Brevet FR2712002A1 — publié le 19950512

"Procédé de construction d'un élément de digue sur un fond immergé et utilisation s'y rapportant" La présente invention concerne un procédé de construction d'un élément de digue sur un fond immergé. Elle concerne également l'utilisation d'un coffrage perdu pour la fabrication d'un tel élément. Les travaux publics nécessitant l'utilisation de béton et réalisés sur des rives ou des fond immergés, par exemple sur les bords d'un fleuve ou à proximité de la côte, posent d'important problèmes de mise en oeuvre. En effet, ces travaux ne peuvent généralement pas être menés directement dans l'eau ou au contact de celle-ci. C'est le cas des ouvrages réalisés suivant des procédés conventionnels nécessitant le durcissement du béton à l'air libre. I1 est alors nécessaire, la plupart du temps, d'isoler de l'eau la portion de la rive ou du fond où les travaux doivent avoir lieu. Pour effectuer cette isolation, on entoure généralement le site avec des plaques de métal d'épaisseur très importante, par exemple trente millimètres. Ces plaques ont un profil caractéristique en créneaux qui les rend très résistantes aux contraintes mécaniques principalement dues à la pression et aux courants de l'eau environnante. Une fois le site circonscrit et isolé de l'eau extérieure de manière étanche, l'eau se trouvant à l'intérieur du site est évacuée par pompage. Les travaux peuvent commencer lorsque le site est sensiblement asséché. Ces opérations d'isolement sont généralement très couteuses en matériel et en main d'oeuvre. En effet, les dimensions et les qualités de résistance mécanique requises pour les plaques rend leur prix de revient très élevé. De plus, ces plaques résistent mal en général à la corrosion, surtout en milieu marin, ce qui entraîne qu'elle ne peuvent pas être réutilisées pour différents travaux et son mises au rebut à la fin des opérations. De plus, compte tenu du lieu des travaux, des règles de sécurité très strictes doivent être observées. Les plaques doivent être assemblées pour constituer un ensemble étanche et susceptible de résister à des pressions et des courants très importants. La mise en place de l'ensemble est donc longue et minutieuse. C'est pourquoi la présente invention vise un procédé de construction d'un élément de digue sur un fond immergé permettant de surmonter ces inconvénients en rendant plus rapide et moins onéreux l'isolement d'une portion immergée, voire permettant d'éliminer complètement les opérations précitées en réalisant les travaux directement en milieu immergé. La présente invention vise donc un procédé de construction d'un élément de digue sur un fond immergé. L'expression "fond immergé" doit être prise au sens large. Elle désigne aussi bien une rive ou un fond, qu'il s'agisse d'une mer, d'un fleuve, d'un étang, d'un bassin artificiel, etc. Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives consistant à - installer verticalement dans et sur le fond un coffrage perdu constitué d'éléments préfabriqués comprenant deux parois définissant entre elles un espace, au moins une des parois étant une paroi autoporteuse constituée par une plaque ajourée sur toute sa surface; et - remplir ledit espace avec du béton chargé de sable et de gros agrégats, les plus petits des gros agrégats ayant des dimensions juste supérieures aux ouvertures de la plaque ajourée. Ce procédé peut être par exemple mis en oeuvre avec le coffrage objet des demandes de brevet français nO 91 13192 et 92 07042. La différence de densité entre le béton et le milieu liquide dans lequel il doit être coulé chasse et évacue par les ouvertures de la paroi du coffrage l'eau excédentaire introduite dans a composition du béton pour permettre et faciliter sa mise en oeuvre, ainsi que le liquide dans lequel l'ouvrage est réalisé. L'isolement d'une portion de rive ou de fond est donc simplifiée. Il suffit de circonscrire cette portion avec des éléments de coffrage - qui peuvent être relativement légers - et de couler le béton directement à l'intérieur de ceux-ci conformément au procédé selon l'invention. Si les éléments de coffrage sont disposés suffisamment près l'un de l'autre, le béton peut être coulé dans plusieurs éléments à la fois pour constituer un bloc de béton continu. L'étanchéité de l'ensemble est alors facile à assurer. Les parois du coffrage peuvent être maintenues à distance l'une de l'autre au moyen d'entretoises dont on peut librement choisir la longueur en fonction de l'épaisseur désirée pour l'élément de digue. Ainsi, lorsque les éléments de digue sont destinés à isoler une portion seulement à titre provisoire, on pourra les construire avec une épaisseur relativement réduite permettant de les détruire ou de les transporter après l'achèvement des travaux. