Brevet FR2506361A1 — publié le 19821126

Barrage mobile notamment pour usine maremotrice La présente invention concerne un barrage mobile notamment pour usine marémotrice. Il a été proposé, pour réaliser un tel barrage pour une usine maremotrice, d'utiliser un obturateur en forme de secteur de cylindre de révolution à axe horizontal parallèle à la largeur du pertuis. Cet obturateur était constitué de tôle épaisse. Il était monté tournant autour de son axe auquel il était relié par des rayons constitués par des poutres métalliques. Cette forme, connue pour de grands barrages mobiles, avait semblé en effet la seule compatible avec les efforts importants que doit supporter l'obturateur en service. Mais elle nécessite une grande masse de métal.De plus la structure bétonnée qui la supporte doit présente de grandes dimensions, non seulement selon la largeur du pertuis à obturer, qu'elle doit bien évidemment encadrer, mais aussi dans la direction horizontale perpendiculaire à cette largeur, car elle doit s' étendre jusqu'à l'axe de l'obturateur pour supporter les paliers de celui-ci On connalt par ailleurs, pour d'autres applications, des barrages mobiles dont l'obturateur à déplacement vertical est constitué par un caisson parallélépipèdique rectangle à deux parois principales réunies par des entretoises formant triangulation. L'épaisseur d'un tel caisson est choisie suffisante pour assurer sa rigidité entre les appuis pris latéralement sur deux chemins de roulement fixes verticaux.La masse de métal nécessaire à la réalisation de cet obturateur est très grande. Le prix de revient de ces barrages connus était donc très élevé. La présente invention a pour but d'abaisser le prix de revient du barrage sans diminuer la section utile du pertuis. Elle a pour objet un barrage mobile notamment pour usine maremotrice comportant - une structure bétonnée délimitant un pertuis pour le passage de l'eau entre deux piles "extremes" - un obturateur métallique mobile par rapport à cette structure, s'appuyant sur elle, et permettant d'obturer ce pertuis, - et un ensemble moteur assurant la manoeuvre de cet obturateur, - ce barrage étant caractérisé par le fait que cet obturateur est constitué par un panneau plan vertical rectangulaire présentant deux bords latéraux verticaux coulissant dans deux glissières verticales ménagées dans les piles "extrêmes" de manière à permettre de minimiser les dimensions de la structure bétonnée et la masse de 11 obturateur, cet obturateur étant ondulé avec des lignes d'ondes horizontales de manière à augmenter sa rigidité sans augmentation de la masse métallique, - la structure bétonnée comportant un système d'appui intermédiaire constitué par une ou plusieurs piles intermédiaires disposées dans le pertuis, ce système présentant, parallèlement au panneau, une épaisseur totale inférieure au dixième de la largeur du pertuis, de manière à maintenir l'obturateur sans diminuer sensiblement la section utile du pertuis, - chaque pile étant munie d'un plat métallique de frottement fixe en regard de ltobturateur, ce dernier étant muni en regard d'un plat de frottement mobile fixé sur les sommets des ondes. La figure 1 représente une vue d'un barrage selon l'invention en coupe par un plan horizontal. La figure 2 représente une vue de ce barrage en coupe par un plan vertical transversal. La figure 3 représente une vue de ce barrage en élévation. La figure 4 représente des détails de la figure 1, à échelle agrandie. Les figures 5 et 6 représentent des vues de l'obturation de ce barrage en élévation et en coupe transversale. Les figures 7 et 8 représentent des vues en coupe transversale d'une crémaillère de manoeuvre de cet obturateur. La figure 8 représente une variante de la crémaillère de la figure 7. La présente invention résulte notamment d'une prise en compte plus approfondie des conditions particulières de fonctionnement de certains barrages mobiles, par exemple pour usine maremotrice. Ces conditions sont notamment les suivantes - les manoeuvres d'ouverture et de fermeture s'effectuent sans différence de niveau appréciable - l'étanchéité absolue n'est pas indispensable - les conséquences d'un incident n'ont pas la même gravité que pour un barrage de protection. Ces conditions diffèrent largement de celles habituellement imposées aux barrages mobiles - manoeuvre sous charge - recherche d'une excellente étanchéité - sécurité réglementaire imposée. Il est bien clair que l'on connaissait déjà des obturateurs rideaux constituées d'un simple panneau coulissant verticalement dans deux glissières latérales. Mais ces obturateurs étaient considérés par l'homme de l'art comme réservés à des applications impliquant des dimensions et des efforts mécaniques beaucoup plus petits, avec par exemple une largeur de 4 mètres et une hauteur de 3 mètres. Le barrage selon