Brevet FR2595386A1 — publié le 19870911

La présente invention concerne un procédé et un dispositif permettant d'assurer le renforcement et la protection d'éléments notamment longiformes tels que des piliers, pilotis, membrures appartenant notamment à des structures immergées. Les éléments de structures immergées appartenant par exemple à des installations portuaires ou maritimes subissent l'agression permanente du milieu marin tant en raison de l'agressivité chimique du milieu salin dans lequel ces éléments sont maintenus, qu'en raison des chocs et de l'usure mécanique liés aux mouvements des flots, des marées ainsi qu'aux chocs que subissent ces structures du'fait de la projection d'objets flottants ou en raison des heurts provenant du passage ou de l'amarrage des navires et structures flottantes. Notamment dans le cas de structures réalisées à partir d'éléments bétonnés, les autorités responsables sont fréquemment confrontées au problème de la réfection de telles structures ; l'enveloppe bétonnée est en effet erodée au fil du temps et lorsque les fers d'armature arrivent à être dénudés, ctest l'ensemble de la structure qui est alors menacée. Il est donc important de pouvoir opérer une réfection et une rénovation des éléments longiformes appartenant à une structure immergée et partiellement immergée afin d'éviter le développement exponentiel du processus de dégradation qui conduit, à partir d'un certain stade, à l'effondrement total de l'ensemble. On connaît, notamment par le brevet français nO 78 32 228 des procédés et dispositifs qui visent à mettre en place sur la structure longiforme, par exemple un pilier, obJet de la mesure de réfection, un élement d'enveloppement sous forme d'une feuille qui entoure de façon hermétique ledit pilier et cette feuille définit une couronne annulaire qui permet de recevoir et de contenir autour de la structure un fluide protecteur notamment visant à éviter, par protection chimique, la corrosion de la structure centrale. Ce procédé et ce dispositif connus sont cependant mal adaptés au problème de la protection de structures immergées qui doivent recevoir une protection non seulement chimique afin d'éviter corrosion due au maintien dans un milieu marin, mais également une protection physique en assurant la reconstitution de la structure dans son intégrité et la mise en place d'une enveloppe périphérique permettant de conformer un rempart protecteur et de renforcement de la structure initiale or, l'enveloppe selon le brevet français cité, ne permet d'obtenir qu'une protection chimique sans assurer ni aucun effet de reconstitution de la structure physique et encore moins un renforcement extérieur ; de plus l'enveloppe mise en place reste sujette aux possibilités d'agression et elle peut donc être déchirée et dans ces conditions le fluide de protection qui chemise la structure longiforme protégée va s'échapper et la structure protectrice chimique ainsi mise en place sera détruite. L'invention vise à permettre d'assurer un effet de renforcement total complétant la protection chimique par mise à l'abri des éléments tels que la membrure métallique protégée des sources d'agression chimique. L'invention prévoit en outre la mise en place d'une enveloppe de renforcement extérieure ; cette enveloppe fait corps avec la structure centrale et reconstitue ladite structure dans son intégrité d'une part et assure une protection complémentaire de cette dernière d'autre part. A cet effet, l'invention concerne un procédé de renforcement et de protection d'une structure telle qu'un pilier, membrure ou montant notamment immerge, du type dans lequel on entoure la partie de la structure à protéger d'une feuille en matériau flexible et étanche pour conformer une enveloppe hermétique et on injecte dans le volume annulaire interstitiel entre la structure et l'enveloppe une matière liquide, et le procédé est caractérisé en ce que l'on utilise pour conformer l'enveloppe hermétique une feuille souple constituée d'un film de matière synthétique associé sur une face à une couche d'un matériau de structure lacunaire-notamment réticulée et apte à retenir en son sein la matière liquide, et en ce que ladite matière liquide injectée dans l'enveloppe hermétique est du type apte à subir après sa mise en place à l'état liquide une opération de durcissement sur place. Par exemple, la matière liquide injectée dans ladite enveloppe est une résine polymérisable. Selon une autre caractéristique la feuille comporte un film de polyuréthane. De préférence la feuille mise en place pour constituer