Brevet FR2606434A2 — publié le 19880513

FR 2606434 A2 19880513 FR 8615807 A 19861112 La présente invention concerne un dispositif d'ancrage d'un massif d'absorption d'energie destine à la protection d'ouvrages d'accostage contre les effets d'abordages d'energie anormalement elevée, le massif étant du type décrit dans la demande de brevet principal. Cette demande de brevet a pour objet un dispositif d'absorption d'énergie comprenant une caisse rigide, lestee, composee d'une paroi frontale portant des moyens élastiques d'absorption de l'énergie des impacts d'accostages normaux, de parois latérales sensiblement perpendiculaires à la paroi frontale, d'un fond en forme de surface cylindrique de génératrice horizontale et de directrice suivant une ligne de rupture naturelle du terrain sur lequel est posée la caisse, ladite caisse reposant par son fond sur un massif de materiau pulvérulent et ayant son centre de gravité au-dessus du niveau prévu pour la transmission de l'effort d'impact. Dans les installations portuaires, en cas d'accostage brutal, l'energie est absorbée par le travail des forces de frottement au contact caisse-sol. Dans le cas d'un accostage brutal de bâtiments de taille moyenne, le poids propre de la caisse lestée suffit à assurer le frottement de la caisse sans déplacement exagéré de celle-ci Mais, dans les installations aptes à recevoir de plus gros bâtiments, tels que des pétroliers de 250 000 tonnes, le lestage de la caisse ne permet plus d'assurer à lui seul un frottement caisse-sol suffisant pour absorber l'énergie créée par l'accostage brutal de bâtiment de cette taille. Le mouvement de la caisse selon la ligne de rupture naturelle du terrain est très important et il peut arriver que celle-ci quitte son logement, ou que le bâtiment bute contre le mur du quai. Une solution pour augmenter le frottement caisse-sol consiste à augmenter le poids de la caisse, donc le volume du matériau de lestage. L'inconvenient d'une telle solution reside dans l'augmentation des dimensions de la caisse. La présente addition concerne un dispositif qui permet d'éviter cet inconvénient. A cet effet, la presente addition a pour objet un dispositif d'ancrage dKun massif d'absorption d'énergie destine à la protection d'ouvrages d'accostage contre les effets d'abordage d'énergie anormalement élevée du type de celui décrit dans le brevet principal constitué d'au moins un câble de précontrainte dont l'une des extrémites est fixée au massif d'absorption d'énergie et l'autre extrémité est ancrée à la verticale du massif, sous l'ouvrage d'accostage. Ainsi, le déplacement du massif est considérablement diminué sous l'action d'un accostage trop brutal. Les caracteristiques et avantages apparaitront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, dans laquelle - la Fig. 1 est une vue en coupe suivant un plan vertical médian, d'un mode de realisation du dispositif selon l'invention avant impact ; - la Fig. 2 est une vue en coupe montrant la position du dispositif représente à la Fig. 1 apres impact violent d'un bâtiment. Le dispositif d'absorption se compose d'une caisse rigide C, par exemple en béton armé, composée d'une paroi frontale verticale 1 d'épaisseur notablement plus grande que les autres parties de la caisse, de deux parois laterales 2 sensiblement perpendiculaires à la paroi frontale 1 et d'un fond 3 qui est une surface cylindrique approchee par une série de segments dont la directrice AA' correspond à la ligne de rupture naturelle d'un matériau granuleux 4 constituant le massif sur lequel repose la caisse C. Des cloisons intérieures 5 rigidifient la caisse C et maintiennent en place le chargement de matériau lourd 6 servant à lester la caisse. La paroi frontale 1 de la caisse C porte des dispositifs de type connu d'absorption de l'énergie due aux impacts d'accostages normaux, qui sont ici des butoirs elastiques 7 de forme cylindrique.La caisse C est fermée par un couvercle 8 qui est approximativement au même niveau que celui du quai 9 sur lequel est implanté le dispositif. Le fond 3 de la caisse C est percé d'un trou oblong 10 dont la grande dimension est perpendiculaire à la paroi frontale 1 de ladite caisse. Une gaine 11, de section oblongue identique à la section du trou 10, d'axe vertical X-X, est fixee par son extrémite inferieure au fond 3 de la caisse C de telle sorte que ladite gaine et le trou oblong 10 sont en coincidence. L'extremite supérieure de la gaine ll est fixée sur un dispositif 15 qui sera decrit plus loin dans la description. Une gaine 12, d'axe vertical Y-Y parallèle à l'axe X-X, de section oblongue identique à celle de la gaine 11, est enfouie dans le materiau granuleux 4 sur lequel repose la caisse C. L'axe Y-Y de la gaine 12 est décale, vers l'arrière de la caisse C, par rapport à l'axe X-X de la gaine ll d'une distance D, de telle sorte que les deux dites gaines se chevauchent pour permettre le passage d'un câble. La caisse C étant posee sur le materiau granuleux 4, un câble de precontrainte 13 est introduit dans les gaines 11 et 12 et est ancre par l'une de ses extrémites sous le quai 9, dans un terrain consistant, au moyen d'un dispositif d'ancrage 14, par exemple un bulbe d'injection de coulis d'ancrage. L'autre extremite du câble 13 débouchant dans la caisse C au-dessus de la gaine 11 est fixee à un dispositif d'ancrage