Brevet FR2536845A1 — publié le 19840601

La présente invention concerne les tours réfrigérantes atmosphériques à tirage naturel comportant une coque avec une surface de révolution à double courbure utilisées pour le refroidissement des condenseurs des turbines notamment dans les centrales nucléaires. Il est bien connu que les tours réfrigérantes en cause sont constituées d'une coque de forme généralément hyperbole que reposant sur une pluralité de poteaux, eux-mêmes en appui sur une semelle, et que ces poteaux ménagent à la base de la coque des ouvertures importantes pour le passage de l'air atmpsphérique, ainsi admis dans la cheminée que forme la coque l'air réchauffé est évacué en partie supérieure de la cheminée après avoir joué au passage son rôle de refroidisseur Dans le but de former des ouvertures maximales à la base -de la coque pour l'entrée d'air atmosphérique à l'intérieur de la cheminée, diverses dispositions de poteaux supports de la coque ont déjà été envisagées C'est ainsi que l'on a déjà proposé-des poteaux supports de coque dit "colonnes diagonales" ; on entend par là des po teaux formant une structure en treillis dont les sommets sont alternativement en appui sur la ceinture inférieure que comporte la coque et sur la semelle. De tels poteaux sont de plus inclinés sur la verticale de manière à être sensiblement dans le prolongement de la partie inférieure de la coque. On a déjà aussi proposé de faire reposer la coque sur une pluralité de poteaux à deux branches se croisant en X dont les extrémités inférieures sont en appui sur la semelle, tandis que les extrémités supérieures coopèrent avec la ceinture inférieure de la coque, lesdits poteaux en X s'étendant comme dans le cas de poteaux "diagonale" dans le prolongement de la partie terminale inférieure de la coque. A titre d'ordre de grandeur, le nombrede"colonnes diagonales" ou poteaux X sur lesquels repose la coque est important du fait qu'il est actuellement prévu environ 80 poteaux de support pour une coque d'environ 160 mètres de hauteur. Dans ces deux types de poteaux supports de la coque on a aussi prévu, en vue de compenser les effets de dilatation des appuis déformables placés en tête ou en pied de poteau. De tels poteaux "diagonale" ou en X, sont mentionnés en particulier dans la revue "Annales de l'institut Technique du Bâtiment et des Travaux Publics" NO 401 du mois de Janvier 1982. On a aussi proposé, dans la revue sus-mentionnée en vue de dégager au maximum les ouvertures prévues à la base de la coque, de réduire le nombre de poteaux de support et-de faire reposer celle-ci sur une série de poteaux verticaux et rayon- nants par rapport à l'axe de la cheminée, de tels poteaux étant reliés entre eux par des anneaux respectivement inférieur et supérieur, l'un des anneaux constituant une semelle, tandis que des moyens d'appuis déformables sont prévus entre l'un ou l'autre des anneaux en vue de compenser notamment les dilatations; ainsi que les diverses contraintes répercutées à ce niveau de l'ouvrage. Toutefois les solutions préconisées jusqu'S ce jour ne sont pas dénuées de lacunes. En particulier dans le cas d'ouvrages comportant des poteaux "diagonale" ou X le nombre de poteaux constitue autant d'obstacles à l'admission d'air atmosphérique à l'intérieur de la cheminée. On a donc envisagé de réduire le nombre de poteaux, ainsi qu'il est mentionné dans ce qui précède. Mais la solution proposée n'est pas non plus démunie d' inconvénients parmi lesquels on peut relever - une brisure de la ligne moyenne des efforts méridiens qui conduit à la nécessité de réaliser une ceinture supérieure reliant les poteaux entre eux propre -à équilibrer en particulier les composantes horizontales des efforts méridiens. Or la réalisation d'une telle ceinture qui doit répondre à certaines caractéristiques de résistance et de déformabilité est conteuse du fait de l'importance des efforts à reprendre. - la nécessité de réaliser une bonne raideur perpendiculairement aux rayons pour résister aux efforts de cisaillements tengentiels horizontaux créés par les effets de la poussée du vent, sur la membrane que constitue la coque une telle raideur étant incompàtible-avec la nécessité de permettre les dilatations. La présente invention a pour objet une tour réfrigérante, comportant un nombre réduit de poteaux dégageant ainsi un maximum d'ouvertures pour