Brevet FR2609739A1 — publié le 19880722

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de protection superficielle d'une construction, applicable en particulier sur les parties immergées, quelle que soit la nature de cette construction, beton armé, béton précontraint, métallique ou autre. L' invention concerne aussi les constructions ainsi obtenues. L'invention s'applique de façon préférentielle mais non limitative aux grands ouvrages d'art établis notamment en milieu marin, specialement pour la protection de structures porteuses immegées, en béton armé, béton precontraint ou en acier, telles que pont, appontement, jetée, digue, ainsi qu'aux constructions réalisées en pleine mer telles que les plateformes de forage, d'exploitation ou de stockage prenant appui ou non sur le fond. La présente invention a pour objet d'une façon générale, de protéger les parties immergées de ces constructions contre les phénomènes de corrosion chimique et d'attaque biologique. Depuis des siècles, on a réalisé des ouvrages d'art etablis en milieu marin ou fluvial, tels que ponts, jetées, ducs d'Albe, etc. reposant sur le fond immergé par l'intermédiaire de structures porteuses constituées de pieux, piliers ou parois continues. Ces structures realisées à l'origine en bois sont maintenant en béton armé ou précontraint ou bien en métal, comme par exemple, les pal planches. Ces constructions sont soumises à des phénomènes de corrosion intense, notamment dans les zones de marnage, ou les alternances d'immersion et d'émersion favorisent les apports d'oxygène nécessaires à l'évolution du processus de corrosion. Il s'y ajoute des phénomènes d'attaque biologique qui se traduisent par la création de réseaux de pénétration des eaux jusqu'aux armatures ou aciers de précontrainte noyés dans les structures en béton. Cet effet nuisible ne se limite donc pas aux structures en bois car le processus d'oxydation qui en résulte entraine aussi bien pour les structures métalliques, par perte progressive de substance, que pour les structures en béton armé par dégradation du béton d'enrobage et éclatement sous l'effet du foisonnement des aciers, une dégradation progressive de la resistance qui peut conduire à la ruine complète des ouvrages. Il est donc important de stopper ou du moins de freiner un tel processus de dégradation et à cet effet, de réaliser un revêtement protecteur au moins sur les parties de la construction les plus sensibles comme les zones exposées au marnage et/ou les points les plus faibles, tels que les zones de jonction des éléments constitutifs de la structure. Une solution connue consiste à créer une enveloppe protectrice en béton, légèrement armé, sur le pourtour des éléments à protéger mais le processus de corrosion décrit plus haut se trouve alors reporté de la meme façon au niveau de l'enveloppe protectrice qui peu à peu ne joue plus son rôle. On peut aussi appliquer sur la surface extérieure des éléments à protéger un revêtement de protection, par exemple en résine à hauts polymères interdisant tout apport d'oxygène à ce niveau. Cette technique est assez complexe et onéreuse et peut être difficile à appliquer. En effet, le plus souvent, le revêtement doit être appliqué après immersion des éléments, soit pour intervenir sur une construction déjà réalisée et arrêter sa dégradation, soit parce que la protection doit etre réalisée sur place, après la pose et l'assemblage des éléments constitutifs de la construction. La mise en oeuvre du revêtement, qui doit donc être réalisée manuellement par des plongeurs dans le milieu liquide environnant est alors extrêmement délicate et conduit à des résultats souvent décevants, la manipulation sous eau de résine à l'état liquide ou même à l'état d'enduit ou de pâte étant difficile et ne permettant pas, notamment, de maîtriser convenablement les problèmes d'adhérence et d'épaisseur. L'invention apporte à ce genre de problème une nouvelle solution grâce à un procédé et un dispositif plus faciles à mettre en oeuvre, plus efficaces et apportant en outre, par rapport aux techniques utilises jusqu'à present, des avantages supplémentaires qui seront indiqués plus loin. Conformement à l'invention, on entoure complètement les parties de la construction à protéger d'une enveloppe protectrice épaisse constituée d'une structure tri-dimensionnelle à base de fils enchevêtrés, formant une couche d'épaisseur sensiblement constante, recouverte extérieurement d'une membrane formant un coffrage dont on applique les bords, sur tout son pourtour et de façon étanche, sur la face externe de la construction, de façon à limiter un espace fermé dans lequel on injecte à l'état fluide un produit de remplissage susceptible de se répandre entre les fils