ladite enveloppe est formée d'un film d'une matière synthétique associée sur une face à une couche d'un matériau formé d'un réseau de fibres, par exemple de fibres synthétiques entremêlées et aptes à retenir en son sein la résine injectée à l'état liquide ou plastique et ce réseau de fibres entremêlées constitue après polymérisation de la résine une armature de renforcement de ladite résine, l'ensemble (résine et armature noyées au sein de la résine) constituant une couronne ou chemisage de protection enveloppant la structure longiforme tout en comblant les anfractuosités éventuelles sur la surface de ladite structure et résultant de son usure. De préférence la feuille est pourvue sur ses bords d'éléments de fixation du type à autoaccrochage et on met en place la feuille d'enveloppement autour de ladite structure support en entourant cette structure support par ladite feuille, la couche de matériau lacunaire étant située directement au contact de la structure et le film synthétique étant situé à l'extérieur, après quoi on solidarise deux bords mis en concordance et superposés de ladite feuille d'enveloppement suivant une génératrice du cylindre constituant le chemisage de renforcement. Selon une autre caractéristique, les bords supérieurs et inférieurs de la feuille d'enveloppement, après fermeture selon une génératrice longitudinale sont maintenus autour de la structure support par la mise en place d'un collier de façon à refermer le volume interstitiel entre l'enveloppe cylindrique et la structure support centrale. Selon une autre caractéristique plus particulière, le film est prévu débordant par rapport à la structure lacunaire de rétention, sur au moins un côté longitudinal de ladite feuille en permettant ainsi le recouvrement de ce bord sur le bord jointif opposé lorsque la feuille est mise en place et en position d'enveloppement autour de ladite structure. Et pareillement au moins un bord transversal du film est laissé libre et débordant par rapport à la structure lacunaire de rétention en permettant ainsi le recouvrement de ce bord sur le bord transversal jointif de la feuille voisine lorsque plusieurs feuilles d'enveloppement sont mises en place successivement sur une même structure. Selon encore une autre caractéristique un bord transversal de ladite feuille d'enveloppement est prévu avec une bande ou bourrelet formant distancier et refermant le volume annulaire interstitiel entre le support central et la feuille d'enveloppement et en empêchant la sortie de la résine lors de son injection dans la matière lacunaire de rétention. L'invention concerne également un dispositif en vue de la mise en oeuvre du procédé ci-dessus et caractérisé en ce qu'il est constitué d'une feuille en matière souple hermétique associée sur une face à une couche d'un matériau lacunaire de rétention constituée notamment d'un réseau de fibres entremêlées. Selon une caractéristique du dispositif la feuille est formée d'un film de polyuréthane et le matériau de rétention est constitué d'un entrelacement de fibres ou crins tressés en mailles formant une couche d'épaisseur sensiblement régulière et solidaire du film. Par exemple le film a une épaisseur comprise entre 1 et 5 mm, et de préférence entre 2 et 3 mm et la couche de matériau de rétention a une épaisseur comprise entre 5 et 20 mm et de préférence de l'ordre de 15 mm. Selon une autre caractéristique la feuille a une forme générale rectangulaire dont la largeur est prévue correspondant au périmètre du support avec un excès correspondant au recouvrement d'un bord longitudinal sur l'autre, en permettant de constituer ainsi l'enveloppe refermée autour du support à protéger et au moins les deux grands côtés du rectangle comportent sur leurs bords venant en position de recouvrement chacun une bande d'autoaccrochage par contact permettant de refermer rapidement ltenveloppe autour de sa structure support Et le film d'étanchéité comporte au moins une et de préférence une pluralité d'ouvertures formées de tubulures permettant la communication du volume annulaire interstitiel entre le support central et la feuille d'étanchéité extérieure pour permettre l'injection au sein de ce volume interstitiel, occupé par la structure lacunaire de rétention, d'une résine polymérisable à un degré de viscosité approprié permettant le remplissage de ce volume. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de réalisation donnée à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 représente une vue en plan de la feuille constituant le dispositif de mise en oeuvre de l'invention. La figure 2 représente une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 représente une vue en coupe d'une structure support après mise en place du dispositif de protection selon l'invention. Dans le cadre de la mise en oeuvre de l'invention on vise à assurer la réfection, la rénovation et le renforcement d'une structure qui peut être constituée par exemple d'un pilotis formé d'une masse de béton 3 pourvu d'armatures en fer 4. Ce pilotis ou pilier présente par suite de l'usure du temps des dégradations importantes qui sont schématisées par les anfractuosités 2,2',2" qui rompent la continuité de la surface générale cylindrique du pilier. On voit que l'attaque se poursuivant, les fers 4 risquent d'être rapidement dénudés et la corrosion entrainera alors rapidement la destruction complète de l'ensemble. La mise en oeuvre du dispositif et du procédé selon l'invention utilise une structure d'enveloppement représentée aux figures 1 et 2 et formée d'une feuilie 5 par exemple une feuille en matière synthétique telle que le polyuréthane (recommandé dans le présent cas pour ses propriétés de protection antifouling). La feuille de polyuréthane 5 est associée sur une face à une couche 6 d'un matériau lacunaire formée par exemple d'un entrelacement, treillis ou mailles de fibres par -exemple de fibres monobrins ou crin d'une matière synthétique. La feuille 5 peut elle-même comporter une armature interne flexible sous forme de fibres de verre, réseau de fils, qui assurero-nt sa stabilité dimensionnelle en résistant éventuellement à la pression de la résine injectée ultérieurement. La couche 6 forme un matelas lacunaire de faible densité et permettant la communication et le passage rapide et aisé d'une matière fluide à l'intérieur du matelas puisque ce dernier est formé d'un entrelacement de brins permettant par conséquent l'écoulement facile d'un fluide en son sein. Cette structure lacunaire formant matelas a une épaisseur sensiblement régulière, de l'ordre de 1 ou plusieurs centimètres et elle a une rigidité suffisante pour donner à la feuille une structuration tout en permettant la déformation de cette feuille par exemple repliée sur elle-même pour assurer l'enveloppement d'une structure longiforme, les deux bords 7 et 7' venant alors en position jointive et de recouvrement. De préférence un des bords 7 longitudinaux de la feuille 5 est prévu libre c'est-à-dire qu'il n'est pas recouvert par le matelas 6 de façon à lui permettre de recevoir une couche d'un matériau d'autoaccrochage 8 ; tandis que sur le bord opposé 7' de la feuille 5 et sur la face opposée (ou face supérieure voir figure 3) la feuille 5 reçoit une couche d'autoaccrochage 8' apte à coopérer avec la couche 8 de façon à permettre par superposition et contact et simple pression l'autoancrage des deux bords 7 et 7' selon la représentation de la figure 4, la feuille d'enveloppement (définie par d'une part le film d'étanchéité 5 et le matelas lacunaire de rétention 6) étant alors en position d'enveloppement par rapport à la structure centrale 1. Ceci permet également de solidariser deux feuilles juxtaposées par leurs bords jointifs. Dans le film 5 sont prévues des ouvertures munies- de tubulures formant embouchures respectivement 9 et 9' permettant l'injection d'une matière liquide par exemple d'une résine polymérisable. Comme on le voit sur les figures 4 et 5 une fois la feuille d'enveloppement mise en place, on obtient autour de la structure centrale 1 une couronne interstitielle d'épaisseur régulière qui est constituée par le matelas 6 venant en appui sur la périphérie du pilier support 1. Ce matelas de faible densité et constitué d'un matériau lacunaire permet d'obtenir autour de la structure centrale 1 une enveloppe interstitielle ou une couronne cylindrique régulière refermée de façon étanche par le film 5. En outre et comme on le voit sur la figure 5, on peut superposer le long d'un même pilier plusieurs feuilles d'enveloppement les unes après les autres. A cet effet on peut prévoir sur un bord transversal de la feuille 10 un bourrelet 30 formant distancier 11 qui peut être même réalisé sous forme d'une structure gonflable et ce bourrelet il permet de maintenir le bord 10 de la feuille à distance de la structure centrale formée du pilier 1 tout en assurant l'occlusion de l'ensemble par la mise en place d'un collier de fermeture extérieure 12 (figure 5). De préférence dans le cas où deux feuilles d'enveloppement sont superposées, une bordure d'autoaccrochage 13 située au recto du bord 10 reçoit par