l'invention comporte un pertuis qui présente une largeur d'au moins 16 mètres, par exemple et une hauteur d'au moins 15 mètres par exemple et il peut résister à une houle de 6 mètres par exemple. A l'aide des figures schématiques ci-jointes, on va décrire ci-après, à titre non limitatif, comment l'invention peut être mise en oeuvre. Il doit être compris que les éléments décrits et représentés peuvent, sans sortir du cadre de l'invention, être remplacés par d'autres éléments assurant les mêmes fonctions techniques. Lorsqu'un même élément est représenté sur plusieurs figures il y est désigné par le même signe de référence. Le barrage décrit est destiné à équiper une usine marémotrice comportant un alignement de plusieurs tels barrages disposés côte à côte. Il est limité entre deux piles 2 dont chacune est commune à ce barrage et à un barrage adjacent dans cet alignement, et constitue, pour le barrage particulier décrit, une dite pile "extrême". La structure bétonnée comporte, entre et sous les piles extrêmes 2, un radier de fondation 1, sur lequel s'appuient outre ces piles extrêmes, deux piles intermédiaires 4 qui définissent avec les piles extrêmes trois passages d'égales largeurs dont l'ensemble constitue le pertuis du barrage. Un obturateur à déplacement vertical permet d'obturer l'ensemble de cé pertuis en prenant appui sur ces piles extrêmes et intermédiaires. Il est constitué par un panneau plan vertical rectangulaire 51 présentant deux bords latéraux verticaux coulissant dans deux glissières verticales 21 ménagées dans les piles "extrêmes 2. Ce panneau est ondulé avec des lignes d'ondes horizontales de manière à augmenter sa rigidité sans augmentation de la masse métallique. De plus la structure bétonnée comporte un système d'appui intermédiaire constitué par deux piles intermédiaires 4 disposées dans le pertuis. Ce système présente, parallèlement au panneau, une épaisseur totale inférieure au dixième de la largeur du pertuis, de manière à maintenir 1' obturateur sans diminuer sensiblement la section utile du pertuis. De prétérence lrépaisseur des piles intermédiaires 4, mesurée parallèlement au plan de l'obturateur 52, est inférieure au tiers de leur largeur, mesurée perpendiculairement à ce plan. Comme le barrage décrit est du type à double effet, chaque pile intermédiaire 4 fait partie d'une paire de deux telles piles disposées symétriquement de part et d'autre de l'obturateur 51. Chaque pile est munie d'un plat métallique de frottement fixe 21a, 41 en regard de l'obturateur 51, ce dernier étant muni en regard d'un plat de frottement mobile 53, 54 fixé sur les sommets des ondes. Ces plats sont visibles sur la figure 4. Les plats mobiles 53 sont réunis par un autre plat métallique 53a sur les bords latéraux verticaux de l'obturateur et constituent une partie d'un cadre métallique qui suit tous les bords de l'obturateur, et dont la section droite présente la forme d'un C (voir figure 4). De même les plats fixes 21a dans les piles extrêmes 2 sont réunis par un plat 21b formant le fond de la glissière verticale. Au niveau des piles intermédiaires les plats fixes et mobiles sont représentés en 41 et 54 respectivement. De préférence les plats de frottement mobiles sont réalisés en un matériau à usure plus rapide que celle des plats de frottements fixes, de manière à éviter le risque d'avoir à remplacer des plats de frottement fixes d'accès difficile. Ces plats peuvent être constitués d'aciers de nuances différentes. Mais les plats mobiles peuvent aussi être constitués d'azobé, et les plats fixes d'acier revêtu d'une resine époxyde. L'ensemble moteur 32, 33, 34 entrain des pignons de manoeuvre 31 tournant autour d'axes horizontaux fixés à la structure bétonnée d'un côté narrièren de l'obturateur 51 et parallèlement au plan de celui-ci, chaque pignon coopérant avec une crémaillère verticale 55 solidaire de l'obturateur pour permettre la manoeuvre de celui-ci. L'obturateur peut être constitué de palplanches dont la longueur est disposée horizontalement, comme représenté sur les figures 4 et 7. Dans ce cas la crémaillère 55 est soudée verticalement sur l'obturateur et des âmes soudées 57 emplissent les demies ondes en creux sur les deux faces de ltobturateur, qui est encore renforcé par un plat 54a sur sa face avant. Selon la variante représentée figure 8 l'obturateur et constitué d'une tôle pliée 51b pour former des ondes à section trapézoIdale. Dans ce cas les dents de chaque pignon de manoeuvre 31b pénétrent dans les demies ondes en creux de l'obtura- teur 51b de manière que celui-ci constitue lui même la crémaillère, la face avant de l'obturateur étant munie au droit du pignon d'une part d'un plat métallique 54b s'étendant sur toute la hauteur de la crémaillère, et fixé sur les sommets des ondes de cette face, et d'autre part d'âmes de raidissement 