l'admission de l'air atmosphérique dans la cheminée, conjointement à une réalisation simplifiée comparativement S la technique antérieure, et'partant, d-'un moindre- cout. Une tour de réfrigération selon l'invention1 du genre comportant une coque avec une surface de révolution à double courbure, qui est, par une ceinture basse, en appui sur une pluralité de poteaux radiaux ménageant entre eux des intervalles pour le passage de l'air atmosphérique à l'intérieur de la cheminée formée par ladite coque, se caractérise en ce que chaque poteau est formé de deux éléments respectivement inférieur, et supérieur, dans le prolongement l'un de l'autre, l'élément inférieur formant appui à l'élément supérieur à travers des moyens déformables disposés dans un joint formé entre les faces libres en vis-à-vis desdits éléments et en ce que la ligne moyenne de chaque poteau radial ainsi formé s'étend sensiblement dans le prolongement de la zone inferieure de la coque. Suivant une forme de réalisation de l'invention, les deux éléments sont sensiblement de même longueur ;tels sont respectivement anc-rés à la ceinture inférieure de la coque, et dans une semelle continue prévue à cet effet. De plus, le joint qui est formé entre les éléments présente deux faces en vis à vis parallèles, inclinées en étant sensiblement perpendiculaires à une ligne méridienne des efforts. De telles dispositions conduisent--à-des avantages non négligeables comparativement à la technique antérieure. En premier lieu, l'inclinaison du joint permet de transmettre les efforts méridiens avec un maximum d'efficacité, et de diminuer considérablement les efforts dans la ceinture basse- de la coque. De plus, le joint en cause permet d'intervenir aisément pour compenser d'éventuels tassements. En d'autres termes, les poteaux supports de coque selon l'invention conduisent non seulement à des possibilités nouvelles quant à la maintenance, mais aussi conjointement à un rendement amélioré de la réfrigération. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs mieux de la description qui suit donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale reposant d'une tour réfrigérante atmosphériquensPur des poteaux conformément à l'invention la figure 2 montre à plus grande échelle qu'S la figure 1 un poteau en élévation suivant un plan radial d-1'axe de la coque la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2 montrant un détail des appuis disposés- dans le joint formé entre les faces en vis-a-vis des demi-poteaux;; la figure 4 montrescbématiquement, en section, la ceinture inférieure de-la-coque munie d'une ceinture complémentaire. Suivant la forme de réalisation choisie et représentée aux figures, la tour réfrigérante atmosphérique comprend une coque indiquée dans son ensemble par 10 avec une surface de révolution à double courbure, -cette coque reposant sur une pluralité de poteaux, chacun étant indiqué globalement en ll, et ménageant entre eux des entrées d'air 12 débouchant à 1'in- térieur d'une cheminée 13 que forme la coque, cette cheminée étant équipée de manière connue d'organes de refroidissement non représenté-s ici parce que ne faisant pas partie de l'invention. Tous les poteaux 11 étant semblables il n'en sera, ci après- décrit qu'un seul. Chaque poteau (voir en particulier la figure 2) -disposé radialement par rapport à l'axe vertical -XX de la coque- comprend deux éléments llA-llB, disposés dans le prolongement 1' un de l'autre en ménageant entre eux un joint 16 dans lequel est disposé au moins un, mais préférentiellement deux appuis déformables 17, 18, espacés suivant un rayon.On notera que les faces 16A, 16B du joint 16 formé par les faces libres en vis-àvis des éléments 11A,11B, sont parallèles et sensiblement perpendiculaires à une ligne méridienne des efforts X1,X2. L' élément llA, inférieur, est ancré par son extrémité basse de toute manière convenable à une semelle continue circulaire 20, tandis que 1 G élément 11B supérieur est ancré par son extrémité haute à une ceinture continue 21 située à la base de la coque. Le poteau il ainsi constitué, est incliné sur la verticale en sorte que la ligne meridienne xl,x2 des efforts se trouve sensiblement dans l'axe longitudinal du poteau 11, qui lui-même -prolonge la partie inférieure de la coque. Le poteau 11 est avantageusement profilé en sorte de favoriser lentrée de l'air atmosphérique