Brevet FR2516957A1 — publié le 19830527

La présente invention se rapporte à -un caisson pour étancher les espaces entre la face inférieure du cof- frage d'une structure immergée et le fond rocheux. Par exemple, lorsqu'on construit une structure, telle qu'une pile supportant un pont au-dessus d'un pas- sage d'eau, sur le fond noyé sous cette eau, des espaces sont créés entre la face inférieure du coffrage de la structure et la surface du fond rocheux, du fait de la ru- gosité de cette surface Par conséquent, si du béton pour utilisation sous l'eau, par exemple un béton préfabriqué, est placé dans le coffrage dans de telles conditions, du mortier s'échappe par ces espaces, ce qui entraîne le gaspillage du mortier, ainsi que la pollution de l'eau. Jusqu'à présent, pour éviter cette fuite de mortier, la pratique courante consiste à poser des corps spongieux, élastiques, ou coussins, le long des bords extérieurs de la base du coffrage, afin d'étancher les espaces vides. Ces coussins spongieux sont en général moulés en mousse de matière plastique, par exemple un élastomère de polyuréthane, de sorte que l'intérieur du coussin possè- de une structure de mousse grossière alors que la peau a une structure de mousse dense de perméabilité relativement faible à l'eau Par conséquent, si un coussin spongieux ayant une telle structure est descendu sous l'eau en même temps que le coffrage, comme l'eau ne peut pas pénétrer ra- pidement dans le coussin, le coussin spongieux est comprimé par la pression de l'eau et devient incapable de remplir son rôle prévu d'étanchéité des espaces entre la base du coffrage et le fond rocheux Pour résoudre cette difficul- té, on a proposé de prévoir une pluralité de petits trous dans la peau du coussin, ces trous se prolongeant dans la structure intérieure, grossière. L'existence de ces petits trous dans la peau du coussin spongieux permet une pénétration relativement fa- cile de l'eau dans le coussin Toutefois, lorsque la base du coffrage touche la surface du fond rocheux et comprime le coussin spongieux, comme cette compression est effec- tuée rapidement en un temps réduit, et que les petits trous de la peau sont écrasés et bloqués, l'eau, qui a pénétré dans le coussin, ne trouve pas de passage de sor- tie et elle est emprisonnée à l'intérieur du coussin Par conséquent, le coussin spongieux se gonfle latéralement, sous l'effet de la forte pression interne de l'eau, et il éclate lorsque sa déformation dépasse les limites de résistance Lorsqu'une telle détérioration est étendue, le coussin spongieux devient incapable de remplir correc- tement sa fonction d'étanchéité Le risque d'apparition d'un tel dommage est grand, lorsque la vitesse de pénétra- tion de l'eau dans le coussin spongieux est très grande, comme cela est souvent rencontré dans les travaux de cons- truction en eau profonde, ou lorsque le coussin présente une très forte compressibilité à cause de sa grande dimen- sion. La présente invention a pour objet un caisson pour structure immergée, qui possède d'excellentes quali- tés d'étanchéité. L'invention vise également un caisson pour struc- ture immergée, dont la construction permet la pénétration rapide de l'eau dans le coussin spongieux et facilite éga- lement l'évacuation de l'eau lorsque le coussin est com- primé entre le coffrage et le fond rocheux, ce qui diminue le risque d'éclatement du coussin. L'invention a encore pour objet un caisson pour structure immergée, qui est construit de façon à éviter l'éclatement facile du coussin spongieux, même dans des travaux de construction en eau profonde, ou lorsqu'on uti- lise des coussins spongieux de grandes dimensions. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, la pré- sente invention procure un caisson pour structure immergée, comprenant: un coussin spongieux, allongé, conçu pour être posé le long du bord extérieur de la base d'un coffrage, ce coussin spongieux étant moulé en matière plastique et possédant une structure de mousse dense à l'endroit de sa peau et une structure de mousse grossière dans sa par- tie intérieure; une pluralité de petits trous sont pré- vus dans le coussin spongieux, ces trous étant dirigés transversalement à la direction longitudinale du coussin et s'étendant d'un côté à l'autre de celui-ci; au moins une corde passe dans chacun de ces petits trous, chaque corde ayant une longueur égale ou supérieure à celle du petit trou correspondant. D'autres objets et avantages de l'invention ap- paraitront aux hommes de l'art à la lecture de la descrip- tion d'une forme de réalisation, non limitative, représen- tée