57b pénétrant à partir de ce plat dans les demies ondes en creux de cette même face. Pour éviter une flexion d'obturateur sous la composante transversale de la poussée des pignons 31, chaque système pignon crémaillère est placé au voisinage d'une pile constituant un appui pour la face avant de l'obturateur (voir figures 2, 3, 5, 7 et 8). Plus précisément la distance entre chaque système pignoncrémaillère et la pile voisine est inférieure à quatre fois et de préférence à trois fois la profondeur des ondes de l'obturateur. Pour assurer une bonne répartition des forces de manoeuvre l'obturateur 51 est muni de deux crémaillères 55 seulement coopérant avec deux pignons de manoeuvre 51 au voisinage des deux piles intermédiaires 4. Il est de plus muni à chacun des sommets du rectangle d'un galet 56 à axe de rotation perpendiculaire au plan de l'obturateur, ce galet roulant sur un chemin de roulement vertical constituant le fond 21b des glissières, de manière à éviter tout coincement lors de la manoeuvre. Pour obtenir une course verticale suffisante de l'obturateur 51 sans augmenter excessivement son aire, il est muni de deux prolongements verticaux supérieurs recevant les troncons supérieurs des crémaillères 55 et des plats de frottements mobiles 41 (voir figue 5). L'ensemble moteur de manoeuvre 32, 33, 34 entrain les pignons 31 par l'intermédiaire d'une transmission hydraulique permettant un arrêt temporaire du déplacement de l'obturateur sans arrêt de cet ensemble moteur lorsque la houle accrort momentanément les efforts de frottements qui tendent à empêcher ce déplacement. Cet ensemble comporte une centrale hydraulique 34 alimentée électriquement, des tubulures 34a, des moteurs 33 et des réducteurs 32 entrainent les pignons 31. La structure bétonnée comporte un caisson supérieur 3 constituant une poutre horizontale reliant les sommets des piles extrêmes 2 et intermédiaires 4. Un radier 35 constituant la paroi basse de ce caisson comporte une fente 35a de longueur égale à la largeur du pertuis pour permettre le passage de l'obturateur mobile 51. Ce radier est placé au dessous du niveau des plus hautes eaux de manière que la présence de ce caisson diminue la hauteur de pertuis qui doit être obturée par cet obturateur. Le caisson 3 comporte en outre un plancher intermédiaire 37 sur lequel est disposée la centrale hydraulique 34. Les pignons 31 sont placés sur le radier 35 de manière à permettre de donner une hauteur aussi faible que possible aux crémaillères 55. Les faces avant 36a et arrière 36b verticales du caisson supérieur sont formées dans un même plan vertical parallèle à l'obturateur que les parements avant 42a et arrière 42b des paires de piles intermédiaires 4 de manière à permettre, lors de réparations du barrage, de descendre deux batardeaux avant et arrière obturant chacun complétement le pertuis et s'appuyant sur ces faces de ce caisson, sur ces parements1 sur un appui horizontal 22a ménagé sur la face supérieure d'un radier bétonné 1 de fondation du barrage, et sur des appuis latéraux verticaux 22b ménagés sur les côtés des piles extrêmes 2. Ces batardeaux peuvent alors présenter une faible rigidité en raison de la répartition de ces appuis. Ils ne sont pas représentés. Ils peuvent être manoeuvrés à partir d'un chemin formé sur le plancher supérieur du caisson 3. Quant aux appuis ils sont constitués par des rainures formées dansle béton des piles 2 sur le radier de fondation 1. A titre d'exemple la tôle d'acier constituant l'obturateur 51 peut avoir une épaisseur de 2 cm , les ondes formées par cette tôle ayant une hauteur de 60 cm et une profondeur de 40 cm REVENDICATIONS 1/ Barrage mobile notamment pour usine marémotrice, ce barrage comportant - une structure bétonnée (1, 2, 3) délimitant un pertuis pour le passage de l'eau entre deux piles "extrêmes" (2), - un obturateur métallique (51) mobile par rapport à cette structure, s'appuyant sur elle, et permettant d'obturer ce pertuis, - et un ensemble moteur (31, 32, 33, 34) assurant la manoeuvre de cet obturateur, - ce barrage étant caractérisé par le fait que cet obturateur est constitué par un panneau plan vertical rectangulaire (51) présentant deux bords latéraux verticaux coulissant dans deux glissières verticales (21) ménagées dans les piles "extrêmes" (2), de manière à permettre de minimiser les dimensions de la structure bétonnée et la masse de l'obturateur, cet obturateur étant ondulé avec des lignes d'ondes horizontales de manière à augmenter sa rigidité sans augmentation de la masse métallique, - la structure bétonnée comportant en outre un système d'appui intermédiaire constitué par une ou plusieurs piles intermédiaires (4) disposées dans le pertuis, ce système présentant, parallèlement au panneau, une épaisseur totale inférieure au dixième de la largeur du pertuis, de manière à maintenir 1' obturateur sans diminuer sensiblement la section utile du pertuis, - chaque pile étant munie d'un plat métallique de frottement fixe (21a, 41) en regard de l'obturateur (51), ce dernier étant muni en regard d'un plat de frottement mobile (43, 54) fixé sur les sommets des ondes. 