enchevêtrés et, après remplissage de tout l'espace, de durcir en solidarisant l'ensemble pour former un blindage armé, étanche et résistant. L'invention couvre également le dispositif de protection comprenant une structure tridimensionnelle constituée de fils enchevêtrés formant une couche d'épaisseur sensiblement constante, entourant complètement la partie à protéger, une membrane extérieure appliquée sur ladite couche et reliée de façon étanche et sur tout son pourtour à la face externe de la partie à protéger, de façon à former un coffrage limitant un espace ferme d'épaisseur sensiblement constante, et un produit injectable à l'état fluide et durcissable, de remplissage dudit espace, susceptible d'adhérer, après durcissement, à la face externe de la construction, à la membrane extérieure et aux fils enchevêtrés qui y sont noyes et forment des armatures de solidarisation de l'ensemble. L'invention concerne aussi la construction ainsi obtenue, laquelle se caractérise en ce que au moins les parties de la construction susceptibles d'être immergées sont entourées d'un blindage d'épaisseur sensiblement constante, comprenant une membrane externe, étanche, solidaire d'une armature tridimensionnelle interne à base de fils enchevêtrés, l'espace fermé d'épaisseur sensiblement constante existant entre les parties de la construction à protéger et ladite membrane étant rempli d'une résine durcie, laquelle solidarise l'ensemble pour former un blindage armé, étanche, résistant et entourant complètement les parties à protéger. La membrane extérieure comprend au moins un orifice pouvant être raccorde à une tubulure d'injection du produit durcissable et au moins un orifice d'évent pour l'évacuation de l'air et/ou de l'eau contenue dans ledit espace au fur et à mesure de l'injection du produit durcissable. Le produit de remplissage est choisi de façon à constituer, après injection et durcissement, une couche solide étanche à l'eau et au gaz, et dont les caractéristiques mécaniques de dureté et de module d'élasticité sont réglées en fonction de la nature de la construction à protéger et des sollicitations mécaniques auxquelles elle est soumise. De façon avantageuse, le produit durcissable est une composition liquide polymérisable de densité supérieure à celle de l'eau, telle qu'une resine époxy ou polyuréthane à deux composants sans solvant, avec adjonction éventuelle de charges minérales et d'additifs pour le réglage des caractéristiques mécaniques et/ou de la vitesse de polymérisation. La membrane extérieure peut être constituée d'une feuille de PVC ou d'une nappe en matière synthétique, telle que résine polyurethane ou polyester. La structure tri-dimensionnelle, constituée d'une couche de fils enchevêtrés d'origine naturelle ou synthétique peut se trouver dans le commerce ou bien être réalisée pour les besoins de l'invention. Les fils peuvent être constitués apr exemple en une matière polymère synthétique tel que le noir de carbone ou les polyamides. La structure tri-dimensionnelle peut être posée sur la partie à protéger avant l'application de la membrane extérieur ou bien être fixée à l'avance sur la membrane extérieure par soudage, collage ou même au cours de la fabrication de la membrane. L'invention sera illustrée sans être aucunement limité par la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté schématiquement sur les dessins annexés, sur lesquels: - Fig. 1 représente, en coupe longitudinale, un élément de construction muni du dispositif de protection selon l'invention; - Fig. 2 est une vue en coupe transversale schématique, à échelle agrandie, du blindage de protection; - Fig. 3 représente le mode de protection d'une jonction entre elements de construction. Sur la Fig. 1, on a represente à titre d'exemple, un élément de construction immergé 1 tel qu'un pilier métallique ou en béton dont une partie 11 doit être protégée, par exemple la partie du pilier susceptible d'être découverte ou recouverte d'eau en raison du marnage, c'est-à-dire de la variation de hauteur du niveau 10 de l'eau. Cette partie à protéger 11 est recouverte, selon l'invention, d'un blindage de protection 2 comprenant une structure tridimensionnelle 3, une membrane extérieure 4 et un produit de remplissage 5. Sur la Fig. 2, on a représenté schématiquement à echelle agrandie, la constitution du blindage. La structure 3 est une trame tridimensionnelle constituée de fils enchevêtrés 31 formant une couche d'épaisseur (e) sensiblement constante et entre lesquels subsistent des vides (32) communiquant entre eux. On connalt différents moyens de réalisation de telles trames tridimensionnelles, par exemple, par tissage ou flocage. Il importe également que la structure 3 s'applique ou soit fixée