à la base de la cheminée. A cet effet, chaque élément 11/9,11B présente bord frontal lic (extérieur à la cheminée) par exemple arrondi, ou semi-elliptique, prolongé par deux parois sensiblement planes, ou légèrement convergentes jusqu'd un bord dorsal liD. L'élément supérieur 11B solidaire de la coque, est en appui sur l'élément inférieur liA solidaire de la semelle, par l'intermédiaire des appuis déformables précités, chaque appui étant avantageusement constitué (figure 4) d'une pastille de -mortier 31 sur laquelle on coule une pastille correspondante de béton 30, ces deux pastilles étant ancrées entre elles et avec la partie supérieurede lnélément inférieur. Dans l'exemple représenté les moyens d'ancrage des pastilles précitées n'ont pas été illustrés parce que connus en soi. Il en est de même en ce qui concerne la partie terminale basse de 1' élément supérieur 11B qui comporte une pastille en mortier 32, et une pastille de béton 33.Entre les-pastilles de béton précitées, se faisant naturellement vis-à-vis, sont disposés les éléments d'appui déformables proprement diS 35 constitués chacun, par exemple, d'une plaque d'un élastomère. Suivant un mode d'exécution préférentiel, la semelle continue 20 est coulée en place, avec des fers en attente pour l'ancrage des éléments inférieurs, puis on met en place le coffrage destiné à la réalisation de l'élément inférieur llA avec un arrêt de bétonnage incliné afin de constituer la face 16B du joint 16 ; après coulee du béton, la face libre haute de l'élément inférieur comporte des fers d'ancrage sur lesquels on coule au moins une pastille de mortier, (préférentiellement deux espacées radialement) surmontéés chacune d'une pastille en béton armé. A ce stade l'élément inférieur liA est terminé et il peut être entrepris la réalisation de 1' élément supérieur.A cet effet non pose entre les pastilles précitées ménagées à l'extrémité haute de l'élément inférieur, des calages provisoires sur lesquels prend appui une dalle en béton, avantageusement préfabriquée 40, comprenant sur une face, des pastilles de mortier et de béton en correspondance avec celles que comporte l'élément inférieur, et, sur l'autre face, des fers en attente pour l'ancrage de l'élément supérieur à la dalle 40 lors de la coulée dudit élément après réalisation d'un coffrage. En partie haute l'élément supérieur 113 comporte des fers en attente pour l'ancrage de la ceinture 21 formant la base de la coque qui est ensuite réalisée de manière usuelle. Lorsque la ceinture inférieure est réalisée les calages provisoires insérés dans le joint sont ôtés et on met en place les appuits déformables 35 en élastomère avec l'appoint de vérins appropriés. Ainsi qu'il apparait à la figure b la base de la coque peut être munie, sur l'extérieur d'une structure complémentaire de protection 45 constituée de blocs, cette ceinture étant apte à former simultanément un écran aux rayons solaires, un profilage pour améliorer l'écoulement de l'air, et éventuellement un lest. On notera que les appuis déformables 35 en élastomère, sont disposés suivant deux points décalés radialement par rapport à l'axe de la cheminée de manière à permettre l'insertion de vérins pour la mise en place des appuis déformables, et aussi, pour procéder à des relevages éventuels, suite à des tassements. I1 convient aussi d'observer que les poteaux 11 selon l'invention, par leur ancrage d'une part, à la semelle continue 20, et, d'-autre part, à la ceinture continue 21 dela coque, -semelle et ceinture ayant une forte inertie- permettent de reconstituer une rigidité périmétrique par effet "Vierendeel", en sorte qu'aucune ovalisation néfaste de la coque n'est à redouter, la coupure sensiblement médiane des poteaux ne modifiant en rien la valeur du schéma structural de l'ensemble du fait que cette coupure est effectuée -au point de moment nul créé par les forces de tramée. On notera de plus, que la structure des poteaux selon l'invention permet une transmission directe des efforts méridiens, sans aucune brisure, évitant ainsi la réalisation d'une base de coque et d'une semelle particulièrement lourdes et coûteuses. En outre, le fait de réaliser une base de coque solida- risant les poteaux entre eux perme d'absorber les efforts secondaires dQs à la poussée au vide des armatures inférieures imporantes que comporte une telle coque, du fait du nombre restreint