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention est relativement simple et peu couteuse par comparaison avec la mise en place des plaques à profil en créneaux évoquée plus haut. De plus, l'élément de digue ainsi construit bénéficie de toutes les qualités de résistance du coffrage décrit dans les demandes de brevet précitées. Le procédé selon l'invention vient d'être brièvement décrit dans le cadre de la construction d'éléments de digue destinés à isoler de l'eau une partie de fond ou de rive en vue de la réalisation de travaux à sec. Néanmoins, le procédé selon l'invention peut également servir à la construction d'éléments de digue définitifs constituant l'ouvrage en lui-même, cette construction ayant lieu directement en milieu immergé. Ainsi, la réalisation de certains ouvrages en béton peut se faire directement dans l'eau sans avoir besoin d'isoler et d'assécher la portion de fond ou de rive. A cette fin, on peut donner aux entretoises précitées une longueur importante afin de réaliser des éléments suffisamment massifs en fonction de l'ouvrage réalisé. Selon une version avantageuse du procédé selon l'invention, les deux parois sont constituées chacune par une plaque ajourée sur toute sa surface. De la sorte, on facilite la mise en place et la stabilité du coffrage dans et sur le fond immergé puisque le coffrage ajouré sur ses deux faces présente seulement une résistance très faible aux courants et autres mouvements d'eau. Selon une autre version avantageuse, le procédé comprend l'étape préalable consistant à enfoncer verticalement dans le fond au moins deux pieux sur une partie seulement de leur longueur afin de les immobiliser dans le fond, le coffrage étant ensuite installé de sorte que les pieux se trouvent entre les deux parois. Les pieux se trouvent noyées dans le béton une fois le coulage de celui-ci achevé. Cette version permet de renforcer encore la stabilité de l'élément de digue, les pieux constituant des armatures pour ancrer et relier le coffrage fermement au fond. Selon une version préférée du procédé selon l'invention, les plaques ajourées sont des plaques de métal déployé renforcées par des raidisseurs. De telle plaques ajourées ont notamment pour avantage de présenter un faible prix de revient et d'être parfaitement adaptées à l'utilisation en coffrage perdu, de par leur légèreté, leur résistance mécanique et leur faible prise aux courants. La présente invention vise également l'utilisation d'un coffrage perdu constitué d'éléments préfabriqués comprenant deux parois définissant entre elles un espace destiné à être rempli de béton chargé de sable et de gros agrégats, au moins une des parois étant une paroi autoporteuse constituée par une plaque ajourée sur toute sa surface par des ouvertures juste inférieures aux dimensions des plus petits des gros agrégats, cette utilisation étant caractérisée en ce que le coffrage est destiné à la construction d'un élément de digue reposant sur un fond immergé D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description qui va suivre d'un mode préféré de réalisation de l'invention. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non-limitatif: - La figure 1 est une vue en perspective présentant le résultat de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; - La figure 2 est une vue partielle en perspective d'un coffrage utilisé dans le procédé selon l'invention; - La figure 3 est une vue en élévation montrant un élément de digue construit; - La figure 4 est une vue en coupe d'un autre coffrage utilisé dans le procédé selon l'invention. Dans le présent mode de réalisation et en référence à la figure 1, le procédé selon l'invention vise la construction d'éléments 1 de digue 2 sur le fond immergé 3 d'un fleuve, le long de la rive 4. La digue 2 en forme de "U" est destinée à venir circonscrire une portion 10 de la rive 4 où des travaux à sec doivent être effectués au voisinage du niveau de l'eau ou en dessous de celui-ci. Les éléments 1 de digue peuvent être construits simultanément ou l'un après l'autre. Le procédé comprend plusieurs étapes successives. En référence aux figures 2 et 3, la première étape consiste à installer verticalement dans et sur le fond 3 du fleuve envahi par l'eau un coffrage perdu 20 constitué d'éléments préfabriqués comprenant deux parois parallèles Sa et 5b définissant entre