Brevet FR2586264A1 — publié le 19870220

PONT-BARRAGE POUR ALIMENTER DES CANAUX DE DERIVATION. La présente invention concerne un ensemble de dispositifs ayant pour objet de retenir les eaux d'une rivière et en vue d'alimenter un ou deux canaux de dérivation,destinés,tant à l'irrigation qu'au transport par plate; l'assise d'un tablier étant jeté sur le barrage. pour le transport par route. Traditionnellement, la technique employée consiste, soit à profiter d'une barre naturelle remontant le niveau de l'eau courante, soit à créer une barre artificielle pour le mise objectif. L'inconvénient est que l'on ne peut agir sur la hauteur de la barre et donc sur le niveau du fil de l'eau qui varie en fonction du volume passant. Pour pallier cet inconvénient,on construit un véritable barrage, ce qui oblige à utiliser une technologie lourde (battage de palplanches pour obtenir un batardeau, etc, ) et entrai ne des travaux longs et onéreux. Dans ce cas un systame de vannes permet de maintenir constant le volume d'eau dérivé,du niveau des basses eaux à celui des haute s eaux; ce qui ne permet pas sans d 'importants travaux suppldmentaires,la construction d'un pont,utilisant le barrage comme soubassement. te dispositif suivant l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Dans sa formule la plus simple, le choix étant fait du lieu de l'implantation du barrage, on roule l'un après l'autre des tuyaux d'un diamXtre approprié,dans le sens parallèle à la berge, en les maintenant dans le fil du courant, par le jeu d'une corde passée préalablement dans le tube et sortant à chaque extrémité, de la longueur nécessaire. Un deuzième tube vient se caler sur le premier et ainsi de suite, pour former un premier lit de soubassement; ptiis successi- vement, autant de rangs superl?osés que nécessaire, jusqu'à combler d'une rivs à l'autre la rivière. L'eau s'écoule dans et entre les tubes.Ceci permet de calculer, connaissant la capacité de passage des tubes et le volume d'eau tassant lors des crues de déterminer la hauteur de tubes à. empiler, pour considerer "hors d'eau" le tablier que l'on peut ,etsr sur l'empileg,pour y constituer une route reliant une berge à l'autre. h noter que le tube peut titre constitué de un ou plusieurs tronçons,accolés bout à bout, ce qui renQ le contact dans le sens du profil en long, plus étroit avec le fond du lit sur lequel il repose. La forme circulaire est auto-empilable et permet au tronçon de rouler, façilitant le transport à pied d'oeuvre et sa mise en place en quinconce Selon une forme de réalisation préferentielle,palliant le coté rudimentaire et les insuffisances du procédé déterminés par l'emploi du tube nous proposons un élément dit "veine liquide" ayant une face carrée dans laquelle s'inscrit le tube. Un premier élément dit "caisson d'ancrage" assure la liaison entre le fond du lit et la première veine liquide. La mise en place se pratique à l'avancement,en partant du bord rocheux vers le bord alluvionnaire et ceci en période de basses eaux. Une veine liquide spéciale,remplaçant quatre veines standafld'peut recevoir un "groupe-bulbe". Elle est située dans l'axe de la ligne de talweig; tou-tefois chaque veine liquide peut recevoir un groupe-bulbe d'un diamètre adapté. I1 semble préférable de mettre en place une veine liquide équipée de sa grille de protection amont dite "bouclier" et de son groupe-bulbe en aval. Lorsque la liaison de berge à berge est assurée on superpose les veines liquides jusqu'à hauteur des plus hautes eaux et l'on pose le tablier qui permet le passage de vehicules rou- lants,y compris sur le passage des canaux de dérivation latéraux à la rivière (D et/ou G). Lorsque le fond est constitué d'alluvions (sable,gravier, et c) lors de la mise en place des caissons de soubassensnt,dans le courant,on utilise un phénomène naturel du mouvement de l'eau qui provoque une "fosse d'érosion" sous le caisson, équivalent à un affouillement du fond alluvionnaire.lorsque cesse ce phénomène on considère avoir atteint le "bon sol" et l'on amène le caisson au contact du sol. Le règlage du niveau de l'eau barrée en amont, s'auto-contr81e au fil du "déversoir" du canal de dérivation,évacuant en aval vers la rivière,les eaux admises en excédent. Au delà une écluse peut permettre de regagner le lit de la rivière en aval ou inversement,par le biais des canaux. La présente solution permet, partir d'éléments standard fabriqués sur le site et un minimum d1équipement (palan,perfo- ratrice,équipement de plongée,etc) ds construire un barrage alimentant au moins un canal de dérivation par rive et supportant un tablier formant pont. les dessins annexés illustrent l'invention La planche 1 représente en plan et en coupe - FIG 1 - le caisson de soubassement - FIG 2 - le caisson veine d'eau La planche 2 représente: - FIG 3 - le front amont en élévation et en coue - ZIG 4 - les coins coulissants - FIG 5 - le piton d'ancrage La planche 3 représente - FIG 6 - une vue en élévation du barrage - FIG 7 - une vue en