de poteaux. de points de points L'inc'orportion dans les joint-s/d'appuis déformables en élastomère permet des dilatations de l'ouvrage par simple distorsion des points d'appui. La disposition du joint à mi-hauteur des poteaux, outre qu'il permet de reconstituer une rigidité périmétrique signalée ci-dessus, permet conjointement de lester la coque du fait du poids non négligeable des demi-poteaux supérieurs solidarisés à celle-ci. Enfin, la présence du joint entre les éléments formant chaque poteau offre une possibilité de remplacement éventuel aisé des appuis déformables en cas de nécessité par exemple en cas de tassements par mise en place à l'aide de vérins appropriés d'appuis déformables adaptés. Dans la forme deréalisation.représentée, les deux élé mentis llA,llB ont une hauteur sensiblement égale, de sorte que le joint 16 est situé, 'à mi-hauteur du poteau il ainsi constitué, mais on conçoit que lesdits éléments pourraient être de hauteurs différentes modifiant ainsi la position du joint. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution choisie et représentée, mais est au contraire susceptible de modifications sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Tour de réfrigération du genre comportant une coque avec une surface de révolution qui est, par une ceinture basse, en appui sur une pluralité de poteaux radiaux ménageant entre eux des intervalles pour le passage de l'air à l'intérieur dé la cheminée formée par ladite coque, caractérisée en-ce que chaque poteau (11) est formé de deux éléments respectiv.ement inférieur (lita) et supérieur (llB), dans le prolongement l'un de l'autre, l'élément inférieur portant l'élé- ment supérieur à l'aide d'au moins un moyen d'appui déformable (17-18) disposé dans un joint (16) formé entre les faces libres en Yis-à-vis desdits éléments. 2. Tour de réfrigération selon la revendication 1, caractérisée en ce que le joint (16) présente des faces (16A-16B) en vis-à-vis parallèles qui sont sensiblement perpendiculaires à la ligne méridienne (Xl-X2) des efforts. 3. Tour de réfrigération selon les revendications 1, 2, caractérisée en ce que le joint (16) est situé sensiblement à mi-hauteur du poteau (11). 4. Tour de réfrigération selon 1'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque poteau (11) comporte dans le joint (16) deux moyens d'appuis déformables (17-18) espacés suivant une direction radiale. 5. Tour de réfrigération selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d' appuis déformables (17-18) par exemple en élastomère, sont insérés entre deux pastilles de béton (31-33) avec interposition entre lesdites pastilles et chacune des faces du joint d' une pastille de mortier (30-32). 6. Tour de réfrigération selon 1 t une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce quelle poteau (11) s'étend entre la coque -(10) et une semelle (-20) suivant une direction prolongeant sensiblement la partie basse de la coque, en sorte que la ligne méridienne des efforts passe sensiblement dans l'axe longitudinal des poteaux (11), 7. Tour de réfrigération selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le poteau (11) présente, en section transversale, un profil allongé avec un grand axe rayonnant par rapport à l'axe (X-X) de la cheminée (13)8 et un bord d'attaque -ou frontal- (11C) profilé, tandis que le bord de fuite, ou dorsal (laid) aminci, est sensiblement parallèle audit axe de la cheminée. 8. Tour de réfrigération selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ee que les éléments inférieurs (11A) sont ancrés~d une semelle (20), tandis que les éléments supérieurs (lob) sont ancrés à une ceinture continue (21) située à la base de la coque (10). 9. Tour de réfrigération selon la revendication 7, caractérisée en ce que la semelle (20) est continue d'un seul tenant. 10. Tour de réfrigération selon la revendication 8, ca ractérisée en-ce que la ceinture continue (21) située à la base de la coque constitue un raidisseur à l'égard des armatures inférieures importantes que comporte une telle coque. 11. Tour de réfrigération selon la revendication 8, ca- ractérisée en ce que-la ceinture continue (21) est recouverte d'une structure de protection (45). 12. -Tour de réfrigération selon la revendication 11, caractérisée en ce que la structure de protection (45) est constituée de blocs formant lest s'apposant au soulèvement.