Brevet FR2675186A1 — publié le 19921016

La présente invention est relative à un procédé de construction et d'installation sur l'eau d'un immeuble à usage industriel, commercial ou d'habitation, ainsi qu'à un immeuble résultant de la mise en oeuvre de ce procédé. Plus particulièrement, la présente invention est relative à un procédé permettant, par la juxtaposition de tels immeubles, la réalisation d'agglomérations urbaines en mer, à proximité du littoral par exemple. Une solution connue pour construire les ouvrages dans un tel environnement consiste à construire sur des remblais déposés en mer jusqu'à ce que leur surface supérieure soit hors d'eau. Une autre solution consiste à construire sur pilotis. La construction sur remblais ne convient plus dans l'espace littoral quand, comme c'est le cas en France, la réglementation prévoit aujourd'hui qu'un ouvrage en mer dans cet espace, doit être conçu de manière à ne pas modifier les courants locaux, afin de ne pas provoquer de changements dans le profil de la côte ou des phénomènes d'érosion et/ou de dépôts nouveaux. I1 est souvent demandé en outre que le procédé de construction utilisé n'implique ni dragage ni déroctage des fonds marins. La construction sur pilotis n'est concevable que sur des fonds de faible profondeur (inférieure à 20-25 m) et lorsque ces pilotis n'ont à supporter que de faibles charges. Or on envisage actuellement d'installer en mer des constructions lourdes telles que des immeubles de locaux d'habitation, ou à usage commercial ou industriel, des bases de lancement de fusées, des centrales nucléaires, etc... La présente invention a donc pour but de fournir un procédé de construction et d'installation sur l'eau d'un immeuble à usage industriel, commercial ou d'habitation, applicable dans l'espace littoral et donc en conformité avec la réglementation concernant la construction d'ouvrages dans cet espace. La présente invention a aussi pour but de fournir un tel procédé adapté à la construction d'ouvrages soumis à des charges lourdes, implantables sur des fonds de profondeurs supérieures à celles atteintes dans la technique antérieure. La présente invention a encore pour but de fournir un tel procédé applicable à la construction sur l'eau de l'ensemble d'un village ou d'une ville. On atteint ces buts de 1 invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un procédé de construction et d'installation sur l'eau d'un immeuble à usage industriel, commercial ou d'habitation, procédé suivant lequel on construit une structure en béton comprenant une infrastructure et une superstructure, l'infrastructure prenant la forme d'un caisson propre à assurer la flottabilité de la structure, des locaux étant distribués dans les deux parties de la structure, on remorque celle-ci sur site et on ballaste des compartiments prévus dans le caisson pour poser la structure par gravité sur au moins un support préinstallé dans une position immergée, ancré sur le fond de l'eau. En assemblant de telles structures suivant un schéma d'urbanisme préétabli, on peut ainsi installer sur l'eau un village ou une ville entière, à proximité du littoral par exemple, pour en accroître les capacités d'accueil. Suivant l'invention encore, on construit le support de la structure dans une cale sèche, en position horizontale, ce support comprenant des moyens propres à assurer sa flottabilité dans cette position, on met le support à l'eau, on le remorque sur site et on le ballaste en le retenant par une extrémité de manière qu'il pivote autour de cette extrémité en se redressant pour se poser ensuite par gravité sur le fond marin, dans une position droite prédéterminée. De tels supports reçoivent la structure dans une position semi-immergée tout en n'opposant pas d'obstacles importants à la circulation des courants. Le procédé suivant l'invention permet de réaliser un immeuble sur l'eau, constitué d'une structure portée par au moins un support ancré dans le fond de l'eau, ladite structure comprenant une infrastructure en forme de caisson au moins partiellement immergé et une super- structure portée par ce caisson, des locaux étant distribués dans la superstructure et au moins une partie du caisson, celui-ci comprenant en outre des compartiments de ballastage. Ainsi, grâce à l'invention, le caisson comprend des moyens assurant sa flottabilité, des moyens de ballastage et des locaux, techniques ou d'habitation, qui lui donnent alors une triple fonction. C'est ainsi que des locaux du caisson peuvent être affectés à des usages de parking pour des véhicules appartenant à des personnes logées dans des appartements sur 1 'eau, construits dans la superstructure. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel - les figures 1 à 4 illustrent différentes étapes successives du procédé de construction et d'installation d'immeubles sur l'eau selon l'invention, - les figures 5 à 8 illustrent diverses étapes successives de la construction et de l'installation dans l'eau d'un support en béton destiné à recevoir une structure en béton d'un immeuble suivant l'invention, - la figure 9 est une vue schématique en élévation d'un immeuble selon l'invention, porté par un support métallique, et - la figure 10 représente, en coupe verticale, le détail des moyens d'appui formés sur le support de la figure 9 pour recevoir la structure en béton de l'immeuble suivant l'invention. On se réfère aux figures 1 à 4 du dessin annexé pour décrire les étapes du procédé de construction et d'installation selon l'invention. A la figure 1 on a schématisé la construction à sec d'un caisson 1, en béton armé par exemple, dans une cale sèche ou une forme de radoub 2 isolée de l'eau 3. Le caisson représenté est vu en coupe verticale, cette coupe faisant apparaître différents compartiments référencés 41 à 48 et 51t52 respectivement. Le caisson 1 constitue l'infrastructure d'une structure complète en béton armé comprenant une superstructure 6 construite sur la face supérieure du caisson 1 (voir figure 2). Suivant une première mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la superstructure 6 est construite sur le caisson 1 alors que celui-ci se trouve dans la forme de radoub 2. Suivant une deuxième mise en oeuvre, préférée, du procédé selon l'invention, le caisson 1 est mis à l'eau (voir figure 2) après construction, et la superstructure 6 est construite ensuite sur le caisson flottant dans l'eau et accosté à quai. L'ensemble de la structure présentant un tirant d'eau supérieur à celui du caisson seul, cette deuxième procédure permet d'utiliser, pour la construction du caisson, une forme dont la profondeur est inférieure à celle qui serait nécessaire à la mise à l'eau, dans cette forme, de l'ensemble de la structure. Après mise à l'eau, la structure est tirée par un remorqueur 7 (figure 3) jusqu'au site où l'on a préalablement installé des supports 8 propres à recevoir la structure (voir figure 4). Les supports 8 représentés sur la figure 4 sont constitués par une structure gravitaire classique en béton armé ou précontraint, dont le procédé de fabrication et d'installation est connu dans l'art. Ce procédé consiste en ce qu'on construit le support (8) dans une cale sèche en position verticale, ce support comprenant des moyens propres à assurer sa flottabilité dans cette position, on met le support à l'eau, on le remorque sur site et on le ballaste par l'eau pour le poser par gravité sur le fond marin dans une position droite prédéterminée. Suivant l'invention, la structure étant positionnée audessus des supports 8, on remplit alors des compartiments 51r 52 de ballast du caisson 1 avec de l'eau de manière à contrôler la descente et le positionnement de la structure sur les supports 8. Lorsque celle-ci repose sur les supports, le poids de la structure peut être augmenté par l'adjonction d'un ballast solide tel que des matériaux pondéreux, sable, gravier, etc... pour assurer la stabilité de la structure sur ses supports en phase opérationnelle. Des moyens d'accouplement (non représentés) peuvent être prévus entre structure et supports pour assurer la fixation de la structure sur les supports, cette fixation pouvant être rendue définitive par des injections de ciment dans ces moyens, comme il est bien connu dans la technique. La structure ainsi installée comprend alors une superstructure 6 émergée formée sur un caisson 1 constituant une infrastructure partiellement immergée. Suivant 1 invention, la superstructure peut être constituée de locaux étagés à usage industriel, commercial ou d'habitation alors que le caisson 1 lui-même contient à la fois de tels locaux (référencés 41 à 48 aux figures 1, 2 et 4) et des compartiments 51t52 conçus pour être ballastés par l'eau pendant la descente de la structure sur les supports 