soupa suivant profil en long. le dispositif représente sur la figure 1 une vue en coupe du caisson de soubassement et son dispositif de coins coulissants,destinés à épouser le fond de la rivière,tant en ce qui concerne le profil en long que le profil en travers. Composé de deux bacs frontaux 1contenant des coins coulis sants 22, retenus en place par une broche de maintien 2 et qui,libérés épouseront le fond de la rivière par gravité, suivant le profil en travers 3. Trois bacs latCraux 4 remplis des mêmes coins coulissants 22 assurent le même rôle que précédemment mais suivant le profil en long, Les trois bacs centraux 5 seront remplis de galets ou de pierraille. les caissons sont posés "à l'avancement" et en principe depuis la berge rocheuse et vers la berge alluvionnaire. On positionne le premier caisson sur un redans rocheux et l'on utilise le "guide d'ancrage" 6 pour percer un trou dans la roche. On place un piton 7 d'ancrage au traveEs-du guide et à l'orifice du trou. on le force à la masse jusqu'à ce qu'il occupe le guide 6. On libère les broches 2 et l'on s'assure que les coins 22 épousent le fond rocheux. On place la ou les cales 8 faites à la demande pour bloquer le caisson en amont et en aval, coté rivière. On introduit les longueurs de "queue d'aronde" dans les logements prévus à cet effet et on les fait glisser jusqu'au sol. On pratique de même pour le profilé "butée-glissière" 10 coté amont,bloquant ainsi les cales 8 et on empierre 11 les caissons 5 et ce pratiquement à itat- fleurement. On ajuste la première veine liquide 12 en l'introduisant sur les queues d'aronde 9 qui vont assurer le guidage c-t la liaison des éléments entre eux. Les cerces 13 prennent position dans les trois caisses 5 confortant le positionnement des élements entre eux. Le niveau du fil d'eau résultant de la mise en place des élé mentis ayant été calculé,on superpose autant d'éléments veina liqide 12 que nécessaire pour entre au dessus lors de la pose des derniers éléments fermant le barrage à son niveau "basse-s eaux". On avance alors en posant le deuxième caisson d'ancra- ge et l'on empile les veines liquides au niveau indiqué et ''on recommance le processus et ainsi de suite. Toutefois l'irrégularité du fond de la rivière 3 oblige à rat- trapper les différences de hauteur des caissons par la mise en place de caissons de rattrappage 1 4,dQstinés à aligner les veines liquides sur un même niveau horizontal. le front amont (FIG 3) représente en élévétion et en coupe les équipements que peuvent recevoir les veines liquides. - un groupe-bulbe 15 dont le cable 16 est remonté au travers des alvéoles 17 qui assurent sa protection. Le support 18 glissé et fixé dans la feuillure 27 assure la possibilité de changer le groupe et permet une expansion de la veine d'eau dès sa sortie de l'élément veine liquide,augmentant ainsi la vitesse d'écoulement. Pour protéger les pales du groupe, un bouclier 19 est fixé coté amont0 - chaqueélément veine liquide peut etre fermé par un obturateur 20 glissant dans la coulisse 21 ménagée par le profil butée-glissière 10. L'objectif h atteindre est de réduire le passage de l'eau pour faire monter le niveau en amont jusqu'à alimenter le ou les canaux de dérivation. En cas de cr'e,on libère de leurs obturateurs,l'ensemble des veines liquides. La FIG 4 représente les coins coulissants 22 comportant une rainure et une saillie à l'opposé et dont la face en contact avec le sol 23 présente transversalement un biseau d'environ 150 nour favoriser l'accrochaUe. la -IG 5 détaille la fixation du caisson de soubassement au sol quand il est rocheux. Le piton d'ancrage 7 comporte à son extrémité, forcée dans la roche préalablement percée, une sériez de cannelures 24 sur sa section, afin de permettre l'évacuation de l'eau contenue dans le trou lorsque le piton est forcé, cas qui se présente lorsque les caisson sont immergé3. La ES 6 présente ure perspective de l'ensemble décrit ci- dessus. On peut noter que, le barrage présente une courbure 29 eéné-rale,formant voûte vers l'aval Ceci est dû à une particu larité,présentée en FIG 1 selon laquelle lacote Z des caissons et des veines liquides est plus grande que la cote Y. Ceci provoque un effet de courbure et de voûte réduisant les risques de rupture de ltensemble sous la poussée des eaux. la différence.