et de mise en tension 15, de type connu, solidaire de la caisse C. Ladite caisse C est ensuite remplie de matériau de lestage et le câble de precontrainte 13 est tendu à une force p.Ainsi le frottement caisse-sol est considérablement augmenté sans changer les dimensions de la caisse C, la force verticale p engendre par la precontrainte s'ajoutant au poids propre M.g de la caisse. Après un impact d'accostage d'énergie anormalement elevee, materialise par la flèche horizontale F (voir Fig. 2), le centre de gravite G de la caisse C est passe à la position G' et s'est deplace de la quantiteS selon la ligne de rupture naturelle du terrain et de la quantiteH selon la verticale. Le décalage des axes des gaines 11 et 12 en position de repos et leurs dimensions transversales suivant la direction du deplacement, permettent un deplacement de la gaine 1 1 lors du mouvement de la caisse du à l'impact qui peut aller jusqu'à une valeur égale à 2 D. Un tel dispositif permet d'absorber l'énergie d'un accostage trop brutal en la decomposant ainsi - une énergie El absorbee par le travail des forces de frottement entre le sol et le fond de la caisse de masse M soumise a la precontrainte verticale p le long de leur surface de contact El =(M.g + p)h S.tg(t + m) ou est l'angle de frottement interne et oC m est l'angle d'inclinaison moyenne du fond de la caisse. - une energie E2 absorbée par le travail des forces de pesanteur de la caisse de masse M et l'allongement elastique du câble 13. E2 = (M.g + p)H Suivant l'exemple de realisation decrit, le câble 13 est constitué de sept éléments de 12 torons en acier à haute limite élastique, de diamètre 15 mu que l'on précontraint à 28 tonnes par toron. Ainsi la force de précontrainte apres relaxation et pertes différées prévisibles est de 0,50 x 7 x 12 x 28 = 1 200 tonnes environ. Lors du déplacement de la caisse, ce seront 400 + 1 200 tonnes soit 1 600 tonnes qui seront mobilisées. L'énergie absorbable, tant par les forces de frottement que par les forces de pesanteur, étant une fonction linéaire du poids mobilisé, celle-ci est quadruplée par rapport à l'énergie absorbable par la caisse C de 400 tonnes sans prêcontrainte. Ainsi, pour provoquer un déplacement de la caisse C de l'ordre de = = 0,35 m et un relevement du centre de gravité de l'ordre de LSH = 0,03 m, il faudra l'impact d'un bâtiment de 80 000 tonnes accostant à 0,50 m/s. I1 est possible aussi de prevoir plusieurs câbles de précontrainte. Dans ce cas, le fond 3 sera percé d'autant de trous oblongs 10 qu'il y aura de câbles et il faudra enfouir le meme nombre de gaines tant dans le matériau pulverulent 4 que dans le sable lestant la caisse C. Pour la remise en place de la caisse C après l'impact, le ou les câbles de précontrainte pourront etre détendus de manière à diminuer l'effort de frottement à équilibrer. Le dispositif de défense portuaire selon l'invention présente les avantages suivants - une energie d'impact absorbable tres élevée due à l'augmentation apparente du poids de la caisse par l'ajout d'un ou plusieurs câbles de précontrainte ; - un encombrement nullement augmenté par rapport au dispositif de la demande de brevet principal. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'ancrage d'un massif d'absorption d'énergie, comprenant une caisse (C), rigide, lestee, destiné à la protection d'ouvrages d'accostage contre les effets d'abordage d'énergie anormalement élevée selon la revendication 1 du brevet principal, caractérise en ce qu'il est constitue d'au moins un câble (13) de précontrainte dont l'une des extrémités est fixée au massif d'absorption et l'autre extrémité est ancree, à la verticale du massif, sous l'ouvrage d'accostage. 2.- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le fond de la caisse (C) est percé d'au moins un trou oblong (10) dont la grande dimension est perpendiculaire à la paroi frontale de la caisse (C). 3.- Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'au moins une gaine (11), de section oblongue identique à la section du trou (10), d'axe vertical (X-X), est fixée au fond de la caisse (C), au-dessus de celui-ci. 4.- Dispositif selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que la gaine (11) et le trou oblong (10) sont en coîncidence. 5.- Dispositif selon la revendication 1 caractérise en ce qu'au moins une gaine (12), d'axe vertical (Y-Y), de section oblongue identique â celle de la gaine (11), est enfouie dans le matériau granuleux (4) sur lequel repose la caisse (C). 6.- Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'axe (Y-Y) de la gaine (12) est décalé, vers l'arrière de la caisse (C), par rapport à l'axe (X-X) de la gaine (11) d'une distance (D) de telle sorte que les deux dites gaines se chevauchent pour permettre le passage d'un câble. 7.- Dispositif selon les revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le câble (13) logé dans les gaines (11, 12) est fixe par l'une de ses extrémités sous le quai en un terrain consistant au moyen d'un dispositif d'ancrage (14). 8.- Dispositif-selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le câble (13) loge dans les gaines (11, 12) est fixé par son autre extrémité sur un dispositif d'ancrage et de mise en tension (15). 9.- Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que le dispositif de mise en tension (15) est solidaire de la caisse (C).