sur la membrane 4 en des points de zones 33. L'invention met à profit les propriétés de ces produits pour que ceux-ci puissent participer à la fonction de protection et créer un blindage armé et résistant. Les fils peuvent être constitués en matière naturelle ou synthétique. De préférence, on utilisera des matières polymères telles que le noir de carbone, les polyamides ou polyaramides. Cette trame tridimensionnelle peut être préexistante ou bien être réalisée à la demande, selon les qualités d'adhérence et la résistance demandée aux fils ou bien l'épaisseur que l'on désire obtenir, celle-ci pouvant aller, par exemple de 1 à 10 cm. a membrane extérieure 4 a essentiellement pour objet de réaliser un coffrage maintenu par la trame tridimensionnelle 3 à une distance sensiblement constante de la face extérieure 12 de la partie à protéger et limitant ainsi un espace fermé dans lequel sera injecté le produit de remplissage 5. Par conséquent, la membrane 3 doit être étanche au produit de remplissage et, de préférence, à l'eau, ceci n'étant cependant pas indispensable puisque l'étanchéité peut être assurée par le produit de remplissage lui-même. On utilisera par exemple des feuilles PVC ou bien des nappes à base de résine polyuréthane ou polyester comportant éventuellement une armature, par exemple des nappes réalisées par une technique non tissée, à base de filaments du type polyester enrobés de polyamide ou bien des nappes tissées à base de fibres de verre. La trame tridimensionnelle 3 peut être fixée à l'avance sur la membrane extérieure 4, par soudage ou collage, ou bien etre posée la première, la membrane extérieure 4 étant ensuite appliquée de façon à recouvrir la trame 3. La trame 3 et la membrane 4 sont découpées à l'avance, selon la forme de la partie à protéger 11, la membrane 4 étant prolongée sur ses côtes par des bords 41 qui sont rabattus, appliqués sur l'élément de construction 1 et reliés à ce dernier de façon étanche, par exemple, par collage, soudage ou par bridage sur tout le pourtour 14 de la partie 11 à protéger, de façon que celle-ci soit entourée par un espace fermé dans lequel est injecté le produit de remplissage 5. Ce produit de remplissage est de préférence une composition polymérisable et l'on peut utiliser diverses formules de résine époxy ou polyuréthane sans solvant, à deux composants, mis en oeuvre avec ou sans adjonction de charges minérales, selon les besoins, chaque composition incluant divers additifs permettant de régler entre autres les caractéristiques mécaniques, la rapidité de polymérisation, éventuellement la coloration, etc. Pour permettre l'injection du produit de remplissage 5, la membrane extérieure 4 est munie d'au moins un orifice 42 pouvant être raccordé à une tubulure sur laquelle est branchée une conduite 43 reliée à une installation d'injection placée sur une plateforme de travail, au-dessus de la surface de l'eau. L'injection est realisée à la partie inférieure du dispositif, la partie supérieure de la membrane 4 étant munie d'au moins un orifice d'évent 44 par lequel peut s'échapper l'eau et éventuellement l'air contenu dans le volume limité par la membrane. Le produit de remplissage a de préférence, une densité supérieure à celle du milieu liquide environnant et doit donner, après durcissement, généralement par polymérisation, un produit solide et étanche à l'eau et aux gaz et dont les caractéristiques mécaniques de dureté et de module d'élasticité sont réglées à la demande, suivant la nature des structures à protéger et les sollicitations mécaniques auxquelles elles peuvent être soumises. A titre d'exemple, on pourra utiliser, comme composition polymérisable, diverses formules de résine époxy ou polyuréthane sans solvant, à deux composants, mise en oeuvre avec ou sans adjonction de charges minérales, chaque composition incluant divers additifs permettant de régler, entre autres, les caractéristiques mécaniques, la rapidité de polymérisation etOéventuellement, la coloration. La polymérisation doit pouvoir s'effectuer dans le milieu liquide environnant, sans qu'il y ait risque significatif de réaction avec ce milieu et à des températures pouvant varier, suivant les profondeurs atteintes, notamment en milieu marin, entre 0 et 300. Par ailleurs, la nature du produit de remplissage 5 doit être adaptée à celle de la membrane extérieure 4 et des fils de la trame tridimensionnelle 3, de façon à adhérer, après polymérisation, à ces éléments ainsi qu'à la face externe 12 de la construction à protéger. On notera qu'après durcissement, l'étanchéité est réalisée essentiellement par le produit de remplissage et qu'elle ne doit être assurée, le long des bords 41 de la membrane 4, que pour le remplissage du volume