elles un espace 6. Dans le présent exemple, les deux parois 5a et 5b sont des parois autoporteuses constituées chacune par une plaque ajourée sur toute sa surface. Les plaques ajourées 5a et Sb peuvent être des plaques de métal déployé renforcées par des raidisseurs 7. Les deux parois parallèles 5a et 5b du coffrage sont relier l'une à l'autre par des entretoises 8 dont les extrémités sont articulées en rotation aux parois 5a et 5b suivant un axe vertical comme c'est le cas dans le présent mode ou encore par exemple suivant un axe horizontal. Ces articulation permet de réduire le volume du coffrage en rapprochant l'une vers l'autre les parois Sa et 5b. On facilite ainsi le transport et la manutention du coffrage. La deuxième étape du procédé consiste, alors que le lieu de construction est toujours envahi par l'eau, à remplir l'espace 6 avec du béton chargé de sable et de gros agrégats, les plus petits des agrégats ayant des dimensions juste supérieures aux ouvertures des plaques ajourées. Ce remplissage est effectué par le haut. Le béton coulé vient remplir tout l'espace 6 entre les parois Sa et 5b. Sous le poids du béton, grâce à la différence de densité entre le béton et le liquide dans lequel l'ouvrage doit être exécuté, le liquide présent entre les parois est chassé du coffrage. Par ailleurs, toute l'eau excédentaire incluse dans la composition du béton pour faciliter sa mise en oeuvre, est chassée à l'extérieur du coffrage par les ouvertures des parois Sa et Sb. Les agrégats du béton sont bloqués à l'intérieur car la dimension prévue pour les ouvertures ne permet pas leur sortie. De tels coffrages perdus pour béton sont connus notamment par les demandes de brevet français nO 91 13192 et 92 07042. Néanmoins, ces coffrages ou d'autres du même genre n'ont jamais été utilisés pour la construction d'éléments immergés. L'expérience montre qu'il ne se pose aucun problème de durcissement en milieu immergé. Dès que l'eau excédentaire a été évacuée, la prise du béton, grâce au ciment qu'il contient, s'amorce et se poursuit à un rythme normal jusqu'à durcissement interne complet de l'élément de digue 1. L'élément de coffrage est installé sur le fond afin d'être légèrement enfoncé dans celui-ci en fonction de la dureté du lit du fleuve afin d'assurer son assise. Néanmoins, il n'est pas toujours aisé d'enfoncer le coffrage profondément dans le fond 3. C'est pourquoi, en référence aux figures 1, 2 et 3, le procédé selon l'invention peut comprendre l'étape préalable consistant pour chaque élément 1 à enfoncer verticalement dans le fond 3 au moins deux pieux 12a et 12b sur une partie seulement de leur longueur afin de les immobiliser dans le fond 3, le coffrage étant ensuite installé de sorte que les pieux 12a et 12b se trouvent entre les deux parois Sa et Sb. Lorsque le béton est coulé dans l'espace 6, les pieux 12a et 12b se trouvent noyées dans le béton. Elle renforcent le stabilité de l'élément 1 de digue en constituant un ancrage de celui-ci dans le fond 3. Sur la figure 1, on a indiqué la position des pieux au sommet des éléments 1 dans un souci de clarté. Cependant, il n'est pas nécessaire que les pieux s'étendent jusqu'au sommet des éléments 1. Lorsque l'élément 1 de digue à construire doit être particulièrement épais, par exemple d'une épaisseur supérieure à 30 cm, on peut utiliser un coffrage présentant un plus grand nombre de parois parallèles comme suit. Ainsi, en référence à la figure 4, le coffrage 21 qui constitue une variante du coffrage 4, peut être constitué de sorte qu' entre les deux parois de coffrage 5a et 5b et près de celles d'entre elles constituée par une plaque ajourée, s'étend au moins une paroi intérieure parallèle aux deux autres. Dans le présent exemple, deux parois intérieures 13a et 13b ont été disposées entre les parois 5a et 5b. Les parois intérieures 13a et 13b sont également constituées d'une plaque ajourée sur toute sa surface. Bien entendu, les parois intérieures 13a et 13b sont reliées entre elles et aux parois extérieures 5a et 5b par des entretoises adaptées 14. On pourra ainsi concevoir le coffrage perdu en disposant autant de parois ajourées intermédiaires que nécessaire suivant les contraintes mécaniques à prévoir et l'épaisseur prévue pour l'élément de digue. A titre indicatif, il sera souvent utile de disposer des parois intermédiaires lorsque l'épaisseur du coffrage dépasse 50 cm. De la sorte, on constitue un fractionnement dans le voile de l'ouvrage final à réaliser. Le principe de la disposition des parois intermédiaires est néanmoins connu dans