(qui peut autre nulle) entre les cotes Z et Y est fonction de la nature du terrain, du profil en travers et de la hauteur d'eau retenue. La FIG 7 montre l'emplacement du ou des groupes-bulbes 15 et du ou das boucliers 19 .L'ensemble repose sur les éléments caisson (FIG 1) les obturateurs 20 en place,montrent l'élévation du niveau ce l'eau en résultant. Le rôle du déversoir 24 du canal de dérivation, formant régulateur du canal et du niveau du plan d'eau amont est clairement visible ici. le tablier 25 jeté sur l'empilement des éléments caisson et veine liquide apparait dans son role de répartiteur de charge R E V E N V I C A T I O N S 1) Dispositif pour construire un barrage en vue d'alimenter un ou des canaux de dérivation; l'ensemble pouvant supporter un tablier formant pont. le barrage étant constitué d'éléments tubulaires juxtaposés et superposés caractérisés en ce que : le soubassement peut être formé d'une succession de caissons standardisés comportant plusieurs bacs internes, les bacs latéraux,amont et aval comportant des coins coulissants autoguidés par un redan 29, ces coins assurant la liaison caisson fond du lit, quel que soit son profil, en long ou en travers. Lorsque les coins coulissants maintenus par une broche,ont été libérés et se sont abaissés suivant le profil sous jacent,les bacs centraux sont comblés de pierres ou de galets, au moyen d'une goulotte traversant la couche liquide, jusqu'au milieu de chaque bac successivement. 2) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en Ce que le caisson (réversible suivant son axe) est choisi dans une fabrication comportant des profils 25-de quinze,trente ou quarante cinq degrés, fonction du profil en travers du fond de la rivière,et ce en vue de s'adapter au plus près. Ce profil est relevé par un systême de perches et contrôlé pour rn plongeur humain à chaque avancement. En effet toutes les autres inter- ventions s'effectuent à l'air libre,depuis un plateau avançant sur les éléments veine liquide déjà en place. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le caisson est fixé au rocher par un piton d'ancrage 7 colportant uns série de cannelures longitudinales 24/eWeetautant de s'évacuer du trou dans lequel le piton est forcé et supprimant l'effet de r6fus,dt à l'eau contenue dans le trou lorsque le caisson est immergé. 4) Dispositif selon la revendication 1- caractérisé en ce que ,lors de la pose à l'avancement en terrain sablonneux,du caisson de soubassement guidé verticalement lors dd sa des crntc,par les queues d'aronde 9 on l'arrête à environ 30 ctfl du fond ,pour utiliser un phénomène naturel d'affouillement de l'eau, autour et au dessous du caisson,provoquant ce que l'on appelle une "fosse d'érosion". On abaisse progressive- ment le caisson jusqu'à quasi disparition du phenomène, con- sidérant alors avoir atteint le "bon fond". 5) DinTioitio selon la revendication 1 caractérisé en ce que le caisson standard et l'élément veine liquide (Fig 1) vus en plan, peuvent avoir (ou non) une cote amont z plus grande que la cote aval Y, provoquant ainsi une courbure de l'ensemble, en voûte vers l'aval. Ce dispositif semble préfé rable dans le cas d'une implantation en zone alluvionnaire, ou en zone rocheuse encaissée de grande hauteur. I1 est fa cultatif. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ltélément veine liquide 12 présente de face une section carrée dans laquelle s'inscrit un tube de section circulaire Les faces latérales externes comportent des rainures verticales en queue d'aronde destinées à lier les éléments entre eux sur le plan horizontal et verticalement par l'introdue- tion d'un profilé en double tenon en queue d'aronde 9 à couplissement doux. Des piètements concentriques au extérieur de la veine liquide inférieure 13, dépassent en partie Dasse la section carrée 12 et complêtent la liaison des éléments 12 entre eux. 7) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que I'élément veine liquide 12 comporte à chaque extrémité et verticalemc-nt,une feuillure 27 prévue pour recevoir une butée 10 formant glissière entre l1élément veine liquide et la butée proprement dite, Cette butée-glissière protège des chocs prévisibles et permet la mise en place ,depuis le haut du barrage d'équipements tels, en face amont,un bouclier de protection 19 et un obturateur ao,sans que ce soit limitatif. T.:fl face amont la butée glissière n'ayant plus de raison d'être on utilise directement la feuillure 27 pour y faire descendre le support 18 du groupe-bulbe. Dans le cas ou l'on remplace quatre éléments veine liquide par un seul élément géant,on peut le descendre prd-dquipé de son bouclier et de son groupe-bulbe. 8) Dispositif suivant les revendications,i-et 6, caracté- risé en ce que l'on obtient la hauteur d'eau nécessaire en amont par l'obturation d'un certain nombre d'éléments veine liquide,de préférence en bordure des bergessde façon à limiter et concentrer le passage du cours d'eau à la partie centrale du barrage, équipé de un ou plusieurs groupes-bulbe suivant les besoins en électricité. Outre 1 'obt^ation ou l'ouverture des veines liquides l'ame ne d 'eau dans le ou les canaux de dérivation est controlée par un déversoir 24 rejetant en aval l'excédent d'eau admis en amont, il en est de même en cas de grande crue et alors que tous les éléments veine liquide fonctionnent en tant que tel mais s'avèrent insuffisants,il fonctionne en évacuateur de crue. 9) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'on peut jeter un tablier de pont 25 sur l'ensemble es éléments veines liquides. io) Dispositif d'un pont barrage caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément tel que caractérisé ci-dessus.