interne et peut donc être réalisée de façon provisoire, par exemple, au moyen de colliers de serrage. L'utilisation, selon l'invention, de nappes ou de couches pour la réalisation du blindage de protection permet de s'adapter à des structures de géométrie éventuellement compliquée et par exemple, comme on 1 'a représenté sur la Fig. 3, à l'assemblage d'éléments tubulaires tel qu'un pilier 1 et une entretoise 15. Les feuilles ou nappes constituant la membrane et sa trame tridimensionnelle peuvent en effet être découpées puis raccordées par soudage, collage ou thermocollage, de façon à épouser parfaitement les configurations les plus diverses, ce qui serait très difficile et onéreux si l'on désirait réaliser un coffrage de façon classique en bois ou en métal.Par ailleurs, la trame d'épaisseur constante de fils soudés à la membrane extérieure assure automatiquement un positionnement de celle-ci à une distance pratiquement constante de Ta surface de l'élément à protéger et il en résulte une épaisseur pratiquement constante du blindage réalisé apres coulée du produit de remplissage. Apres durcissement de ce dernier, l'élément à protéger se trouve donc équipé du blindage constitué par le produit polymérisé lui-même et, en complément, de la membrane ou de la feuille recouvrant l'ensemble et rendue parfaitement solidaire de celui-ci, par la multitude de fils soudés noyés dans la composition polymérisée et qui, grâce à leur résistance propre, constituent en outre des armatures améliorant les caractéristiques générales de résistance mécanique de l'ensemble. Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent donc d'assurer, dans des conditions sûres, aisées et maîtrisables, le blindage et la protection de structures immergées de toute nature et de toute forme contre les phénomènes de corrosion et d'attaque biologique auxquelles elles peuvent être soumises.Les caractéristiques physiques et mécaniques des éléments constituants peuvent être réglées à la demande et en fonction les unes des autres, directement dans le milieu liquide environnant, le dispositif pouvant être mis en place par des plongeurs dans des conditions sures, aisées et parfaitement maitrisables du fait que les différents éléments sont faciles à manipuler, découpés et mis en oeuvre à l'avance, et qu'il faut simplement les poser et les coller, le positionnement étant assuré facilement par la trame tridimensionnelle elle-même et le remplissage du produit polymérisable étant fait par simple injection. Mais l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui a été décrit, des variantes et des perfectionnements pouvant être imaginés par la mise en oeuvre des mêmes principes en restant dans le cadre de protection des revendications. Le procédé est en effet applicable à tous les cas d'immersion en eau douce ou salée et quelles que soient les données géographiques et donc ' les caractéristiques du milieu d'immersion environnant, concentration en sel, température, nature des bactéries, etc. car il est possible d'adapter la nature des produits synthétiques utilisés à de telles conditions. Par ailleurs, s'il est généralement préférable de choisir des compositions donnant lieu à polymérisation sans retrait, pour assurer une meilleure adhérence avec la membrane (4), dans certains cas le retrait pourralt constituer un facteur intéressant, pour réaliser, après polymérisation, un effet de frettage sur le pourtour de la partie 11 à protéger. Cependant, dans le cas de résines présentant une légère expansion en cours de polymérisation, un tel effet de frettage pourrait aussi être réalisé par la membrane extérieure 4 dans la mesure où celle-ci serait assez résistante et élastique pour exercer l'effort nécessaire en s'opposant à lJexpansion du produit de remplissage. Enfin, si l'invention a été spécialement mise au point pour la protection de structures immergées, elle pourrait aussi présenter des avantages à l'air libre en raison de sa facilité de mise en oeuvre, de son coût réduit et de l'efficacité de la protection assurée. REVENDICATIONS 1. Procédé de protection d'une construction immergée caractérisé par le fait que l'on entoure complètement les parties (11) de la construction (1) à protéger d'une enveloppe protectrice épaisse (2) constituée d'une structure tridimensionnelle (3) à base de fils enclievêtrés (31) formant une couche d'épaisseur sensiblement constante recouverte extérieurement d'une membrane (4) formant un coffrage dont on applique les bords sur tout son pourtour (14) et de façon étanche sur la face externe (12) de la construction (1), de façon à limiter un espace fermé dans lequel on injecte à l'état fluide un produit de remplissage (5) susceptible de se répandre entre les fils enchevêtrés et, après remplissage de tout l'espace, de durcir en solidarisant l'ensemble pour former un blindage armé, étanche et résistant. 2. procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure tridimensionnelle (3) et la membrane extérieure (4) sont constituées de nappes mises en forme et découpées à l'avance puis raccordées sur place au moins en partie de façon à épouser parfaitement la configuration de la partie à protéger de la construction. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la structure tridimensionnelle (3) est fixée à l'avance sur la membrane extérieure (4) par soudage, collage ou au cours de la fabrication. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, en vue de la protection superficielle d'une construction immergée (1), caractérisé par le fait qu'il est constitué d'un blindage étanche (2) appliqué sur la face externe (12) de la partie (11) à protéger et comprenant une structure tridimensionnelle (3) constituée de fils enchevêtrés (31) laissant entre eux des vides et formant une couche d'épaisseur sensiblement constante, entourant complètement la partie (11) à protéger, une membrane extérieure (4) appliquée sur ladite couche (13) et reliée de façon étanche et sur tout son pourtour (14) à la face externe (12) de la partie à protéger de façon à former un coffrage limitant un espace fermé d'épaisseur sensiblement constante, et un produit (5) injectable à l'état fluide et durcissable, de remplissage dudit espace, susceptible d'adhérer, après durcissement, à la face externe (12) de la construction (1), à la membrane extérieure (4) et aux fils enchevêtrés (31) qui y sont noyés et forment des armatures de solidarisation de l'ensemble. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la membrane extérieure comprend au moins un orifice (42) pouvant être raccordé à une tubulure d'injection du produit durcissable et au moins un orifice d'évent (44) pour l'évacuation de l'air et/ou de l'eau contenue dans ledit espace au fur et à mesure de l'injection du produit durcissable (5). 6. Dispositif de protection selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le produit de remplissage (5) est susceptible de constituer, apure; injection et durcissement, une couche solide, étanche à l'eau et aux gaz et dont les caractéristiques mécaniques de dureté et de module d'élasticité sont réglées en fonction de la nature de la construction à protéger et des sollicitations mécaniques auxquelles elle doit être soumise. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le produit de remplissage (5) est une composition liquide polymérisable de densité supérieure à celle de l'eau. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la composition polymérisable est choisie parmi les résines époxy ou polyuréthane à deux composants sans solvant, avec adjonction éventuelle de charges minérales et d'additifs de réglage des caractéristiques mécaniques et/ou de la vitesse de polymérisation. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le durcissement du produit de remplissage s'effectue pratiquement sans retrait. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le durcissement du produit de remplissage s'effectue avec un retrait déterminant un effet de frettage sur la partie à protéger de la construction. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérise en ce que la membrane extérieure (4) est constituee d'une feuille ou nappe en matières synthétiques, telles que les resines polyuréthanes, les résines polyesters, le PVC et dans laquelle peut être incorporée une armature. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que la structure tridimensionnelle (3) est constituée d'une couche de fils (31) enchevêtrés d'origine naturelle ou synthétique choisis de façon à assurer la résistance et la cohésion de l'ensemble. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les fils (31) constituant la structure tridimensionnelle (3) sont constitués en une matière polymère synthétique, telle que le noir de carbone ou les polyamides. 14. Construction obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 ou à l'aide du dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 13, caractérisée en ce que au moins les parties de la construction susceptibles d'être immergées sont entourees d'un blindage d'épaisseur sensiblement constante, comprenant une membrane externe, étanche, solidaire d'une armature tridimensionnelle interne à base de fils enchevêtrés, L'espace fermé d'épaisseur sensiblement constante existant entre les parties de la construction à protéger et ladite membrane étant rempli d'une resine durcie, laquelle solidarise l'ensemble pour former un blindage armé, étanche, résistant et entourant complètement les parties d' proteger.