sur les dessins annexés. Fig 1 est une vue de côté du caisson suivant une forme de réalisation de la présente invention, ce cais- son étant représenté non comprimé; Fig 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; Fig 3 est une coupe semblable à la figure 2, le caisson étant en position de compression; et Fig 4 est une coupe, semblable à la figure 3, d'un caisson suivant l'art antérieur, en position de com- pression. Les figures 1 et 2 illustrent la situation dans laquelle un caisson pour une structure immergée est sur le point de reposer sur un fond noyé Sur les figures, le repère 1 désigne un coussin spongieux, le repère 2 le coffrage d'une structure immergée et le repère 5 le fond rocheux Une ceinture de fixation 3 est soudée sur le côté du coffrage 2 correspondant au bord extérieur de sa base. Cette ceinture de fixation est disposée horizontalement, à un niveau supérieur à celui de la surface inférieure 2 a du coffrage 2, et elle est renforcée par des goussets 4. La surface supérieure du coussin spongieux 1 a une confi- guration allongée, de façon à encercler le bord extérieur de la base du coffrage 2 Le repère 9 désigne l'intérieur du coffrage 2 et le repère 10 le milieu extérieur Du mor- tier est versé dans le volume intérieur 9 du coffrage 2. Le coussin spongieux 1 est moulé en mousse de ma- tière plastique, par exemple un élastomère de polyuréthane, et il est donc composé d'une peau la, à structure de mous- se dense, et d'un intérieur lb, à structure de mousse gros- sière L'épaisseur de la peau la est de l'ordre de 5 à 10 mm Ce coussin spongieux 1 présente de préférence une den- sité apparente de 0,25 à 0,35, une résistance à la compres- sion de 2 à 5 kg/cm 2 pour une compression de 79 %, et une déformation de compression maximale standard de 70 à 80 %. Ce coussin spongieux 1 comporte une pluralité de petits trous 6 qui sont disposés transversalement à la longueur du coussin 1, à travers la peau la et l'intérieur lb du coussin Ainsi, chacun des petits trous 6 débouche, à une extrémité, du côté intérieur 9 du coffrage 2 et, à l'autre extrémité, du côté extérieur 10 du coffrage 2 Au moins une corde 7 passe dans chacun des petits trous 6, d'une extrémité à l'autre de ce trou Chaque corde 7 a une lon- gueur égale ou supérieure à la longueur du petit trou cor- respondant 6 et chaque extrémité des cordes 7 est reliée, par une corde de jonction 8, à l'extrémité d'une autre cor- de 7 qui passe dans un autre petit trou 6, de sorte que tou- tes les cordes constituent des boucles Au lieu de relier les extrémités des cordes 7, passant dans des trous adja- cents 6, par une corde de jonction 8, ces cordes 7 peuvent être directement reliées bout-à-bout l'une à l'autre, ou elles peuvent être raccordées ensemble par un raccord métal- lique ou d'autres moyens appropriés De même, les extrêmi- tés des cordes 7 peuvent également être laissées libres, sans être reliées l'une à l'autre. Les cordes 7 sont de préférence réalisées en fibres synthétiques, par exemple polyamide, polyester, po- polyéthylène lypropylene,/alcool polyvinylique ou matière analogue, ou en fibres naturelles,par exemple coton, lin ou autre Il est souhaitable de faire passer de une à dix cordes 7 dans chaque petit trou 6 Chaque corde 7 a de préférence un diamètre de 2 à 20 mm Le diamètre de chaque petit trou 6 est de 5 à 20 mm et une pluralité de ces petits trous 6 sont de préférence répartis à la fois suivant la longueur et la hauteur du coussin 1, avec un pas de 50 à 300 mm. Lorsque le caisson décrit ci-dessus est immergé, l'eau peut pénétrer suffisamment dans le coussin 1, en un court laps de temps, par la pluralité de petits trous 6 prévus dans le coussin 1, de sorte qu'il n'y a pas de ris- que de diminution du volume du coussin par la pression de l'eau Lorsque la base du coffrage 2 atterrit sur le fond , comme représenté sur la figure 3, le coussin spongieux 1 est comprimé entre la ceinture de fixation 3 et le fond Toutefois, puisque des cordes rigides 7 passent dans chacun des petits trous 6, ceux-ci ne sont pas facilement écrasés par la compression, ce qui permet la vidange ré- gulière de l'eau contenue à l'intérieur du coussin Par suite, il n'y a pas de risque d'emprisonnement d'eau dans le coussin, pouvant accroître la pression d'eau à l'inté- rieur Lorsque le coussin spongieux 1 est comprimé, l'eau contenue à l'intérieur est évacuée par les passages autour de chaque corde 7 dans chaque trou 6, ou entre des cordes adjacentes lorsque deux cordes ou davantage sont placées dans chaque trou 6 Par conséquent, il n'y a pas de ris- que d'éclatement