8 et par du ballast solide après l'installation de la structure sur ces supports. Ainsi, le volume intérieur du caisson est-il organisé de manière rationnelle, propre à assurer la flottabilité nécessaire de la structure, le ballastage de cette structure et l'aménagement de locaux éventuellement complémentaires de ceux prévus en superstructure. A titre d'exemple, des étages d'appartements 61 à 64 (voir figure 4) peuvent constituer l'essentiel des locaux construits dans la superstructure 6 alors que des emplacements de parking de véhicules sont aménagés dans des locaux 41 à 48 construits dans le caisson, à usage des habitants des appartements. Bien entendu d'autres locaux, techniques ou professionnels, peuvent être aménagés dans le caisson. On comprend qu'une construction modulaire d'immeubles suivant l'invention, installés ensuite sur l'eau selon un schéma d'urbanisme préétabli, permet de créer de toutes pièces, un village ou une ville constituant par exemple une extension d'un espace littoral auquel ce village ou cette ville aquatique peut être rattaché par une liaison routière, par exemple. Une telle liaison routière pourrait être établie sur un dispositif de protection du village ou de la ville contre la houle, tel que celui décrit dans la demande de brevet français No. 91 00361 déposée le 15 janvier 1991 par la demanderesse. On se réfère maintenant aux figures 5 à 8 du dessin annexé qui schématisent les diverses étapes successives d'une variante de construction et d'installation d'un support de l'immeuble représenté sur la figure 4. Suivant l'invention, on construit le support 8' à sec, dans une cale sèche ou une forme de radoub 2'. Le support comprend une partie tronconique élancée 9 qui déborde d'une base 10, l'ensemble étant construit dans une position couchée, comme représenté à la figure 5. Le support est construit en béton armé de manière à présenter une flottabilité suffisante dans cette position, après mise à l'eau (figure 6) et remorquage jusqu'à un site (figure 7) où ce support doit être installé. Suivant l'invention, une extrémité 10 du support est raccordée par des élingues 11 à une tête de grue 12, laquelle sera utilisée pour contrôler la descente et le positionnement du support sur son emplacement définitif sur le fond 13. Un ballastage adéquat de compartiments prévus dans la base 10 du support par exemple, permet ensuite de faire pivoter ce support dans le sens de la flèche F de la figure 7 de manière que le support se redresse en position verticale au bout des élingues 11. On descend ensuite le support vers le fond 13 à l'aide de la grue 12. Un ballastage avec des matériaux pondéreux permet d'assurer éventuellement la stabilité du support sur le fond 13. Le support peut être définitivement fixé sur ce fond à l'aide de pieux battus 14, comme il est bien connu dans la technique.On peut assembler ainsi plusieurs supports 8', suivant un plan carré ou rectangulaire, pour recevoir une structure suivant l'invention. En variante, la structure 1, 6 peut reposer sur un ou des supports métalliques (voir figure 9) plutôt que sur des supports en béton. On a représenté à la figure 9 un tel support métallique 8'' constitué classiquement d'un treillis de tubes ou de poutrelles, constituant une membrure fixée au fond 13 par des pieux battus, par exemple. On a représenté à la figure 10 le détail d'une liaison d'appui 15 entourée d'un cercle sur la figure 9. Le support 8" comprenant par exemple des membrures tubulaires 16 fixées par des pieux battus 17, on dispose suivant l'invention une pièce intermédiaire 18 montée coulissante dans chaque membrure 16. On peut ainsi régler le niveau de la tête 20 de la pièce coulissante 18, des cales 23 étant interposées entre la tête 20 et l'extrémité supérieure de la membrure 16. Un coulis de ciment 22 est injecté dans la membrure 16 autour de la pièce 18 pour assurer la liaison de la pièce 18 avec la membrure 16. On dispose des appuis 21, en néoprène par exemple, pour recevoir la structure (1,6). Grâce à ces moyens d'appui réglables, il est possible suivant l'invention, d'assurer la stabilité du caisson sur plusieurs supports adjacents, en absorbant d'éventuels écarts de hauteur des extrémités supérieures des membrures des supports. Bien entendu l'invention n' est pas limitée aux modes réalisation décrit et représenté qui n'ont été donné qu'à titre d'exemple. Ainsi