2/ Barrage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'épaisseur des piles intermédiaires (4) mesurée parallèlement au plan de l'obturateur (51), est inférieure au tiers de leur largeur, mesurée perpendiculairement à ce plan. 3/ Barrage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les plats de frottement mobiles sont réalisés en un matériau à usure plus rapide que celle des plats de frottements fixes, de manière à éviter le risque d'avoir à remplacer des plats de frottement fixes d'accès difficile. 4/ Barrage selon la revendication 1, dans lequel l'ensemble moteur (32, 33, 34) entraîne des pignons de manoeuvre (31) tournant autour d'axes horizontaux fixés à la structure bétonnée d'un côté "arrière" de l'obturateur (51) et parallèlement au plan de celui-ci, chaque pignon coopérant avec une crémaillère verticale (55) solidaire de l'obturateur pour permettre la manoeuvre de celui-ci, - ce barrage étant caractérisé par le fait que chaque système pignon-crémaillère est placé au voisinage d'une pile constituant un appui pour la face avant de l'obturateur. 5/ Barrage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les dents de chaque pignon de manoeuvre (31b) pénétrent dans les demies ondes en creux de l'obturateur (51b) de manière que célui-ci constitue lui même la crémaillère, la face avant de 1' obturateur étant munie au droit du pignon d'une part d'un plat métallique (54b) s1 étendant sur toute la hauteur de la crémaillère, et fixé sur les sommets des ondes de cette face, et d'autre part d'âmes de raidissement (57b) pénétrant à partir de ce plat dans les demies ondes en creux de cette même face. 6/ Barrage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la distance entre chaque système pignon-crémaillère et la pile voisine est inférieure à quatre fois et de préférence à trois fois la profondeur des ondes de l'obturateur. 7/ Barrage selon la revendication 1, du type à double effet, caractérisé par le fait que chaque pile intermédiaire (4) fait partie d'une paire de deux telles piles disposées symétriquement de part et d'autre de l'obturateur (51). 8/ Barrage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'obturateur (51) est muni de deux crémaillères (55) seulement coopérant avec deux pignons de manoeuvre (31) au voisinage de deux piles intermédiaires (4) de manière à répartir au mieux les efforts de manoeuvre exercés sur l'obturateur, cet obturateur rectangulaire étant muni à chacun des sommets du rectangle d'un galet (56) à axe de rotation perpendiculaire au plan de l'obturateur, ce galet roulant sur un chemin de roulement vertical constituant le fond (21b) des glissières, de manière à éviter tout coincement lors de la manoeuvre. 9/ Barrage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la structure bétonnée comporte un caisson supérieur (3) constituant une poutre horizontale reliant les sommets des piles extrêmes (2) et intermédiaires (4), - un radier (35) constituant la paroi basse de ce caisson comportant une fente (35a) de longueur égale à la largeur du pertuis pour permettre le passage de l'obturateur mobile (51), et étant placé au dessous du niveau des plus hautes eaux de manière que la présence de ce caisson diminue la hauteur de pertuis qui doit être obturée par cet obturateur, - les pignons (31) étant logés à l'intérieur de ce caisson, sur son radier (35) de manière à permettre de donner une hauteur aussi faible que possible aux crémaillères (55), - les faces avant (36a) et arrière (36b) verticales du caisson supérieur étant dans un même plan vertical parallèle à I obturateur que les parements avant (42a) et arrière (42b) des paires de piles intermédiaires (4) de manière à permettre, lors de réparations du barrage, de descendre deux batardeaux avant et arrière obturant chacun complétement le pertuis et s'appuyant sur ces faces de ce caisson, sur ces parements, sur un appui horizontal (22a) ménagé sur la face supérieure d'un radier bétonné (1) de fondation du barrage, et sur des appuis latéraux verticaux (22b) ménagés sur les côtés des piles extrêmes (2), ces batardeaux pouvant alors présenter une faible rigidité en raison de la répartition de ces appuis. 10/ Barrage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que 11 ensemble moteur de manoeuvre (32, 33, 34) éntraitne les pignons par l'intermédiaire d'une transmission hydraulique permettant un arrêt temporaire du déplacement de l'obturateur sans arrêt de cet ensemble moteur lorsque la houle accroît momentanément les efforts de frottements qui tendent à empêcher ce déplacement.