du coussin spongieux 1 sous l'effet d'une augmentation de la pression de l'eau emprisonnée En outre, chaque corde 7 crée une résistance de frottement le long de la surface intérieure de chaque petit trou 6, ce qui réduit la déformation par étirement vers la surface libre du coussin 1 Ainsi, toute déformation d'étirement éven- tuelle du coussin 1 dans la direction latérale peut être maintenue à l'intérieur des limites de résistance à l'é- clatement du coussin, ce qui réduit encore le risque d'é- clatement de celui-ci Dans la structure d'étanchéité sui- vant l'art antérieur, comme représenté sur la figure 4, l'eau tend à être emprisonnée dans le coussin spongieux 1 et d'autre part il n'existe pas de force tendant à sup- primer la déformation d'étirement dans la direction laté- rale du coussin, ce qui laisse à celui-ci la possibilité d'éclater Un tel risque d'éclatement est supprimé dans la structure d'étanchéité ci-dessus, conforme à la présen- te invention - Lorsque les extrémités des cordes 7 passant dans les petits trous sont reliées pour former des boucles, même si une déformation du coussin 1 se produit dans la direction latérale du fait du glissement des cordes dans les petits trous, cette déformation est limitée par les boucles, ce qui rend le coussin encore plus résistant à l'éclatement Ces boucles peuvent également être prévues pour que, même si le coussin spongieux 1 éclate effective- ment, lorsqu'il subit une déformation par compression anor- malement rapide sous forte pression, les éléments brisés des boucles ne se séparent pas, ce qui réduit la perte de qualité d'étanchéité du coussin. Comme décrit plus haut, le caisson pour struc- ture immergée suivant la présente invention, permet la pé- nétration rapide de l'eau dans le coussin spongieux ainsi que l'évacuation régulière de l'eau, lorsque le coussin est comprimé entre le coffrage et le fond rocheux, de sor- te que ce dispositif supprime le risque d'éclatement du coussin, tout en procurant une excellente qualité d'étan- chéité Le caisson suivant l'invention s'avère particuliè- rement efficace pour les travaux de construction en eau profonde ou lorsqu'on utilise des coussins spongieux de grande dimension Ainsi, lorsqu'on utilise le caisson sui- vant l'invention, il n'y a pas de risque de fuite du mor- tier placé dans le coffrage vers l'extérieur de celui-ci, ce qui évite la perte du mortier et la pollution de l'eau. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. Revendications 1 Caisson pour structure immergée, destiné à étancher l'espace entre la face inférieure ( 2 a) du coffrage et le fond rocheux M sous l'eau, comprenant un coussin spon- gieux allongé ( 1), posé le long du bord extérieur de la ba- se du coffrage,ce coussin étant moulé en matière plastique et comprenant une peau (la) à structure de mousse dense et un intérieur ( 1 b) à structure de mousse grossière, une pluralité de petits trous ( 6) étant prévus dans le cous- sin spongieux ( 1), caractérisé en ce que ces trous ( 6) s'étendent transversalement d'un côté à l'autre du coussin, et qu'au moins une corde ( 7) passe dans chacun de ces pe- tits trous,chacune de ces cordes ayant une longueur égale ou supérieure à celle du trou correspondant. 2 Caisson suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le coussin spongieux est fixé à la face inférieu- re d'une ceinture de fixation ( 3) solidaire de la partie latérale du coffrage, cette ceinture étant disposée horizon- talement à un niveau supérieur à celui de la base ( 2 a) du coffrage. 3 Caisson suivant la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce que le coussin spongieux a une densité apparente de 0,25 à 0, 35, une résistance à la compression de 2 à 5 kg/cm 2 pour une compression de 70 %, et une déformation de compression maximale normalisée de 70 à 80 %. 4 Caisson suivant une des revendications 1 à 3, ca- ractérisé en ce que les cordes ( 7) sont en fibres, qui peu- vent être des fibres synthétiques ou des fibres naturelles. Caisson suivant l'une des revendications 1 à 4, ca- ractérisé en ce que les cordes ont un diamètre de 2 à 20 mm et en ce que de une à dix cordes ( 7) passent dans cha- cun des petits trous ( 6). 6 Caisson suivant l'une des revendications précéden- tes, caractérisé eqce qu'une extrémité de chacune des cor- des est reliée à l'extrémité correspondante d'une autre corde passant dans un autre trou, de façon à former une boucle. 7 Caisson suivant une des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que les petits trous sont dispo- sés avec un pas de 50 à 300 mm et ont un diamètre de 5 à 20 mm.