des immeubles suivant l'invention peuvent être installés non seulement en zone littorale mais aussi en zone lacustre. L'invention n'est pas limitée à la construction d'immeubles d'habitation et s'étend à tout immeuble construit sur des lacs ou des mers pour diverses raisons, bases de lancement de fusées, centrales nucléaires à éloigner de zones habitées pour des raisons de sécurité par exemple, etc... etc... On conçoit en outre que l'invention permet éventuellement, dans son application à la construction de villes aquatiques, de reconfigurer la ville en détachant les immeubles de leur support par accroissement de leur flottabilité et en les redisposant suivant un autre schéma d'urbanisme. REVENDICATIONS 1. Procédé de construction et d'installation sur l'eau d'un immeuble à usage industriel, commercial ou d'habitation, caractérisé en ce qu'on construit une structure en béton comprenant une infrastructure (1) et une superstructure (6), l'infrastructure prenant la forme d'un caisson propre à assurer la flottabilité de la structure et des locaux étant distribués dans les deux parties de la structure, on remorque celle-ci sur site et on ballaste des compartiments (5,,5,) prévus dans le caisson pour poser la structure par gravité sur au moins un support (8;8';8") préinstallé dans une position immergée, ancré sur le fond de l'eau. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on construit au moins l'infrastructure (1) dans une cale sèche ou une forme de radoub. 3. Procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'on met l'infrastructure (1) à l'eau et on construit ensuite la superstructure (6) sur l'infrastructure. 4. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on pose la structure sur son support (8;8';8") par un ballastage à l'eau et on stabilise la position de la structure sur son support avec un ballast solide. 5. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on construit le support (8') dans une cale sèche en position horizontale, ce support comprenant des moyens propres à assurer sa flottabilité dans cette position, on met le support à liteau, on le remorque sur site, on le ballaste en le retenant par une extrémité de manière qu'il pivote autour de cette extrémité en se redressant, on le pose ensuite sur le fond marin dans une position droite prédéterminée. 6. Procédé conforme à la revendication 5, caractérisé en ce qu'on fixe le support sur le fond à l'aide de pieux battus (14). 7. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on construit le support (8) dans une cale sèche en position verticale, ce support comprenant des moyens propres à assurer sa flottabilité dans cette position, on met le support à l'eau, on le remorque sur site et on le ballaste par l'eau pour le poser par gravité sur le fond marin dans une position droite prédéterminée. 8. Immeuble installé suivant le procédé conforme à la revendication 1, constitué d'une structure (1,6) portée par au moins un support (8;8';8") ancré dans le fond de l'eau, caractérisé en ce que ladite structure (1,6) comprend une infrastructure (1) en forme de caisson au moins partiellement immergé et une superstructure (6) portée par ce caisson, des locaux (41 à 48,61 à 64) étant distribués dans l'infrastructure et la superstructure, le caisson de l'infrastructure comprenant en outre des compartiments de ballastage (5). 9. Immeuble conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que la structure repose sur au moins un support (8;8') en béton ancré sur le fond de l'eau. 10. Immeuble conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que la structure repose sur au moins un support métallique (8") ancré sur le fond de l'eau. 11. Immeuble conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que la structure repose sur plusieurs appuis (15) disposés chacun entre la base du caisson (1) et une pièce intermédiaire (18) montée coulissante dans la membrure (16) du support métallique (8'), la pièce coulissante (18) étant immobilisée dans une position d'appui finale par un coulis de ciment (22) injecté dans la membrure autour de la pièce intermédiaire (18). 12. Immeuble conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que des cales (23) sont disposées entre la membrure (16) et la pièce coulissante (18) pour régler la hauteur de cette pièce et permettre ainsi la mise à niveau des appuis sur lesquels repose la structure.