superposition la bordure d'autoaccrochage 13' située au verso du bord inférieur 10' de la feuille adjacente. Comme on le voit ainsi sur la figure 5 on peut superposer en longueur une pluralité de structures ou feuilles d'enveloppement qui forme un chemisage unique, les feuilles d'enveloppement superposées étant raccordées et connectées les unes aux autres grâce aux couches d'autoaccrochage 13,13' entre les bords transversaux jointifs et en contact de recouvrement entre les deux feuilles cylindriques superposées. Et au niveau de ce recouvrement, le collier 12 assure le maintien et la fermeture hermétique de l'ensemble. On peut également prévoir la mise en place de ceinture ou de collier analogue au collier 12 intermédiaire sur la hauteur d'une feuille pour éviter éventuellement un effet de renflement par exemple lors de l'injection de la résine. La structure étant ainsi réalisée, l'espace interstitiel occupé et défini par le matelas 6 peut être-remplie par un produit à l'état fluide notamment une résine de faible viscosité qui est injectée par les embouchures 9,9' et qui remplit par conséquent l'espace annulaire cylindrique entre la feuille d'étanchéité 5 et le pilier 1. Les anfractuosités 2,2' seront remplies par la résine ; et dans la partie périphérique cette couche de résine formant couronne se trouve armée par l'entrelacement de fibres notamment de fibres monobrins qui constituent le matelas 6 et qui se trouvent noyés au milieu du lit de résine. Lors de la polymérisation de la résine la feuille 5 suit la résine et fait corps avec la couche rigide de résine polymérisée. Dans ces conditions on voit que la feuille d'enveloppement outre sa fonction d'étanchéité, apporte un effet de rigidification grâce au matelas 6 qui permet la mise en place de la feuille d'enveloppement autour de la str-ucture à rénover en assurant une géométrie régulière ; et le matelas joue alors le rôle non seulement d'éléments rigidifiants mais de distanciers assurant le positionnement régulier de l'enveloppe d'étanchéité en position coaxiale par rapport au pilier central. Et lors de la mise en place de la résine, le matelas joue un nouveau rôle qui est celui de constituer l'armature de renforcement du lit de résine. On obtient ainsi- une structure formant un véritable rempart rigide autour de l'élément central sujet à réparation ; d'une part les anfractuosités sont rebouchées et ainsi on assure la protection chimique du matériau formant 11 élément central ; mais non seulement on restitue la structure dans son intégrité physique initiale mais on lui rapporte une ceinture de renforcement extérieure qui constitue un nouveau rempart apte à ajouter par conséquent un élément de résistance aux agressions physiques futures. Dans ces conditions la mise en oeuvre du dispositif et du procédé selon l'invention permet rapidement de rénover des structures, par exemple des structures immergées parois de pilotis, montants, membrures, participant à des installations portuaires telles que quais, brise-lames, jetée, duc-d'Albe et généralement toutes les structures visant à assurer la communication de moyens de transport entre la terre et les navires notamment dans le cadre d'un terminal de transbordement d'hydrocarbures. La mise en place par simple contact de la feuille d'enveloppement évite tous travaux de fixation de structure amovible ; la feuille peut être rapportée sur son support et mise en place par autoaccrochage sans utiliser par conséquent de moyens ou d'outillage complexe et une fois la structure d'enveloppement mise en place, l'injection de la résine à l'état de viscosité approprié est effectuée par des moyens mécaniques après simple raccordement de la buse d'éjection de la résine sur les tubulures 9,9'. Bien que l'invention ait été décrite en rapport avec son application à une structure longiforme (pilier, membrure, etc...) elle n'est pas limitée à cette forme de réalisation et peut être utilisée pour le revetement, la protection ou la rénovation de toute structure plus complexe constituant par exemple un noeud de pelote formé ou au contraire plus simple et constituant une surface plane ou gauche telle que la paroi de mur, quais. REVENDICATIONS 1 - Procédé de renforcement et de protection d'une structure telle qu'un pilier, membrure, paroi ou montant (1) notamment immergée, du type dans lequel on entoure la partie de la structure à protéger d'une feuille en matériau flexible et étanche pour conformer une enveloppe hermétique et on injecte dans le volume annulaire interstitiel entre la structure et l'enveloppe une matière liquide, caractérisé en ce que l'on utilise pour conformer l'enveloppe hermétique une feuille souple (13) constituée d'un film de matière synthétique (5) associé sur une face à une couche d'un matériau de structure lacunaire (6) notamment réticulée et apte à retenir en son sein la matière liquide, et en ce que ladite matière liquide injectée dans l'enveloppe hermétique est du type apte àsubir après sa mise en place à l'étant liquide une opération de durcissement sur place. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière liquide injectée dans ladite enveloppe est une résine polymérisable. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou-2, caractérisé en ce que la feuille (13) comporte un film extérieur d'étanchéité (5) de polyuréthane. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la feuille (13) mise en place pour constituer ladite enveloppe est formée d'un film d'une matière synthétique (5) associée sur une face à une couche d'un matériau (6) formé d'un réseau de fibres, par exemple de fibres synthétiques entremelées et aptes à retenir en son sein la résine injectée à l'état liquide ou plastique et ce réseau de fibres entremêlées constitue après polymérisation de la résine une armature de renforcement de ladite résine, l'ensemble (résine et armature noyées au sein de la résine) constituant une couronne ou chemisage de protection enveloppant la structure tout en comblant les anfractuosités éventuelles (2,2') sur la surface de ladite structure et résultant de son usure. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la feuille (13) est pourvue sur ses bords d'éléments de fixation du type à autoaccrochage (8,8',13,13') et on met en place la feuille d'enveloppement (13) autour de ladite structure support en entourant cette structure support par ladite feuille, la couche de matériau lacunaire (6) étant située directement au contact de la structure (1) et le film synthétique (5) étant situé à l'extérieur, après quoi on solidarise deux bords mis en concordance (7,7') et superposés de ladite feuille d'enveloppement (13) suivant une génératrice du cylindre constituant le chemisage de renforcement. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les bords supérieurs -et inférieurs de la feuille d'enveloppement, après fermeture selon une génératrice longitudinale- sont maintenus autour de la structure support par la mise en place d'un collier (12) de façon à refermer le volume interstitiel entre l'enveloppe cylindrique et la structure support centrale. 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le film (5) est prévu débordant par rapport à la structure lacunaire de rétention (6), sur au moins un côté longitudinal de ladite feuille en permettant ainsi le recouvrement de ce bord (7) surale bord jointif opposé (7') lorsque la feuille (13) est mise en place et en position d'enveloppement autour de ladite structure. 8 - Dispositif en vue de la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une feuille (13) formée d'un film souple étanche (5) associé sur une face à une couche d'un matériau lacunaire de rétention (6) constitué notamment d'un réseau de fibres entremêlées, et notamment la feuille (13) est formée d'un film de polyuréthane (5) et le matériau de rétention est constitué d'un entrelacement de fibres ou crins tressés en mailles formant une couche d'épaisseur sensiblement régulière et solidaire du film.. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la feuille (13) a une forme générale rectangulaire dont la largeur est prévue correspondant au périmètre du support (1) avec un excès correspondant au recouvrement d'un bord longitudinal (7) sur un bord voisin (7'), (en permettant de constituer ainsi l'enveloppe refermée autour du support à protéger ou de réunir deux feuilles juxtaposées) et au moins les deux grands côtés du rectangle comportent sur leurs bords (7,7') venant en position de recouvrement chacun une bande d'autoaccrochage par contact (8,8') permettant de solidariser les deux bords superposés. 10 - Dispositif selon la revendication 8 ou la revendication 9, rcaractérisé en ce que le film d'étanchéité (5) comporte au moins une et de préférence une pluralité d'ouvertures formées de tubulures (9,9') permettant la communication du volume interstitiel entrele support central (1) et le film d'étanchéité extérieure (5) pour permettre l'injection au sein de ce volume interstitiel, occupé par la structure lacunaire de rétention (6), d'une résine polymérisable à un degré de viscosité approprié permettant le remplissage de ce volume.