémentaire lorsque celui-ci a été placé dans un module 240 tel que représenté sur la figure 13. Sur cette dernière, un caisson élémentaire 255a analogue à de nombreux égards au caisson 255 des figures 11 et 12, a un conduit 303 de grande dimension qui permet la descente d'une turbine 242 sous la commande d'un treuil 274, sur un socle 304 formé dans le caisson 255a, et elle peut aussi être retirée le cas échéant, pour l'entretien, après le retrait d'une partie supérieure (non représentée) du caisson élémentaire 255a. Un panneau 305 de fermeture avant et un panneau 306 de fermeture arrière sont disposés transversalement à partir du module 240 afin que l'eau de marée soit exclue de l'espace 308 délimité au-dessus du caisson 255a. Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à un caisson élémentaire ayant une turbine ou destiné à recevoir une turbine, d'autres caissons élémentaires peuvent être utilisés, par exemple des caissons à porte d'écluse. En outre, les réceptacles modulaires peuvent avoir d'autres configurations. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs et procédés qui vienent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Elément de construction de barrage, caractérisé en ce qu'il comprend un module séparé (12) destiné à loger plusieurs caissons (25) afin qu'ils soient adjacents et côte à côte et forment une partie du barrage. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module (12) comporte une base (20) ayant plusieurs parois (21) qui en dépassent vers le haut et qui sont destinées à assurer le maintien en position des caissons (25). 3. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module (212) comporte un châssis rectangulaire (210) ayant un bras (214) à chaque coin, les bras étant perpendiculaires de chaque côté du châssis afin qu'ils coopèrent avec des bras correspondants (214) d'un châssis adjacent. 4. Elément -selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un rebord (270) formé le long de la base du châssis, de chaque côté, afin qu'un caisson (255) soit supporté par ces rebords. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module (112) est destiné à maintenir les caissons (125) en position d'une manière qui empêche leur déplacement longitudinal. 6. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une cloison amovible (13, 14) à chaque extrémité du module (12) afin que celui-ci puisse être amené à un emplacement voulu par flottaison. 7. Barrage, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs éléments selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, placés côte à côte et adjacents, chaque élément contenant plusieurs caissons. 8. Procédé de construction d'un barrage à un emplacement déterminé, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend l'installation audit emplacement de plusieurs éléments selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 6 afin qu'ils soient placés côte à côte et adjacents, et le logement progressif de plusieurs caissons dans les éléments.