la technique des coffrages et l'on trouvera davantage de détails sur ce point dans les demandes de brevet précitées. Les éléments 1 sont construits de façon à réaliser une digue 2 ou un barrage étanche isolant la portion 10 de la rive 4 de l'eau extérieure à la digue 1. Lorsque la construction de la digue 2 est achevée, l'eau intérieure à la digue est évacuée par pompage afin d'assécher la portion 10. Les travaux prévus sur la portion 10 peuvent alors commencer. Le procédé selon l'invention a été décrit cidessus comme appliqué à la réalisation d'une digue 2 visant à isoler une partie de fond immergé pour réaliser des travaux à sec. Néanmoins, ce procédé est également applicable à la construction directe d'ouvrages en béton sans qu'il soit nécessaire au préalable d'isoler de l'eau environnante le lieu de construction. On construit alors l'ouvrage au moyen des éléments de coffrage précités en dimensionnant ceux-ci en fonction de l'ouvrage à réaliser, les éléments de coffrage constituant cette fois le corps même de la construction prévue. Il va de soi que la construction peut mettre en oeuvre conjointement des moyens de construction classiques. Lorsque la construction est effectuée dans une zone maritime ou fluviale soumise à l'influence des marées, on procédera à la mise en oeuvre de l'ouvrage de préférence à l'étale pour ne pas être gêné par la marée. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications et améliorations sans sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Procédé de construction d'un élément (1) de digue sur un fond immergé (3) caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives consistant à - installer verticalement dans et sur le fond (3) un coffrage perdu constitué d'éléments préfabriqués comprenant deux parois (5a, 5b) définissant entre elles un espace (6), au moins une des parois étant une paroi autoporteuse constituée par une plaque ajourée sur toute sa surface; et - remplir ledit espace avec du béton chargé de sable et de gros agrégats, les plus petits des gros agrégats ayant des dimensions juste supérieures aux ouvertures de la plaque ajourée (5a,5b). 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux parois (5a, 5b) sont constituées chacune par une plaque ajourée sur toute sa surface. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape préalable consistant à enfoncer verticalement dans le fond (3) au moins deux pieux (12a, 12b) sur une partie seulement de leur longueur afin de les immobiliser dans le fond, le coffrage étant ensuite installé de sorte que les pieux (12a, 12b) se trouvent entre les deux parois (5a, 5b). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'entre les deux parois (5a, 5b) de coffrage et près de celles d'entre elles constituée par une plaque ajourée, s'étend au moins une paroi intérieure (13a, 13b) parallèle auxdites parois (5a, 5b), cette paroi intérieure (13a, 13b) étant une plaque ajourée sur toute sa surface. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que au moins deux parois parallèles (5a, 5b, 13a, 13b) du coffrage sont reliées l'une à l'autre par des entretoises (8, 14) dont les extrémités sont articulées en rotation auxdites parois. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites plaques ajourées sont des plaques de métal déployé renforcées par des raidisseurs (7). 7. Utilisation d'un coffrage perdu constitué d'éléments préfabriqués comprenant deux parois (5a, 5b) définissant entre elles un espace (6) destiné à être rempli de béton chargé de sable et de gros agrégats, au moins une des parois étant une paroi autoporteuse constituée par une plaque ajourée sur toute sa surface par des ouvertures juste inférieures aux dimensions des plus petits des gros agrégats, cette utilisation étant caractérisée en ce que le coffrage est destiné à la construction d'un élément (1) de digue reposant sur un fond immergé (3). 8. Utilisation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les deux parois (5a, 5b) sont constituées chacune par une plaque ajourée sur toute sa surface. 9. Utilisation selon l'une des revendications 7 à 8, caractérisée en ce qu'entre les deux parois (5a, 5b) de coffrage et près de celles d'entre elles constituée par une plaque ajourée, s'étend au moins une paroi intérieure (13a, 13b) parallèle auxdites parois (5a, 5b), cette paroi intérieure (13a, 13b) étant une plaque ajourée sur toute sa surface 10. Utilisation selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que lesdites plaques ajourées sont des plaques de métal déployé renforcées par des raidisseurs (7).